- •Т.П. Макарова, э.И. Марданова, л.Ф. Корепанова Технология переработки нефти и газа
- •© Альметьевский государственный
- •Общие указания
- •I. Химический состав нефти
- •1. Элементный и фракционный состав нефти
- •2.1. Парафиновые углеводороды
- •2.3. Нафтеновые углеводороды
- •2.4. Ароматические углеводороды
- •2.5. Гибридные углеводороды
- •2.6. Гетероатомные соединения нефти
- •2.6.1. Серусодержащие соединения
- •2.6.2. Азотсодержащие соединения
- •Распределение азотистых соединений
- •2.6.3. Кислородсодержащие соединения
- •3. Классификация нефтей
- •3.1. Химическая классификация
- •3.2. Технологическая классификация
- •1. Классификация процессов переработки нефти, газовых конденсатов и газов
- •2. Основные этапы нефтепереработки
- •3. Подготовка нефти к переработке
- •Сырая нефть; II- деэмульгатор; III- сброс воды; IV- подача щелочной воды; V- обессоленная и обезвоженная нефть
- •3.1. Нефтяные эмульсии
- •4. Первичная переработка нефти
- •4.1. Атмосферная и вакуумная перегонка нефти
- •4.2. Вторичная перегонка бензинов
- •5. Вторичная переработка нефти
- •5.1. Термический крекинг
- •5.2. Коксование
- •5.3. Пиролиз
- •5.4. Каталитический крекинг
- •5.5. Риформинг
- •5.6. Гидрогенизация
- •6. Очистка нефтепродуктов
- •6.1. Очистка светлых нефтепродуктов
- •6.2. Очистка смазочных масел
- •7. Типы нефтеперерабатывающих заводов
- •8. Переработка газов
- •8.1. Исходное сырье и продукты переработки газов
- •8.2. Основные объекты газоперерабатывающих заводов
- •8.3. Отбензинивание газов
- •8.3.1. Компрессионный метод
- •8.3.2. Абсорбционный метод
- •8.3.3. Адсорбционный метод
- •8.3.4. Конденсационный метод
- •8.3.5. Газофракционирующие установки
- •9. Химическая переработка углеводородного сырья
- •9.1. Производство нефтехимического сырья
- •9.2. Производство поверхностно-активных веществ
- •9.3. Производство спиртов
- •9.4. Производство полимеров
- •9.5.2. Синтетические каучуки
- •9.5.3. Пластмассы
- •9.5.4. Синтетические волокна
- •III. Материальные и тепловые расчеты химико-технологических процессов
- •1. Составления материальных балансов
- •И материальные расчеты химико-технологических процессов
- •Материальный баланс на 1т окиси этилена
- •Материальный баланс печи крекинга (на 1000 м3 природного газа)
- •Происходит дальнейшее хлорирование
- •Материальный баланс хлоратора бензола (1т хлорбензола)
- •Образовалось в соответствии с заданным мольным соотношением
- •С воздухом………. 586
- •Материальный баланс реактора для окисления метанола (1ч работы)
- •2. Равновесие химико-технологических процессов
- •3. Составление энергетического (теплового) баланса и тепловые расчеты химико-технологических процессов
- •4. Массообменные процессы
- •Возьмем при 1900°c
- •Бензол ………… 49,063 Дихлорбензол ………… 53,05
- •Суммарный тепловой эффект при хлорировании 1т бензола
- •IV. Расчет ректификационных колонн
- •2. Температурный режим
- •Решение.Парциальное давление паров бензина равно
- •Продолжение таблицы
- •3. Высота
- •4. Материальный и тепловой балансы
- •Общее количество тепла, вводимого в колонну, составит
- •V. Расчет реакционных устройств термических процессов
- •1. Реакционные змеевики и камеры установок термического крекинга под давлением
- •1.1. Определение скорости реакции
- •1.2. Расчет реакционного змеевика печи термического крекинга
- •1.3. Расчет реакционной камеры
- •2. Реакционные аппараты установок коксования нефтяных остатков
- •2.1. Определение выхода продуктов коксования
- •2.2. Расчет реактора и коксонагревателя на установках коксования в подвижном слое гранулированного коксового теплоносителя
- •2.3. Расчет реактора на установках коксования в кипящем слое коксового теплоносителя
- •3.1. Расчет печи трубчатой установки пиролиза
- •Учитывая, что
