Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Материальный баланс установки
|
|
Составим материальный баланс установки мощностью 4, 0 млн. тонн в год по нефти, разгонка (ИТК) которой приведена в табл.2.1.
В отбензинивающей колонне К-1 предусмотрен отбор фракции легкого бензина 28 - 105оС. В атмосферной колонне К-2 отбор фракций: тяжелого бензина 105-190 оС, керосина 190 - 230°С, дизельного топлива 230 - 350°С, мазута 350 - К.К.
По данным таблицы находим потенциальное содержание Хн.к.-к.к. отбираемых фракций в нефти.
Х100-105 = Х100-110∙ (105-100) / (110-100) = 1, 47∙ 5 / 10 = 0, 753 % масс.
Х28-105 = Х28-62 + Х62-80 + Х80-90 + Х90-100 + Х100-105 = 3, 56 + 1, 83 + 1, 46 + 1, 98 +
+ 0, 753 = 9, 583 % масс.
Х105-110 = Х100-110 - Х100-105 = 1, 47 – 0, 753 = 0, 717 % масс.
Х105-190 = Х105-110 + Х110-120 + Х120-130 + Х130-140 + Х140-150 + Х150-160 + Х160-170 +
+ Х170-180 + Х180-190 = 0, 717 + 1, 12 + 1, 73 + 1, 57 + 1, 60 + 1, 62 + 1, 86 + 1, 56 + 1, 74= = 13, 517 % масс.
Х190-230 = Х190-200 + Х200-210 + Х210-220 + Х220-230 = 1, 41 + 1, 12 + 1, 39 + 1, 61 = 5, 53 % масс.
Х230-350 = Х230-240 + Х240-250 + Х250-260 + Х260-270 + Х270-280 + Х280-290 + Х290-300 + Х300-310 + Х310-320 + Х320-330 + + Х330-340 + Х340-350 = 1, 78 + 1, 83 + 2 + 1, 71 + 1, 8 + 1, 83 + 1, 9 + 2, 07 + 2, 38 +1, 8 + 1, 86 + 2, 13 = 23, 09 % масс.
Х350-к.к = 46, 91 % масс.
Принимаем на основании литературных данных долю отбора Д всех фракций (кроме мазута) от потенциала и находим их фактический отбор Ф, % масс:
Ф = Х∙ Д
Весь недобор фракций плюсуем у остатку – мазуту. Фактические потери примем равными 1% масс.
 |
| Принципиальная схема установки атмосферной перегонки нефти | 
| Рис.2.1 |
Таблица 2.1
 |
Разгонка (ИТК) нефти
| № фракции | Температура начала и конца кипения фракций, º С | Выход на нефть, % масс. | ρ 420 | |
| отдельных фракций | суммарный | |||
| газ до С4 | 1, 37 | 1, 37 | — | |
| 28-62 | 3, 56 | 4, 93 | 0, 6734 | |
| 62-80 | 1, 83 | 6, 76 | 0, 6923 | |
| 80-90 | 1, 46 | 8, 22 | 0, 7157 | |
| 90-100 | 1, 98 | 10, 20 | 0, 7220 | |
| 100-110 | 1, 47 | 11, 67 | 0, 7357 | |
| 110-120 | 1, 12 | 12, 79 | 0, 7399 | |
| 120-130 | 1, 73 | 14, 52 | 0, 7462 | |
| 130-140 | 1, 57 | 16, 09 | 0, 7537 | |
| 140-150 | 1, 60 | 17, 69 | 0, 7657 | |
| 150-160 | 1, 62 | 19, 31 | 0, 7772 | |
| 160-170 | 1, 86 | 21, 17 | 0, 7834 | |
