Практика по процессу депарафинизации масел

Содержание

Введение 4

1 Описание работы технологической схемы установки 6

1.1 Технологическая схема отделения кристаллизации 6

1.2 Технологическая схема отделения фильтрации 9

1.3 Технологическая схема отделения регенерации 10

2 Характеристика сырья и готовой продукции 16

3 Материальный баланс процесса получения целевого продукта 26

4 Особенности способа производства 28

4.1 Качество сырья 31

4.2 Природа и состав растворителя 33

4.3 Способ подачи растворителя 37

4.4 Температура растворителя 38

4.5 Скорость охлаждения раствора сырья 39

5.Системный анализ технологической схемы 41

5.1 Описание целевой функции объекта 41

5.2  Взаимодействие цеха  с инженерными сетями предприятия 48

5.3 Анализ функций подсистем на уровне «установка» 52

5.4  Структурно-функциональный анализ на уровне «основная стадия». 57

5.5  Структурно-функциональный анализ на уровне «основной узел» 60

6 Анализ способа производства целевого продукта промышленного аналога 64

Заключение 76

Список использованных источников 78

ПРИЛОЖЕНИЕ А - ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА- АНАЛОГА………………………………………………………………………..79

 

 

 

 

Введение

 

Целью производственно-технологической  практики является  изучение процесса депарафинизации масел на уровне «установка», выбор подсистемы в  наибольшей степени, влияющей на технико-технологические  показатели процесса (анализ на уровне «основная стадия»), а так же подготовка информации для междисциплинарного курсового проекта  и магистерской диссертации.

Задача практики -  ознакомление с работой технологической схемы  депарафинизации масляных рафинатов, системный анализ работы технологической схемы и анализ способа получения депарафинизированных масел на производстве.

Установка № 32 депарафинизации масел типа 39-7М-1 входит в состав цеха № 9 депарафинизация масел и обезмасливание парафинов, и предназначена для получения депарафинированных масел, парафина, гача, петролатума.

Проектная мощность установки [5]:

по сырью 148,75 тыс.т/г;

по продукту 111,14 тыс.т/г.

На данной установке производятся:

• Депарафинированные масла, которые делятся на остаточные и дистиллятные в зависимости от вида перерабатываемого сырья, в последствии подвергаются доочистке.
• Парафин вырабатывается как готовая продукция, широко применяется в качестве связующего при производстве древесноволокнистых плит, а также, благодаря легкой возгораемости и способности придавать древесине гидрофобные свойства, для изготовления спичек.
• Гач используется как компонент мазутов или как сырьё для производства изопарафинового базового масла.
• Петролатум вырабатывается как готовая продукция, а также используется как компонент мазутов или как сырьё для производства церезина.

Депарафинизация селективными растворителями при производстве масел из парафинистых нефтей требует больших эксплуатационных затрат. В связи с этим поиск возможностей его совершенствования является актуальной задачей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Описание работы технологической схемы установки

 

Установка № 32 двухпоточная. Каждый поток может работать независимо от другого потока и перерабатывать различное сырьё. Общими для двух потоков являются система инертного газа, вакуумная компрессорная, холодильная установка (кроме кристаллизаторов), а также помещение центрального щита КИПиА.

Сырьем  для получения депарафинизированных масел, парафина и петролатума являются рафинаты II, III и IV вакуумных погонов, а также остаточные рафинаты. Сырьё поступает на установку из резервуарных парков №№ 65Г, 65В, 65Б. [5]

Технологические схемы представлены в приложении А

1.1 Технологическая схема отделения кристаллизации

 

Сырье на установку из парка  № 65Г поступает по сырьевым линиям правого и левого потоков (крыльев) и по линии некондиции, а из парка № 65В – только по линии некондиции.

Насосом Н-1 (Н-1А) сырье подается в тройник смешения с влажным  растворителем от насоса Н-2 (Н-2А) и  далее в подогреватель Т-1. На обоих потоках имеется возможность взять сырьё по соответствующей сырьевой линии насосом Н-14 и подать сырьё этим насосом в тройник смешения.

При переработке рафинатов II и III вакуумных погонов растворитель в тройник смешения, как правило, не подаётся.

В трубном пространстве подогревателя  Т-1 сырьё (или смесь сырья с  растворителем) нагревается мятым  паром до температуры (60 … 80) °С.

Подогретая смесь сырья  с растворителем поступает в  змеевик погружного теплообменника Т-2, в котором охлаждается водой  до температуры (45 … 65) °С, а при переработке дистиллятных рафинатов II и III вакуумных погонов до температуры (35 … 55) °С. Затем смесь сырья с растворителем поступает в трубное пространство регенеративных кристаллизаторов Кр-1, Кр-2, Кр-3, Кр-4, Кр-13 (правое крыло) и Кр-1, Кр-2, Кр-3, Кр-4 (левое крыло), где охлаждается фильтратом первой ступени фильтрации.

