- •Виробничі процеси та обладнання об’єктів автоматизації конспект лекцій доцента кафедри нгтт і т Гаєвої Любов Іванівни
- •1.1 Зміст і задачі дисципліни
- •1.2 Класифікація технологічних процесів
- •1.3 Хімічний і фракційний склади нафти
- •1.3.1 Парафінові вуглеводні
- •1.3.2 Нафтенові вуглеводні
- •1.3.3 Ароматичні вуглеводні
- •2.1 Загальні ознаки масообмінних процесів
- •2.2 Способи визначення складу фаз
- •1.3.4 Фракційний склад нафти
- •2 Основні поняття масообмінних процесів
- •2.3 Основне рівняння масопередачі
- •3.1 Призначення і суть процесу абсорбції
- •3.2 Використання абсорбції в нафтогазовій промисло-вості
- •3.3 Робота системи абсорбер-десорбер неперервної дії
- •3.4 Параметри контролю і регулюванню при абсорбції та десорбції
- •3.4.1 Температура в абсорбері
- •3.4.2. Тиск в абсорбері
- •3.4.3 Питома витрата абсорбенту
- •3.4.4 Рівень рідини в низу абсорбера і десорбера
- •3.4.5 Температура в десорбері
- •3.4.6 Тиск в десорбері
- •3.4.7 Рушійна сила абсорбції
- •3.4.8 Площа контакту і час контакту абсорбенту і газової суміші
- •3.5 Вимоги до абсорбентів
- •3.6 Типи абсорберів
- •4 Процес адсорбції
- •4.1 Призначення і суть процесу
- •4.2 Використання адсорбції в нафтогазовій промисло-вості
- •4.3 Робота системи адсорбер-десорбер періодичної дії
- •4.4 Робота системи адсорбер-десорбер неперервної дії
- •4.5 Параметри контролю і регулювання при адсорбції і десорбції
- •4.5.1 Температура в адсорбері
- •4.5.2 Тиск в адсорбері
- •4.5.3 Питома витрата адсорбенту
- •4.5.4 Температура в десорбері
- •4.5.5 Тиск в адсорбері
- •4.5.6 Природа газової суміші і властивості адсорбенту
- •5 Процес ректифікації
- •5.1 Призначення і суть процесу
- •5.2 Використання процесу в нафтогазовій промисло-вості
- •5.3 Будова і робота простої ректифікаційної колони
- •5.4 Будова і робота складної ректифікаційної колони
- •5.5 Параметри контролю і регулювання при ректифікації
- •5.5.1 Температура верха колони
- •5.5.2 Температура низу колони
- •5.5.3 Тиск в колоні
- •5.5.4 Температура і витрата сировини
- •5.5.5 Рівень залишку в колоні
- •5.5.6 Температура на тарілках виводу бокових фракцій
- •5.6 Матеріальний баланс ректифікаційної колони
- •5.7 Крива рівноваги фаз: її побудова та рівняння
- •5.8 Ізобарні температурні криві
- •5.9 Графічний метод визначення кількості тарілок в колоні
- •5.10 Визначення температурного режиму простої ректифікаційної колони
- •5.11 Визначення геометричних розмірів колони: діаметра і висоти
- •6 Процес екстракції
- •6.1 Призначення і суть процесу
- •6.2 Використання в нафтогазовій промисловості
- •6.3 Методи екстракції
- •6.3.1 Однократна екстракція
- •6.3.2 Багатократна екстракція
- •6.3.3 Протитічна екстракція
- •6.4 Будова і робота екстракційної колони
- •6.5 Параметри контролю і регулювання при екстракції
- •6.5.1 Температура
- •6.5.2 Співвідношення розчинник: сировина
- •6.5.3 Якість розчинника
- •6.5.4 Рівень границі розділу фаз
- •6.6 Визначення складу фаз за допомогою трикутної діаграми
- •7 Теплові процеси
- •7.1 Теплообмінні апарати
- •7.1.1 Кожухотрубні теплообмінники з нерухомим трубними решітками
- •7.1.2 Теплообмінні апарати з температурними компенсаторами
- •7.1.3 Теплообмінні апарати з плаваючою головкою (з рухомою трубною решіткою)
- •7.1.4 Теплообмінні апарати з u-подібними трубками
- •7.1.5 Теплообмінники типу «труба в трубі»
- •7.1.6 Випарники з паровим простором
- •7.1.7 Апарати повітряного охолодження
- •7.2 Класифікація і маркування апо
- •7.3 Маркування та розрахунок кожухотрубчастих теплообмінників
- •7.3.1 Маркування кожухотрубчастих теплообмінників
- •7.3.2 Розрахунок кожухотрубчастих теплообмінників
- •7.4 Трубчасті печі
- •7.5 Умовні позначення типових трубчастих печей
- •8 Товарні нафтопродукти
- •8.1 Технологічна класифікація нафт
- •8.2 Основні напрями переробки нафти
