Главная Коллекция "Otherreferats" Химия Расчет процесса регенерации растворителя из раствора деасфальтизата

Расчет процесса регенерации растворителя из раствора деасфальтизата

Влияние оперативных параметров на эффективность процессов пропановой деасфальтизации. Принципиальные технологические схемы установок деасфальтизации пропаном. Усиление процесса деасфальтизации. Описание технологической схемы процесса деасфальтизации.

Рубрика Химия
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 09.03.2012
Размер файла 1,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

По литературным данным [4], разделяющая способность жалюзийных тарелок в промышленной деасфальтизационной колонне приблизительно равняется трем теоретическим ступеням. При помощи псевдопротивоточной схемы Нэша можно представить последовательность контактов встречных потоков промышленной колонны.

Деасфальтизационная колонна работает не по полной схеме. В верхнюю часть колонны (ступень III) продуктовые потоки с внешней стороны не подаются. На III ступени разделения за счет сдвига фазового равновесия (температура повышается до 80 °С) из пропано-масляной фазы выделяется фаза нежелательных компонентов, которая перетекает на II ступень. Здесь она встречается с потоками сырья и с пропано-масляной фазой, поднимающейся с I ступени разделения. На I экстракционную ступень поступает асфальтовая фаза, которая встречается с потоком свежего растворителя. Для расчета противоточной схемы необходимо знать составы фаз ароматизированного концентрата (рефлюкса) и асфальтовых фаз II и I ступеней.

В зависимости от технологического режима и качественной характеристики сырья содержание пропана в фазах рефлюкса и асфальтовой фазе меняются довольно в узких пределах. В среднем следует принять концентрацию пропана в фазе рефлюкса равной 0,6 (масс. доля), в асфальтовых фазах II и I ступеней разделения 0,55 и 0,50 (масс. доля) соответственно. Расчет противоточной экстракции осуществляется от ступени к ступени. После каждого единичного узла экстракции определяют состав отходящих потоков. Найденные составы используют для расчета последующих ступеней разделения. Расчет продолжают до тех пор, пока не установится устойчивое равновесие, т.е. количество вводимых в систему продуктов будет равно количеству выводимых.

3.1 Расчет материального баланса процесса

При расчете противоточного процесса деасфальтизации используем данные разделения гудрона нефти на фракции: фракция 1 - парафино-нафтеновая, фракция 2 - легкая ароматика, фракция 3 - средняя ароматика, фракция 4 - тяжелая ароматика, фракция 5 - коагулят. Характеристика фракций этого гудрона представлена в табл. 3.

Таблица 3.

Показатели

1 фр.

2 фр.

3 фр.

4 фр.

5 фр.

Содержание, % масс.

23

21,3

29,1

20,0

6,6

Плотность при 20°С, кг/м3

883

951

985

1021

1085

Показатель преломления при 20°С

1,4835

1,5350

1,5670

1,5713

--

Молекулярная масса

470

572

675

815

1500

Коксуемость по Конрадсону, % масс.

0,17

0,91

2,73

4,12

16,85

Содержание серы, % масс.

0,39

2,55

2,70

3,23

2,95

Вязкость при 100°С, мм2/с

13,29

27,38

48,96

71,20

--

Технологический режим, а также производительность установки приняты на основании промышленных данных: температура по ступеням разделения 60, 70 и 80 °С соответственно; массовое соотношение пропан:сырье = 3:1; производительность установки по сырью 55,208 т/ч; производительность установки по пропану 165,833 т/ч. Согласно схеме Нэша, расчет начинаем со II ступени первого ряда.

II ступень первого ряда, 70 єС.

Поступает: 55,208 т/ч сырья и 165,833 т/ч пропана.

А. Исходные данные:

Компон.

М

с70, кг/м3

V, м3/моль

I70ж, кДж/кг

I70п, кДж/кг

?L, кДж/кмоль

х

(х/М)100

x'

x'V

x”

Для фракции 1

Пропан

44,094

408,0

108,07

205,31

438,27

10272,14

0,75

1,700912

0,969676

104,7963

0,862069

Фр. 1

470,0

850,0

552,94

134,67

454,46

150301,3

0,25

0,053191

0,030324

16,76741

0,137931

?

1,754103

121,5637

Для фракции 2

Пропан

44,094

408,0

108,07

205,31

438,27

10272,14

0,75

1,700912

0,974948

105,3661

0,871535

Фр. 2

572,0

922,65

619,95

129,81

437,89

176221,8

0,25

0,043706

0,025052

15,53112

0,128465

?

1,744618

120,8972

Для фракции 3

Пропан

44,094

408,0

108,07

205,31

438,27

10272,14

0,75

1,700912

0,978689

105,7704

0,875754

Фр. 3

675,0

958,60

704,15

127,57

429,61

203877,0

0,25

0,037037

0,021311

15,00602

0,124246

?

