Курсовая: Принципы промышленной первичной переработки нефти - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Принципы промышленной первичной переработки нефти

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 120 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

2 АКАДЕМИЯ НАР ОДНОГО ХОЗЯЙСТВА КОНТРОЛЬНАЯ РА БОТА по пре дмету «Системы технологий» на тему : «Принципы промышленной первичной переработки неф ти» Группа : Ф -13 Студ ент : Натан В.В. Руководитель : Риторина О.В. г.Тернополь 1997г. 20 Содер жание 1. Подготовка нефти к переработке……… ……………………………….. 1.1. Сокращение потерь при транспортиров ке и хранении нефти , стабилизация нефти……………… …………….. 1.2. Сортир овка нефти…………………………………………………. 1.3. Выбор направления пере работки нефти…………………. 1.4. Очистка нефти от примеси……………………………………. 2. Принципы первичной переработки нефти…………………………. 2.1. Перегонка нефти с однократным , многократным и постепенным испарением……………………………………….. 2.2. Устройство и действие ректификационных колонн , их типы………………………………………… …….………… ………. 2.3. Комплексы ректификационных колонн , виды их подключения……………………………………………………… ….. 2.4. Промышленные установки по первичной переработке нефти………………………………………………….. 3. Заключени е……………………………………………………………………….. 3 4 5 5 8 10 11 19 24 26 30 1. Под г отовка нефти к переработке Добываемая на промыслах нефть , помимо растворенных в ней газов , содержит некоторое количество примесей – частицы песка , глины , кристаллы солей и воду . Содержание твердых частиц в неочищенной нефти обычно не превышает 1,5%, а ко личество воды может изменяться в широких пределах . С увеличением продолжит ельности эксплуатации месторождения возрастает о бводнение нефтяного пласта и содержание воды в добываемой нефти . В некоторых старых скважинах жидкость , получаемая из пласта , со держ и т 90% воды . В нефти , поступающей на переработку , должно быть не более 0,3% воды . Присутствие в нефти механических приме сей затрудняет ее транспортирование по трубоп роводам и переработку , вызывает эрозию внутре нних поверхностей труб нефтепроводов и образо в а ние отложений в теплообменниках , печах и холодильниках , что приводит к с нижению коэффициента теплопередачи , повышает золь ность остатков от перегонки нефти (мазутов и гудронов ), содействует образованию стойких эмульсий . Кроме того , в процессе добычи и тран с портировки нефти происходит весомая потеря легких компонентов нефти (ме тан , этан , пропан и т.д ., включая бензиновые фракции ) – примерно до 5% от фракций , в ыкипающих до 100°С. С целью п онижения затрат на переработку нефти , вызванн ых потерей легких компонен тов и чрезм ерный износ нефтепроводов и аппаратов перераб отки , добываемая нефть подвергается предварительн ой обработке . Для сок ращения потерь легких компонентов осуществляют стабилизацию нефти , а также применяют специ альные герметические резервуары хранени я нефти . От основного количества воды и твер дых частиц нефть освобождают путем отстаивани я в резервуарах . Разрушение нефтяных эмульсий осуществляют механическими , химическими и эл ектрическими способами . Важным моментом является процесс сортировки и смешен и я нефти. 1.1. Сокращение потерь при транспортиров ке и хранении нефти , стабилизация нефти Потери легких компонентов в основном происходят в резе рвуарах при так называемых «больших и мал ых дыханиях» — выброс воздуха , содержащего испарения нефти , при запо лнении пустого резервуара или незначительные по объему выбросы , вызываемые колебаниями уровня в резе рвуаре и изменениями плотности при перепаде температур . Устранение потерь дыхания резерв уаров осуществляют посредством их герметизации и применения дышащих крышек , дышащих баллонов , и др . Суть применяемых дышащих аппаратов заключается в их способности и зменять объем под давлением вытесняемой из резервуара воздушной смеси . Таким образом д ыхательные аппараты увеличивают или уменьшают объем резервуара сохраняя н а врем я вытесненную из резервуара воздушную смесь . Такие аппараты применяют для сокращений потерь при малых дыханиях резервуаров. Для сокращения потерь от испарения и улучшения условий транспортирования нефть подвергают стабилизации , т.е . удалению низкомол екулярных углеродов (метана , этана и пропана ), а также серо водорода на промыслах или на головных пер екачивающих станциях нефтепроводов. 1.2. Сортировка нефти Различные нефт и и выделенные из них соответствующие фра кции отличаются друг от друга физико-химич ескими и товарными свойствами . Так , бе нзиновые фракции некоторых нефтей характеризуютс я высокой концентрацией ароматических , нафтеновых или изопарафиновых углеводородов и поэтому имеют высокие октановые числа , тогда как бензиновые фракции других нефтей со д ержат в значительных количествах парафино вые углеводороды и имеют очень низкие окт ановые числа . Важное значение в дальнейшей технологической переработке нефти имеет сернос ть , масляничность смолистость нефти и др . Таким образом , существует необходимость от с леживания качественных характеристик нефтей в процессе транспортировки , сбора и хранения с целью недопущения потери ценн ых свойств компонентов нефти. Однако раздельные сбор , хранение и пер екачка нефтей в пределах месторождения с большим числом нефтяных пла стов весомо осложняет нефтепромысловое хозяйство и требует больших капиталовложений . Поэтому близкие по физико-химическим и товарным свойствам нефти на промыслах смешивают и направляют на совместную переработку. 