Нефтеперерабатывающая промышленность

4.8. Расчет материального  баланса установки замедленного  коксования

Коксование – метод  переработки нефтяных остатков в  условиях высоких температур (450–510˚С) и давлении, близком к атмосферному, с целью получения кокса, жидких дистиллятов и газа.

При коксовании нефтяных остатков в результате углубления реакций  крекинга и перераспределения водорода получается до 60–65% широкой фракции.

УЗК позволяет получить крупнокусковой кокс.

Расчет материального  баланса установки замедленного коксования представлен в таблице 4.8.

 

Таблица 4.8 – Материальный баланс УЗК

Продукты	% масс. на сырьё	% масс. на нефть	тыс. т/год	кг/ч
1	2	3	4	5
Поступает: Гудрон Остаток с установки катал. крекинга Всего:	89,44    10,56 100	8,57    1,01 9,58	342,74    40,47 383,21	42756,986    5048,65 47805,64
Получено: Газ и гол. Стаб. Бензин Лег. газоиль Тяж. газоиль Кокс Потери Всего:	4,51 20,00 26,67 27,12 18,70 3,00 100	0,66 1,923 1,182 20,7 3,99 0,435 9,58	17,28 76,65 102,21 103,93 71,67 11,50 383,21	2156,03 9561,13 12749,76 12964,89 8939,65 1434,17 47805,64

4.9 Расчет материального  баланса установки гидроочистки  дизельного топлива

Гидроочистка предназначена  для снижения содержания серы в дистиллятах. Одновременно с удалением серы уменьшается  содержание в продуктах непредельных и смолистых соединений.

Для составления материального  баланса гидроочистки необходимо определить количество образовавшегося сероводорода по формуле [4.1]:

G_Н2S = Gсырья*(X_S – Хдоп)*M_Н2S /M_s, /7, с. 45/ [4.1]

где G_Н2S – количество образовавшегося сероводорода, тыс. т/год;

Gсырья – количество  поступившего на установку газойля,  тыс. т/год;

X_S – содержание серы в сырье, мас. доли;

Хдоп – допустимое содержание серы в топливе (по ГОСТ)

M_Н2S и M_s – молекулярные массы сероводорода и серы.

G_Н2S = (102,2*(0,0192–0,002)+ 116,83*(0,006–0,002))*34 /32 = 2,34 тыс. т/год

Таблица 4.9 – Материальный баланс гидроочистки ДТ

Продукты	% масс. на сырьё	% масс. на нефть	тыс. т/год	кг/ч
1	2	3	4	5
Поступает: Легкий газоиль коксования Тяжёлый газойль КК Водород содержащий газ в т.ч водород Всего:    Получено: Гидроочищенное дизельное  топливо Бензин-отгон Сероводород Газ Потери Всего:	46,66 53,34 1,80 [0] 101,8 96,81 1,10 1,09 2,30 0,50 106,7	2,56 2,92 0,10 [0] 5,58 5,31 0,06 0,06 0,13 0,02 5,58	102,20 116,83 3,87 [0] 219,03 208,29 2,37 2,34 4,95 1,08 4311,6	12749,50 14574,60 482,78 [0] 27806,88 25984,28 295,66 291,92 617,52 134,73 27806,88

4.10 Расчет материального  баланса установки депарафинизации

Таблица 4.10 – Материальный баланс установки депарафинизации

Продукты	% масс. на сырьё	% масс. на нефть	тыс. т/год	кг/ч
1	2	3	4	5
Поступило: Фр. 180–350 єС Всего: Получено: ДТ (зимнее) Промежуточная фр. Парафин жидкий Потери Всего:	100 100 85 9,1 5 0,9 100	35,00 35,00 29,75 3,19 1,75 0,31 35,00	1400,00 1400,00 1190,00 127,40 70,00 12,60 1400,00	174650,70 174650,70 148453,09 15893,21 8732,53 1571,86 174650,70

 

4.11 Расчет материального  баланса газофракционирования непредельных  углеводородов

В состав нефтеперерабатывающих  заводов включаются установки для  получения лёгких углеводородных фракций  высокой чистоты из нефтезаводских газов. По типу перерабатываемого сырья  газофракционирующие установки  подразделяются на ГФУ предельных и  ГФУ непредельных газов. Материальный баланс ГФУ непредельных газов представлен  в таблице 4.11.