1,737949

120,7764

Для фракции 4

Пропан

44,094

408,0

108,07

205,31

438,27

10272,14

0,75

1,700912

0,982285

106,159

0,879779

Фр. 4

815,0

995,25

818,89

125,31

420,79

240816,2

0,25

0,030675

0,017715

14,50653

0,120221

?

1,731587

120,6656

Для фракции 5

Пропан

44,094

408,0

108,07

205,31

438,27

10272,14

0,75

1,700912

0,990296

107,0248

0,886216

Фр. 5

1500,0

1059,25

1416,10

121,57

405,11

425310,0

0,25

0,016667

0,009704

13,74121

0,113784

?

1,717578

120,766

Плотность фракций сt [5, с. 8]: где а - температурная поправка; плотность пропана взята из справочника. Энтальпия фракций в жидкой фазе Itж и в паровой фазе Itп [6, с. 33]: где - относительная плотность фракций; энтальпия пропана взята из справочника. Молярный объем: . Молярная теплота парообразования: .

Б. Изменение энтропии ?ST/V:

Компонент

?Sк(р)T/Vк(р) = [RT(lnVк - lnVр)]/Vк(р), кДж/м3

Для фракции 1

Пропан

Фракция 1

Для фракции 2

Пропан

Фракция 2

Для фракции 3

Пропан

Фракция 3

Для фракции 4

Пропан

Фракция 4

Для фракции 5

Пропан

Фракция 5

В. Параметр растворимости у:

Компонент

Параметры растворимости ур и ук [4, с. 221], (кДж/мІ)0,5

Для фракции 1

Пропан

Фракция 1

Для фракции 2

Пропан

Фракция 2

Для фракции 3

Пропан

Фракция 3

Для фракции 4

Пропан

Фракция 4

Для фракции 5

Пропан

Фракция 5

Г. Перераспределение компонентов между фазами:

Фракция

RT = [VpX” + Vк(1-X”)](ук-ур)2

Фракция 1

8,314•343 = [108,07X” + 552,94(1-X”)](12,292-9,530)2

X” = 0,4025, 1-X” = 0,5975

Фракция 2

8,314•343 = [108,07X” + 619,95(1-X”)](12,418-9,527)2

X” = 0,5445, 1-X” = 0,4555

Фракция 3

8,314•343 = [108,07X” + 704,15(1-X”)](12,554-9,511)2

X” = 0,6645, 1-X” = 0,3355

Фракция 4

8,314•343 = [108,07X” + 818,89(1-X”)](12,708-9,489)2

X” = 0,7650, 1-X” = 0,2350

Фракция 5

8,314•343 = [108,07X” + 1416,1(1-X”)](13,527-9,398)2

X” = 0,9363, 1-X” = 0,0637

Д. Перевод мольных объемных концентраций в массовые:

Комп.

X”

V

(X”/V)100

X'

M

X'M

X

Для фракции 1

Пропан

0,4025

108,07

0,3724

0,7751

44,094

34,177

0,2443

Фр. 1

0,5975

552,94

0,1081

0,2249

470,000

105,701

0,7557

?

0,4805

139,879

Для фракции 2

Пропан

0,5445

108,07

0,5039

0,8727

44,094

38,483

0,3458

Фр. 2

0,4555

619,95

0,0735

0,1273

572,000

72,791

0,6542

?

0,5773

111,274

Для фракции 3

Пропан

0,6645

108,07

0,6149

0,9281

44,094

40,923

0,4574

Фр. 3

0,3355

704,15

0,0476

0,0719

675,000

48,541

0,5426

?

0,6625

89,464

Для фракции 4

Пропан

0,7650

108,07

0,7078

0,9610

44,094

42,376

0,5716

Фр. 4

0,2350

818,89

0,0287

0,0390

815,000

31,756

0,4284

?

0,7365

74,132

Для фракции 5

Пропан

0,9363

108,07

0,8663

0,9948

44,094

43,866

0,8498

Фр. 5

0,0637

1416,10

0,0045

0,0052

1500

7,753

0,1502

?

0,8708

51,619

Е. Материальный баланс разделения гудрона:

Фракция

Потенциальное содержание в сырье, т/ч

Пропано-масляная фаза, т/ч

Асфальтовая фаза, т/ч

Фракция 1

55,208•0,230 = 12,698

12,698•0,7557 = 9,595

12,698-9,595 = 3,103

Фракция 2

55,208•0,213 = 11,759

11,759•0,6542 = 7,692

11,759-7,692 = 4,067

Фракция 3

55,208•0,291 = 16,066

16,066•0,5426 = 8,717

16,066-8,717 = 7,349

Фракция 4

55,208•0,200 = 11,042

11,042•0,4284 = 4,730

11,042-4,730 = 6,312

Фракция 5

55,208•0,066 = 3,6440

3,6440•0,1502 = 0,547

3,6440-0,547 = 3,096

?

55,208

31,282

23,926

Содержание пропана в асфальтовой фазе на II ступени разделения 55 % (масс.), т. е.:

23,926•(0,55/0,45) = 29,243 т/ч.