- •8.3 Класифікація і характеристика товарних нафтопродуктів
- •8.4 Палива
- •8.4.1 Карбюраторні палива
- •8.4.2 Реактивні палива
- •8.4.3 Дизельні палива
- •8.4.4 Газотурбінні палива
- •8.4.5 Котельні палива
- •8.5 Нафтові оливи
- •8.5.1 Моторні оливи
- •8.5.2 Трансмісійні оливи
- •8.5.4 Турбінні і компресорні оливи
- •8.5.5 Спеціальні оливи
- •8.5.3 Індустріальні оливи
- •8.6 Пластичні мастила
- •8.7 Парафіни, церезини, вазеліни
- •8.8 Нафтові розчинники та ароматичні вуглеводні
- •8.9 Нафтові бітуми
- •8.10 Нафтовий кокс
- •8.11 Технічний вуглець
- •8.12 Присадки до палив та олив
- •9.2 Методи руйнування нафтових емульсій
- •9.3 Будова і робота електродегідраторів
- •9.3.2 Горизонтальні електродегідратори
- •9.4 Схема електрознесолювальної установки та її опис
- •9.5 Параметри контролю і регулювання на установці
- •9.5.1 Температура і тиск в електродегідраторі
- •10.2 Первинна переробка нафти
- •10.2.1 Призначення первинної переробки і класифікація установок авт
- •10.2.2 Сировина і одержувані продукти
- •10.2.3 Принципова технологічна схема авт з трьохкратним випаровуванням і їх опис
- •10.3 Термічні процеси переробки нафти (коксування)
- •10.3.1 Призначення, і суть процесу
- •10.3.2 Механізми реакцій
- •10.3.3 Сировина і одержувані продукти
- •10.3.4 Технологічна схема установки сповільненого коксування і її опис
- •10.3.5 Параметри контролю і регулювання на установці
- •10.3.5.1 Якість сировини
- •10.3.5.2 Температура входу сировини в реактор
- •10.3.5.3 Тиск в реакторі
- •10.3.5.4 Час перебування сировини в реакторі
- •10.3.5.5 Коефіцієнт рециркуляції
- •10.4 Каталітичні процеси
- •10.4.1 Каталітичний реформінг
- •10.4.1.1 Призначення, суть і хімізм процесу
- •10.4.1.2 Сировина і одержувані продукти
- •10.4.1.3 Каталізатори
- •10.4.1.4 Принципова технологічна схема установки каталітичного риформінгу і її опис
- •10.4.2 Параметри контролю і регулювання на установці
- •10.4.2.1 Якість сировини
- •10.4.2.2 Температура на вході в реактори
- •10.4.2.3 Об’ємна швидкість подачі сировини
- •10.4.2.4 Тиск в реакторах
- •10.4.2.5 Кратність циркуляції водневмісного газу
- •10.5.2 Сировина і одержувані продукти
- •10.5.3 Каталізатор
- •10.5.4 Принципова технологічна схема установки каталітичного крекінгу з ліфт- реактором і її опис
- •10.5.5 Параметри, що впливають на процес
- •10.5.5.1 Якість сировини
- •10.5.5.2 Температура в реакторі
- •10.5.5.3 Час контакту сировини і каталізатора
- •10.5.5.4 Кратність циркуляції каталізатора
- •10.5.5.5 Тиск в реакторі
- •11 Процеси очищення продуктів
- •11.1 Процес гідроочищення
- •11.1.1 Призначення установки, суть і хімізм процесу
- •11.1.2 Сировина і одержувані продукти
- •11.1.3 Умови проведення процесу
- •11.1.4 Каталізатори
- •11.1.5 Принципова технологічна схема гідроочищення дизельного палива в паровій фазі і її опис
- •11.1.6 Параметри контролю і регулювання на установці
- •11.1.6.1 Якість сировини
- •11.1.6.2 Температура в реакторі
- •11.1.6.3 Тиск в реакторі
- •11.1.6.4 Об’ємна швидкість подачі сировини і кратність циркуляції водневмісного газу
- •11.2 Процес карбамідної депарафінізації
- •11.2.1 Призначення і суть процесу
- •11.2.2 Сировина і одержувані продукти
- •11.2.3 Параметри, що впливають на процес
- •11.2.3.1 Якість сировини
- •11.2.3.2 Склад і концентрація карбаміду
- •11.2.3.3 Співвідношення карбамід-сировина
- •11.2.3.4 Температура
- •11.2.3.5 Склад і кількість активатора та розчинника
- •11.2.3.6 Час контакту сировини з карбамідом
- •11.3 Опис технологічної схеми установки карбамідної депарафінізації дизельного палива
11.1.2 Сировина і одержувані продукти
Сировиною установки гідроочищення є бензинові, гасові, дизельні фракції, оливи, вакуумні газойлі, мазути, гудрони сірчаних і високосірчаних нафт із значним вмістом олефінових вуглеводнів.
Основними продуктами установки гідроочищення є:
- очищені фракції, які містять S (0,0003-0,35% проти 0,07-3,5%), N (0,0001-0,26% проти 0,001-0,37%);
- бензин - відгон має ОЧМ 50-55 за рахунок перетворення олефінових вуглеводнів у н-парафінові вуглеводні. Використовується як компонент низькооктанових автомобі-льних бензинів або як сировина каталітичного реформінгу;
- вуглеводневий газ С1-С4, який містить в основному метан і етан; використовується як паливо в нафтозаводських печах;
- сірководень, який використовується для виробництва сірки або сірчаної кислоти.
11.1.3 Умови проведення процесу
Температура в реакторі складає 360-430 °С; тиск - 5-7 МПа; об’ємна швидкість подачі сировини – 1-10 год-1; кратність циркуляції водневмісного газу – 250-700 м3 Н2-вмісного газу/м3 сировини; каталізатор – алюмокобальтмоліб-деновий або алюмонікельмолібденовий.
11.1.4 Каталізатори
В промисловості для процесу гідроочищення використо-вується алюмокобальт- або алюмонікельмолібденові каталіза-тори.
Каталізатори виготовляють на основі оксидів або сульфідів нікелю, кобальту, молібдену, хрому, вольфраму на оксиді алюмінію або на цеолітах.
Нижче наводиться склад каталізаторів (таблиця 12.1).
В присутності алюмокобальтмолібденового каталізатора реакції розриву зв’язків С-С і насичення ароматичних вугле-воднів практично не протікають. Але цей каталізатор має високу активність в реакціях розриву зв’язків С-S і володіє високою термічною стійкістю. Він достатньо активний в реакціях насичення олефінових вуглеводнів, розриву зв’язків С-N і С-О. Він придатний для гідроочищення будь-якої сировини.
Алюмонікельтмолібденовий каталізатор значно більш активний в реакціях гідрування ароматичних вуглеводнів і гідрогенолізу азотистих сполук і менш активний в реакціях насичення олефінових вуглеводнів. Каталізатори випускаю-
Таблиця 11.1 – Характеристика каталізаторів гідроочищення
|
Вміст, % |
АНМС |
АКМ |
|
Оксид кобальту, СоО |
- |
4,0 |
|
Оксид нікелю, NiO |
4,0 |
- |
|
Триоксид молібдену, МоО3 |
12,0 |
12,0 |
|
Диоксид кремнію, SiO2 |
5,0-7,0 |
5,0-7,0 |
|
Оксид натрію, Na2O |
0,08 |
0,08 |
|
Насипна густина, кг/м3 |
640-740 |
640-740 |
|
Відносна активність за сірчаними сполуками, % |
>95 |
>95 |
Усі каталізатори гідроочищення стійкі до отравлення. В процесі гідроочищення каталізатор втрачає активність. Для її відновлення каталізатор регенерують окислювальним випалюванням коксу з його поверхні. В залежності від складу каталізатора вибирають газоповітряний або пароповітряний способи регенерації. Газоповітряна регенерація звичайно проводиться сумішшю інертного газу з повітрям при температурі 530 °С. Цеолітвмісні каталізатори неможна проводити пароповітряною регенерацією.