Таблица 4.11 Материальный баланс ГФУ непредельных газов

Продукты	% масс. на сырьё	% масс. на нефть	тыс. т/год	кг/ч
1	2	3	4	5
Поступает: Газ+головка КК Газ+головка коксования Всего: Получено: ППФ ББФ Газовый бензин Газ Потери Всего	93,03 6,97 100,0 33,76 36,50 2,50 24,24 3 100	5,95 0,43 6,38 2,15 2,33 0,16 1,55 0,19 6,38	237,95 17,28 255,23 86,17 93,16 6,38 61,87 7,65 980,06	29684,38 2155,69 31840,07 10749,75 11621,76 795,91 7718,31 954,34 31840,07

4.12 Расчет материального  баланса установки производства  МТБЭ

Особенностью МТБЭ является то, что при смешении его с другими  компонентами октановое число смеси  получается выше, чем рассчитанное по правилу аддитивности. Синтез МТБЭ осуществляется по реакции этерификации, расчет материального баланса приведен в таблице 4.12.

 

Таблица 4.12 – Материальный баланс установки производства МТБЭ

Продукты	% масс. на сырьё	% масс. на нефть	тыс. т/год	кг/ч
1	2	3	4	5
Поступает: Бутан-бутиленовая фракция В т.ч. изобутан Метанол Всего: Получено: МТБЭ Отработанная ББФ Потери Всего:	100,0 (-16,00) 9,02 109,02 24,39 81,64 3,00 109,02	2,33 (-0,4) 0,23 2,56 0,58 1,90 0,01 2,56	93,16 (-14,42) 8,13 101,29 22,66 75,85 2,78 101,29	11621,76 (1798,90) 1014,22 12635,98 2826,85 9462,33 348,05 40346,83

4.13 Расчет материального  баланса установки алкилирования

Таблица 4.11 – Материальный баланс установки алкилирования

Продукты	% масс. на сырьё	% масс. на нефть	тыс. т/год	кг/ч
1	2	3	4	5
Поступает: ББФ с МТБЭ В т.ч. изобутан Всего: Получено: Легкий алкилат Тяжелый алкилат Пропан Отработанная ББФ Потери Всего:	100,00 (-41) 100,00 79,10 3,40 1,90 12,60 3,00 100,00	1,90 (-0,85) 1,90 1,50 0,07 0,04 0,24 0,06 1,90	75,85 (-30,16) 75,85 59,99 2,58 1,44 9,56 2,28 1520,57	9462,33 3762,48 9462,33 7483,79 321,86 179,64 1192,62 284,43 9462,33

4.14 Расчет материального  баланса установки получения  серы

Одоптинская нефть содержит 0,4% масс серы, т.е. на проектируемый  завод вместе с нефтью поступает 16 тыс. т. серы в год. При переработке  этой нефти на данном заводе образуется 291,92 кг/ч или 2,34 тыс. т/год сероводорода. Остальное количество серы остается в битуме. Сжигать образующиеся сероводород  на факелах завода нельзя, т. к. это приведет к загрязнению воздушного бассейна, поэтому предусмотрена установка по переработке сероводорода в серу.

Материальный баланс установки  производства серы приведен в таблице 4.14.

Таблица 4.14 – Материальный баланс установки производства серы приведен

Продукты	% масс. на сырьё	% масс. на нефть	тыс. т/год	кг/ч
1	2	3	4	5
Поступает: Сероводород Всего: Получено: Сера элементарная Потери Всего:	100,0 100,0 97,0 3,0 100,0	0,060 0,060 0,058 0,002 0,060	2,34 2,34 2,27 0,07 2,34	291,92 291,92 283,18 8,73 291,92

4.15 Расчёт материального  баланса установки компаундирования  бензина Аи-95

На установку компаундирования для приготовления бензина Аи-95 поступает:

– н-бутан с ГФУ;

– изогексановая фракция с установки изомеризации;

– изопентановая фракция с установки изомеризации;

– изопентановая фракция с установки ГФУ;

– газовый бензин (фракция С6) с ГФУ;

– бензин АИ-93 с установки процесса «Цеоформинг»

– базовый компонент – катализат с установки каталитического риформинга;

– бензин каталитического крекинга НОС-Р;

– присадка МТБЭ;

– газовый бензин (фракция С6) с ГФУ непредельных УВ;

– лешкий алкилат с установки алкилирования.

Количество и свойство компонентов компаундирования представлены в таблице 4.15.

Таблица 4.15 - Количество и  свойства компонентов компаундирования

Продукт	кг/ч	тыс. т/год	% масс.	Октановое число ИМ
1	2	3	4	5
Бутановая фракция (ГФУ) Изогексановая фракция Изопентановая фракция Изопентановая фракция (ГФУ) Газовый бензин (ГФУ) Бензин («Циоформинг») Катализат (КР) Бензин (КК) Легкий алкилат МТБЭ Газовый бензин (ГФУ непр. УВ)	1062,25 991,77 2630,99 553,89 116,02 7784,43 99693,11 63384,48 7483,78 2826,85 795,91	8,515 7,95 21,09 4,44 0,93 62,40 799,14 508,09 59,99 22,66 6,38	0,57 0,53 1,40 0,30 0,06 4,16 53,22 33,84 3,99 1,51 0,42	93,8 74 92,3 92,3 82 93 100 93 93 118 83
Бензин Аи-95	187323,48	1501,585	100,0	95,9

Октановое число бензина  рассчитывается по формуле [4.2]:

О_см = (О_А·А + О_В·В + О_С·С + …)/ 100 /8, с. 39/ [4.2]

где О_см – октановое число смеси;

О_А, О_В, О_С – октановые числа компонентов;

А, В, С – содержание компонентов  в смеси, % масс.