Содержание пропана в масляной фазе:

165,833-29,243 = 136,590 т/ч.

III ступень первого ряда, 80 єС.

Поступает: 31,282 т/ч углеводородной фазы и 136,590 т/ч пропана.

А. Исходные данные:

Компон.

М

с80, кг/м3

V, м3/моль

I80ж, кДж/кг

I80п, кДж/кг

?L, кДж/кмоль

х

(х/М)100

x'

x'V

x”

Для фракции 1

Пропан

44,094

381,0

115,73

246,37

439,95

8535,717

0,8137

1,845376

0,978972

113,2987

0,906266

Фр. 1

470,0

843,4

557,27

155,01

471,43

148717,4

0,1863

0,039638

0,021028

11,7183

0,093734

?

1,885014

125,017

Для фракции 2

Пропан

44,094

381,0

115,73

246,37

439,95

8535,717

0,8137

1,845376

0,982657

113,7251

0,913134

Фр. 2

572,0

916,98

623,79

149,42

454,5

174505,8

0,1863

0,03257

0,017343

10,81857

0,086866

?

1,877946

124,5437

Для фракции 3

Пропан

44,094

381,0

115,73

246,37

439,95

8535,717

0,8137

1,845376

0,985264

114,0269

0,916168

Фр. 3

675,0

953,32

708,05

146,84

446,03

201953,3

0,1863

0,0276

0,014736

10,43379

0,083832

?

1,872976

124,4607

Для фракции 4

Пропан

44,094

381,0

115,73

246,37

439,95

8535,717

0,8137

1,845376

0,987764

114,3162

0,91903

Фр. 4

815,0

990,1

823,15

144,24

437,02

238615,7

0,1863

0,022859

0,012236

10,07169

0,08097

?

1,868235

124,3879

Для фракции 5

Пропан

44,094

381,0

115,73

246,37

439,95

8535,717

0,8137

1,845376

0,993315

114,9586

0,92357

Фр. 5

1500,0

1054,1

1423,01

139,93

420,98

421575,0

0,1863

0,01242

0,006685

9,513341

0,07643

?

1,857796

124,4719

Б. Изменение энтропии ?ST/V:

Компонент

?Sк(р)T/Vк(р) = [RT(lnVк - lnVр)]/Vк(р), кДж/м3

Для фракции 1

Пропан

Фракция 1

Для фракции 2

Пропан

Фракция 2

Для фракции 3

Пропан

Фракция 3

Для фракции 4

Пропан

Фракция 4

Для фракции 5

Пропан

Фракция 5

В. Параметр растворимости у:

Компонент

Параметры растворимости ур и ук [4, с. 221], (кДж/м2)0,5

Для фракции 1

Пропан

Фракция 1

Для фракции 2

Пропан

Фракция 2

Для фракции 3

Пропан

Фракция 3

Для фракции 4

Пропан

Фракция 4

Для фракции 5

Пропан

Фракция 5

Г. Перераспределение компонентов между фазами:

Фракция

RT = [VpX” + Vк(1-X”)](ук-ур)2

Фракция 1

8,314•353 = [115,73X” + 557,27(1-X”)](12,199-8,505)2

X” = 0,7749, 1-X” = 0,2251

Фракция 2

8,314•353 = [115,73X” + 623,79(1-X”)](12,320-8,487)2

X” = 0,8348, 1-X” = 0,1652

Фракция 3

8,314•353 = [115,73X” + 708,05(1-X”)](12,451-8,462)2

X” = 0,8840, 1-X” = 0,1160

Фракция 4

8,314•353 = [115,73X” + 823,15(1-X”)](12,603-8,431)2

X” = 0,9251, 1-X” = 0,0749

Фракция 5

8,314•353 = [115,73X” + 1423,01(1-X”)](13,138-8,321)2

X” = 0,9918, 1-X” = 0,0082

Д. Перевод мольных объемных концентраций в массовые:

Комп.

X”

V

(X”/V)100

X'

M

X'M

X

Для фракции 1

Пропан

0,7749

115,73

0,6696

0,9431

44,094

41,585

0,6086

Фр. 1

0,2251

557,27

0,0404

0,0569

470,0

26,740

0,3914

?

0,7100

68,325

Для фракции 2

Пропан

0,8348

115,73

0,7213

0,9646

44,094

42,532

0,6773

Фр. 2

0,1652

623,79

0,0265

0,0354

572,0

20,262

0,3227

?

0,7478

62,794

Для фракции 3

Пропан

0,8840

115,73

0,7639

0,9790

44,094

43,168

0,7529

Фр. 3

0,1160

708,05

0,0164

0,0210

675,0

14,169

0,2471

?

0,7802

57,338

Для фракции 4

Пропан

0,9251

115,73

0,7994

0,9888

44,094

43,598

0,8263

Фр. 4

0,0749

823,15

0,0091

0,0112

815,0

9,168

0,1737

?

0,8085

52,766

Для фракции 5

Пропан

0,9918

115,73

0,8570

0,9993

44,094

44,064

0,9776

Фр. 5

0,0082

1423,01

0,0006

0,0007

1500,0

1,011

0,0224

?

0,8575

45,076

Е. материальный баланс разделения:

Фракция

Пропано-масляная фаза, т/ч

Фаза рефлюкса, т/ч

Фракция 1

9,595•0,3914 = 3,755

9,595-3,755 = 5,840

Фракция 2

7,692•0,3227 = 2,482

7,692-2,482 = 5,210

Фракция 3

8,717•0,2471 = 2,154

8,717-2,154 = 6,563

Фракция 4

4,730•0,1737 = 0,822

4,730-0,822 = 3,908

Фракция 5

0,547•0,0224 = 0,012

0,547-0,012 = 0,535

?

9,226

22,056

Содержание пропана в фазе рефлюкса на III ступени составляет 60% (масс.), т. е.:

22,056•(0,6/0,4) = 33,084 т/ч.

Пропан, уходящий с деасфальтизатом:

136,590-33,084 = 103,506 т/ч.

I ступень второго ряда, 60 єС.

Поступает: 23,926 т/ч углеводородной фазы и 195,076 т/ч пропана.

А. Исходные данные:

Компон.

М

с80, кг/м3

V, м3/моль

I80ж, кДж/кг

I80п, кДж/кг

?L, кДж/кмоль

х

(х/М)100

x'

x'V

x”

Для фракции 1

Пропан

44,094

430

102,54

169,7

434,92

11694,6

0,8907

2,02

0,98862

101,377

0,94197

Фр. 1

470,000

856,6

548,68

114,06

437,77

152144

0,1093

0,02326

0,01138

6,2448

0,05803

?

2,04326

107,622

Для фракции 2

Пропан

44,094

430

102,54

169,7

434,92

11694,6

0,8907

2,02

0,99063

101,583

0,94622

Фр. 2

572,000

928,32

616,17

109,95

421,57

178247

0,1093

0,01911

0,00937

5,77406

0,05378

?

2,03911

107,357

Для фракции 3

Пропан

44,094

430

102,54

169,7

434,92

11694,6

0,8907

2,02

0,99205

101,729

0,9481

Фр. 3

675,0

963,88

700,29

108,72

413,46

205700

0,1093

0,01619

0,00795

5,56901

0,0519

?

2,0362

107,298

Для фракции 4

Пропан

44,094

430

102,54

169,7

434,92

11694,6

0,8907

2,02

0,9934

101,868

0,9499

Фр. 4

815,0

1000,4

814,67

106,14

404,84

243441

0,1093

0,01341

0,0066

5,37305

0,0501

?

2,03341

107,241

Для фракции 5

Пропан

44,094

430

102,54

169,7

434,92

11694,6

0,8907

2,02

0,99641

102,176

0,95277

Фр. 5

1500,0

1064,4

1409,24

102,97

389,5

429795

0,1093

0,00729

0,00359

5,06523

0,04723

?

2,02729

107,241

Б. Изменение энтропии ?ST/V:

Компонент

?Sк(р)T/Vк(р) = [RT(lnVк - lnVр)]/Vк(р), кДж/м3

Для фракции 1

Пропан

Фракция 1

Для фракции 2

Пропан

Фракция 2

Для фракции 3

Пропан

Фракция 3

Для фракции 4

Пропан

Фракция 4

Для фракции 5

Пропан

Фракция 5

В. Параметр растворимости у:

Компонент

Параметры растворимости ур и ук [4, с. 221], (кДж/м2)0,5

Для фракции 1

Пропан

Фракция 1

Для фракции 2

Пропан

Фракция 2

Для фракции 3

Пропан

Фракция 3

Для фракции 4

Пропан

Фракция 4

Для фракции 5

Пропан

Фракция 5

Г. Перераспределение компонентов между фазами:

Фракция

RT = [VpX” + Vк(1-X”)](ук-ур)2

Фракция 1

8,314•333 = [102,54X” + 548,68(1-X”)](11,375-10,194)2

X” = -3,2179, 1-X” = 4,2149

Фракция 2

8,314•333 = [102,54X” + 616,17(1-X”)](11,508-10,185)2

X” = -1,8813, 1-X” = 2,8813

Фракция 3

8,314•333 = [102,54X” + 700,29(1-X”)](11,653-10,169)2

X” = -0,9301, 1-X” = 1,9301

Фракция 4

8,314•333 = [102,54X” + 814,67(1-X”)](11,825-10,144)2

X” = -0,2324, 1-X” = 1,2324

Фракция 5

8,314•333 = [102,54X” + 1409,24(1-X”)](12,428-10,057)2

X” = 0,7016, 1-X” = 0,2984

Д. Перевод мольных объемных концентраций в массовые:

Комп.

X”

V

(X”/V)100

X'

M

X'M

X

Для фракции 1

Пропан

-3,2179

102,54

-3,1381

1,3245

44,094

58,400

-0,6207

Фр. 1

4,2179

548,68

0,7687

-0,3245

470,000

-152,492

1,6207

?

