Установка замедленного коксования
Автор: Антон Дьяков • Декабрь 17, 2021 • Контрольная работа • 3,424 Слов (14 Страниц) • 288 Просмотры
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Программа профессиональной переподготовки «Оператор технологических установок» по программе «Переработка нефти и газа»
Отчет
о практической работе
по дисциплине «Проектирование и расчет технологического оборудования»
Выполнил: слушатель гр. Д7ПНиГ-21-01 ___________А.С. Дьяков
Проверил: к.т.н., доцент ___________ Е.В. Грохотова
Уфа 2021
1. Теоретическая часть
Установка замедленного коксования предназначена для переработки тяжёлых нефтяных остатков (прямогонный гудрон) в более лёгкие газообразные, жидкие продукты и суммарный нефтяной кокс (сырой кокс).
Кроме того, на установке предусмотрена очистка от сероводорода топливного газа собственного производства и сжиженного углеводородного газа, поступающего из блока гидроочистки дистиллятов.
Установка замедленного коксования рассчитана на переработку 1 млн. т/год прямогонного гудрона, поступающего с установок АВТ-2 и АВТ-3 и очистку от сероводорода до 10 тыс.тонн/год сжиженного углеводородного газа блока гидроочистки.
В состав установки замедленного коксования входят:
- Блок коксовых камер - предназначен для получения кокса из гудрона;
- Печной блок - предназначен для нагрева сырья коксования;
- Блок колонн. Этажерка №1 – предназначен для получения дистилятных
фракций;
- Этажерка №2. Отделение газа от жидких нефтепродуктов и перекачка
жидких нефтепродуктов;
- Компрессорная с реагентным хозяйством. Сжатие углеводородных газов
для получения сжиженных газов, приготовление реагентов;
- Блок оборотного водоснабжения (Локальный БОВ компрессорной);
- Блок сбора и подготовки воды для гидрорезки кокса;
- Водяная насосная – подача воды для гидрорезки кокса;
- Транспорт и хранение кокса.
Режим работы установки непрерывный, 8000 часов в год. Оборудование, системы контроля и управления рассчитаны на стабильную работу в пределах 50-110 % от номинальной производительности установки.
Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов, реагентов, побочной и готовой продукции технологического процесса приведена в таблице 1.
Таблица 1 | |||||
№ п/п | Наименование сырья, материалов, реагентов, побочной и готовой продукции | Номер государственного или отраслевого стандарта, технических условий, стандарта предприятия | Показатели качества, подлежащие проверке | Норма по нормативному документу | |
Сырье | |||||
1 | Гудрон | СТП | Удельный вес при 150С, т/м3 | 1,0232 | |
Коксовый остаток по Конрадсону | 20 | ||||
Содержание серы, % масс. | 1,25-1,35 | ||||
Содержание металлов: масс. ppm | |||||
V | 17-20 | ||||
Ni | 18-20 | ||||
Si | 4-5 | ||||
Fe | 19 | ||||
Na | 2-3 | ||||
Вязкость при 1000С, сСт | 227 | ||||
Ожидаемый фракционный состав сырья коксования: 0С | |||||
- 2 % об. выкипает при | 400 | ||||
- 5 % об. при | 470 | ||||
- 10 % об. при | 516 | ||||
- 30 % об. при | 5891) | ||||
- 50 % об. при | 6361) | ||||
- 70 % об. при | 6711) | ||||
2 | Сжиженный газ | СТП | Состав: % масс. | ||
Н2О | 0,05 | ||||
Н2 | 0,01 | ||||
H2S | 0,63 | ||||
Метан | 0,05 | ||||
Этан | 1,86 | ||||