1.3. Выбор направле ния переработки нефти Вы бор направления переработки нефти и ассортиме нта получаемых нефтепродуктов определяется физик о-химическими свойствами нефти , уровнем технологии нефтеперерабатывающего завода и настоящей по требности хозяйств в товарных нефтепродуктах . Различают три основны х варианта пер еработки нефти : · топливный, · топливно-мас ляный, · нефтехимиче ский. По топ ливному варианту нефть перерабатывается в осн овном на моторные и котельные топлива . Топ ливный вариант переработки отличается наименьшим числом участвующих технологи ческих уста новок и низкими капиталовложениями . Различают глубокую и неглубокую топливную переработку . При глубокой переработке нефти стремятся пол учить максимально возможный выход высококачестве нных и автомобильных бензинов , зимних и ле тних дизельных то п лив и топлив для реактивных двигателей . Выход котельного топлива в этом варианте сводится к мин имуму . Таким образом , предусматривается такой набор процессов вторичной переработки , при ко тором из тяжелых нефтяных фракций и остат ка — гудрона получают высоко к аче ственные легкие моторные топлива . Сюда относя тся каталитические процессы — каталитический крекинг , каталитический риформинг , гидрокрекинг и гидроочистка , а также термические процессы , например коксование . Переработка заводских г азов в этом случае напра в лена на увеличение выхода высококачественных бензин ов . При неглубокой переработке нефти предусма тривается высокий выход котельного топлива. По топливно-масляному варианту переработки нефти наряду с топливами получают смазочны е масла . Для производства смазо чных ма сел обычно подбирают нефти с высоким поте нциальным содержанием масляных фракций . В это м случае для выработки высококачественных мас ел требуется минимальное количество технологичес ких установок . Масляные фракции (фракции , выкип ающие выше 350°С ), выд е ленные из нефти , сначала подвергается очистке избирательным и растворителями : фенолом или фурфуролом , чтоб ы удалить часть смолистых веществ и низко индексные углеводороды , затем проводят депарафини зацию при помощи смесей метилэтилкетона или ацетона с толуол о м для пониж ения температуры застывания масла . Заканчивается обработка масляных фракций доочисткой отбели вающими глинами . Последние технологии получения масел используют процессы гидроочистки взамен селективной очистки и обработки отбеливающим и гланами . Та к им способом получают дистиллятные масла (легкие и средние инду стриальные , автотракторные и др .). Остаточные ма сла (авиационные , цилиндровые ) выделяют из гудр она путем его деасфальтизации жидким пропаном . При этом образуется деасфальт и асфальт . Деасфальт п одвергается дальнейшей обработке , а асфальт перерабатывают в битум или кокс. Нефтехимический вариант переработки нефти по сравнению с предыдущими вариантами отли чается большим ассортиментом нефтехимической про дукции и в связи с этим наибольшим чи слом техно логических установок и высокими капиталовложениями . Нефтеперерабатывающие заводы , строительство которых проводилось в последние два десятилетия , направлены на нефтехимическ ую переработку . Нефтехимический вариант переработ ки нефти представляет собой сложно е сочетание предприятий , на которых помим о выработки высококачественных моторных топлив и масел не только проводится подготовка сырья (олефинов , ароматических , нормальных и изопарафиновых углеводородов и др .) для тяжело го органического синтеза , но и осущес т вляются сложнейшие физико-химические процессы , связанные с многотоннажным производством аз отных удобрений , синтетического каучука , пластмасс , синтетических волокон , моющих веществ , жирных кислот , фенола , ацетона , спиртов , эфиров и многих других химикалий. 1.4. Очистка нефти от примеси От основного количества воды и твердых частиц нефти освобождают путем отстаивания в резервуарах на холоду или при подогреве . Окончательно их обезвоживают и обессоливают на специальных установках. Однако вода и нефть часто обр азуют трудно разделимую эмульсию , что сильно замедляет или даже препятствует обезвоживани ю нефти . В общем случае эмульсия есть система из двух взаимно нерастворимых жидкост ей , в которых одна распределена в другой во взвешенном состоянии в виде мельчайши х к апель . Существуют два типа не фтяных эмульсий : нефть в воде , или гидрофи льная эмульсия , и вода в нефти , или гид рофобная эмульсия . Чаще встречается гидрофобный тип нефтяных эмульсий . Образованию сойкой э мульсии предшествуют понижение поверхностного на тяжени я на границе раздела фаз и создание вокруг частиц дисперсной фазы прочного адсорбционного слоя . Такие слои обра зуют третьи вещества — эмульгаторы . К гид рофильным эмульгаторам относятся щелочные мыла , желатин , крахмал . Гидрофобными являются хорошо растворим ы е в нефтепродуктах щел очноземельные соли органических кислот , смолы , а также мелкодисперсные частицы сажи , глины , окислов металлов и т.п ., легче смачиваемые нефтью чем водой. Существуют три метода разрушения нефтяных эмульсий : · механический : отстаивани е — применяется к свежим , легко раз рушимым эмульсиям . Расслаивание воды и нефти происходит вследствие разности плотностей ко мпонентов эмульсии . Процесс ускоряется нагревание м до 120-160°С под давлением 8-15 ат втечение 2-3 ч , не допуская испарения воды. цен трифугирование — отделение механи ческих примесей нефти под воздействием центро бежных сил . В промышленности применяется редк о , обычно сериями центрифуг с числом оборо тов от 3500 до 50000 в мин ., при производительности 15 — 45 м 3 /ч каждая. · химический : ра зрушение эмульсий достигается путем применения поверхностно-активных веществ — деэмульгаторов . Разрушение достигается а ) адсорбци онным вытеснением действующего эмульгатора вещес твом с большей поверхностной активностью , б ) образованием эмульсий противополо ж ного типа (инверсия ваз ) и в ) растворением ( разрушением ) адсорбционной пленки в результате ее химической реакции с вводимым в сис тему деэмульгатором . Химический метод применяется чаще механического , обычно в сочетании с электрическим. · электрически й : пр и попадании нефтяной эмульсии в переменное электрическое поле частицы воды , сильнее ре агирующие на поле чем нефть , начинают коле баться , сталкиваясь друг с другом , что при водит к их объединению , укрупнению и более быстрому расслоению с нефтью . Установки , н а зываемые электродегидраторами (ЭЛОУ — электроочистительные установки ), с рабочим напряжением до 33000В при давлении 8-10 ат , при меняют группами по 6 — 8 шт . с производитель ностью 250 — 500 т нефти в сутки каждая . В сочетании с химическим методом этот мето д имеет наибольшее распространение в промышленной нефтепереработке. 2. Принци пы первичной переработки нефти Нефть представ ляет собой сложную смесь парафиновых , нафтено вых и ароматических углеводов , различных по молекулярному весу и температуре кипения . К ро ме того , в нефти содержатся сернисты е , кислородные и азотистые органические соеди нения . Для производства многочисленных продуктов различного назначения и со специфическими свойствами применяют методы разделения нефти на фракции и группы углеводородов , а т а кже изменения ее химического сос тава . Различают первичные и вторичные методы переработки нефти : · к первич ным относят процессы разделения нефти на фракции , когда используются ее потенциальные возможности по ассортименту , количеству и кач еству получаемых продуктов и полупродуктов — перегонка нефти ; · ко втори чным относят процессы деструктивной переработки нефти и очистки нефтепродуктов , предназначен ные для изменения ее химического состава путем термического и каталитического воздействия . При помощи этих м етодов удается получить нефтепродукты заданного качества и в больших количествах чем при прямой перег онке нефти. Различают перегонку с однократным , многократным и п остепенным испарением . При перегонке с однокр атным испарением нефть нагревают до определен но й температуры и отбирают все фракци и , перешедшие в паровую фазу . Перегонка не фти с многократным испарением производится с поэтапным нагреванием нефти , и отбиранием на каждом этапе фракций нефти с соотве тствующей температурой перехода в паровую фаз у . Перег о нку нефти с постепенным испарением в основном применяют в лабора торной практике для получения особо точного разделения большого количества фракций . Отли чается от других методов перегонки нефти низкой производительностью . Образовавшиеся в процессе перегонк и нефти паровая и жидкая фазы подвергают ректификации в колоннах . 2.1. Перегонка н ефти с однократным , многократным и постепенны м испарением При перегонке с однократным испарением нефть нагревают в змеевике какого-либо подо гревателя до заранее заданной температуры . По мере повышения температуры образуется в се больше паров , которые находятся в равно весии с жидкой фазой , и при заданной т емпературе парожидкостная смесь покидает подогре ватель и поступает в адиабатический испарител ь . Последний представляет с о бой пу стотелый цилиндр , в котором паровая фаза о тделяется от жидкой . Температура паровой и жидкой фаз в этом случае одна и та же . Четкость разделения нефти на фракции при перегонке с однократным испарением н аихудшая . Перегонка с многократным испарением со стоит из двух или более однократных процессов перегонки с повышением рабочей т емпературы на каждом этапе . Если при каждом однократном испарении нефти происходит бесконечно малое изменение ее фазового состояния , а число однократных испарений бесконечно бо льшое , то така я перегонка является перегонкой с постепенным испарением . Четкость разделения нефти на фракции при перегонке с однократным испарением наихуд шая по сравнению с перегонкой с многократ ным и постепенным испарением . О плохой чет кости разделения п ри однократном испарени и нефти можно судить по рис. 1, где изоб ражены кривые разгонки фракций 40 — 285°С . На рисунке обозначены линиями 1 — исходная фракция (обобщенная ); 2, 3 и 4 — легкие фракции паровой фазы ; 5 и 6 — тяжелые фракции жидко й фазы . Из рису н ка следует , что температурные пределы выкипания полученных п родуктов мало отличаются друг от друга. Е сли для нефтяной фракции построить кривые разго нки с однократным и многократным испарением (рис . 2), то окажется , что темпера тура начала кипения фракций при однократном испарении (линия 2 на рисунке ) выше , а к онца кипения ниже , чем при многократном ис парении (линия 1). Если высокой четкости разделе ния фракций не требуется , то метод однократного испарения экономичнее . К тому же при максимально допустимой температуре нагрева нефти 350 — 370°С (при более высокой температуре начинается разложение углеводородов ) больше продуктов переходит в паровую фазу по с равнению с многократным ил и постепенным испарением . Для отбора из не фти фракций , выкипающих выше 350 — 370°С , приме няют вакуум или водяной пар . Использование в промышленности принципа перегонки с одно кратным испарением в сочетании с ректификацие й паровой и жидкой фаз позволяет достигать высокой четкости разделения нефти на фракции , непрерывности процесса и экон омичного расходования топлива на нагрев сырья . Принципиальная схема для промышленной перег онки нефти приведена на рис . 3. Исходная неф ть прокачивает с я насосом через те плообменники 4, где нагревается под действием т епла отходящих нефтяных фракций и поступает в огневой подогреватель (трубчатую печь ) 1. В трубчатой печи нефть нагревается до зад анной температуры и входит в испарительную часть (питательную секцию ) ректификацион ной колонны 2. В процессе нагрева часть неф ти переходит в паровую фазу , которая при прохождении трубчатой печи все время нах одится в состоянии равновесия с жидкостью . Как только нефть в виде парожидкостной смеси выходит из печи и вход и т в колонну (где в результате сниж ения давления дополнительно испаряется часть сырья ), паровая фаза отделяется от жидкой и поднимается вверх по колонне , а жидкая перетекает вниз . Паровая фаза подвергается ректификации в верхней части колонны , счита я от ме с та ввода сырья . В ректификационной колонне размещены ректификационные тарелки , на которых осуществляется контакт поднимающихся по колонне паров со стекающе й жидкостью (флегмой ). Флегма создается в р езультате того , что часть верхнего продукта , пройдя конд е нсатор-холодильник 3, возвращ ается в состоянии на верхнюю тарелку и стекает на нижележащие , обогащая поднимающиеся пары низкокипящими компонентами. Д ля ректификации жидкой части сырья в нижн ей части рек тификационной части колонны под нижнюю тарелку необходимо вводить те пло или какой-либо испаряющий агент 5. В рез ультате легкая часть нижнего продукта переход ит в паровую фазу и тем самым создает ся паровое орошение . Это орошение , поднимаясь с самой нижней т арелки и вс тупая в контакт со стекающей жидкой фазой , обогащает последнюю высококипящими компонентами. В итоге сверху колонны непрерывно отб ирается низкокипящая фракция , снизу — высоко кипящий остаток. Испаряющий агент вводится в ректификацион ную колону с ц елью повышения концентр ации высококипящих компонентов в остатке от перегонки нефти . В качестве испаряющего а гента используются пары бензина , лигроина , кер осина , инертный газ , чаще всего — водяной пар . В присутствии водяного пара в ректифи кационной колонне снижается парциальное дав ление углеводородов , а следовательно их темпе ратура кипения . В результате наиболее низкоки пящие углеводороды , находящиеся в жидкой фазе после однократного испарения , переходят в парообразное состояние и вместе с водяным паром под н имаются вверх по к олонне . Водяной пар проходит всю ректификацио нную колонну и уходит с верхним продуктом , понижая температуру в ней на 10 — 20°С . На практике применяют перегретый водяной пар и вводят его в колонну с темпер атурой , равной температуре подава е мог о сырья или несколько выше (обычно не насыщенный пар при температуре 350 — 450°С по д давлением 2 — 3 ат ). Влияние водяного пара заключается в следующем : · интенсивно перемешивается кипящая жидкость , что способству ет испарению низкокипящих углеводородо в ; · создается большая поверхность испарения тем , что испа рение углеводородов происходит внутрь множества пузырьков водяного пара. Расход водяного пара зависит от количества отпари ваемых компонентов , их природы и условий в низу колонны . Для хорошей ректифи кации жидкой фазы внизу колонны необходимо , чтобы примерно 25% ее переходило в парообразное с остояние. В случае применения в качестве испаря ющего агента инертного газа происходит больша я экономии тепла , затрачиваемого на производс тво перегретого пара , и сн ижение расхо да воды , идущей на его конденсацию . Весьма рационально применять инертный газ при п ерегонке сернистого сырья , т.к . сернистые соеди нения в присутствии влаги вызывают интенсивну ю коррозию аппаратов . Однако инертный газ не получил широкого примен е ния пр и перегонке нефти из-за громоздкости подогрев ателей газа и конденсаторов парогазовой смеси (низкого коэффициента теплоотдачи ) и трудност и отделения отгоняемого нефтепродукта от газо вого потока. Удобно в качестве испаряющего агента использовать легки е нефтяные фракции — лигроино-керосино-газойлевую фракцию , т.к . это исключает применение открытого водяного пара при перегонке сернистого сырья , вакуума и вакуумсоздающей аппаратуры , и , в то же вре мя , избавляет от указанных сложностей работы с инертным га з ом. Чем ниже температура кипения испаряющего агента и больше его относительное количе ство , тем ниже температура перегонки . Однако чем легче испаряющий агент , тем больше его теряется в процессе перегонки . Поэтому в качестве испаряющего агента рекомендуется применять лигроино-керосино-газойлевую фракцию. В результате перегонки нефти при атмо сферном давлении и температуре 350 — 370°С ос тается мазут , для перегонки которого необходи мо подобрать условия , исключающие возможность крекинга и способствующие отбору ма ксима льного количества дистилляторов . Самым распростра ненным методом выделения фракций из мазута является перегонка в вакууме . Вакуум понижа ет температуру кипения углеводородов и тем самым позволяет при 410 — 420°С отобрать ди стилляты , имеющие температуры кипения до 500°С (в пересчете на атмосферное давлени е ). Нагрев мазута до 420°С сопровождается нек оторым крекингом углеводородов , но если получ аемые дистилляторы затем подвергаются вторичным методам переработки , то присутствие следов непредельных углеводор о дов не оказ ывает существенного влияния . При получении ма сляных дистилляторов разложение их сводят к минимуму , повышая расход водяного пара , с нижая перепад давления в вакуумной колонне и др . Существующие промышленные установки с пособны поддерживать рабочее давление в ректификационных колоннах 20 мм рт . ст . и ниже. Рассмотренные методы перегонки нефти дают достаточно четкие разделения компонентов , од нако оказываются непригодными , когда из нефтя ных фракций требуется выделить индивидуальные углеводороды высокой чистоты (96 — 99%), которы е служат сырьем для нефтехимической промышлен ности (бензол , толуол , ксилол и др .) Для выделения вышеназванных углеводородов требуются специальные методы перегонки : азеотро пная или экстрактивная ректификация . Эти мето ды основаны на введении в систему п остороннего вещества увеличивающего разницу в летучести разделяемых углеводородов , что позвол яет при помощи ректификации выделить индивиду альный углеводород высокой чистоты. Показателем летучести чистых углеводородов является давлени е их насыщенных паров при данной температуре или температура к ипения при атмосферном давлении . Таким образо м , чем больше разница в температурах кипен ия углеводородов , тем легче разделить их о бычной перегонкой . Однако если углеводороды о тличаются по химиче с кому строению , то можно использовать специальные виды пер егонки , изменяющие летучесть этих углеводородов . Летучесть ( u 1 ) может быть определена как отношение м ольных долей углеводородов в паровой и жи дкой фазах : u 1 = y 1 / х 1 где y 1 и х 1 — мольные доли углеводо рода соответственно в паровой и жидкой фазах. Легкость разделения углеводородов перегонки зависит о т их относительной летучести . Относительная л етучесть двух углеводородов ( a ) определяется соотношением их летучестей ( u 1 и u 2 ), т . е. a= u 1 / u 2 = y 1 х 2 / y 2 х 1 . Со г ласно законам Рауля и Дальтона y 1 = P 1 x 1 / p и y 2 = P 2 x 2 / p , где P 1 и P 2 — давление насыщенных паров углеводородов , x 1 и x 2 — мольные доли угл еводородов в жидкой фазе , p — общее давление в системе . Отсюда a = P 1 x 1 / px 1 : P 2 x 2 / px 2 = P 1 / P 2 . Таким образом , отн осительная летучесть углеводородо в в идеальном растворе равняется отношению давлений насыщенных паров чистых компонентов при температуре кипящей смеси , и чем бл иже она к единице , тем сложнее разделить эти углеводороды перегонкой. Если вводимый для увеличен ия разн ицы в летучести разделяемых углеводородов тре тий компонент менее летуч , чем исходные уг леводороды , то его называют растворителем и вводят сверху ректификационной колонны и в ыводят снизу вместе с остатком . Такая рект ификация называется экстрактивной. Растворитель должен иметь достаточно высокую температуру кипения , чтобы компоненты , полученные с р астворителем в виде одной фазы , можно было легко отделить от него при помощи пе регонки . Он должен хорошо растворять разделяе мые компоненты , чтобы не требова л о сь чрезмерно большого отношения растворитель / смесь и не образовывалось двух жидких фаз (расслаивание ) на тарелке . При экстрактивной ректификации моноциклических ароматических углевод ородов в качестве растворителя применяют фен ол , крезолы , фурфурол , анил и н и алкилфталаты . Если добавляемое вещество более летуче , чем исходные компоненты , то его вводят в ректификационную колонну вместе с сырьем и выводят из нее вместе с парами ве рхнего продукта . Такую ректификацию называют азеотропной . В этом случае вводимое веще ство образует азеотропную смесь с одним и з компонентов сырья . Это вещество называют уводителем. Последний должен обеспечивать образование постоянно кипящей смеси (азеотропа ) с одним или несколькими компонентами разгоняемой сме си . Уводитель образует аз еотропную смесь вследствие молекулярных различий между компо нентами смеси. При азеотропной ректификации моноциклических ароматических углеводородов в качестве уводи телей применяют метиловый и этиловый спирты , метилэтилкетон (МЭК ) и другие вещества , об разую щие азеотропную смесь с парафино-наф теновыми углеводородами разделяемой смеси. Уводитель должен иметь температуру кипени я близкую к температуре кипения отгоняемого вещества . Это позволяет получить заметную разницу между температурой кипения азеотропа и дру гих компонентов смеси . Уводитель должен также легко выделяться из азеотропн ой смеси . Весьма часто разделение бывает б олее полным , чем этого можно ожидать на основании лишь температурной разницы . Это о бъясняется большим отклонением системы от иде альной. Пар циональное и общее давления на д идеальным раствором при данной температуре отличаются от величин , вычисленных по зак ону Рауля . Для оценки этого отклонения вво дят поправочный коэффициент , который фактически является коэффициентом активности , т . е. p 1 = j 1 P 1 x 1 . Коэффициент активности j является функцией физико-химических с войств всех остальных компонентов смеси и их концентраций . Для некоторых смесей в присутствии разделяющего агента подлежащие рек тификации компоненты из-за их различной раств оримости по-разному отклоняются от законов идеальных растворов , поэтому их коэффициенты активности различны . Установлено также , что коэффициент активности каждого компонента увел ичивается по мере увеличения концентрации от 0 до 100%, однако для различных компонентов см еси в разной степени . Таким образо м , для реальных смесей относительная летучест ь равна отношению давления насыщенных паров и коэффициентов активности : a = j 1 P 1 / j 2 P 2 . Важное значение в осуществлении экстрактивной и азео тропной ректификаций имеет подготовка сырья , к оторое должно выкипать в весьма узки х пределах , т . е . установке по перегонке с третьим компонентом должна предшествовать установка предварительного разделения смеси по средством обычной ректификации. 2.2. Устройство и действие ректификацион ных колонн , их типы Ректификац ия простых и сложных смесей осуществляется в колоннах периодического или непрерывного действия. Колонны периодического действия применяют на установках малой производительности при необходимости отбора большого числа фракций и высокой четк ости разделения . Классиче ская схема такой установки указана на рис . 4. Сырье поступает в перегонный куб 1 на высоту около 2/3 его диаметра , где происходит подогре в глухим паром . В первый период работы р ектификационной установки отбирают наибол ее летучий компонент смеси , например бензольн ую головку , затем , повышая температуру перегон ки , компоненты с более высокой температурой кипения (бензол , толуол и т.д .). Наиболее в ысококипящие компоненты смеси остаю т с я в кубе , образовывая кубовый остаток . По окончанию процесса ректификации этот остаток охлаждают и откачивают . Куб вновь заполня ется сырьем и ректификацию возобновляют . Пери одичностью процесса обусловлены больший расход тепла и меньшая производительность установки . Далее на рисунке : 2 — ректификацион ная колонна , 3 — конденсатор-холодильник , 4 — ак кумулятор , 5 — холодильник , 6 — насосы. Установка непрерывного действия лиш ена многих указанных недостатков . Принципиал ьная схема такой установки показана на ри с. 5. Сырье через теплообменник 1 поступает в подогреватель 2 и далее на разные уровни ректификационной колонны 3. Нижние фракции разог ревают в кипятильнике 4 и сбрасывают обратно в ректификационную кол о нну . При этом самая тяжелая часть выводится из кипятильника в низ колонны и вместе с жидким осадком на дальнейшую переработку т яжелых фракций . А легкие фракции сверху в конденсатор-холодильник 5, и далее из аккумулят ора 6 частично назад в колонну для оро ш ения , а частично — в дальней шую переработку легких фракций. В зави симости от числа получаемых продуктов различа ют простые и сложные ректификационные колонны . В первых при ректификации получают два продукта , например бензин и полумазут . Вт орые предназначен ы для получения трех и более продуктов . Они представляют собой последовательно соединенные простые колонны , ка ждая из которых разделяет поступающую в н ее смесь на два компонента. В каждой простой колонне имеются отгонн ая и концентрационная секции . Отгонна я , или отпарная , секция расположена ниже ввода сырья . Тарелка , на которую подается сырье для разделения , называется тарелкой питания . Целевым продуктом отгонной секции является жидкий остаток . Концентрационная , или укрепля ющая , секция расположена над таре л кой питания . Целевым продуктом этой секции являются пары ректификата . Для нормальной р аботы ректификационной колоны обязательны подача орошения наверх концентрационной секции коло нны и ввод тепла (через кипятильник ) или острого водяного пара в отгонную се к цию. В зависимости от внутреннего устройства , обеспечивающего контакт между во сходящими парами и нисходящей жидкостью (флег мой ), ректификационные колонны делятся на наса дочные , тарельчатые , роторные и др . В зависимости от давления они делятся на ре ктификационные колонны высокого давления , атмосфе рные и вакуумные . Первые применяют в проце ссах стабилизации нефти и бензина , газофракци онирования на установках крекинга и гидрогени зации . Атмосферные и вакуум н ые рек тификационные колоны в основном применяют при перегонке нефтей , остаточных нефтепродуктов и дистилляторов. Для равномерного распределения паров и жидкости в насадоч ных колоннах — 1 (рис . 6.) в качестве насадки — 2 применяют шары , призмы , пирамиды , ц илиндры из различных материалов (обычно из прессованной угольной пыли ) с наружным диаметром от 6 до 70 мм и отношением площа ди поверхности к объему от 500. Насадку помещ ают насыпом на специальные тарелки — 4 с отверстиями для прохождения паров и стек ания ф легмы — 3. Целью применения насадки является повышение площади соприкоснов ения флегмы и паров для взаимного обогаще ния . Для правильной работы насадочной колонны очень важно равномерное распределение стекаю щей флегмы и паров по всему поперечному сечению ко л онны . Этому благоприятст вует однородность тела насадки , максимально в озможная скорость восходящего потока паров , р авномерно распределенные слои насадки и строг ая вертикальность колонны . На практике достиг нутое вначале равномерное распределение паров и фле г мы нарушается , т . к . па р стремится оттеснить жидкость к стенкам колонны и перемещаться через центр насадки . В связи с этим насадка и разбивается на несколько слоев , а тарелки , на которы х размещается насадка , имеют специальную конс трукцию , позволяющую снов а равномерно перераспределять потоки после каждого слоя насадки . Эффективность использования насадочных колонн очень высока но есть и неудобст ва : насадку периодически приходится изымать и з колоны с целью очищения от смолистых частиц со временем покрывающи х на садку и ухудшающих ее смачиваемость , к том у же применение насадочных колонн выдвигает очень жесткое требование выдержки определенн ого давления пара и количества поступающей флегмы . В случае падения давления пара в колонне происходит ускорение стекания ф легмы и резкое уменьшение площад и соприкосновения пара и жидкости . В случа е превышения давления пара замедляется стекан ие флегмы , что приводит к ее скоплению в верхних слоях насадки и запиранию па ров в нижней части колонны («захлебыванию» колонны ). Это пр и водит к еще большему повышению давления пара в нижней части колонны , и , в критический момент , прорыв пара сквозь флегму в верхнюю ча сть колонны . Следствием «захлебывания» колонны также является резкое уменьшение площади с оприкосновения пара и жидкости. В тарельчатых колоннах 1 (рис . 7) для повышения площади соприкосновения потоков пара и фле гмы применяют вместо насадки большое число тарелок специальной конструкции . Флегма стекае т с тарелки на тарелку по спускным трубам 3, причем перегородки 4 поддерживают пос тоянный уровень слоя жидкости на тарелке . Этот уровень позволяет постоянно держать края колпаков 2 погруженными во флегму . Перегородки пропускают для стока на следующую тарелк у лишь избыток поступаю щ ей флегмы . Принципом действия тарельчатой колонны явля ется взаимное обогащения паров и флегмы з а счет прохождения под давлением паров сн изу вверх сквозь слой флегмы на каждой тарелке . За счет того , что пар проходит флегму в виде мельчайших пузырьков площа д ь соприкосновения пара и жидкост и очень высока. Конструкции тарелок разнообразны . Применяют сетчатые , решетчатые , каскадные , клапанные , инжек ционные и комбинированные тарелки . Конструкцию тарелок выбирают исходя из конкретных техн ологических требований (ст епень четкости разделения фракций , требование к интенсивности работы , необходимость изменения внутренней конс трукции колонны , частота профилактических и р емонтных работ и др .) В некоторых процессах переработки нефти (например переработка с попутным отделен ием воды (паров ), переработка с предвар ительным отделением тяжелейших фракций нефти ) применяют роторные колонны 1 (рис . 8) с высокой производительностью . Тарелки такой колонны пред ставляют собой конические щитки с углом н аклона 40° , с чередованием тарелок з акрепленных к стенкам колонны — 2 и тарел ок закрепленных к центральному вращающемуся в алу — 3. Таким образом вращающиеся тарелки чередуются с неподвижными . Вращение тарелок происходит от привода — 4 со скоростью 240 об /мин . Флегма спускается сверху — 5 по неподвижной та релке и у центра переливается на нижележа щую вращающуюся тарелку . Под влиянием центроб ежной силы флегма перемещается по вращающейся тарелке вверх до ее периферии и в виде сплошной кольце в ой пленки переходит на стенки корпуса колонны и дал ьше — на низлежащую тарелку . Далее процес с повторяется . Пары движутся сквозь флегму противотоком . К тому же большое количество флегмы постоянно находится во взвешенном состоянии , что приводит к высокой ис п аряемости самой флегмы . Расстояние между тарелками всего 8 – 10 мм , что позво ляет строить очень компактную колонну с в ысоким (свыше 85%) КПД . В колонну вводится под огретое сырье , необходимая температура которого поддерживается нагревателем — 6. Указанная к онструкция очень удобна в исполь зовании , практически не требует ремонта и профилактических работ , долговечна и не столь чувствительна к изменениям температур и давления исходных компонентов. 2.3. Комплекс ы ректификационных колонн , виды их подключени я В пр омышленности наиболее часто применяются с ложные установки ректификационных колонн , комбини рующих разные виды колонн и разные типы их подключения . Это позволяет корректировать технологический процесс для разных условий переработки нефти и получения необход и мых дистиллятов . В зависимости от направления переработки нефти в процессе ректификации могут учас твовать разные установки ректификационных колонн . Достигается это сменой потоков сырья и промежуточных продуктов , что требует высокой магистральности сообщен ий коллон и у становок и возможности компактного и ресурсос берегающего перенаправления потоков. Подключение колонн возможно : · последовательное , где с каждой последующе й колоны снимают более тяжелый про дук т , который одновременно служит флегмой для предыдущей колонны (рис . 9); · навесной , где к основной колонне пристроены вспомога тельные , куда поступают дистилляторы отобранные с разных уровней основной колонны и пр оходят дополнительную очистку . Остаток в с помогательных колонн сбрасывают назад в основ ную (рис . 10). Возможно взаимное подключение вспом огательных колонн , использование выходного продук та одной вспомогательной колонны (ниже распол оженной по циклу ) в качестве флегмы для друго й (выше расположенной по циклу ) и др . В спомогательные колонны могут также иметь разл ичную конструкцию — использовать различный т ип тарелок , различные нагревательные агенты , т ехнологические условия (давление , температурный режим ) и др .; и размещение — объед иняться конструктивно в одну , надстраиваться над основной , располагаться вокруг основной к олонны , помещаться внутри основной колонны ; · с комбин ированием последовательных и навесных подключени й. 2.4. Промышленные установ ки по первичной переработке нефти Процесс первичной переработки нефти (прямой перегонки ), с целью получения нефтяных фракций , разл ичающихся по температуре кипения без термичес кого распада , осуществляют в кубовых или т рубчатых установках при атмосферном и п овышенном давлениях или в вакууме . Тру бчатые установки отличаются более низкой дост аточной температурой перегоняемого сырья , меньшим крекингом сырья , и большим КПД . Поэтому на современном этапе нефтепереработки трубчаты е установки входят в состав всех неф т еперерабатывающих заводов и служат поставщиками как товарных нефтепродуктов , та к и сырья для вторичных процессов (каталит ического крекинга , риформинга , гидрокрекинга , коксо вания , изомеризации и др .). В зависимости от давления в ректифика ционных колоннах тр убчатые установки подр азделяются на атмосферные (АТ ). Вакуумные (ВТ ) и атмосферно-вакуумные (АВТ ). По числу ступеней испарения (количеству ректификационных колон ) различают трубчатые уст ановки · однократног о испарения — на одной ректификационной колонне получает все дистилляты — от бензина до вязкого цилиндрового . Остатком п ерегонки является гудрон. · двукратного испарения — сначала при атмосферном дав лении нефть перегоняется до мазута , который потом перегоняется в вакууме до получения в остатке гудрона. Эти процессы иду т в двух колоннах . · трехкратног о испарения — используются две атмосферные колонны и одна вакуумная . В первой ко лоне из нефти отбирают только бензин , во второй — отбензиненая нефть перегоняется до мазута , в третей — мазут до гуд рона. · четырехкрат ного испарения — установка с доиспарительной вакуумной колонной для гудрона в концево й части. Широкое распространение нашла комбинация ЭЛОУ-АВТ-комплекс вторичной переработки . Технологическая схема комбинированной установки ЭЛОУ-АВТ приведена на рис. 11. Подогретая в теплообменниках — 1 нефть с температурой 120 — 140°С поступает в комп лекс дегидраторов — 2, где подвергается термох имическому и электрообезвоживанию и обессоливани ю в присутствии воды , деэмульгатора и щело чи . Подготовленная таким образ ом нефть снова дополнительно подогревается в теплообмен никах и с температурой 220°С поступает в колонну — 3. Сверху этой колонны отбирается фракция легкого бензина и выводится чере з теплообменник и сепаратор — 4, откуда ча стично изымается для орошения кол о нны . Остаток снизу колонны подается в печь — 5, где нагревается до 330°С , и поступает в качестве дополнительной горячей струи в колонну — 3 и как сырье в колонну — 6. Сверху колонны — 6 отбирается тяж елый бензин и выводится через теплообменник и газосе паратор — 8, частично возвращаясь в качестве оросителя назад в колонну. Сбоку колонны отбираются промежуточные фракции , для чего служат ко рректоры температуры и отпарные колонны — 7, где отбираются фракц ии 140-240°С , 240-300°С , 300-350°С . Мазут снизу колонны — 6 подается в печь — 9 , где нагревается до температуры 420°С , и поступает в вакуумную колонну — 10, работающую при остаточном давлении 40 мм рт . ст . Водяные пары , газообразные продукты разложения и л е гкие пары сверх у колонны поступают в барометрический конденс атор — 12, несконденсировавшиеся газы отсасываются эжектором — 11. Сбоку колонны отбирают бок овые продукты вакуумной колонны , остаток сниз у — гудрон . Бензины получаемые в колоннах — 3 и 6 поступают в стабилизатор — 13. Газ из газосепараторов — 4, 8 и 14 подае тся в абсорбер — 15, орошаемый стабильным б ензином из колонны — 13. А получаемый сверх у колонны — 15 сухой газ сбрасывается к форсункам печей. Материальный баланс переработки нефти на комбинированной у становке ЭЛОУ-АВТ приве ден ниже : Взято % Нефть 100 Г аз 2,00 В ода и соли 2,50 Получено % Сухой газ 0,18 Головка стабилизации 2,82 Фракции · бензиновые 13,29 · керосиновые 16,27 · дизельные 16,94 · 350 — 420 °С 10,60 · 420 — 490 °С 11,40 Гудрон 30,00 Вода , с оли 2,50 П отери 0,50 3. Заключение Компоненты , полученные после первичной переработки обыч но не используются как готовый продукт . Ле гкие фракции проходят дополнительно крекинг , реформинг , гидрогенизационное облагораживание , целью которых я вляется получение невысокой ценой наибольшего объема конечных продуктов с наиболее точными удовлетворительными качеств енными показателями . Тяжелые фракции после пе регонки перерабатывают дополнительно на битумных , коксующих и других установках. В проц ессе подготовки настоящего материала была использована следующая литература : 1. «Технология переработки нефти и газа» , Гуревич И.Л ., М : «Химия» , 1979г. 2. «Перегонка и ректификация в нефтепереработке» : Александров И.А ., М : «Химия» ,1981г.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Говорят, что если мы не можем уснуть - значит, мы кому-то снимся.
Вот какая сука уже второй месяц сериал с моим участием смотрит?!!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru