Рассчет установки депарафинизации

Введение 

Омский нефтеперерабатывающий  завод (НПЗ) (Омск)   

ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» - один из крупнейших нефтеперерабатывающих  заводов России, дочернее предприятие  компании «Газпром нефть».В перечень основных технологических процессов  ОАО «Газпромнефть-Омский НПЗ» входят: обессоливание и обезвоживание нефти, первичная переработка нефти, каталитический крекинг, сернокислотное алкилирование; каталитическое риформирование; гидроочистка дизельного топлива; производство ароматических углеводородов и другие. Предприятие выпускает автомобильные бензины, топливо для дизельных и реактивных двигателей, бытовой газ, топочный мазут, бензол, толуол, ортоксилол, параксилол, битум, кокс, техническую серу и другую продукцию, востребованную на рынке. Омский нефтеперерабатывающий завод - единственный отечественный производитель катализаторов крекинга.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая часть

1. Назначение, краткая характеристика процесса

        Установка депарафинизации типа 39/8 №5 предназначена для снижения температуры застывания дистиллятных и остаточных масляных фракций. Путем удаления из них твердых парафинов.

        На установке применяется способ  депарафинизации кристаллизацией,  основанный на охлаждении депарафинируемого  сырья в смеси с растворителем.  При этом парафиновые углеводороды выкристаллизовываются из раствора и затем отделяются от жидкости фильтрованием. В качестве растворителя применяется смесь метилэтилкетона (МЭК)  с толуолом.

        Компоненты масел, получаемые  на установке, используются для  приготовления смазочных масел.

        В  остатке после процесса депарафинизации  получается гач или петролатум. Гач используется в качестве  компонента сырья установки 43/103, петролатум для получения антистарителей.

        На  установке имеется возможность  производства парафина технического неочищенного.

        Для производства парафина технического  неочищенного применяется процесс  обезмасливания гача. Процесс обезмасливания  гача аналогичен процессу депарафинизации  масел. Парафин технический неочищенный  используется для приготовления антистарителя Омск-10М-1. В остатке после процесса обезмасливания получается слопвокс, который откачивается на установку 43/103 в качестве компонента сырья.

 

       Проектная производительность по  сырью:

      -рафинат дистиллятный – 350 000 т/год

    

 

   Установка депарафинизации масел состоит из следующих отделений:

        1. Охлаждение смеси сырья с  растворителем.

        2. Фильтрации.

        3. Регенерации растворителя

        4. Обезвоживания растворителя.

        5. Системы инертного газа и система очистки от паров растворителя.

        6. Холодильной установки.

        Количество технологических линий  (потоков) на установке - 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Характеристика сырья, готовой продукции

Наименование  продукта	ГОСТ, ТУ, СТП	Показания по ГОСТ, ТУ, СТП	Допустимые  пределы
1	2	3	4
Рафинат остаточный 1 ступени	СТО 7.401302- 2003 с  изм.1-4	Показатель  преломления при 50 оС, не более   Массовая доля селективных растворителей, %, не более: - фенола - метилпирролидона	1,4850       0,003 0,005
Компонент масла остаточный 1 ступени	СТО 7.401303-2003 с  изм.1-3	Вязкость кинематическая при 100 оС, мм2/с, не менее   Температура вспышки, оС, определяемая в открытом тигле, не ниже   Температура застывания, оС, не выше Цвет на колориметре  ЦНТ, ед.ЦНТ, не более   Массовая доля селективных растворителей, %, не более - фенола - метилпирролидона   Массовая доля воды, %, не более	22,00     265     Минус 10   5,5         Отсутствие Отсутствие   Отсутствие
Петролатум	СТО 7.401303-2003 с  изм.1-3	Показатель  преломления при 70 оС, для получения Омск-10М-1,  в пределах:   Вязкость кинематическая при 100 оС для, Омск-10М-1, мм2/с, в пределах:   Массовая доля воды, %, не более   Массовая доля масла, %, не более: -для Омск-1 -для Омск-10М-1   Температура плавления, оС, для Омск-1, для Омск-10М-1, в пределах:	1,4540-1,4675   13,00-19,00               Следы       20,0 9,0           62-72
Аммиак,безводный  сжиженный (марка А)	ГОСТ 6221-90, изм.1	Массовая доля аммиака, %, не менее   Массовая доля воды (метод Фишера), %, не более   Массовая концентрация масла, мг/дм3, не более   Массовая концентрация железа, мг/дм3, не более	99,9     0,1     2     1
Метилэтилкетон (МЭК)	По контракту	Массовая доля основного вещества, %,   Плотность при 20 0С, г/см3,   Массовая доля воды, %,   Массовая доля кислот в пересчете на уксусную кислоту, %,   Массовая доля остатка после испарения, %,     Массовая доля спиртов в пересчете на бутанол, %,   Переделы выкипания, 0С   начало кипения конец кипения	99,7     0.805   0.03       0.001   0.01       0,1       79,4 79,8
Концентрат толуольный (марка А, Б)	ТУ 38.301-19-97-96  с изм.1,2	Внешний вид  и цвет                     Плотность при 20 оС, г/см3   Массовая доля толуола, %, не менее марка А марка Б     Окраска серной кислоты, номер образцовой шкалы, не более	Прозрачная  жид-кость, не содержащая посторонних  примесей и воды, не темнее раствора К2Cr2O7 концентрации  0,003 г/дм3   0,865 – 0,868       99,75 99,5           0,15
Газ инертный	СТО 7.401205-95 с  изм.1-2	Объемная доля кислорода, %, не более   Объемная доля СО, %, не более   Объемная доля СО2, %, не более   Объемная доля суммы углеводородов, %, не более   Точка росы, 0С, не выше   Примечание: Для установки производства инертного газа для сульфонатных присадок производства № 3 разрешается вырабатывать инертный газ с объемной долей СО2 -не более 13 %.”	0,50     0,10     1,20       0,50     Минус 40

