Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Иркутский государственный технический университет
Кафедра химической технологии
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
По дисциплине
Химическая технология природных энергоносителей углеродных материалов
Тема:
Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5
ЗАДАНИЕ
На курсовое проектирование
По курсу: Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов
Тема проекта: Рассчитать материальный баланс установки АВТ. Спроектировать аппарат вторичной перегонки бензина К-5
Исходные данные: Мощность установки АВТ – 3 000 000 тонн в год; сырьё установки АВТ – нефть самотлорская; сырьё колонны ВПб (К-5) – фракция 105 – 1800С; продукты колонны ВПб (К-5) – фракции 105 – 1400С, 140 – 1800С.
Рекомендуемая литература:
Нефти СССР. Справочник, М.: Химия. т 4.-787 с;
Сарданашвили А.Г. и др. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. М.: Химия, 1973,-272 с;
Справочник нефтепереработчика // под ред. Лестовский Г.А., Л.: Химия, 1986.-648 с;
Повлов К.Ф., Романков П.Г. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, 7-е изд. Л.: ГОСИНТИ, 1989;
Криворот А.С. Конструкции и основы проектирования машин и аппаратов химической промышленности. М.: Химия, 1999
Графическая часть
Дата выдачи задания «1» марта 2006 г.
Дата представления проекта руководителю «1» мая 2006 г.
Руководитель курсового проектирования
Содержание
Введение
1. Выбор и обоснование метода производства
2. Физико-химические основы процесса
3. Описание технологической схемы
4. Характеристика сырья, полупродуктов, готовой продукции вспомогательных материалов
5. Материальный баланс установки
6. Тепловой баланс колонны вторичной перегонки К-5
7. Конструктивный расчёт колонны вторичной перегонки бензина К-5
8. Гидравлический расчет
9. Прочностной расчет
10. Описание конструкции аппарата и эскиз
11. Вредности и опасности на производстве
12. Охрана окружающей среды от промышленных загрязнений
Заключение
Список литературы
Приложение А - Принципиальная схема ректификационной установки
Приложение Б - Принципиальная схема блока стабилизации и вторичной перегонки бензина установки ЭЛОУ – АВТ – 6
Приложение В - Принципиальная схема установки атмосферно-вакуумной перегонки нефти с блоком обезвоживания и обессоливания
Введение
Различные виды горючих ископаемых – уголь, нефть и природный газ – известные человечеству с доисторических времён. До настоящего времени горючие ископаемые использовали и продолжают использовать главным образом, как энергетическое топливо, т.е. как первичные энергоресурсы. В ХХ в. К источникам энергоресурсов добавились ещё и гидроресурсы и ядерное топливо. Совокупность отраслей промышленности, занятых добычей, транспортировкой и переработкой различных видов различных ископаемых, а также выработкой, преобразованием и распределением различных видов энергии (тепловой, электрической и др.), называют топливно-энергетическим комплексом (ТЭК). ТЭК включает топливную (нефтяную, газовую, угольную, торфяную, сланцевую), нефтеперерабатывающую, нефтехимическую и энергетическую (тепло-, гидро- и атомную) промышленности.
ТЭК является основой современной мировой экономики. Уровень развития ТЭК отражает социальный и научно-технический прогресс в стране. Действительно, трудно представить жизнь современного человека без топлива, энергии, света, тепла, связи, радио, телевидения, транспорта и бытовой техники и т.д. Без энергии невозможно развитие кибернетики, средств автоматизации, вычислительной и космической техники.
Особенно велико современное экономическое значение нефти и газа. Нефть и газ – уникальные и исключительно полезные ископаемые. Продукты их переработки применяют практически во всех отраслях промышленности, на всех видах транспорта, в военном и гражданском строительстве, сельском хозяйстве, энергетики в быту и т.д. За последние несколько десятилетий из нефти и газа стали вырабатывать в больших количествах разнообразные химические материалы, такие, как пластмассы, синтетические волокна, каучуки, лаки, краски, моющие средства, минеральные удобрения, и многое другое. Не зря называют нефть «чёрным золотом», а ХХ в. – веком нефти и газа. Нефть и газ определяют не только экономику и технический потенциал, но часто и политику государства.
Нефтеперерабатывающая промышленность – отрасль тяжёлой промышленности, охватывающая переработку нефти и газовых конденсатов и производство высококачественных товарных нефтепродуктов: моторных и энергетических топлив, смазочных масел, битумов, нефтяного кокса, парафинов, растворителей, элементной серы, термогазойля, нефтехимического сырья и товаров народного потребления.
Промышленная переработка нефти и газовых конденсатов на современных нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) осуществляется путём сложной многоступенчатой физической и химической переработки на отдельных или комбинированных крупнотоннажных технологических процессов (установках, цехах) предназначенных для получения различных компонентов или ассортиментов товарных нефтепродуктов.
В ХХIв. нефтеперерабатывающая отрасль России вступила со значительным отставанием высокоразвитых стран по глубине переработки нефти и насыщенности НПЗ вторичными процессами. Снижение научно-инновационного потенциала в отрасли обусловлено сокращением государственного финансирования на развитие исследований области создания наукоёмких технологий, включая фундаментальную и прикладную науку. Это в свою очередь, привело к ориентации нефтяного комплекса России на зарубежные технологии.
Сегодня в России мощности по первичной переработки составляют около 315 млн. т/год. Суммарная мощность Российских НПЗ по первичной переработки нефти в 3 раза ниже, чем в США. В тоже время средняя мощность одного Российского завода превышает мощность среднего завода США в 2,4 раза. Однако общая технологическая оснащённость отечественных заводов процессами, углубляющими переработку нефти, крайне низка.
1. Выбор и обоснование метода производства
Существует три основных направления переработки нефти:
1) топливная;
2) топливно-маслянное;
3)нефтехимическое или комплексное (топливно-нефтехимическое или топливно-масляно-нефтехимическое)
При топливном направлении нефть и газовый конденсат в основном перерабатываются на моторные и котельные топлива. Переработка нефти на НПЗ топливного профиля может быть глубокой и не глубокой. Технологическая схема НПЗ с неглубокой переработкой отличается небольшим числом технологических процессов и небольшим ассортиментом нефтепродуктов. Выход моторных топлив по этой схеме не превышает 55-60% масс. и зависит в основном от фракционного состава перерабатываемого нефтяного сырья. Выход котельного топлива составляет 30-35% масс.
При глубокой переработке стремятся получить максимально высокий выход высококачественных моторных топлив путём вовлечения в их производство остатков атмосферной и вакуумной перегонок, а также нефтезаводских газов. Выход котельного топлива в этом варианте сводится к минимуму. Глубина переработки нефти при этом достигает до70-90%масс.
По топливно-масляному варианту переработки нефти наряду с моторными топливами получают различные сорта смазочных масел. Для производства последних подбирают обычно нефти с высоким потенциальным содержанием масляных фракций с учётом их качества.
Нефтехимическая и комплексная переработка нефти предусматривает наряду с топливами и маслами производство сырья для нефтехимии (ароматические углеводороды, парафины, сырьё для пиролиза и др.), а в ряде случаев - выпуск товарной продукции нефтехимического синтеза.
Выбор конкретного направления, соответственно съем переработки нефтяного сырья и ассортимента выпускаемых нефтепродуктов обуславливается, прежде всего, качеством нефти, её отдельных топливных и масляных фракций, требованиями и качество товарных нефтепродуктов, а также потребностями в них данного экономического.
На установках АТ осуществляют не глубокую перегонку нефти с получением топливных (бензиновых, керосиновых, дизельных) фракций и мазута установки ВТ предназначенные для перегонки мазута. Получаемые на них газойлевые, масляные фракции и гудрон используют в качестве сырья процессов последующей (вторичной) переработки их с получением топлив, смазочных масел, кокса, битумов и других нефтепродуктов.
Современные процессы перегонки нефти являются комбинированными с процессами обезвоживания, вторичной перегонки и стабилизации бензиновой фракции: ЭЛОУ-АТ, ЭЛОУ-АВТ, ЭЛОУ-АВТ-вторичная перегонка и т.д. диапазон мощностей отечественных установок перегонки нефти широк – от 5 до 8 млн.т/год. Преимущество установок большой единичной мощности очевидны: высокая производительность труда и низкие капитальные и эксплуатационные затраты по сравнению с установками малой производительности.
Ещё более существенные экономические преимущества достигаются при комбинировании АТ и АВТ (или ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ) с другими технологическими процессами такими, как газофракционирование, гидроочистка топливных и газойлевых фракций, каталитический риформинг, каталитический крекинг, очистка масляных фракций и т.д.
Технологическая схема установки АВТ должна обеспечивать получение выбранного ассортимента продуктов из заданного сырья наиболее экономичным способом. При выборе схемы АВТ необходимо определять: оптимальную мощность установка, возможность и целесообразность комбинирования АВТ с другими установками, оптимальную схему отдельных блоков установки, схему размещения оборудования на территории установки. Выбранная схема должна обеспечивать большую глубину отбора, чёткость фракционирования гибкость процесса, большой межремонтный пробег и высокие технико-экономические показатели.