- •Диаметр труб рассчитывают по формуле
- •3.2. Пиролиз на установках с подвижным слоем твердого теплоносителя
- •3.3. Установки с кипящим слоем твердого теплоносителя
- •Находят объем катализатора в реакторе
- •1. Процесс каталитического алкилирования парафиновых и ароматических углеводородов олефинами
- •Рассчитывают выход алкилата
- •Теплота сгорания нефтепродуктов
- •Среднее число атомов в молекуле сырья (т) определяется по формуле
- •Итого………..-43710
- •Вычисляют приближенно молекулярную массу групп углеводородов
- •Лабораторная работа № 1 Тема: «Определение содержания воды в нефти методом Дина и Старка»
- •1.1. Основные понятия
- •Требования к содержанию воды в нефти, поставляемых с промыслов
- •1.2. Описание методики определения содержания воды в нефти методом Дина и Старка
- •Лабораторная работа № 2 Тема: «Определение механических примесей в нефти
- •2.1. Основные понятия
- •2.2 Описание методики определения механических примесей в нефти
- •Лабораторная работа № 3 Тема: «Определение содержания солей в нефти»
- •3.1. Основные понятия
- •3.2 Описание методики определения содержания солей в нефти
- •Приложение 1
- •Подписано в печать 20.09.2007 г.
Рассчитывают выход алкилата
G3 = 22650 + 24915 = 47565 т/год
в том числе авиаалкилата
G4 = 47565 0,90 = 42808 т/год
автоалкилата С5 = 47565 - 42808 = 4757 т/год
Результаты подсчетов сводят в таблицу:
Сырье |
% масс. |
т/год |
Продукт |
% масс. |
т/год | ||||||||||
Приход |
Расход | ||||||||||||||
С3Н6 С3Н8 изо-С4Н8 н-С4Н8 изо-С4Н10 н-С4Н10 |
1,2 1,3 5,5 26,6 38,8 26,6 |
780 820 3760 18110 26420 18110 |
Авиаалкилат Автоалкилат Отработанная бутан- бутеленовая фракция Пропан |
63,0 7,0 28,7
1,3 |
42808 4757 19615
820 | ||||||||||
| |||||||||||||||
параметры |
Вариант | ||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | ||||||
Gт/год103 |
60 |
62 |
64 |
66 |
68 |
70 |
72 |
74 |
76 |
78 | |||||
С3Н6% |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 | |||||
С3Н8% |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 | |||||
изо- С4Н8% |
6 |
5,9 |
5,8 |
5,7 |
5,6 |
5,5 |
5,4 |
5,3 |
5,2 |
5,1 | |||||
н- С4Н8% |
30 |
29 |
28,5 |
28 |
27 |
26 |
26,5 |
25 |
25,5 |
24,5 | |||||
изо- С4Н10% |
30 |
31 |
33 |
35 |
35,5 |
36 |
37 |
38 |
38,5 |
39 | |||||
н- С4Н10% |
32,1 |
32 |
30,4 |
28,8 |
29,2 |
29,6 |
28 |
28,4 |
27,3 |
27,7 | |||||
б |
1,1 |
1,11 |
1,12 |
1,13 |
1,14 |
1,15 |
1,16 |
1,17 |
1,18 |
1,19 | |||||
1% |
89,5 |
88,5 |
90,5 |
87 |
88 |
89 |
93 |
92 |
91 |
90 | |||||
2% |
10,5 |
11,5 |
9,5 |
13 |
12 |
11 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Пример 6.5. На установке сернокислотного алкилирования бутан-бутиленовой фракции перерабатывают G = 70000 т/год сырья. Определить выход авиаалкилата и автоалкилата, если известно, что в исходной смеси содержится олефинов = 31,4% масс,
Решение. Принимают выход всего алкилата равным 175% от олефинов, а авиаалкилата 90% от всего алкилата. Определяют выход всего алкилата
G1 = 70000 0,314 l,75 = 38400 т/год
Подсчитывают выход авиаалкилата
G2 = 38400 0,90 = 34560 т/год
Находят выход автоалкилата
G3 = 38400 0,10 = 3840 т/год
параметры |
Вариант | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
Gт/год103 |
5 |
5,5 |
6 |
6,5 |
7 |
7,5 |
8 |
8,5 |
9 |
9,5 |
% масс |
30 |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
Пример 6.6. Составить материальный баланс установки сернокислотного алкилирования бензола пропиленом, если известно: состав сырья — пропан-пропиленовой фракции (в % масс.): С3Н6 38,27; С3Н8 55,47; С4Н8 2,94; С4Н10 3,32; производительность установки G = 20 000 т/год по пропан-пропиленовой фракции; глубина превращения пропилена 1 = 99%, бутиленов 2 = 100%; число рабочих дней в году 310; массовое соотношение изопропилбензола и полиизопропилбензола (n1 : n2) = 8:1.
Решение. Подсчитывают массу пропилена, вступившего в реакцию
т/год
Определяют массу бутиленов, вступивших в реакцию
т/год
Находят массу бензола, вступившего в реакцию с пропиленом
т/год
с бутиленом
т/год
т.е. всего 14920 т/год.
где M1, M2, М3 - молекулярная масса пропилена, бутиленов и бензола.
Определяют массу образующегося изопропилбензола
т/год
Подсчитывают массу полиизопропилбензола
т/год
Выход полиалкилбензола слагается из выходов полиизопропилбензола и бутилбензола
т/год
Результаты подсчетов сводят в таблицу:
Сырье |
%, масс. |
т/сут |
т/год |
Продукт |
%, масс. |
т/сут |
т/год |
Приход Бензол Пропан-пропи- леновая фракция |
42,7 57,3
|
48,1 64,5 |
14920 20000 |
Расход Изопропилбен- зол Полиалкилбен- зол Отработанная пропан-про- пиленовая фракция |
55,3
10,9
33,8 |
62,2
12,3
38,1 |
19300
3808
11812 |
Итого…… |
100,0 |
112,3 |
34920 |
Итого…… |
100,0 |
112,6 |
34920 |
параметры |
Вариант | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
С3Н6 % |
35,4 |
39,8 |
33,7 |
36,2 |
38,5 |
32,9 |
34,3 |
37,1 |
31,6 |
35,8 |
С3Н8 % |
51,8 |
54,3 |
55,2 |
59,7 |
52,5 |
58,3 |
57,9 |
50,1 |
56,4 |
53,6 |
С4Н8 % |
5,45 |
2,14 |
4,63 |
1,97 |
2,26 |
4,82 |
3,39 |
5,58 |
5,91 |
3,71 |
С4Н10 % |
7,35 |
3,76 |
6,47 |
2,13 |
6,74 |
3,92 |
4,41 |
7,22 |
6,09 |
6,89 |
Gт/год103 |
1,9 |
2 |
2,1 |
2,2 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,8 |
n1:n2 |
5:1 |
6:1 |
7:1 |
8:1 |
9:1 |
5:1 |
6:1 |
7:1 |
8:1 |
9:1 |
vii. ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРОЦЕССОВ ДЕСТРУКТИВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ГАЗА
Тепловые эффекты процессов деструктивной переработки нефти определяют экспериментально, подсчитывают по закону Гесса или на основе материалов обследования реакционных устройств промышленных установок. Последний метод наиболее точен. При расчете теплового эффекта процесса по закону Гесса даже небольшая неточность в значениях теплоты сгорания или выхода продуктов приводит к весьма большим погрешностям. Тем не менее, закон Гесса широко применяют для подсчета тепловых эффектов процессов. Расчет ведут следующим образом.
Составляют материальный баланс процесса
A= X1Б + Х2В + Х3Г (7.1)
где А - сырье процесса; Б, В, Г — полученные продукты; X1, Х2, Х3 - выходы полученных продуктов, массовые доли.
2. Определяют теплоту сгорания сырья и продуктов любым доступным методом. Теплоту сгорания газа можно рассчитать по его составу, либо подобрать в литературе. Данные о теплоте сгорания бутана, жидких нефтепродуктов и кокса представлены в табл. 7.1.
Таблица 7.1.