-2,3693

-94,092

Для фракции 2

Пропан

-1,8813

102,54

-1,8346

1,3421

44,094

59,178

-0,4336

Фр. 2

2,8813

616,17

0,4676

-0,3421

572,000

-195,668

1,4336

?

-1,3670

-136,491

Для фракции 3

Пропан

-0,9301

102,54

-0,9070

1,4365

44,094

63,341

-0,2739

Фр. 3

1,9301

700,29

0,2756

-0,4365

675,000

-294,640

1,2739

?

-0,6314

-231,299

Для фракции 4

Пропан

-0,2324

102,54

-0,2266

3,0080

44,094

132,634

-0,0882

Фр. 4

1,2324

814,67

0,1513

-2,0080

815,000

-1636,505

1,0882

?

-0,0753

-1503,871

Для фракции 5

Пропан

0,7016

102,54

0,6842

0,9700

44,094

42,771

0,4872

Фр. 5

0,2984

1409,24

0,0212

0,0300

1500

45,021

0,5128

?

0,7054

87,792

Высокая кратность отношения пропана к сырью приводит к тому, что фракции 1, 2, 3, 4 полностью растворяются в пропане, а фракция 5 растворяется частично.

Е. материальный баланс разделения:

Фракция

Пропано-масляная фаза, т/ч

Асфальтовая фаза, т/ч

Фракция 1

3,103•1 = 3,103

Ї

Фракция 2

4,067•1 = 4,067

Ї

Фракция 3

7,349•1 = 7,349

Ї

Фракция 4

6,312•1 = 6,312

Ї

Фракция 5

3,096•0,5128 = 1,588

3,096-1,588 = 1,509

?

22,418

1,509

В асфальтовой фазе с I ступени уходит 50% (масс.) пропана, т. е.:

1,509•(0,5/0,5) = 1,509 т/ч.

В пропано-масляной фазе уходит пропана:

195,076-1,509 = 193,568 т/ч.

II ступень второго ряда, 70 єС.

Поступает: 99,682 т/ч углеводородной фазы и 226,652 т/ч пропана.

А. Исходные данные:

Компон.

М

с70, кг/м3

V, м3/моль

I70ж, кДж/кг

I70п, кДж/кг

?L, кДж/кмоль

х

(х/М)100

x'

x'V

x”

Для фракции 1

Пропан

44,094

408,0

108,07

205,31

438,27

10272,14

0,6945

1,575044

0,960367

103,7902

0,825665

Фр. 1

470,0

850,0

552,94

134,67

454,46

150301,3

0,3055

0,065

0,039633

21,91476

0,174335

?

1,640044

125,705

Для фракции 2

Пропан

44,094

408,0

108,07

205,31

438,27

10272,14

0,6945

1,575044

0,967203

104,529

0,837157

Фр. 2

572,0

922,65

619,95

129,81

437,89

176221,8

0,3055

0,053409

0,032797

20,33288

0,162843

?

1,628453

124,8619

Для фракции 3

Пропан

44,094

408,0

108,07

205,31

438,27

10272,14

0,6945

1,575044

0,972067

105,0548

0,842301

Фр. 3

675,0

958,60

704,15

127,57

429,61

203877,0

0,3055

0,045259

0,027933

19,66878

0,157699

?

1,620303

124,7235

Для фракции 4

Пропан

44,094

408,0

108,07

205,31

438,27

10272,14

0,6945

1,575044

0,976754

105,5613

0,847221

Фр. 4

815,0

995,25

818,89

125,31

420,79

240816,2

0,3055

0,037485

0,023246

19,03582

0,152779

?

1,612529

124,5971

Для фракции 5

Пропан

44,094

408,0

108,07

205,31

438,27

10272,14

0,6945

1,575044

0,987234

106,6939

0,855114

Фр. 5

1500,0

1059,25

1416,10

121,57

405,11

425310,0

0,3055

0,020367

0,012766

18,07758

0,144886

?

1,595411

124,7715

Б. Изменение энтропии ?ST/V:

Компонент

?Sк(р)T/Vк(р) = [RT(lnVк - lnVр)]/Vк(р), кДж/м3

Для фракции 1

Пропан

Фракция 1

Для фракции 2

Пропан

Фракция 2

Для фракции 3

Пропан

Фракция 3

Для фракции 4

Пропан

Фракция 4

Для фракции 5

Пропан

Фракция 5

В. Параметр растворимости у:

Компонент

Параметры растворимости ур и ук [4, с. 221], (кДж/м2)0,5

Для фракции 1

Пропан

Фракция 1

Для фракции 2

Пропан

Фракция 2

Для фракции 3

Пропан

Фракция 3

Для фракции 4

Пропан

Фракция 4

Для фракции 5

Пропан

Фракция 5

Г. Перераспределение компонентов между фазами:

Фракция

RT = [VpX” + Vк(1-X”)](ук-ур)2

Фракция 1

8,314•343 = [108,07X” + 552,94(1-X”)](12,550-9,601)2

X” = 0,5057, 1-X” = 0,4943

Фракция 2

8,314•343 = [108,07X” + 619,95(1-X”)](12,678-9,604)2

X” = 0,6217, 1-X” = 0,3783

Фракция 3

8,314•343 = [108,07X” + 704,15(1-X”)](12,812-9,590)2

X” = 0,7206, 1-X” = 0,2794

Фракция 4

8,314•343 = [108,07X” + 818,89(1-X”)](12,964-9,570)2

X” = 0,8039, 1-X” = 0,1961

Фракция 5

8,314•343 = [108,07X” + 1416,1(1-X”)](13,503-9,483)2

X” = 0,9478, 1-X” = 0,0522

Д. Перевод мольных объемных концентраций в массовые:

Комп.

X”

V

(X”/V)100

X'

M

X'M

X

Для фракции 1

Пропан

0,5057

108,07

0,4679

0,8396

44,094

37,020

0,3293

Фр. 1

0,4943

552,94

0,0894

0,1604

470,000

75,399

0,6707

?

0,5573

112,419

Для фракции 2

Пропан

0,6217

108,07

0,5752

0,9041

44,094

39,865

0,4208

Фр. 2

0,3783

619,95

0,0610

0,0959

572,000

54,863

0,5792

?

0,6363

94,728

Для фракции 3

Пропан

0,7206

108,07

0,6668

0,9438

44,094

41,617

0,5233

Фр. 3

0,2794

704,15

0,0397

0,0562

675,000

37,912

0,4767

?

0,7064

79,530

Для фракции 4

Пропан

0,8039

108,07

0,7439

0,9688

44,094

42,719

0,6270

Фр. 4

0,1961

818,89

0,0239

0,0312

815,000

25,417

0,3730

?

0,7678

68,136

Для фракции 5

Пропан

0,9478

108,07

0,8770

0,9958

44,094

43,909

0,8748

Фр. 5

0,0522

1416,10

0,0037

0,0042

1500

6,282

0,1252

?

0,8807

50,191

Е. Состав углеводородной фазы:

Фракция

Гудрон,
т/ч

Масляная фаза, т/ч

Рефлюкс,
т/ч

Продукт,
т/ч

Фракция 1

12,6978

3,1025

5,8400

21,6404

Фракция 2

11,7593

4,0668

5,2104

21,0365

Фракция 3

16,0655

7,3488

6,5627

29,9770

Фракция 4

11,0416

6,3117

3,9081

21,2614

Фракция 5

3,6437

1,5879

0,5350

5,7666

?

99,6819

Ж. Материальный баланс разделения:

Фракция

Пропано-масляная фаза, т/ч

Асфальтовая фаза, т/ч

Фракция 1

21,640•0,6707 = 14,514

21,640-14,514 = 7,126

Фракция 2

21,037•0,5792 = 12,184

21,037-12,184 = 8,853

Фракция 3

29,977•0,4767 = 14,290

29,977-14,290= 15,687

Фракция 4

21,261•0,3730 = 7,931

21,261-7,931 = 13,330

Фракция 5

5,767•0,1252 = 0,722

5,767-0,722= 5,045

?

49,641

50,041

Содержание пропана в асфальтовой фазе на II ступени разделения 55 % (масс.), т. е.:

50,041•(0,55/0,45) = 61,161 т/ч.

Содержание пропана в масляной фазе:

226,652-61,161 = 165,491 т/ч.

III ступень второго ряда, 80 єС.

Поступает: 165,491 т/ч пропана и 49,641 т/ч углеводородной фазы.

По результатам расчета составляем материальный баланс разделения:

Фракция

Пропано-масляная фаза, т/ч

Фаза рефлюкса, т/ч

Фракция 1

14,514•0,3708 = 5,382

14,514-5,382 = 9,132

Фракция 2

12,184•0,3043 = 3,708

12,184-3,708 = 8,476

Фракция 3

14,290•0,2316 = 3,309

14,290-3,309 = 10,981

Фракция 4

7,931•0,1613 = 1,279

7,931-1,279 = 6,652

Фракция 5

0,722•0,0177 = 0,013

0,722-0,013 = 0,709

?

13,691

35,950

Содержание пропана в фазе рефлюкса на III ступени составляет 60% (масс.), т. е.:

35,950•(0,6/0,4) = 53,925 т/ч.

Пропан, уходящий с деасфальтизатом:

165,491-53,925 = 111,566 т/ч.

На последующих рядах противоточной схемы в промежуточных потоках накапливаются углеводородные компоненты. Количество выводимых углеводородных фракций из системы начинает нарастать и на 20-м ряду достигается состояние, близкое к равновесному.

Материальный баланс по целевым и промежуточным потокам на 20-м ряду противоточной схемы представлен на рис. 6.

Рис. 6. Материальный баланс по целевым и промежуточным продуктам.

