на транспортировку гача, 50 50

По Спецглавам

Расчет технологических параметров процессов очистки и разделения нефтяного сырья.

Методические указания

1.Расчет материального баланса процессов очистки нефтяных фракций

Материальные балансы процессов отражают результаты работы отдельных процессов. Они являются базой для технико-экономических расчетов процессов. Материальный баланс составляется для выделенного контура, который т включать отдельный аппарат, узел, несколько аппаратов или процесс в целом. Возможно составление материального баланса и для более крупного объекта.

Материальный баланс используется для различных целей: для технологических и экономических расчетов, для анализа работы аппаратов, установок и т.д.

Материальный баланс составляется для тех аппаратов, узлов и процессов, где имеет место перераспределение материальных потоков.

При составлении материальных потоков можно не учитывать потоки, рециркулирующие внутри выбранного контура. Потери в отдельных аппаратах и узлах процессов обычно не учитываются, но их учет при составлении товарного материального баланса обязателен.

Расчет материального баланса базируется на законе сохранения массы вещества. Материальный баланс может составляться не только в массовых единицах, но и в объемных, молярных единицах, однако для контроля результатов, необходимо параллельно вести расчет и в массовых единицах.

Нефтеперерабатывающие объекты обычно работают в непрерывном режиме, поэтому в расчетах количество потока указываться в массовых, объемных, мольных единицах в единицу времени. Состав потоков приводится в соответствующих процентах, долях единицы.

Для удобства восприятия, при составлении материальных балансов процессов очистки нефтяных фракций количество исходного сырья принимается за сто процентов, а все остальные материальные потоки соотносятся с этим значением потока. Наряду с этим, при необходимости, составы отдельных потоков пересчитывают, принимая сумму потока равной ста процентам или единице.

Расчет материального баланса блока деасфальтизации процесса деасфальтизации гудрона жидким пропаном.

В качестве примера рассмотрим составление материального баланса блока деасфальтизации процесса деасфальтизации гудрона жидким пропаном.

Прежде чем приступить к составлению материального баланса объекта, необходимо уяснить схему взаимосвязей потоков, для чего рекомендуется составить его схему со всеми необходимыми связями. Рассмотрим несколько вариантов технологической схемы блока деасфальтизации

Задача 1. Составьте материальный баланс блока деасфальтизации одноблочной одноступенчатой деасфальтизации гудрона жидким пропаном.

Для деасфальтзации принято соотношение растворитель:сырье 5:1 (по массе). Выход деасфальтизата 35 % мас. на сырье. Содержание деасфальтизата в растворе деасфальтизата 8 % мас.

Составим схему узла деасфальтизации.

Производительность установки 45 000кг/час по сырью.

Схема блока деасфальтизации приведена на рисунке 1.

Раствор деасфальтизата

Гудрон

Растворитель

Раствор асфальта

Рисунок 1. Схема деасфальтизации гудрона

Расчеты сведем в таблицу 1.

Таблица 1- Материальный баланс узла деасфальтизации гудрона жидким пропаном

Задача 2. Рассмотрим пример составления материального баланса блока деасфальтизациии установки с одноблочной двухступенчатой деасфальтизацией гудрона жидким пропаном. Исходные условия:

1 ступень 2 ступень

Соотношение растворитель:сырье 6:1 5.5:1

Выход деасфальтизата, % мас. на сырье 30 10

Содержание деасфальтзата в растворе,%мас.с.. 10 8

Схема блока деасфальтизации приведена на рисунке 1.2.

Раствор деасфальтизата: 1 ступени 2 ступени

Гудрон

Растворитель

Раствор асфальта

Рисунок 1.2. Схема двухступенчатой деасфальтизации гудрона

Расчетные данные приведены табл. 1.2

Таблица 1.2 - Материальный баланс узла двухступенчатой деасфальтизации гудрона жидким пропаном

1.2. Расчет материального баланса блока фильтрации процесса депарафинизации нефтяных фракций кристаллизацией из их растворов

Депарафинизация нефтяных фракций осуществляется с целью снижения температуры застывания нефтяной фракции. Раствор фракции охлаждается, выпавшие кристаллы отделяются фильтрованием на вакуум-фильтрах. Таким образом, в отделение фильтрации подается суспензия твердых парафинов в растворе масла в растворителе.

