Повышение эффективности работы колонны стабилизации бензиновой фракции на установке ЭЛОУ-АВТ

Введение …………………………………………………………………………………7
1. Литературный обзор ………………………………………………………………..9
1.1 Назначение блока стабилизации бензина …………………………………………9
1.2 Возможности повышения эффективности работы стабилизационных колонн путем изменения рабочего давления ……………………………………………..11
1.3 Исследование влияния давления на эффективность работы стабилизационных колонн ………………………………………………………………………………12
1.4 Сравнение эффективности внутренних устройств колонны стабилизации ……15
1.5 Виды теплообменников ……………………………………………………………20
1.5.1 Пластинчатые теплообменники …………………………………………….22
1.6 Назначение ребойлера ……………………………………………………………..24
1.6.1 Основные типы ребойлеров и их устройство ……………………….…..…26
1.7 Назначение блока СУГ……………………………………………………………..29
2. Экспериментальная часть……………………………………………………….32
2.1 Технологическая схема блока стабилизации …………………………………….32
2.2 Исходные данные блока стабилизации АВТ-1,2 ………………………………...35
2.3 Варианты имитационного моделирования блока стабилизации ………………..37
2.4 Расчет материального и теплового балансов …………………………………….38
2.4.1 Текущий режим работы ……………………………………………………. 38
2.4.2 Режим вывода сырьевого потока блока получения СУГ ………………….42
2.4.3 Режим вывода сырьевого потока блока получения СУГ с вовлечением кислого СУГ с КУПАБ ………………………………………………………47
2.4.4 Подтверждение возможности безопасной эксплуатации существующего обордования блока стабилизации в условиях изменения технологического режима ………………………………………………………………………..52
2.5 Расчет параметров потоков на границах блока ………………………………… 53
2.5.1 Текущий режим работы ……………………………………………………. 53
2.5.2 Режим вывода сырьевого потока блока получения СУГ ………………... 53
2.5.3 Режим вывода сырьевого потока блока получения СУГ с вовлечением кислого СУГ с КУПАБ ……………………………………………………...54
3. Итоги компьютерного моделирования …………………………………………. 55
Заключение ………………………………………………………………………….... 57
Список используемой литературы ………………………………………………….. 59

Весь текст будет доступен после покупки

С развитием современной промышленности требуется все большее количество чистых и особо чистых материалов. Поэтому технологиям по разделению веществ и их очистке от примесей уделяется все большее внимание. Среди процессов разделения преобладающую роль играет ректификация, ее количественная доля составляет около 90%. Это объясняется достаточной универсальностью процессов ректификации и способностью перерабатывать огромные массовые потоки веществ. Другими словами, ректификация нашла очень широкое применение в различных областях промышленности, одной из которых является получение стабильного бензина и сжиженного углеводородного газа на установках ЭЛОУ-АВТ.
Сжиженные газы получают из попутных нефтяных газов, а также газоконденсатных месторождений. На перерабатывающих заводах из них извлекают этан, пропан, а также газовый бензин. Наибольшую ценность для отрасли газоснабжения имеют пропан и бутан. Их главное преимущество в том, что их легко хранить и перевозить в виде жидкости, а использовать в виде газа. Другими словами, для перевозки и хранения сжиженных газов используются плюсы жидкой фазы, а для сжигания — газообразной.
Сжиженный углеводородный газ получил широкое применение во многих странах мира, включая Россию, для нужд промышленности, жилищного и коммунально-бытового сектора, нефтехимических производств, а также в качестве автомобильного топлива.
Для систем газоснабжения, эксплуатируемых в России, наиболее подходящим является технический пропан (C3H8), так как он имеет высокую упругость паров вплоть до минус 35°C (температура кипения пропана при атмосферном давлении — минус 42,1°C). Даже при низких температурах из баллона или газгольдера, наполненного пропаном, легко отбирать нужное количество паровой фазы в условиях естественного испарения. Это позволяет устанавливать газовые баллоны со сжиженным пропаном на улице зимой и отбирать паровую фазу при низких температурах.
На предприятии АО «Новошахтинский завод нефтепродуктов» (АО «НЗНП») с 2009 г. блок стабилизации прямогонного бензина входит в состав комплекса технологических установок первичной переработки сернистой нефти (АВТ-1, АВТ-2) в производстве моторных топлив.
Особым значением на АВТ-1,2 обладает блок стабилизации и блок СУГ, которая осуществляет, стабилизацию прямогонного бензина и выработку сжиженного углеводородного газа.
Модернизация блока стабилизации может быть весьма разнообразной. С целью увеличения выработки топливного газа, можно заменить теплообменное оборудование на более эффективное, или полностью перестроить блок.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Назначение блока стабилизации бензина

В связи с высоким ростом промышленности ежегодно потребляется все большее количество стабильного бензина, который применяется в качестве сырья в нефтехимии, на заводах органического синтеза, а также для компаундирования автомобильных бензинов. Для решения этого вопроса необходимо усовершенствование существующих и разработка более эффективных схем разделения и утилизации углеводородного сырья, действующего технологического оборудования и промышленных технологий. Кроме этого, на предприятиях, имеющих технологическую потребность в тепловой энергии круглый год важным и актуальным является организация оптимальной схемы энерго- и ресурсосбережения. Растворенные углеводородные газы (С1–С4) присутствующие во фракциях легкого и тяжелого бензинов, отбираемых с верха соответственно отбензинивающей и атмосферной колонн установок ЭЛОУ-АВТ, затрудняют их дальнейшую переработку. В связи с этим прямогонные бензины должны подвергаться вначале стабилизации с выделением сухого (С1–С2) и сжиженного (С3–С4) газов и последующим их рациональным использованием в качестве альтернативного моторного топлива, а так же сырья в химической промышленности. Блок стабилизации бензина предназначен для удаления лёгких углеводородов (например, пропана и бутана) из бензиновой фракции, чтобы предотвратить испарение и улучшить характеристики продукта. Бензиновая фракция подаётся в стабилизационную колонну, где происходит разделение лёгких и тяжёлых углеводородов. В колонне создаётся градиент температуры, что позволяет лёгким фракциям подниматься вверх, а более тяжёлым — оставаться внизу.
Особенности процесса:
• На верхней части колонны установлен конденсатор, который конденсирует пары, поднимающиеся из колонны.
• Конденсат собирается и может быть частично возвращён в колонну для повторного разделения.
• Лёгкие углеводороды, такие как пропан и бутан, отбираются через специальный выходной патрубок.
• Оставшаяся бензиновая фракция, очищенная от лёгких компонентов, направляется на дальнейшую переработку или хранение.
В блоке стабилизации могут использоваться, например:
• Стабилизационная колонна с контактными устройствами (клапанными тарелками) для улучшения разделения.
• Рефлюксная ёмкость — ёмкость орошения, где происходит разделение головки стабилизации и воды.
• Теплообменники — нестабильный бензин нагревается за счёт тепла стабильного бензина, поступающего из куба стабилизационной колонны.
В процессе стабилизации осуществляется контроль температуры, давления и состава отбираемых фракций, что позволяет поддерживать оптимальные условия работы колонны. Например, допустимые пределы температуры бензина в кубе стабилизационной колонны — 150–160 °С. [1].
Блок стабилизации бензина используется в нефтеперерабатывающей промышленности для переработки прямогонных бензинов, которые не могут быть использованы непосредственно как автомобильные бензины из-за низкой детонационной стойкости. Стабилизированные бензины подвергаются вторичной перегонке на фракции, направляемые как сырьё процессов каталитического риформинга для получения высокооктанового компонента автобензинов или индивидуальных ароматических углеводородов — бензола, толуола и ксилолов.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Мановян А. К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: учеб. пособие для вузов. – 2-е изд. – М.: Химия, 2001. – 566 с.
2. Halvorsen I. J., Skogestad S., Energy efficient distillation // Journal of Natural Gas Science and Engi neering. – 2011. – Issue 3. – Р. 571–580.
3. Long N. V. D., Lee M. Review of Retrofitting Distillation Columns Using Thermally Coupled Distil lation Sequences and Dividing Wall Columns to Improve Energy Efficiency // Journal of Chemical Engineer ing of Japan. – 2014. – Issue 47 (2). – Р. 87–108.
4. Ермолин Д.Б., Магарил Е.Р., Магарил Р.З. Повышение эффективности работы стабилизационных колонн в нефтегазовой промышленности. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2018;(4):107-114.
5. Банных О. П. Оборудование для нефтехимических производств. СПб.: ИТМО, 2014. 40 с.
6. Массообменные характеристики нерегулярной насадки инжехим / Д. А. Бурмистров [и др.] // Вестник КТУ, 2011. № 12. С. 74–76
7. Расчет ректификационных колонн установок перегонки нефти / А. А. Гречухина [и др.]. Казань: Минобрнауки России, 2017. 92 с.

Весь текст будет доступен после покупки