Автор: Пользователь скрыл имя, 16 Ноября 2012 в 15:46, отчет по практике
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.
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
Вывод: структурно-функциональный анализ на уровне установки показал, что процесс депарафинизации масел является эффективным и обеспечивает требуемые от него параметры (степень отделения 84,2 %) На осуществление процесса депарафиниизации требуются значительные энергетические и материальные затраты. Процесс имеет недостатки и требует усовершенствования в направлении уменьшения энергетических затрат, уменьшения содержания масла в гаче и увеличения выхода депарафинизированного масла..
Основной стадией процесса
была выбрана стадия кристаллизации,
так как эффективность
Структурная схема основной стадии представлена на рисунке 2.
2
4
3
1
Рисунок 2 - Структурная схема основной стадии процесса; I – узел охлаждения растворителя фильтратом I ступени фильтрации; II – узел регенеративной кристаллизации; III – узел аммиачной кристаллизации; 1 – теплообменник охлаждения влажного растворителя фильтратом I ступени; 2 – кристаллизатор для охлаждения влажного растворителя фильтратом I ступени; 3 – регенеративный кристаллизатор; 4 – аммиачный кристаллизатор.
Таблица 6- Анализ функций подсистем на уровне «основная стадия»
Подсистема |
Функции |
Результаты функционирования | |
Положительные |
Отрицательные | ||
1 |
2 |
3 |
4 |
Узел охлаждения растворителя фильтратом I ступени фильтрации |
Охлаждение влажного растворителя точек порционного разбавления ниже температуры сырьевой смеси в этой точке |
Охлаждение растворителя до заданных значений; Использование тепла влажного растворителя на нагрев фильтрата перед стадией регенерации. |
Энергозатраты |
Узел регенеративной кристаллизации |
Постепенное охлаждение раствора сырья за счет фильтрата с целью образования кристаллических структур твердых углеводородов |
Обеспечение охлаждения; образование кристаллов твердых углеводородов необходимого размера; использование для охлаждения фильтрата первой ступени уменьшает затраты на обеспечение холодом; обеспечивается постепенное |
Потеря избирательного растворителя вследствие негерметичности регенеративного скребкового кристаллзатора (наличие уплотнений валов скребковых механизмов); металлоемкость конструкции кристаллизаторов; наличие |
продолжение таблицы 6 1 |
2 |
3 |
4 |
разбавление раствора, степень разбавления и требуемая скорость растворения сырья |
движущихся частей понижает надежность эксплуатации; большие эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание; | ||
Узел аммиачной кристаллизации |
Постепенное охлаждение раствора
сырья за счет жидкого аммиака
с целью образования |
Обеспечение охлаждения до температуры фильтрования; рост кристаллов твердых углеводородов; |
(см. Регенеративные необходимость восстановления хладагента |
Выводы: на стадии кристаллизации
обеспечиваются условия, необходимые
для образования кристаллов твердых
углеводородов. Чем легче эти
кристаллы будут отделяться от жидкой
фазы, не удерживая ее в порах, тем
эффективнее процесс
Основным узлом выбранной стадии является регенеративный кристаллизатор, обеспечивающий постепенное охлаждение смеси для образования как можно меньшего количества крупных кристаллов.
Аппарат представляет собой горизонтальный многосекционный скребковый кристаллизатор, представляющий собой теплообменник типа «труба в трубе». Суспензия сырья движется по внутренним трубам, а хладагент – фильтрат – движется противотоком к раствору сырья по межтрубному кольцевому пространству.
Рисунок 3 - Схема секции скребкового кристаллизатора:1 – наружная труба; 2 – внутренняя труба; 3 – хладоагент; 4 – скребок; 5 – суспензиия сырья; 6 - слой твердой фазы.