Задача 1.3. Составить материальный баланс блока (отделения) фильтрации процесса депарафинизации нефтяных масляных фракций со смесью кетон-толуол.

Исходные данные: Фильтрование осуществляется в две ступени, вторая ступень предназначена для промывки гача (или петролатума); отмытый раствор масла со второй ступени возвращается на первую ступень фильтрации. На первую ступень фильтрации направляется суспензия, состоящая из растворителя и сырья в соотношении растворитель:сырье 2:1, в том числе 20 процентов твердой фазы (гача) в расчете на сырье. Со второй ступени фильтрации в первую возвращается рециркулят, состоящий из 5 процентов масла и 100 процентов растворителя (все в расчете на сырье). На промывку «лепешки» и на транспортировку гача на первую и вторую ступени подается по 50 процентов растворителя. Выход депарафинизата –85 процентов в расчете на сырье. Годовая производительность установки – 150000 тысяч тонн по сырью. Число рабочих дней в году – 340 дней.

На рисунке 1.3 приведена схема узла фильтрации установки депарафинизации.
Расчеты сведены в таблицу 1.3.

р-р депарафинизата

р-ль р-ль

р-ль р-ль

Рисунок 1.3 -Схема блока фильтрации установки депарафинизации

нефтяной фракции

Таблица 1.3 -Материальный баланс узла двухступенчатой фильтрации установки депарафинизации нефтяной фракции охлаждением раствора

На основании вышеприведенных задач составим товарные материальные балансы процессов различных процессов.

Уровень потерь по данным эксплуатации аналогичных установок в производственных условиях принимают равными 0.5-1.0 % мас.

Товарный материальный баланс процесса одноступенчатой деасфальтизации гудрона жидким пропаном приведен в табл. 1.4, а для того же процесса с двухступенчатой схемой деасфальтизации – в табл.1.5. Товарный материальный баланс депарафинизации нефтяного сырья кристаллизацией его раствора представлен в табл.1.6. Во всех случаях потери приняты равными 0.5 % мас.

Таблица 1.4 -Товарный материальный баланс деасфальтизации гудрона жидким пропаном (одноступенчатая деасфальтизация)

Таблица 1.5. –Товарный материальный баланс деасфальтизации гудрона жидким пропаном (двухступенчатая деасфальтизация)

Таблица 1. 6 -Товарный материальный баланс депарафинизации нефтяного сырья

При составлении материального баланса следует отдельно учитывать нефтяное сырье и растворитель. В случае, если в процессе используются добавки и компоненты, влияющие на выбор технологической схемы или на другие параметры процесса, следует вести их учет отдельно. Например, в процессе селективной очистки нефтяного сырья фенолом в качестве «антирастворителя» применяется вода. При регенерации растворителя из раствора экстракта, где оказывается вся вода после разделения фаз, необходимо в технологической схеме предусмотреть узел выделения воды (узел сушки экстрактного раствора). Поэтому в материальном балансе узла экстракции нефтяного сырья фенолом необходимо учитывать воду отдельной строкой.

Ниже приводятся условия задач на составление материальных балансов различных процессов для самостоятельной работы.

Задача 1. Составьте материальный баланс двухступенчатой деасфальтизации гудрона жидким пропаном.

Исходные данные:

Производительность установки по сырью 800 тонн/сутки

Соотношение растворитель:сырье (мас.) 1 ступень 3:1

2 ступень 5:1

Выход деасфальтизата ,% мас. на сырье 1 ступень 30

2 ступень 10

Состав раствора деасфальтизата 1 ступени: деасфальтизата 10 % мас.

растворитель 90

Состав раствора асфальта 2 ступени-асфальт 40 % мас.

растворитель 60

Материальный баланс составьте в кг/час, а товарный материальный баланс - в тонн/год. Установка работает 340 дней в году.

Задача 2. Составьте материальный баланс двухступенчатой деасфальтизации гудрона жидким пропаном.

Исходные данные:

Производительность установки по сырью 1200 тонн/сутки

Соотношение растворитель:сырье (мас.) 1 ступень 2.5:1

2 ступень 3.5:1

Выход деасфальтизата ,% мас. на сырье 1 ступень 36

2 ступень 15

Состав раствора асфальта 1 ступени: асфальт 50 % мас.