| 170-180 | 1, 56 | 22, 73 | 0, 7906 | |
| 180-190 | 1, 74 | 24, 47 | 0, 7974 | |
| 190-200 | 1, 41 | 25, 88 | 0, 8024 | |
| 200-210 | 1, 12 | 27, 00 | 0, 8107 | |
| 210-220 | 1, 39 | 28, 39 | 0, 8150 | |
| 220-230 | 1, 61 | 30, 00 | 0, 8197 | |
| 230-240 | 1, 78 | 31, 78 | 0, 8245 | |
| 240-250 | 1, 83 | 33, 61 | 0, 8304 | |
| 250-260 | 2, 00 | 35, 61 | 0, 8379 | |
| 260-270 | 1, 71 | 37, 32 | 0, 8407 | |
| 270-280 | 1, 80 | 39, 12 | 0, 8446 | |
| 280-290 | 1, 83 | 40, 95 | 0, 8473 | |
| 290-300 | 1, 90 | 42, 85 | 0, 8493 | |
| 300-310 | 2, 07 | 44, 92 | 0, 8533 | |
| 310-320 | 2, 38 | 47, 30 | 0, 8603 | |
| 320-330 | 1, 80 | 49, 10 | 0, 8677 | |
| 330-340 | 1, 86 | 50, 96 | 0, 8723 | |
| 340-350 | 2, 13 | 53, 09 | 0, 8771 | |
| остаток > 350 | 46, 91 | 100, 00 | — | |
| Плотность нефти | 0, 8627 |
Фактический отбор мазута:
Ф350-к.к = 100 – 1, 37 - 9, 49 - 13, 38 - 5, 42 - 21, 47 - 1 = 47, 87 % масс.
Доля о 
тбора мазута от потенциала:
Д350-к.к = 47, 87/46, 91 = 1, 02
Результаты расчетов заносим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2
Отбор фракций из нефти
| Фракции | Потенциальное содержание фракции в нефти Х, % масс. | Доля отбора от потенциала Д | Фактический отбор фракции Ф, % масс. |
| Газ до С4 | 1, 37 | 1, 00 | 1, 37 |
| 28 - 105 º С | 9, 583 | 0, 99 | 9, 49 |
| 105 – 190 º С | 13, 517 | 0, 99 | 13, 38 |
| 190 – 230 º С | 5, 53 | 0, 98 | 5, 42 |
| 230 – 350 º С | 23, 09 | 0, 93 | 21, 47 |
| 350 – к.к | 46, 91 | 1, 02 | 47, 87 |
| Потери | — | — | 1, 00 |
| Итого | 100, 00 | 100, 00 |
Относительную плотность фракций определяем по правилу аддитивности:
где Хi и ρ i – потенциальное содержание и относительная плотность узких фракций в широкой фракции.
Плотность мазута находим также по правилу аддитивности, зная плотность сырой нефти, содержание и плотность отбираемых фракций. Плотностью газов можно пренебречь из-за их незначительного количества в нефти.
Отсюда относительная плотность мазута 
0, 9564.
Молекулярный вес фракций определяем по формуле Воинова:
M = (7∙ K – 21, 5) + (0, 76 – 0, 04∙ K)∙ t + (0, 0003∙ K – 0, 00245)∙ t2
где t – средняя температура кипения фракции, °С. Определяется как среднее арифметическое между температурами начала и конца кипения фракции.
К – характеризующий фактор.
где Тср – средняя температура кипения фракции, К.
где γ – температурная поправка относительной плотности на 1К. Определяется по эмпирической формуле Кусакова:
Рассчитываем молекулярный вес фракции 28-105°С:
M28-120 = (7∙ 12, 0797 – 21, 5) + (0, 76 – 0, 04∙ 12, 0797)∙ 66, 5 + (0, 0003∙ 12, 0797 –
- 0, 00245)∙ 66, 52 = 87
Для фракции 105-190°С:
 |
M120-190= (7∙ 11, 7942 – 21, 5) + (0, 76 – 0, 04∙ 11, 7942)147, 5 + (0, 0003∙ 11, 7942 –
- 0, 00245)*147, 52 = 127
Для фракции 190-230°С:
M190-230 = (7∙ 11, 6912 – 21, 5) + (0, 76 – 0, 04∙ 11, 6912)∙ 210 + (0, 0003∙ 11, 7942 –
- 0, 00245)∙ 2102 = 168
Для фракции 230-350°С:
M230-250 = (7∙ 11, 7523 – 21, 5) + (0, 76 – 0, 04∙ 11, 7523)∙ 290 + (0, 0003∙ 11, 7942 –
- 0, 00245)∙ 2902 = 235
При расчете молекулярного веса мазута принимаю температуру конца его кипения 590°С:
M350-590 = (7∙ 11, 4816 – 21, 5) + (0, 76 – 0, 04∙ 11, 4816)∙ 470 + (0, 0003∙ 11, 4816 –
- 0, 00245)∙ 4702 = 420
Принимаем число рабочих дней в году 340 и составим материальный баланс всей установки.
Результаты расчетов и материальный баланс приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3
Материальный баланс всей установки
| Показатели | ρ 420 | Выход | ||||
| Мол. вес М | % масс. | т/ч | т/сутки | т/год | ||
| ПРИХОД: Нефть | 0, 8627 | — | 490, 20 | 11764, 71 | ||
| РАСХОД: | ||||||
| газ до С4 | — | — | 1, 37 | 6, 72 | 161, 18 | |
| 28 - 105 º С | 0, 6977 | 9, 49 | 46, 51 | 1116, 14 | 379486, 8 | |
| 105 – 190 º С | 0, 7683 | 13, 38 | 65, 60 | 1574, 33 | 535273, 2 | |
| 190 – 230 º С | 0, 8122 | 5, 42 | 26, 57 | 637, 58 | ||
| 230 – 350 º С | 0, 8508 | 21, 47 | 105, 26 | 2526, 32 | ||
| 350 – к.к. | 0, 9564 | 47, 87 | 234, 65 | 5631, 52 | ||
| Потери | — | — | 1, 00 | 4, 90 | 117, 65 | |
| Итого | — | — | 100, 00 | 490, 20 | 11764, 71 |
На основании данных таблицы 2.3 составляем материальный баланс отбензинивающей ко 
лонны К-1 (табл. 2.4). Далее составляем материальный баланс атмосферной колонны К-2 (табл. 2.5).
Таблица 2.4
Материальный баланс колонны К-1
| Показатели | Условное обознач. потока | Выход на нефть, % масс. | Массовый расход, кг/ч |
| ПРИХОД: нефть | L | ||
| РАСХОД: | |||
| Газ до С4 | — | 1, 37 | |
| Бензин 28 - 105 º С | D1 | 9, 49 | |
| Полуотбензиненная нефть | L0 | 88, 14 | |
| Потери | — | 1, 00 | |
| Итого |
Таблица 2.5
Материальный баланс колонны К-2
| Показатели | Условное обозначение потока | ρ 420 | Выход, % масс. | Массовый расход, кг/ч | |
| на нефть | на полуотбен-зиненную нефть | ||||
| ПРИХОД: Полуотбензиненная нефть | L0 | 0, 8846 | 88, 14 | ||
| РАСХОД: | |||||
| Бензин 105 - 190º С | D2 | 0, 7683 | 13, 38 | 15, 18 | |
| Керосин 190 – 230º С | R3 | 0, 8122 | 5, 42 | 6, 15 | |
| Дизтопливо 230 – 350º С | R2 | 0, 8508 | 21, 47 | 24, 36 | |
| Мазут 350 – к.к. | R1 | 0, 9564 | 47, 87 | 54, 31 | |
| Итого | 88, 14 |
Все потери материальных балансов обеих колонн все потери по установке отнесем на полуотбензиненную нефть. Относительную плотность полуотбензиненной нефти также определяем по правилу аддитивности, пренебрегая содержанием газов:
Отсюда 
Выход отдельных фракций в % масс. на полуотбензиненную нефть находим по пропорции. Например, для керосина R3:
26566∙ 100/432073 = 6, 15 % масс.