Для устранения отложения
кристаллов твердых углеводородов,
снижающих коэффициент
Для разбавления сырья
растворитель, помимо тройника смешения,
может подаваться в точки порционного
разбавления – перед
Рисунок 4 - Cхема узла, включающая обвязку приборов КИПиА. [5]
Таблица 7 - Функции приборов КИПиА
Обозначение прибора автоматизации |
Расшифровка |
1 |
2 |
FRC-4 |
Прибор для измерения расхода растворителя на порционное разбавление, регистрирующий, регулирующий, установленный на щите |
TI -153 |
Прибор для измерения
температуры холодного |
TRC-23 |
Прибор для измерения температуры растворителя на входе в кристаллизатор, регистрирующий, регулирующий, установленный на щите |
TJR-152 |
Прибор для измерения температуры растворителя на входе в кристаллизатор, с автоматическим обегающим устройством, регистрирующий, установленный на щите |
Таблица 8 - Анализ функций подсистем на уровне «основной узел»
Подсистема |
Функции |
Результаты функционирования | |
Положительные |
Отрицательные | ||
Регенератив-ный кристаллиза-тор |
Постепенное охлаждение раствора
сырья за счет фильтрата с целью
образования кристаллических |
Обеспечение охлаждения, соответствующего нормам технологического режима; Образование кристаллов твердых углеводородов; Использование для охлаждения фильтрата первой ступени уменьшает затраты на обеспечение холодом; Обеспечивается постепенное разбавление застывающего с охлаждением раствора; Обеспечивается степень разбавления; Обеспечение требуемой скорости растворения сырья. |
Потеря избирательного растворителя вследствие негерметичности регенеративного скребкового кристаллзатора (наличие уплотнений валов скребковых механизмов); Наличие движущихся частей; Большие эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание;
|
Вывод: Основной узел соответствует
предъявляемым к нему требованиям,
но всё же необходимы меры по совершенствованию
функционирования основного узла в
направлении уменьшения эксплуатационных
затрат на его ремонт и обслуживание,
и улучшения герметичности
Таблица 9 - Анализ способа производства целевого продукта
Исходная информация о способе |
Проблемы, связанные с реализацией способа |
Уровень и варианты решения проблемы |
Результаты реализации решения | ||
Положительные |
Отрицательные | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | |
1. Исходное сырье | |||||
Сырье поступает из резервуарных парков № 65Г, 65В, 65Б. В парк сырье поступает с установок № 25 и 26: Рафинат дистиллятный II вакуумного погона для производства масел обычной глубины очистки. Рафинат дистиллятный II вакуумного погона для производства масла базового ЛУКОЙЛ SN-150. Рафинат дистиллятный III вакуумного погона для производства масел обычной глубины очистки. |
1.1 Доставка | ||||
Доставка сырья по трубопроводам с других установок в резервуарный парк |
Данные проблемы могут решаться на уровне предприятия |
Постоянный подвод сырья. Наличие нескольких установок подачи реагентов (альтернатива по подаче сырья). Нет зависимости по сырью от других предприятий |
Зависимость по сырью от других установок. Затраты на поддержание герметичности трубопроводов, на работоспособность сырьевых насосов | ||
продолжение таблицы 9 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Рафинат дистиллятный III вакуумного погона для производства масла базового ЛУКОЙЛ SN-350. Рафинат дистиллятный IV вакуумного погона для производства масел обычной глубины очистки и масла базового ЛУКОЙЛ SN-500. Рафинат дистиллятный IV вакуумного погона гидроочищенный. Рафинат остаточный фенольной очистки, рафинат остаточный Дуосол-очистки. Рафинат остаточный фенольной очистки высоковязкий, рафинат остаточный Дуосол-очистки высоковязкий. Рафинат остаточный фенольной очистки гидроочищеный, рафинат остаточный Дуосол-очистки гидроочищеный. Рафинат остаточный фенольной очистки высоковязкий гидроочищеный, рафинат остаточный Дуосол-очистки высоковязкий гидроочищеный. Рафинат остаточный Дуосол-очистки для производства масла МС-20 и масел другого назначения. |
1.2 Хранение | |||
Хранение запаса сырья, поступившего
с других установок завода до их
поступления на дальнейшую переработку
на установку депарафинизации |
Данные проблемы могут решаться на уровне предприятия |
Наличие запаса сырья на случай остановки установок подачи исходного сырья. Возможность контроля параметров исходного сырья |
Увеличение затрат на содержание и обслуживание. Наличие контроля за взрыво- и пожароопасностью предприятия. Возможность потерь при хранении нефтепродукта, вследствие чего увеличивается вероятность загрязнения окружающей среды, связанная с хранением большого количества нефтепродукта | |
2. Растворитель (толуол и МЭК) | ||||
принимаются на установку из парка реагентного хозяйства цеха № 29 и закачиваются в ёмкости Е-8, Е-8А, Е-9 |
Доставка растворителя по трубопроводам и хранение его до подачи в процесс депарафинизации |
Данная проблема может решаться на уровне установки. Проблемы может решаться на уровне предприятия. |
Уровень растворителя в емкостях регистрируется и регулируется приборами контроля. |
Затраты на поддержание герметичности трубопроводов, на работоспособность насосов. Необходимость контроля за уровнем растворителя в емкостях |
3. Стадия подготовки сырья | ||||
Сырье смешивается с влажным растворителем, затем происходит нагрев смеси до температуры 60 - 80°С для уничтожения твердых частиц углеводородов, после чего смесь сырья охлаждается водой до температуры (45 … 65) °С, а при переработке дистиллятных рафинатов II и III вакуумных погонов до температуры (35 … 55) °С. |
Смешение растворителя с сырьем, предварительный подогрев смеси для растворения имеющихся центров кристаллизации и предварительное охлаждение смеси. |
Данная проблема решается на уровне установки |
Температура смеси сырья и растворителя в теплообменниках регулируется приборами контроля и зависит от вида сырья |
Энергозатраты на подготовку исходной смеси |
4. Стадия кристаллизации | ||||
Смесь сырья с растворителем поступает в регенеративные кристаллизаторы, где охлаждается фильтратом первой ступени фильтрации. Дальнейшее охлаждение смеси сырья с растворителем происходит в аммиачных кристаллизаторах за счет испарения аммиака в межтрубном пространстве кристаллизаторов. |
Постепенное охлаждение сырья в кристаллизаторах с постоянным поддержанием градиента температур для образования крупных кристаллов |
Данная проблема решается на уровне установки.