Октановое число получаемого  бензина рассчитывается следующим  образом:

О_см=(0,57·93,8+0,56·74+1,40·92,3+0,30·92,3+0,06·82+4,16·93+53,22·100+33,84*93+3,99·93+1,51·118 + 0,42·83)/100=95,9

Таким образом, при компаундировании вышеназванных компонентов в  указанных количествах, и вырабатываемых согласно поточной схеме (рис. 3), получается летний вид автобензина Аи-95 без добавления антидетонаторов

4.16 Расчет материального  баланса установки компаундирования  зимнего дизельного топлива

На установку компаундирования для приготовления летнего дизельного топлива поступают:

– дизельное топливо с установки гидроочистки;

– фракция 180–350;

– тяжелый алкилат установки алкилирования;

– промежуточная фракция с карбомидной депарафинизации.

Количество и свойство компонентов компаундирования летнего

дизельного топлива представлены в таблице 4.16.

Таблица 4.16 – Количество и свойства компонентов компаундирования

Продукт	кг/ч	тыс. т/год	% масс.	Цетановое число
1	2	3	4	5
Гидроочищенное ДТ Фр. 180–350 Тяжелый алкилат Промежуточная фракция	25984,28 44910,18 321,86 15893,21	208,29 360 2,58 127,40	29,83 51,56 0,37 18,25	53 49 52 59
Летнее дизельное  топливо	87109,53	698,27	100,0	52,03

 

Цетановое число дизельного топлива рассчитывается по формуле:

Ц_см = (Ц_А·А + Ц_В·В + Ц_С·С + …)/ 100, /8, с. 42/ (4.3)

где Ц_см – цетановое число смеси;

Ц_А, Ц_В, Ц_С – цетановые числа компонентов;

А, В, С – содержание компонентов  в смеси, % масс.

Цетановое число получаемого  дизельного топлива рассчитывается следующим образом:

Ц_см = (53·29,83+ 49·51,56+52·0,37+59·18,25)/100 = 52,03

Таким образом, при компаундировании вышеназванных компонентов в  указанных количествах, и вырабатываемых согласно поточной схеме (рис. 3), получается зимнее дизельное топливо без добавления цетанповышающих добавок.

 

5. Сводный товарный  баланс проектируемого НПЗ

нефтепереработка сырье  баланс технологический

Таблица 5.1 – Сводный материальный баланс проектируемого НПЗ

Продукты	% масс. на нефть	кг/ч	тыс. т/год
Поступило: Нефть товарная Метанол Всего:	100,00 0,23 100,23	499002,00 1014,22 500016,22	4000 8,13 4008,13
Получено: Автомобильный бензин Аи-95 в том числе: – бутановая фракция – изогексановая фракция – изопентановая фракция – изопентановая фракция (ГФУ) – газовый бензин (ГФУ) – Бензин («Цеоформинг») – Катализат (КР) – Бензин(КК) – Присадка МТБЭ – Газовый бензин (ГФУ  непред. УВ) Дизельное топливо зимнее. Дизельное топливо летнее в том числе: – фр. 180–350 оС с АТ – фр. 180–350 оС с ГО – тяжелый алкилат – промежуточная фракция Сольвент Жидкий парафин Элементная сера Сжиженные газы в том числе: – пропан – изобутан – пропан-пропиленовая фракция – н-бутан Кокс Топливный газ Потери в том числе  выжигаемый кокс Всего	37,37 0,215 0,20 0,53 0,11 0,02 1,56 19,98 12,70 0,58 0,16 29,75 17,57 9 5,31 0,07 3,19 0,144 1,75 0,058 3,16 0,28 0,21 2,15 0,215 1,79 3,887 4,753 100,23	179839,70 1062,25 8494,88 22545,35 553,89 116,02 7784,43 99693,11 63384,48 12635,98 795,91 148453,09 87109,53 44910,18 25984,28 321,86 15893,21 718,56 8732,53 283,18 14239,65 1390,97 1036,68 10749,75 1062,25 8939,62 19396,21 23717,56 500016,22	1441,595 8,515 7,95 21,09 4,44 0,93 62,40 799,14 508,09 22,66 6,38 1190,00 698,27 360 208,29 2,58 127,40 5,76 70 2,27 114,145 11,15 8,31 86,17 8,515 71,66 155,48 190,12 4008,13