Пропан | 41,27 | ||||
I-бутан | 19,18 | ||||
N-бутан | 35,96 | ||||
С5-1400С | 1,00 | ||||
Молекулярная масса | 50,3 | ||||
Вязкость, сП | 0,108 | ||||
Плотность, кг/м3 | 513,4 | ||||
Основной продукт | |||||
3 | Кокс нефтяной суммарный (0 – 250 мм) | Массовая доля летучих веществ, не более, % масс. | 9 | ||
Массовая доля общей влаги, не более | 8,0-10,0 | ||||
Зольность, не более, % масс. | 0,6 | ||||
Массовая доля серы, не более, % масс. | 2,07 | ||||
Действительная плотность после про- каливания при 1300 0С в течение 5ч., г/см3 | 2,08-2,13 | ||||
Содержание кремния, не более, % масс | 0,002 | ||||
Содержание железа, не более, % масс | 0,008 | ||||
Содержание ванадия, не более, % масс | 0,008 | ||||
4 | Сжиженный газ (фракция С3) | ГОСТ 29448-90 | Массовая доля компонентов: % масс. - сумма метана, этана и этилена | 2,4 | |
- сумма пропана и пропилена, не менее | 94,8 | ||||
- сумма бутанов и бутиленов | 2,8 | ||||
Объемная доля жидкого остатка при 200С, не более, % об. | -- | ||||
Давление насыщенных паров при температуре: МПа (изб.) | |||||
плюс 450С, не более | 1,54 | ||||
минус 20 0С, не менее | -- | ||||
Массовая доля сероводорода и меркаптановой серы, не более, % масс. | -- | ||||
в том числе сероводорода, не более, % масс. | 0,0036 | ||||
Содержание свободной воды и щелочи | -- | ||||
Интенсивность запаха, не менее, баллы | -- | ||||
5 | Сжиженный газ (фракция С4) | ГОСТ 29448-90 | Массовая доля компонентов: % масс. - сумма метана, этана и этилена | 0 | |
- сумма пропана и пропилена, не менее | 0,762 | ||||
- сумма бутанов и бутиленов, не менее | 97,2 | ||||
Объемная доля жидкого остатка при 200С, не более, % об. | 1,98 | ||||
Давление насыщенных паров при температуре: МПа (изб.) | |||||
плюс 450С, не более | 1,61 | ||||
минус 20 0С, не менее | -- | ||||
Массовая доля сероводорода и меркаптановой серы, не более, % масс. | не более 50 ppm | ||||
в том числе сероводорода, не более | 0 | ||||
Содержание свободной воды и щелочи | -- | ||||
Интенсивность запаха, не менее, баллы | -- | ||||
6 | Дебутанизирован-ная нафта коксования | СТП | Удельный вес при 15,60С, кг/м3 Содержание серы, не более, % масс. | 719 0,20 | |
Содержание азота (общего), не более, масс. ppm | 170 | ||||
Бромное число | 90 | ||||
Содержание кремния, не более, масс. ppm | 5 | ||||
Содержание фракции С4, не более, % масс. | 1 | ||||
Разгонка, ASTM D86: 0С | |||||
- 5 % об. жидкости | 49 | ||||
- 10 % об. жидкости | 65 | ||||
- 30 % об. жидкости | 79 | ||||
- 50 % об. жидкости | 93 | ||||
- 70 % об. жидкости | 110 | ||||
- 90 % об. жидкости | 126 | ||||
- 95 % об. жидкости | 142 | ||||
- 98 % об. жидкости | 155 | ||||
7 | Легкий газойль коксования (фракция 140-350oC), | СТП | Удельный вес при 15,60С, кг/м3 Содержание общей серы, не более, % масс. Бромное число Содержание азота (общего), не более, масс. ррm Цетановый индекс | 860 0,73 33,0 | |
1131 42,4 | |||||
Содержание кремния, не более, масс. ррm | 1 | ||||
Кинематическая вязкость при 400С, сСт | 2,0 | ||||
Температура застывания, 0С | минус 20 | ||||
Температура вспышки, свыше, 0С | 28 | ||||
Разгонка, ASTM D86: 0С | |||||
5 % об. жидкости | 169 | ||||
10 % об. жидкости | 179 | ||||