Количество поступающих в колонну потоков:

(165,833+55,208) = 221,041 т/ч,

количество потоков, выходящих из колонны:

(30,578+141,097+24,323+24,323) = 220,321 т/ч.

Выход деасфальтизата:

30,578:(24,323+30,578)•100% = 55,70% (масс.).

Содержание масла в пропановой фазе:

30,578:(141,097+30,578)•100% = 17,81% (масс.).

Переход фракций в состав деасфальтизата (выход фракций от потенциала):

фракция 1 12,448:12,698•100% = 98,03% (масс.);

фракция 2 9,549:11,759•100% = 81,21% (масс.);

фракция 3 6,820:16,066•100% = 42,45% (масс.);

фракция 4 1,756:11,042•100% = 15,90% (масс.);

фракция 5 0,005:3,644•100% = 0,14% (масс.).

3.2 Качественная характеристика деасфальтизата

Плотность деасфальтизата при 20 єС сд:

кг/мі.

Молекулярная масса Мд:

.

Коксуемость деасфальтизата КИд:

% (масс.).

Показатель преломления nD20д:

.

Содержание серы Sд:

% (масс.)

Кинематическая вязкость нд100:

мм2/с.

Качество деасфальтизата соответствует 1 сорту.

3.3 Расчет нагрузки экстракционной колонны по жидкости

Используя материальный баланс по 20-му ряду противоточной схемы, определяем нагрузку экстракционной колонны по верхней секции, средней зоне и нижней секции.

Объемную скорость потоков щ рассчитываем из формулы [4, с. 242]:

где D - диаметр колонны, м;

- расход пропана и продукта, кг/ч;

щ - объемная скорость потоков, м3/(м2•ч).

Верхняя секция, III ступень, 80 єС.

Поступает:

272381 кг/ч пропана, плотность пропана 381 кг/мі;

118100 кг/ч продукта, плотность продукта 909,53 кг/мі.

.

Средняя зона, II ступень, 70 єС.

Поступает:

55208 кг/ч гудрона, плотность гудрона 936,07 кг/мі;

120518 кг/ч масляной фазы, плотность масла 927,98 кг/мі;

87838 кг/ч рефлюкса, плотность рефлюкса 920,09 кг/мі;

449620 кг/ч пропана, плотность пропана 408 кг/мі.

.

Нижняя секция, I ступень, 60 оС.

Поступает:

144841 кг/ч асфальта, плотность асфальта 936,85 кг/мі;

342860 кг/ч пропана, плотность пропана 430 кг/мі.

.

Расчет объемных скоростей с учетом внутренних потоков показал, что средняя зона экстракционной колонны перегружена по жидкости, а верхняя секция - недогружена.

3.4 Расчет испарителя пропана первой ступени

Регенерация пропана из раствора деасфальтизата заключается в испарении его с помощью ребойлеров первой и второй ступени, отделении от неиспарившегося деасфальтизата, и последующей отпаркой остатков пропана из деасфальтизата в отпарной колонне.

Данный расчет включает в себя определение основных параметров и подбор испарителя первой ступени.

Расчет проводился с помощью программы DESIGN 2.

При расчете были использованы следующие исходные данные:

Обогрев испарителя ведется паром АТА-15 с температурой 200 °С и давлением 9,8 кгс/смІ.

В испарителе первой ступени отделяется порядка 80% от всего пропана.

Температура в испарителе первой ступени 80-110 °С, давление 27 кгс/смІ, теплота конденсации r = 2049 кДж/кг.

Конденсат пара после испарителя содержит 10-20% несконденсировавшегося пара.

В результате расчетов получены следующие результаты:

Температура в испарителе 85 °С, давление 27 кгс/смІ.

Количество отделенного пропана 112876,8 кг/ч (80 % от исходного).

Для испарения подобран подогреватель с паровым пространством по нормали нефтяной промышленности Н-442-60 марки ПП-1400-50 25/40 со следующими параметрами:

Трубный пучок с плавающей головкой имеет 112 гладких труб 25*3 мм длиной 6 м.

Площадь теплообмена 50 мІ, диаметром корпуса 1400 мм, условным давлением в корпусе 25 кгс/смІ, в трубном пучке 40 кгс/смІ.

Коэффициент теплопередачи 1851 ккал/м2*ч*°С.

Тепловая нагрузка 6,9 Гкал/ч.

Требуемое количество пара - 16 т/ч, на выходе конденсат содержит 14% несконденсировавшегося пара.

Рис. 7. Схема испарителя

Количества, составы и температуры потоков, поступающих и уходящих из него (см. рис. 7), приведены в табл. 3.

Таблица 3.

Поток

Обозначение на рис.