растворитель 50

Состав раствора асфальта 2 ступени-асфальт 40 % мас.

Растворитель 60

Материальный баланс составьте в кг/час, а товарный материальный баланс - в тонн/год. Установка работает 340 дней в году.

Задача 3. Составьте материальный баланс двухступенчатой деасфальтизации гудрона жидким пропаном.

Исходные данные:

Производительность установки по сырью 1000 тонн/сутки

Соотношение растворитель:сырье (мас.) 1 ступень 3:1

2 ступень 4.5:1

Выход деасфальтизата ,% мас. на сырье 1 ступень 29

2 ступень 11

Состав раствора деасфальтизата 1 ступени: деасфальтизата 13 % мас.

растворитель 87

Состав раствора асфальта 2 ступени-асфальт 50 % мас.

растворитель 50 %мас.

Материальный баланс составьте в кг/час, а товарный материальный баланс - в тонн/год. Установка работает 340 дней в году.

Задача 4. Составьте материальный баланс двухступенчатой деасфальтизации гудрона жидким пропаном.

Исходные данные:

Производительность установки по сырью 900 тонн/сутки

Соотношение растворитель:сырье (мас.) 1 ступень 2:1

2 ступень 3:1

Выход деасфальтизата ,% мас. на сырье 1 ступень 38

2 ступень 11

Состав раствора асфальта 1 ступени: асфальт 50 % мас.

растворитель 50 % мас.

Состав раствора деасфальтизата 2 ступени-деасфальтизат 10 % мас.

растворитель 90 % мас.

Материальный баланс составьте в кг/час, а товарный материальный баланс - в тонн/год. Установка работает 340 дней в году.

Задача 5. Составьте материальный баланс отделения двухступенчатой фильтрации процесса депарафинизации нефтяных фракций кристаллизацией из раствора.

Исходные данные:

Производительность по депарафинированному маслу (из 1 ступени):

350 тонн/сутки

Состав суспензии : масло 100 % мас.

в т.ч. твердой фазы 18 % мас.

растворитель 200 % мас.

Всего 300

Поступает на 1 ступень. 2 ступень

на промывку “лепешки”, 100 100

% мас. на сырье

На транспортировку гача, 50 50

% мас. на сырье

Раствор депарафинизата 1 ступени содержит депарафинированного масла 89 %

Материальный баланс составьте в кг/ час, а товарный материальный баланс - в тонн/год. Установка работает 340 дней в году.

Задача 6. Составьте материальный баланс отделения двухступенчатой фильтрации процесса депарафинизации нефтяных фракций кристаллизацией из раствора.

Исходные данные:

Производительность по гачу (из 2 ступени): 35 тонн/сутки

Состав суспензии : масло 100 % мас.

в т.ч. твердой фазы 18 % мас.

растворитель 200 % мас.

Всего 300

Поступает на 1 ступень 2 ступень.

на промывку “лепешки”, 50 50

% мас. на сырье

на транспортировку гача, 50 50

% мас. на сырье

Раствор гача 2 ступени содержит 10 % мас. на сырье гача.

Материальный баланс составьте в кг/ час, а товарный материальный баланс - в тонн/год. Установка работает 340 дней в году.

Задача 7. Составьте материальный баланс отделения двухступенчатой фильтрации процесса депарафинизации нефтяных фракций кристааизацией из раствора.

Исходные данные:

Производительность по депарафинированному . маслу (из 1 ступени):

350 тонн/сутки

Состав суспензии : масло 100 % мас.

в т.ч. твердой фазы 15 % мас.

растворитель 200 % мас.

Всего 300

Поступает на 1 ступень 2 ступень

на промывку “лепешки”, 100 100

% мас. на сырье

На транспортировку гача, 50 50

% мас. на сырье

Раствор депарафинизата 1 ступени содержит депарафинированного масла 91 % мас.

Материальный баланс составьте в кг/ час, а товарный материальный баланс - в тонн/год. Установка работает 340 дней в году.

.

Задача 8. Составьте материальный баланс отделения двухступенчатой фильтрации процесса депарафинизации нефтяных фракций кристаллизацией из раствора.