30 % об. жидкости | 218 | ||||
50 % об. жидкости | 254 | ||||
70 % об. жидкости | 289 | ||||
90 % об. жидкости | 328 | ||||
95 % об. жидкости | 341 | ||||
96 % об. жидкости | не более 350 | ||||
98 % об. жидкости | 355 | ||||
8 | Тяжелый газойль коксования (фракция 3500С+ ) | СТП | Удельный вес при 15,60С, кг/м3 Общая сера, не более, % масс. Бромное число Азот (общий), не более, масс.ррm | 948 1,28 17,6 5763 | |
Коксовый остаток по Конрадсону, % масс. | 1,0 | ||||
Металлы (Ni+V), не более, масс.ррm | 2 | ||||
Температура вспышки (в закрытом тигле), 0С Разгонка, ASTM D1160: 0С | не более 80 | ||||
- 5 % об. жидкости | 360 | ||||
- 10 % об. жидкости - 30 % об. жидкости | 371 399 | ||||
- 50 % об. жидкости - 70 % об. жидкости | 425 | ||||
460 | |||||
- 90 % об. жидкости | 498 | ||||
- 95 % об. жидкости - 98 % об. жидкости | 505 | ||||
520 | |||||
9 | Топливный газ | СТП | Содержание сероводорода, мг/нм3 Состав: % масс. | не более 20 | |
H2O | 0,5 | ||||
H2 Метан | 1,3 | ||||
51,2 | |||||
Этилен | 5,0 | ||||
Этан | 39,1 | ||||
С3+ | 2,9 | ||||
Побочные продукты | |||||
10 | Насыщенный раствор амина (МДЭА) | СТП | Массовый состав компонентов: % масс. Н2О МДЭА Н2S | 48,2 48,3 3,04 | |
СО2 | 0,3 | ||||
Метан | 0,009 | ||||
Этилен | 0 | ||||
Этан | 0,009 | ||||
Пропилен | 0,02 | ||||
Пропан | 0,02 | ||||
Бутан | 0,009 | ||||
С5+ | 0 | ||||
Максимальная нагрузка по Н2S, моль/моль МДЭА | 0,33 | ||||
Содержание углеводородов, % мольн. | 0,03 | ||||
11 | Раствор отработанной щелочи | Состав: % масс. NaHS NaSR | 0,80 8,76 | ||
Нафтенаты | 14,34 | ||||
Непрореагировавшая NaOH | 3,59 | ||||
Н2О | 72,51 | ||||
12 | Кислая вода | Содержание (ориентировочно): Н2S, % масс. | 0,6 | ||
NH3, мг/л | 2,6 | ||||
Фенол, мг/л | 700 | ||||
НCN, мг/л | 35 | ||||
ХПК, мг/л | 3 | ||||
рН | 5,6 | ||||
13 | Влажный слоп | Состав: % масс. | Потоки | ||
№ 167 | №171 | ||||
H2O | 0,075 | 0,05 | |||
H2S | 0 | 0 | |||
CO2 | 0 | 0,02 | |||
CH4 | 0 | 0,03 | |||
C2H5 | 0 | 0,04 | |||
C3H8 | 0 | 0,03 | |||
nC4H10 | 0 | 0,06 | |||
C5÷1400C | 0 | 0,25 | |||
140÷3600C | 2,16 | 36,07 | |||
3600C-к.к. | 97,76 | 63,45 | |||
14 | Сухой слоп | Некондиционные нефтепродукты, 0С | Больше 1000С | ||
Реагенты | |||||
15 | Ингибитор кор-розии Nalсo 5173 | Цвет | бесцветный или светло-розовый | ||
Запах | плесневый | ||||
Растворимость в воде | полная | ||||
Давление насыщенных паров при 20оС, мм. рт. ст. | 12 | ||||
Содержание летучих органических соединений, фунт/галлон | 0 | ||||
Плотность при 15,6оC, кг/м3 | 1018,63 | ||||
Температура замерзания, 0С | минус 2,2 | ||||
Температура вспышки, 0С | отсутствует | ||||
16 | Антипенная при-садка Nalco 5707 | Основной компонент | гидрофобный диоксид кремния | ||
Цвет | непрозрачное вещество желтого или коричнево-желтого цвета | ||||
Агрегатное состояние | жидкость | ||||
Запах | углеводородный | ||||
Плотность при 15,6оС, кг/м3 | 922,61÷ 958,56 | ||||
Растворимость в воде | диспергируется | ||||
Относительная плотность при 20оС, кг/м3 | 850 | ||||
Вязкость при 25оС, сП | 200÷300 | ||||
Точка потери текучести, 0С | минус 31 | ||||
Температура вспышки, 0С | более 93 | ||||
Содержание летучих органических соединений, кг/м3 | 112,63 | ||||