Состав

компоненты

кг/ч

Раствор деасфальтизата из колонны в испаритель

Д+П

деасфальтизат

30580

пропан

141096

Остаток из испарителя

Д+П”

деасфальтизат

30580

пропан

28220

Пары из испарителя

П'

пропан

112876

Заключение

Основное направление развития нефтеперерабатывающей промышленности в наше время - переход от получения топлив к получению масел и сырья для органического синтеза, а также увеличение общей глубины переработки нефти. С этой позиции процесс деасфальтизации гудрона пропаном очень перспективный, так как он позволяет увеличить глубину переработки нефти и получить дополнительное количество ценного продукта - масла. Промышленные установки для этого процесса не претерпевали изменений уже около 40 лет, поэтому назрела необходимость в модернизации технологического оформления процесса. Применение технологии регенерации растворителя в надкритических условиях позволит уменьшить основной недостаток этого процесса - очень большую энергоемкость процесса регенерации растворителя, а использование технологии струйной подачи сырья в экстракционную колонну - значительно увеличить выход целевого продукта.

Список использованной литературы

1. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. - 672 с.

2. Дадашев М.Н., Степанов В.Г. Сверхкритическая экстракция в нефтепереработке и нефтехимии//Химия и технология топлив и масел. 2000 г. №1.

3. Яковлев С.П., Радченко Е.Д. и др. Интенсификация процесса деасфальтизации. Внедрение струйной технологии//Химия и технология топлив и масел. 2003 г. №4.

4. Танатаров М.А., Ахметшина М.Н., Фасхутдинов Р.А. и др. Технологические расчеты установок переработки нефти. М.: Химия, 1987. - 352 с.

5. Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. Изд. 2-е, пер. и доп. Л., «Химия», 1974.- 344 с.

Размещено на Allbest.ru

Страница:


Подобные документы

  • Общая химическая технология

    Создание и описание технологической схемы получения сульфида натрия восстановлением сульфата. Составление материального баланса процесса. Расчет технико-экономических показателей процесса. Теоретический и фактический расходные коэффициенты по сырью.

    контрольная работа [150,9 K], добавлен 13.01.2015

  • Технология ректификации бутиловых спиртов

    Описание технологической схемы производства и автоматизация технологического процесса. Материальный баланс установки. Организация основного и вспомогательного производства. Расчет материального баланса технологической установки производства метанола.

    дипломная работа [362,8 K], добавлен 18.05.2019

  • Получение хлорида бария

    Характеристика химического продукта и методы его получения. Физико-химические основы процесса, описание технологической схемы, отходы производства и проблемы их обезвреживания. Перспективы совершенствования процесса получения химического продукта.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 20.06.2012

  • Описание технологической схемы синтеза полимера

    Термостойкие и трудногорючие волокна и нити на основе ароматических полимеров. Волокна из полигетероциклических полимеров, их свойства. Анализ вариантов переработки полимера в волокнистые материалы. Подбор растворителя, расчет параметров растворимости.

    курсовая работа [572,9 K], добавлен 04.06.2015

  • Анализ процесса термоконтактного крекинга на примере установки непрерывного коксования в псевдоожиженном слое

    Характеристика сырья и готовой продукции. Описание технологической схемы. Принцип работы оборудования. Этапы процесса термолиза высших алкенов при умеренных температурах. Термические превращения высокомолекулярных компонентов нефти в жидкой фазе.

    курсовая работа [885,4 K], добавлен 27.05.2014

  • Расчет и проектирование выпарной установки непрерывного действия для выпаривания водного раствора CuSO4

    Технологические схемы процесса выпаривания. Конструкции выпарных аппаратов. Принцип действия проектируемой установки. Определение поверхности теплопередачи. Расчет толщины тепловой изоляции. Определение гидравлического сопротивления теплообменника.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 29.11.2010

  • Расчет колонны стабилизации газофракционирующей установки

    Описание технологической схемы процесса и вспомогательных материалов. Материальный баланс при переработке предельных газов. Расчет основного аппарата - колонны стабилизации. Расчет температура ввода сырья. Определение внутренних материальных потоков.

    курсовая работа [66,2 K], добавлен 04.02.2016

  • Расчет абсорбционной установки для улавливания фторгазов в производстве экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК)

    Описание технологической схемы очистки фторсодержащих газов экстракции. Материальный баланс процесса абсорбции в полом абсорбере. Тепловой и механический расчет. Выбор конструкционного материала. Диаметр абсорбера и скорость газа. Расчет вентилятора.

    курсовая работа [226,9 K], добавлен 23.04.2015

  • Разработка информационной схемы для процесса абсорбции диацетилена

    Ацетилен как реакционно-способное соединение, вступающее в многочисленные реакции. Общая характеристика информационной схемы для абсорбционной колонны. Рассмотрение особенностей разработки информационной схемы для процесса абсорбции диацетилена.

    курсовая работа [408,0 K], добавлен 06.04.2015

  • Расчет тарельчатой ректификационной колонны для разделения бинарной углеводородной смеси бензол-толуол

    Понятие процесса ректификации. Технологические схемы для проведения разрабатываемого процесса. Экстрактивная и азеотропная ректификация. Типовое оборудование для проектируемой установки. Теоретические основы расчета тарельчатых ректификационных колонн.

    курсовая работа [3,9 M], добавлен 15.11.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены