Таблица 4.11 Материальный баланс ГФУ непредельных газов
| Продукты | % масс. на сырьё | % масс. на нефть | тыс. т/год | кг/ч |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Поступает:Газ+головка ККГаз+головка коксованияВсего:Получено:ППФББФГазовый бензинГазПотериВсего | 93,036,97100,033,7636,502,5024,243100 | 5,950,436,382,152,330,161,550,196,38 | 237,9517,28255,2386,1793,166,3861,877,65980,06 | 29684,382155,6931840,0710749,7511621,76795,917718,31954,3431840,07 |
4.12 Расчет материального баланса установки производства МТБЭ
Особенностью МТБЭ является то, что при смешении его с другими компонентами октановое число смеси получается выше, чем рассчитанное по правилу аддитивности. Синтез МТБЭ осуществляется по реакции этерификации, расчет материального баланса приведен в таблице 4.12.
Таблица 4.12 – Материальный баланс установки производства МТБЭ
| Продукты | % масс. на сырьё | % масс. на нефть | тыс. т/год | кг/ч |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Поступает:Бутан-бутиленовая фракцияВ т.ч. изобутанМетанолВсего:Получено:МТБЭОтработанная ББФПотериВсего: | 100,0(-16,00)9,02109,0224,3981,643,00109,02 | 2,33(-0,4)0,232,560,581,900,012,56 | 93,16(-14,42)8,13101,2922,6675,852,78101,29 | 11621,76(1798,90)1014,2212635,982826,859462,33348,0540346,83 |
4.13 Расчет материального баланса установки алкилирования
Таблица 4.11 – Материальный баланс установки алкилирования
| Продукты | % масс. на сырьё | % масс. на нефть | тыс. т/год | кг/ч |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Поступает:ББФ с МТБЭВ т.ч. изобутанВсего:Получено:Легкий алкилатТяжелый алкилатПропанОтработанная ББФПотериВсего: | 100,00(-41)100,0079,103,401,9012,603,00100,00 | 1,90(-0,85)1,901,500,070,040,240,061,90 | 75,85(-30,16)75,8559,992,581,449,562,281520,57 | 9462,333762,489462,337483,79321,86179,641192,62284,439462,33 |
4.14 Расчет материального баланса установки получения серы
Одоптинская нефть содержит 0,4% масс серы, т.е. на проектируемый завод вместе с нефтью поступает 16 тыс. т. серы в год. При переработке этой нефти на данном заводе образуется 291,92 кг/ч или 2,34 тыс. т/год сероводорода. Остальное количество серы остается в битуме. Сжигать образующиеся сероводород на факелах завода нельзя, т. к. это приведет к загрязнению воздушного бассейна, поэтому предусмотрена установка по переработке сероводорода в серу.
Материальный баланс установки производства серы приведен в таблице 4.14.
Таблица 4.14 – Материальный баланс установки производства серы приведен
| Продукты | % масс. на сырьё | % масс. на нефть | тыс. т/год | кг/ч |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Поступает:СероводородВсего:Получено:Сера элементарнаяПотериВсего: | 100,0100,097,03,0100,0 | 0,0600,0600,0580,0020,060 | 2,342,342,270,072,34 | 291,92291,92283,188,73291,92 |
4.15 Расчёт материального баланса установки компаундирования бензина Аи-95
На установку компаундирования для приготовления бензина Аи-95 поступает:
– н-бутан с ГФУ;
– изогексановая фракция с установки изомеризации;
– изопентановая фракция с установки изомеризации;
– изопентановая фракция с установки ГФУ;
– газовый бензин (фракция С6) с ГФУ;
– бензин АИ-93 с установки процесса «Цеоформинг»
– базовый компонент – катализат с установки каталитического риформинга;
– бензин каталитического крекинга НОС-Р;
– присадка МТБЭ;
– газовый бензин (фракция С6) с ГФУ непредельных УВ;
– лешкий алкилат с установки алкилирования.
Количество и свойство компонентов компаундирования представлены в таблице 4.15.
Таблица 4.15 - Количество и свойства компонентов компаундирования
| Продукт | кг/ч | тыс. т/год | % масс. | Октановое число ИМ |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Бутановая фракция (ГФУ)Изогексановая фракцияИзопентановая фракцияИзопентановая фракция (ГФУ)Газовый бензин (ГФУ)Бензин («Циоформинг»)Катализат (КР)Бензин (КК)Легкий алкилатМТБЭГазовый бензин (ГФУ непр. УВ) | 1062,25991,772630,99553,89116,027784,4399693,1163384,487483,782826,85795,91 | 8,5157,9521,094,440,9362,40799,14508,0959,9922,666,38 | 0,570,531,400,300,064,1653,2233,843,991,510,42 | 93,87492,392,38293100939311883 |
| Бензин Аи-95 | 187323,48 | 1501,585 | 100,0 | 95,9 |
Октановое число бензина рассчитывается по формуле [4.2]:
Осм = (ОА·А + ОВ·В + ОС·С + …)/ 100 /8, с. 39/ [4.2]
где Осм – октановое число смеси;
ОА,ОВ, ОС – октановые числа компонентов;
А, В, С – содержание компонентов в смеси, % масс.
Октановое число получаемого бензина рассчитывается следующим образом:
Осм=(0,57·93,8+0,56·74+1,40·92,3+0,30·92,3+0,06·82+4,16·93+53,22·100+33,84*93+3,99·93+1,51·118 + 0,42·83)/100=95,9
Таким образом, при компаундировании вышеназванных компонентов в указанных количествах, и вырабатываемых согласно поточной схеме (рис. 3), получается летний вид автобензина Аи-95 без добавления антидетонаторов
4.16 Расчет материального баланса установки компаундирования зимнего дизельного топлива
На установку компаундирования для приготовления летнего дизельного топлива поступают:
– дизельное топливо с установки гидроочистки;
– фракция 180–350;
– тяжелый алкилат установки алкилирования;
– промежуточная фракция с карбомидной депарафинизации.
Количество и свойство компонентов компаундирования летнего
дизельного топлива представлены в таблице 4.16.
Таблица 4.16 – Количество и свойства компонентов компаундирования
| Продукт | кг/ч | тыс. т/год | % масс. | Цетановое число |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Гидроочищенное ДТФр. 180–350Тяжелый алкилатПромежуточная фракция | 25984,2844910,18321,8615893,21 | 208,293602,58127,40 | 29,8351,560,3718,25 | 53495259 |
| Летнее дизельное топливо | 87109,53 | 698,27 | 100,0 | 52,03 |
Цетановое число дизельного топлива рассчитывается по формуле:
Цсм = (ЦА·А + ЦВ·В + ЦС·С + …)/ 100, /8, с. 42/ (4.3)
где Цсм – цетановое число смеси;
ЦА,ЦВ, ЦС – цетановые числа компонентов;
А, В, С – содержание компонентов в смеси, % масс.
Цетановое число получаемого дизельного топлива рассчитывается следующим образом:
Цсм = (53·29,83+ 49·51,56+52·0,37+59·18,25)/100 = 52,03
Таким образом, при компаундировании вышеназванных компонентов в указанных количествах, и вырабатываемых согласно поточной схеме (рис. 3), получается зимнее дизельное топливо без добавления цетанповышающих добавок.
5. Сводный товарный баланс проектируемого НПЗ
нефтепереработка сырье баланс технологический
Таблица 5.1 – Сводный материальный баланс проектируемого НПЗ
| Продукты | % масс. на нефть | кг/ч | тыс. т/год |
| Поступило:Нефть товарнаяМетанолВсего: | 100,000,23100,23 | 499002,001014,22500016,22 | 40008,134008,13 |
| Получено:Автомобильный бензин Аи-95в том числе:– бутановая фракция– изогексановая фракция– изопентановая фракция– изопентановая фракция (ГФУ)– газовый бензин (ГФУ)– Бензин («Цеоформинг»)– Катализат (КР)– Бензин(КК)– Присадка МТБЭ– Газовый бензин (ГФУ непред. УВ)Дизельное топливо зимнее.Дизельное топливо летнее в том числе:– фр. 180–350 оС с АТ– фр. 180–350 оС с ГО– тяжелый алкилат– промежуточная фракцияСольвентЖидкий парафинЭлементная сераСжиженные газы в том числе:– пропан– изобутан– пропан-пропиленовая фракция– н-бутанКоксТопливный газПотери в том числе выжигаемый коксВсего | 37,370,2150,200,530,110,021,5619,9812,700,580,1629,7517,5795,310,073,190,1441,750,0583,160,280,212,150,2151,793,8874,753100,23 | 179839,701062,258494,8822545,35553,89116,027784,4399693,1163384,4812635,98795,91148453,0987109,5344910,1825984,28321,8615893,21718,568732,53283,1814239,651390,971036,6810749,751062,258939,6219396,2123717,56500016,22 | 1441,5958,5157,9521,094,440,9362,40799,14508,0922,666,381190,00698,27360208,292,58127,405,76702,27114,14511,158,3186,178,51571,66155,48190,124008,13 |
Заключение
На основании изучения физико-химических характеристик Одоптинской нефти и определения потенциального содержания в ней нефтяных фракций, а также в соответствии с заданием был выбран топливный вариант с глубокой переработкой нефти.
На основании литературных данных составлены материальные балансы выбранных процессов.
Приведена краткая характеристика набора процессов включенных в поточную схему завода.
Включение в схему завода современных высокоэффективных процессов таких как «Цеоформинг», каталитический риформинг, каталитический крекинг остаточного сырья, алкилирование позволило получить глубину переработки нефти – 91,85% и обеспечить выход высококачественного бензина соответствующего марке Аи-95 равный 37,37%. Включение процесса коксования позволило получить кокс марки К3–25, который в дальнейшем используется в производстве алюминия и электродов.
Таким образом, предложена технология глубокой переработки нефти с максимальным выходом топлив представляющая почти безотходную технологию.
Библиография
1 Козин В.Г. Современные технологии производства компонентов моторных топлив / В.Г. Козин, Н.Л. Солодова, Н.Ю. Башкирцева. – Казань: Татарское республиканское издательство Хэтер (ТаРИХ), 2003. – 264 с.
2 Мановян А.К. Технология переработки природных энергоносителей / А.К. Мановян. – М.: Химия, КолосС, 2004. – 456 с.
3 Каминский Э.Ф. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты / Э.Ф. Каминский, А.В. Хавкин. – М.: Издательство «Техника», 2001. – 384 с.
4 Нефти Восточных районов СССР / под ред. С.Н. Павловой и З.В. Дриацкой. – М.: Химия, 1962. – 504 с.
5 Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа / С.А. Ахметов. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.
6 Карманный справочник нефтепереработчика / под ред. М.Г. Рудина. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2004. – 336 с.
7 Разработка поточной схемы и расчет товарного баланса нефтеперерабатывающего завода: методические указания / Казан. гос. технол. ун-т; сост. В.Г. Козин. – Казань, 1993. – 52 с.
8 Основы проектирования нефтеперерабатывающих заводов / В.Г. Козин [и др.]. – Казань: Казан. гос. технол. ун-т, 1998. – 226 с.