17 | Деэмульгатор Nalco 5511 | Цвет | темно-коричневый | ||
Запах | отсутствует | ||||
Относительная плотность при 15оС | 1,27 | ||||
Плотность при 15,6оС, кг/м3 | 1270 | ||||
Температура вспышки, 0С | более 93 | ||||
Температура замерзания, 0С | минус 6,67 | ||||
Точка потери текучести, 0С | ниже минус 1 | ||||
Вязкость: сП | |||||
- при 4оС | 25,5 | ||||
- при 15оС | 18,0 | ||||
- при 32оС | 12,5 | ||||
рН (неразбавленное вещество) | 3,6 | ||||
pH (1%-ный раствор) | 5,7 | ||||
Растворимость в воде | полная | ||||
Агрегатное состояние | жидкость | ||||
Вязкость, сСт | 20,5 | ||||
18 | Натр едкий чешуированный, марка ТР | ГОСТ 2263-79 | Внешний вид | чешуированная масса белого цвета | |
19 | 50%-ный водный раствор МДЭА | Состав: Вода, % масс. | 49,86 | ||
МДЭА, % масс. | 50,0 | ||||
Сероводород, %масс. | 0,14 | ||||
Плотность, кг/м3 | 839 | ||||
Вязкость, сСт | 1,01 | ||||
Вспомогательные материалы | |||||
20 | Промывочный продукт, (керосин) | СТП | Температура застывания, не выше 0С | Минус 60 | |
21 | Масло минеральное марка Тп 22 Б, или марка Тп 22 с | ТУ 38.401-58-48 –92, ТУ 38.101821-83 | Плотность при 20оС, не более, кг/м3 Вязкость кинематическая: сСт при 50оС при 40оС | 900 20-23 28,8-35,2 | |
Температура вспышки в открытом тигле, не ниже, 0С | 186 | ||||
Температура застывания, не выше, 0С | -15 | ||||
22 | Отпаренная кислая вода | СТП | Содержание: % масс.
- аммиака, не более | 0,0001 0,002 | |
- фенолов, не более | 0,0179 | ||||
- цианидов, не более | 0,0013 | ||||
- нефтепродуктов, не более | 0,0556 | ||||
pH | 7÷9 | ||||
23 | Дизельное топливо зимнее | ГОСТ 305-82 | Температура застывания, не выше 0С Вязкость кинематическая при 20оС, сСт | Минус 35 1,8 – 5,0 | |
24 | Нафта | Особых требований к качеству нет | |||
25 | Масло индустриальное | ГОСТ17479.4-87 | Плотность при 20оС, не более, кг/м3 Вязкость кинематическая, при 40оС сСт Температура вспышки в открытом тигле, не ниже, оС Температура застывания, не выше, оС | 890 29-35 (25-35) 200 (180) -15 | |
26 | Дисперсант марки “В9280" | ТУ 2493-008-17423242-2004 | |||
27 | Ингибитор солеотложений и коррозии “В 9305”, фирма “KOLTECH”
| ТУ 0257-003-17423242-2002 |
Процесс замедленного коксования является процессом термического крекинга для переработки тяжелых нефтяных остатков в более легкие газообразные и жидкие продукты и твердый кокс (сырой кокс). Остаточное нефтяное сырье нагревают в печи специальной конструкции до высокой температуры при небольшом времени пребывания.
Реакции термического крекинга начинаются в змеевиках печи и заканчиваются в не обогреваемых коксовых камерах (аппаратах-сборниках с длительным временем пребывания). Для обеспечения высокой турбулентности потока, с целью уменьшения образования отложений кокса в змеевиках печи, подается регулируемое количество котловой воды перед входом в конвекционные трубы. В печи предусматривается возможность удаления кокса в одном змеевике печи при работе остальных трёх змеевиков в нормальном режиме. Для этих целей предусмотрена подача пара высокого давления (не менее 4,2 МПа, изб. и Т=380 0С) и котловой питательной воды при давлении не менее 4,2 МПа (изб.).
...