Исходные данные:

Производительность по гачу (из 2 ступени): 40 тонн/сутки

Состав суспензии масло 100 % мас.

в т.ч. твердой фазы 17 % мас.

растворитель 200 % мас.

Всего 300 % мас.

Поступает на 1 ст. 11 ст.

на промывку “лепешки”, 100 100

% мас. на сырье

На транспортировку гача, 50 50

% мас. на сырье

Раствор гача 2 ступени содержит гача 10 % мас. на сырье.

Материальный баланс составьте в кг/ час, а товарный материальный баланс - в тонн/год. Установка работает 340 дней в году.

Задача 9. Составьте материальный баланс узла экстракции процесса фенольной очистки. Экстракция проводится по одноблочной схеме в одну ступень.

Исходные данные: Соотношение растворитель:сырье 1.8:1 (мас.)

В экстракционную колонну подают фенольную воду в количестве 6 % мас. на сырье (фенольная вода содержит 10 % мас. фенола). Выход рафината - 75 % мас. на сырье.

Состав рафинатного раствора: рафинат 82 %мас.с.с.

фенол 18 % мас.

Годовая производительность установки по сырью 350 000 тонн/год.

Рабочее время в году – 340 дней. Составьте товарный материальный баланс установки.

Задача 10. Составьте материальный баланс узла экстракции процесса фенольной очистки. Экстракция проводится по одноблочной схеме в одну ступень.

Исходные данные: Соотношение растворитель:сырье 2:1 (мас.)

В экстракционную колонну подают фенольную воду в количестве 7 % мас. на сырье (фенольная вода содержит 10 % мас. фенола). Выход рафината - 70 % мас. на сырье.

Состав рафинатного раствора: рафинат 80 %мас.

фенол 20 % мас.

Годовая производительность установки 1 000 тонн/сутки по сырью.

Рабочее время в году – 340 дней. Составьте товарный материальный баланс установки.

Задача 11. Составьте материальный баланс отделения двухступенчатой фильтрации процесса депарафинизации нефтяных фракций кристаллизацией из раствора.

Исходные данные:

Производительность по депарафинированному маслу (из 1 ступени):

350 тонн/сутки

Состав суспензии : масло 100 % мас.

в т.ч. твердой фазы 16 % мас.

растворитель 300 % мас.

Всего 400 %

Поступает на 1 ступень. 2 ступень

на промывку “лепешки”, 150 200

% мас. на сырье

На транспортировку гача, 70 60

% мас. на сырье

Раствор депарафинизата 1 ступени содержит депарафинированного масла 86%

Материальный баланс составьте в кг/ час, а товарный материальный баланс - в тонн/год. Установка работает 310 дней в году.

Задача 12. Составьте материальный баланс двухступенчатой деасфальтизации гудрона жидким пропаном.

Исходные данные:

Производительность установки по сырью 1600 тонн/сутки

Соотношение растворитель:сырье (мас.) 1 ступень 3.5:1

2 ступень 4.5:1

Выход деасфальтизата ,% мас. на сырье 1 ступень 32

2 ступень 11

Состав раствора асфальта 1 ступени: асфальт 40 % мас.

растворитель 60

Состав раствора асфальта 2 ступени-асфальт 50 % мас.

Растворитель 50

Материальный баланс составьте в кг/час, а товарный материальный баланс - в тонн/год. Установка работает 310 дней в году.

Задача 13. Составьте материальный баланс отделения двухступенчатой фильтрации процесса депарафинизации нефтяных фракций кристаллизацией из раствора.

Исходные данные:

Производительность по гачу (из 2 ступени): 65 тонн/сутки

Состав суспензии масло 100 % мас.

в т.ч. твердой фазы 38 % мас.

растворитель 300 % мас.

Всего 400 % мас.

Поступает на 1 ст. 11 ст.

на промывку “лепешки”, 100 100

% мас. на сырье

На транспортировку гача, 80 60

% мас. на сырье

Раствор гача 2 ступени содержит гача 15 % мас. на сырье.

Материальный баланс составьте в кг/ час, а товарный материальный баланс - в тонн/год. Установка работает 320 дней в году.