|
Регуляция температуры в
кристаллизаторах происходит за счет
регуляции температуры |
Большие эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание скребковых кристаллизаторов. Потеря избирательного растворителя вследствие негерметичности регенеративного скребкового кристаллзатора |
5. Стадия фильтрации | ||||
Сырьевая суспензия поступает в вакуум-фильтры I ступени фильтрации. Фильтрат уходит на регенерацию растворителя. Для промывки гачевой лепёшки в фильтры подаётся сухой растворитель. Для разбавления гача перед фильтрацией на второй ступени подают фильтрат III ступени фильтрации или растворитель. Аналогичный процесс повторяется на последующих ступеняхс той разницей, что фильтрат второй ступени идет на разбавления сырья, а фильтрат III ступени идет на разбавление перед II ступенью фильтрации |
Максимально эффективное разделение твердой и жидкой фаз |
Данная проблема решается на уровне установки. Также возможно обновление фильтровального оборудования. |
Перед каждой последующей ступенью фильтрации смесь подвергается разбавлению, что улучшает показатели фильтрации. Вторичное использование фильтратов каждой ступени уменьшает энергозатраты |
Отсутствие возможности регулирования степени сгущения осадка, что делает показатели фильтрации нерегулируемыми на стадии фильтрования. Необходимость периодического отключения фильтров и промывки их горячим растворителем. Неэффективная система промывки осадка растворителем. |
6. Стадия регенерации растворителя | ||||
Осуществляется постепенным выпариванием растворителя из гача(фильтрата) – сначала в теплообменниках, затем в паровых подогревателях и отпарной колонне. Пары растворителя отделяются от жидкости и уходят из колонны; далее пары растворителя конденсируются в межтрубном пространстве теплообменника и в аппарате воздушного охлаждения и поступают в приемник растворителя. Обедненная растворителем жидкость далее поступает в отпарную колонну, из которой остатки растворителя удаляются острым водяным паром. Снизу колонны отводится парафин (деп. масло) |
Восстановление растворителя из фильтрата и гача для последующего его возврата в процесс депарафинизации масел |
Данная проблема решается на уровне установки. |
Давление регулируется прибором контроля. В качестве первичных теплоносителей используются горячие пары растворителя из отпарных колонн. |
Большие энергозатраты на выпаривание растворителя |
Вывод: из проведенного анализа видно, что основными проблемами способа депарафинизации масел являются сложности в получении на стадии кристаллизации легко разделимой смеси масла и кристаллов твердых углеводородов, обладающей хорошими фильтрационными свойствами, а также большие эксплуатационные затраты на обслуживание и ремонт регенеративных скребковых кисталлизаторов. Поэтому пути усовершенствования данной стадии и данного узла будут вестись в направлении уменьшения эксплуатационных затрат и увеличени. Выхода депарафинизированного масла.
Таблица 10 - Краткая характеристика основного технического оборудования [5]
Наименование оборудования (тип, наименование аппарата, назначение и т.д.) |
Коли-чество, шт. |
Материал |
Техническая характеристика | |
1 |
2 |
3 |
4 | |
Колонны | ||||
1 Эвапоратор фильтрата низкого давления |
2 |
ВСт3сп5 |
Температура расчётная |
200 °С |
Давление расчётное |
5 кгс/см2 | |||
|
Диаметр внутренний |
3,0 м | |||
Высота (вместе с К-2) |
28,7 м | |||
Объём |
90 м3 | |||
|
Тарелки желобчатые |
4 шт. | |||
Тарелки перфорированные |
2 шт. | |||
2 Эвапоратор фильтрата высокого давления |
2 |
ВСт3сп5 |
Температура расчётная |
200 °С |
Давление расчётное |
5 кгс/см2 | |||
|
Диаметр внутренний |
3,0 м | |||
Высота (вместе с К-2) |
28,7 м | |||
Объём |
77 м3 | |||
|
Тарелки желобчатые |
4 шт. | |||
Тарелки перфорированные |
2 шт. | |||
3 Концевой эвапоратор фильтрата |
2 |
ВСт3сп5 |
Температура расчётная |
200 °С |
Давление расчётное |
5 кгс/см2 | |||
|
Диаметр внутренний |
1,2 м | |||
продолжение таблицы 10 1 |
2 |
3 |
4 | |||
Высота (вместе с К-4) |
27,7 м | |||||
Объём |
9,9 м3 | |||||
|
Тарелки желобчатые |
3 шт. | |||||
4 Отпарная колонна фильтрата |
2 |
ВСт3сп5 |
Температура расчётная |
200 °С | ||
Давление расчётное |
5 кгс/см2 | |||||
|
Диаметр внутренний |
1,2 м | |||||
Высота (вместе с К-3) |
27,7 м | |||||
Объём |
16 м3 | |||||
|
Тарелки желобчатые |
19 шт. | |||||
5 Эвапоратор гача низкого давления |
2 |
ВСт3сп5 |
Температура расчётная |
200 °С | ||
Давление расчётное |
5 кгс/см2 | |||||
|
Диаметр внутренний |
2,0 м | |||||
Высота (вместе с К-2) |
28,5 м | |||||
Объём |
33 м3 | |||||
|
Тарелки желобчатые |
4 шт. | |||||
Тарелки перфорированные |
2 шт. | |||||
6 Эвапоратор гача высокого давления |
2 |
ВСт3сп5 |
Температура расчётная |
200 °С | ||
Давление расчётное |
5 кгс/см2 | |||||
|
Диаметр внутренний |
2,0 м | |||||
Высота (вместе с К-5) |
28,5 м | |||||
Объём |
38,4 м3 | |||||
|
Тарелки желобчатые |
4 шт. | |||||
Тарелки перфорированные |
2 шт. | |||||
7 Концевой эвапоратор гача |
2 |
ВСт3сп5 |
Температура расчётная |
200 °С | ||
Давление расчётное |
кгс/см2 | |||||
|
Диаметр внутренний |
1220 мм | |||||
Высота (вместе с К-8) |
27,7 м | |||||
Объём |
9,9 м3 | |||||
|
Тарелки желобчатые |
3 шт. | |||||
8 Отпарная колонна гача |
2 |
ВСт3сп5 |
Температура расчётная |
200 °С | ||
Давление расчётное |
5 кгс/см2 | |||||
|
Диаметр внутренний |
1,2 м | |||||
Высота (вместе с К-7) |
27,7 м | |||||
Объём |
16 м3 | |||||
|
Тарелки желобчатые |
19 шт. | |||||
9 Кетоновая колонна |
2 |
16ГС |
Температура расчётная |
130 °С | ||
Давление расчётное |
4 кгс/см2 | |||||
|
Диаметр внутренний |
500 мм | |||||
Высота |
14,1 м | |||||
Объём |
2 м3 | |||||
|
Тарелки колпачковые |
19 шт. | |||||
Теплообменная аппаратура | ||||||
12 Воздушный холодильник паров аммиака |
1 |
09Г2С |
Температура расчётная |
400 °С | ||
Давление расчётное |
40 кгс/см2 | |||||
|
Поверхность теплообмена |
7500 м2 | |||||
13 Конденсатор аммиака |
6 |
ВСт 3сп5 |
Температура расчётная |
(минус 15 … 48) °С | ||
Давление расчётное |
18 кгс/см2 | |||||
|
Диаметр |
1224 мм | |||||
Длина |
6 м | |||||
Поверхность теплообмена |
300 м2 | |||||
14 Регенеративный кристаллизатор |
11 |
Ст3 |
Температура расчётная |
(минус 40 … 100) °С | ||
Давление расчётное |
40 кгс/см2 | |||||
|
Поверхность теплообмена |
85 м2 | |||||
15 Регенеративный кристаллизатор |
3 |
Ст3 |
Температура расчётная |
(минус 40 … 100) °С | ||
Давление расчётное |
40 кгс/см2 | |||||
|
Поверхность теплообмена |
100 м2 | |||||
16 Кристаллизатор аммиачный |
12 |
Ст10 |
Температура расчётная |
(минус 40 … 100) °С | ||
Давление расчётное |
30 кгс/см2 | |||||
|
Поверхность теплообмена |
70 м2 | |||||
17 Кристаллизатор аммиачный |
2 |
Ст10 |
Температура расчётная |
(минус 40 … 75) °С | ||
Давление расчётное |
40 кгс/см2 | |||||
|
Поверхность теплообмена |
90 м2 | |||||
Вакуум-фильтры | ||||||
1 Барабанный вакуум-фильтр |
14 |
Ст3сп |
Температура расчётная |
минус 35 °С | ||
Диаметр барабана |
3,0 м | |||||
Длина барабана |
5,4 м | |||||
Поверхность фильтрации |
50 м2 | |||||
Информация о работе Практика по процессу депарафинизации масел