 

 

1.3Применение готовой продукции

Депарафинированные  масла, которые затем подвергаются доочистке. А уже после доочистке на установке «Контактная очистка масел». Депарафинированное масло (уже с низкой температурой застывания) является основой для приготовления такой продукции как  моторное масло, масло для холодильных компрессоров, масла которые используются как теплоноситель (МТ-300) и д.р.

Неочищенные гачи (продукт депарафинизации дистиллятных масел) применяется как сырье для производства парафинов, а также как компонент сырья для  установок 43/103 и по про-изводству кокса

  петролатумы (образуются при депарафинизации остаточных масел)                   

для получения  церезинов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4Теоретические  основы проектируемого процесса

Характер кристаллизации парафинов (церезинов) при охлаждении топлив и масел зависит от скорости зарождения кристаллизационных центров и скорости роста кристаллов. Чем ниже температура, тем выше скорость зарождения центров кристаллизации, но меньше скорость роста кристаллов. Поэтому обычно при относительно высоких температурах образуется небольшое число крупных кристаллов, а при низких температурах  много мелких. Кроме того, на кристаллизацию оказывают влияние свойства кристаллизующихся компонентов (температура и теплота плавления) и среды (вязкость); их растворимость в данной нефтяной фракции; наличие в составе нефтепродукта поверхностно-активных веществ и различных примесей; скорость охлаждения нефтепродукта, степень перемешивания и разность между температурой нефтепродукта и температурой насыщения.

Температура кристаллизации углеводородов, как правило, повышается по мере увеличения их молекулярной массы  и температуры кипения.

Наиболее высокая температура  кристаллизации наблюдается у углеводородов  с симметричным строением молекул. Сильноразветвленные алканы, а также содержащие несколько алкильных заместителей (моноциклические циклоалканы, арены и гомологи нафталина), не кристаллизуются, а переходят в аморфное состояние.

Обычно кристаллизация парафинов и церезинов наступает при более высоких температурах, чем те, при которых нефтепродукт теряет подвижность. Это объясняется тем, что структура, образуемая кристаллами парафина (церезина) при этих температурах, еще непрочна. Однако уже в этих условиях кристаллы парафина могут забивать топливные фильтры и создавать пробки в трубопроводах. Поэтому для эксплуатационных целей важно знать не только температуру застывания, но и температуру начала кристаллизации парафина.

Кристаллизация парафина сопровождается помутнением нефтепродукта. Появление «облаков» мелких кристаллов в массе нефтепродукта считается моментом помутнения. Температура, зафиксированная при этом, называется температурой помутнения. Это эксплуатационная характеристика. Ее определяют визуально, сопоставляя охлаждаемый нефтепродукт с прозрачным эталоно по ГОСТ 5066—91.

Температурой застывания считается температура, при которой  охлаждаемая в пробирке фракция  не изменяет уровня при наклоне пробирки на 45° (ГОСТ 20287—74).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5 Проектирование  и подробное описание технологического процесса и нормы технологического режима.

          Сырье из резервуарного парка  тит.192, 196, 1131/1 поступает на приём  насоса Н-1. Расход сырья на установку регулируется регуляторами расхода поз. FIRC-1 регулирующие клапаны установлены на подаче пара к насосам Н-1. Давление на нагнетании насосов Н-1регулируется регулятором давления поз. РС-144, регулирующий клапан установлен на линии подачи пара к насосам Н-1б, Н-1г, используемым для "разгрузки" и поддержания оптимального давления насосов Н-1. Температура сырья регистрируется прибором поз. UIASC-1.

          При работе на экстракте, остаточном  рафинате и дистиллятном сырье  первая порция растворителя подается  к сырью в тройник смешения  насосом Н-2 из емкости влажного растворителя Е-6а. Расход растворителя в тройник смешения регулируется регулятором расхода поз. FIRC-2, связанным с клапаном, установленным на потоке растворителя от насоса Н-2. Температура растворителя регистрируется прибором UIASC-1.