Дальнейшее охлаждение смеси  сырья с растворителем происходит в трубном  пространстве аммиачных  кристаллизаторов Кр-5, Кр-6, Кр-7, Кр-10, Кр-11, Кр-14 за счет испарения аммиака в  межтрубном пространстве кристаллизаторов. Охлаждённая до температуры фильтрации смесь сырья с растворителем  поступает в ёмкость Е-1.

Для разбавления сырья  растворитель, помимо тройника смешения, может подаваться в точки порционного  разбавления:

• перед кристаллизатором Кр-2;
• после кристаллизатора Кр-2 или перед кристаллизатором Кр-4;
• перед кристаллизатором Кр-5 или Кр-6 левого крыла, перед кристаллизатором Кр-13 или Кр-5 (Кр-6) правого крыла.

Влажный растворитель, подаваемый на разбавление в кристаллизаторы, должен иметь температуру ниже температуры  сырьевой смеси в этой точке на (3 … 5) °С. Для этого часть влажного растворителя от насоса Н-2 (Н-2А) охлаждается фильтратом первой ступени фильтрации в межтрубном пространстве теплообменника Т-3, а потом в трубном пространстве регенеративного кристаллизатора Кр-9 и поступает в качестве холодной составляющей в узлы смешения растворителя, идущего на порционное разбавление.

Существует возможность  включения регенеративного кристаллизатора  Кр-9 для охлаждения сырья, а также  возможность охлаждения влажного растворителя в аммиачных кристаллизаторах Кр-10, Кр-11 вместо регенеративного кристаллизатора  Кр-9.

В качестве теплой составляющей в узлах смешения используется влажный  растворитель, входящий в Т-3 или  выходящий из него.

Возможна подача влажного растворителя в линию сырья после  аммиачных кристаллизаторов Кр-10, Кр-11.

Допускается не подавать растворитель в некоторые из перечисленных  точек порционного разбавления, но общее разбавление растворителем (содержание растворителя в смеси  сырья с растворителем) должно составлять для дистиллятных рафинатов II вакуумного погона (72 … 76) %, III вакуумного погона (76 … 80) %, IV вакуумного погона (78 … 82) %, для остаточных рафинатов (78 … 84) %.

Для разбавления сырья  в аммиачных кристаллизаторах используется фильтрат второй ступени, который может  подаваться в кристаллизаторы Кр-5, Кр-6, Кр-7, Кр-10, Кр-11.

Влажный растворитель, который  насосом Н-2 (Н-2А) подается в тройник  смешения и на порционное разбавление, собирается в ёмкость Е-6.

Существует возможность  охлаждения смеси сырья с растворителем  в кристаллизаторах двумя параллельными  потоками через регенеративные кристаллизаторы  и одним потоком через аммиачные  кристаллизаторы:

 

Т-2 ®

↗ Кр-1, 2          ↘ ↘ Кр-3, 4, 13ПР ↗

® Кр-5, 6, 7, 10, 11, (8), 14 ® Е-1,

 

а также двумя параллельными  потоками в кристаллизаторах на левом  крыле:

Т-2 ®

↗ Кр-1, 2 ® Кр-10, 11, (8) ↘ ↘ Кр-3, 4 ® Кр-5, 6, 7       ↗

® Кр-14 ® Е-1,

 

или двумя параллельными  потоками в кристаллизаторах на правом крыле:

Т-2 ®

↗ Кр-1, 2 ® Кр-10, 11, 14, (8) ↘ ↘ Кр-3, 4, 13 ® Кр-5, 6, 7       ↗

® Е-1.

 

1.2 Технологическая  схема отделения фильтрации

 

Сырьевая суспензия из ёмкости Е-1 с температурой от минус 18 до минус 26 °С самотёком поступает в вакуум-фильтры I ступени фильтрации ВФ-1, ВФ-2, ВФ-3.

Жидкая фаза – фильтрат, состоящий из депарафинированного масла и растворителя (содержание растворителя от 80 до 85 %), поступает в сборник фильтрата I ступени Е-2.

Фильтрат из ёмкости Е-2 насосом Н-4 (Н-4А) откачивается на регенерацию  растворителя. На правом крыле есть возможность откачивать фильтрат из ёмкости Е-2 насосом Н-5Д.

Для промывки гачевой лепёшки в вакуум-фильтры подаётся сухой растворитель, охлаждённый до температуры от минус 5 до минус 15 °С (для производства товарной продукции с температурой застывания не более минус 10 °С), от минус 10 до минус 20 °С (для производства товарной продукции с температурой застывания не более минус 15 °С), и не более минус 18 °С (для производства масла МС-20).

Для разбавления гача перед фильтрацией на второй ступени в желоба шнеков вакуум-фильтров I ступени подают фильтрат III ступени фильтрации или растворитель.

Разбавленная твердая  фаза (раствор гача или петролатума) из ВФ-1, ВФ-2 поступает в ёмкость Е-3А, из ВФ-3 - в ёмкость Е-3Б и насосами Н-8₁, Н-8₂ (Н-8₃) откачивается в ёмкость Е-1С. На правом крыле есть возможность откачивать ёмкости      Е-3А, Е-3Б насосом Н-3Б_ПР. [5]

Из ёмкости Е-1С раствор  гача (содержание растворителя от 80 до 86 %) самотёком поступает в вакуум-фильтры II ступени фильтрации ВФ-4, ВФ-7.

Фильтрат второй ступени  фильтрации (содержание растворителя более 90 %)  поступает в ёмкость  Е-2С, из которой откачивается насосом  Н-5 (Н-5А, Н-5Д_ПР) в кристаллизаторы для разбавления сырья.

Для промывки гачевой лепёшки в вакуум-фильтры подаётся сухой растворитель с температурой от минус 1 до минус 10 °С.

Для разбавления гача перед фильтрацией на третьей ступени в желоб шнека вакуум-фильтров ВФ-4, ВФ-7 подают растворитель

Раствор гача (петролатума) из вакуум-фильтра ВФ-4 поступает на приём насосов, а из вакуум-фильтра ВФ-7 поступает в ёмкость Е-3Д и насосами Н-8₅ (Н-8₄, Н-8₃) левого крыла, Н-8₄ (Н-8₃, Н-8₅) правого крыла откачивается в ёмкость Е-1Д.

Раствор гача из Е-1Д (содержание растворителя в пределах от 85 до 90 %) поступает на вакуум-фильтры III ступени фильтрации ВФ-5, ВФ-6.

Для промывки гачевой лепёшки в вакуум-фильтры ВФ-5, ВФ-6 подаётся сухой растворитель с температурой от минус 1 до минус 10 °С.

Раствор гача (петролатума) из ВФ-5, ВФ-6 поступает в ёмкость Е-3С и насосами   Н-8₃, Н-8₄, Н-8₅ откачивается на гачевую секцию отделения регенерации растворителя.

Фильтрат третьей ступени  фильтрации (содержание растворителя более 95 %) поступает в ёмкость  Е-2Д, из которой откачивается насосами Н-5, Н-5А, Н-8₂ левого крыла, Н-5, Н-5Д правого крыла в шнеки вакуум-фильтров первой ступени для разбавления гача перед второй ступенью фильтрации.

Возможно подключение  вакуум-фильтра ВФ-4 на первую ступень  фильтрации, а вакуум-фильтра ВФ-5 – на вторую ступень фильтрации.

Имеется возможность направить  фильтрат III ступени правого и левого потоков для отпарки растворителя на гачевую секцию левого крыла, а гачи III ступени правого и левого потоков – на гачевую секцию правого крыла. [5]

1.3 Технологическая схема отделения регенерации

 

Отделение регенерации растворителя предназначено для отпарки растворителя из растворов депарафинированного масла и гача.

Фильтрат из ёмкости Е-2 насосом Н-4 (Н-4А) подаётся в трубное  пространство теплообменника Т-5, в  котором охлаждает сухой растворитель. На правом крыле есть возможность  откачивать фильтрат из ёмкости Е-2 насосом Н-5Д. Далее для охлаждения сырьевой смеси часть фильтрата  последовательно прокачивается  через трубное пространство регенеративных кристаллизаторов Кр-13, Кр-4, Кр-3, Кр-2, Кр-1 на правом крыле или Кр-4, Кр-3, Кр-2, Кр-1 на левом крыле. Другая часть  фильтрата после теплообменника Т-5 подается в межтрубное пространство кристаллизатора Кр-9 на охлаждение влажного растворителя.

Из кристаллизатора Кр-9 фильтрат направляется в трубное  пространство теплообменника Т-3 для  охлаждения влажного растворителя, затем  объединяется с фильтратом из кристаллизатора  Кр-1 и направляется в межтрубное пространство теплообменника Т-4 для  охлаждения сухого растворителя. На левом крыле фильтрат после Т-4 поступает в трубное пространство теплообменника Т-14А, в котором нагревается депарафинированным маслом, откачиваемым с установки.

Далее фильтрат поступает  в трубное пространство теплообменника Т-11, в котором нагревается парами растворителя из эвапоратора низкого  давления К-1, затем фильтрат проходит межтрубное пространство теплообменника Т-11А, где нагревается депарафинированным маслом из колонны К-4. Далее фильтрат поступает в трубное пространство теплообменника Т-12, где нагревается парами растворителя из эвапоратора высокого давления К-2, затем в трубном пространстве теплообменника Т-13 фильтрат нагревается острым или мятым паром и с температурой от 100 до 125 °С и поступает в эвапоратор низкого давления – колонну К-1. Давление в колонне К-1 не более 2 кгс/см².