          Смесь сырья с растворителем прокачивается через подогреватель мятого пара Т-1, погружной  водяной холодильник Т-2 и поступает последовательно в регенеративные кристаллизаторы Кр-1,2,3,4, где охлаждается фильтратом 1 ступени фильтрации, откачиваемым противотоком к сырью в Кр-4,3,2,1 из емкости Е-22 насосами Н-4. Температура смеси сырья с растворителем на выходе из Т-1, Т-2 (не выше 70 ^оС) регистрируется прибором поз. UIASC-1.

          Вторая порция растворителя подается  в Кр-2 (при выходе из строя  Кр-2 – вторая порция растворителя подается в Кр-3) насосом Н-2 .Расход растворителя регулируется регулятором расхода поз.FIRC-3, регулирующий клапан установлен на потоке растворителя от Н-2. Температура растворителя в Кр-2(3) контролируется прибором поз. UIASC-1. Температура смеси на выходе из кристаллизаторов Кр-1÷4 контролируется приборами поз. UIASC-1.

 

         Для снятия давления с насоса  Н-1установлен насос Н-1б, который  может брать сырьё из Кр-2,3 и  прокачивать через Кр-3,4.

        После  охлаждения в регенеративных  кристаллизаторах смесь поступает последовательно в аммиачные кристаллизаторы Кр-5,13,14,11,6. При работе, как на остаточном, так и на дистиллятном сырье, с целью увеличения разбавления сырья и получения требуемого качества депарафинированного масла по температуре застывания, фильтрат 2 ступени из емкости Е-32 насосом Н-5подается в один из кристаллизаторов Кр-4,5,13,14,11 (в зависимости от схемы охлаждения смеси). Расход фильтрата 2 ступени фильтрации в Кр-4,5,13,14,11 регулируется регулятором расхода поз. FIRC-8, регулирующий клапан установлен на потоке фильтрата 2 ступени от Н-5(Н-6,Н-7). Температура фильтрата 2 ступени фильтрации в Кр-4,5,13,14,11 контролируется прибором поз. UIASC-1.

           Уровни аммиака в аммиачных  кристаллизаторах Кр-5,6,13,14,11 регулируются  регуляторами уровней поз. LC-153, LC-157, LC-315, LC-159, LC-76 (соответственно). Регулирующие клапаны установлены на линии подачи жидкого аммиака в аккумуляторы кристаллизаторов. Температура сырья на выходе из Кр-5,6,13,14,11 регулируется регуляторами температуры поз. ТС-39, ТС-64, ТС-42, ТС-44, ТС-43 (соответственно). Регулирующие клапаны установлены на отсосах паров аммиака из аккумуляторов кристаллизаторов.

           После аммиачных кристаллизаторов  охлажденная смесь сырья с  растворителем поступает в емкость загрузки сырья первой ступени фильтрации      Е-21по простой схеме охлаждения сырья.

          При получении парафина весь  фильтрат I, II ступени выводится на регенерацию растворителя. Вместо фильтрата II ступени на разбавление в Кр-4,5,13,14,11 подается растворитель с выхода Кр-10 (Кр-14) через регулятор расхода поз.FIRC-12.

 

 

Схема прогрева регенеративных и аммиачных кристаллизаторов

          В процессе эксплуатации на  любом из кристаллизаторов может  возрастать давление по сырьевому  потоку (до (16…20) кгс/см² в регенеративных кристаллизаторах и (10…15) кгс/см² в аммиачных кристаллизаторах), уменьшаться эффективность теплоотдачи из-за отложения кристаллов парафина на стенках внутренних труб. Давление в кристаллизаторах контролируется по месту маномет-рами. Для удаления  отложений предусмотрены схемы прогрева регенеративных кристаллизаторов горячим маслом и аммиачных кристаллизаторов горячими парами аммиака.

          Для прогрева любого из регенеративных кристаллизаторов маслом необходимо:

          -выключить кристаллизатор из схемы по сырью, открыв байпас и закрыв  задвижки на входе и выходе сырья;

          - выключить кристаллизатор из  схемы по фильтрату, открыв  байпас и закрыв задвижку на  входе фильтрата;

          - открыть задвижку на выходе рафината из кристаллизатора в линию дренажа в Е-10, а от неё на прием Н-1б (Н-1г);

          - остановить насос Н-11(Н-11а), закрыть  задвижку на выходе масла с  установки;

          - открыть задвижку на выходе  горячего масла в линию прогрева  кристал-лизаторов и задвижку из линии прогрева в трубное пространство кристаллизатора;

          - открыть задвижку на нагнетании  насоса Н-1б (Н-1г) в колонну  К-5;

          - пустить в работу Н-11(Н-11а)  и Н-1б (Н-1г).

          Прогрев производить до прогрева  трубопровода на выходе рафината из кристаллизатора на прием Н-1б (Н-1г) до (40…50)  ^оС.