Разработка ректификационной колонны для получения моторного топлива
|
ВВЕДЕНИЕ 9
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 11
1.1 Обзор литературы 11
1.1.1. Процесс ректификации 11
1.1.2. Тарельчатые аппараты 12
1.1.3. Насадочные массообменные аппараты 15
1.1.4. Преимущества современных ректификационных технологий
16
1.2. Описание технологической схемы производства 17
2. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОЛОННЫ 19
2.1 Расчет толщины стенки аппарата, работающего под избыточным
давлением 19
2.1.1 Выбор материала аппарата 19
2.1.2 Толщина стенки цилиндрической части аппарата 19
2.1.3 Допускаемое напряжение 20
2.1.4 Толщина стенки днищ 21
2.2. Форма и основные размеры опор вертикальных аппаратов 23
2.3 Проверка устойчивости формы в сжатой зоне стенки
цилиндрической опорной части и корпуса аппарата 26
2.3.1 Ветровая нагрузка 29
2.3.2 Проверка прочности фундамента 38
2.3.3 Определение толщины фундаментного кольца 38
2.3.4 Расчет аппарата на устойчивость 39
2.3.5 Расчет сварного шва, соединяющего опорную часть с
аппаратом 41
2.4 Механический расчёт тарелки 41
2.4.1 Опорная обечайка 43
2.4.2 Расчет фланцевого соединения 44
2.4.4 Расчет фланца 47
2.4.5 Фланцы цельного типа 48
3. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 49
3.1. Расчет капитальных затрат 49
3.2 Расчет текущих затрат, связанных с эксплуатацией оборудования 54
4. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 68
4.1. Производственная безопасность 70
4.1.1. Анализ выявленных вредных факторов при исследовании и
эксплуатации колонны 70
4.1.2. Анализ выявленных опасных факторов при исследовании и
эксплуатации колоны 73
4.2. Экологическая безопасность: 75
4.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 76
4.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности.
79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 81
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 11
1.1 Обзор литературы 11
1.1.1. Процесс ректификации 11
1.1.2. Тарельчатые аппараты 12
1.1.3. Насадочные массообменные аппараты 15
1.1.4. Преимущества современных ректификационных технологий
16
1.2. Описание технологической схемы производства 17
2. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОЛОННЫ 19
2.1 Расчет толщины стенки аппарата, работающего под избыточным
давлением 19
2.1.1 Выбор материала аппарата 19
2.1.2 Толщина стенки цилиндрической части аппарата 19
2.1.3 Допускаемое напряжение 20
2.1.4 Толщина стенки днищ 21
2.2. Форма и основные размеры опор вертикальных аппаратов 23
2.3 Проверка устойчивости формы в сжатой зоне стенки
цилиндрической опорной части и корпуса аппарата 26
2.3.1 Ветровая нагрузка 29
2.3.2 Проверка прочности фундамента 38
2.3.3 Определение толщины фундаментного кольца 38
2.3.4 Расчет аппарата на устойчивость 39
2.3.5 Расчет сварного шва, соединяющего опорную часть с
аппаратом 41
2.4 Механический расчёт тарелки 41
2.4.1 Опорная обечайка 43
2.4.2 Расчет фланцевого соединения 44
2.4.4 Расчет фланца 47
2.4.5 Фланцы цельного типа 48
3. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 49
3.1. Расчет капитальных затрат 49
3.2 Расчет текущих затрат, связанных с эксплуатацией оборудования 54
4. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 68
4.1. Производственная безопасность 70
4.1.1. Анализ выявленных вредных факторов при исследовании и
эксплуатации колонны 70
4.1.2. Анализ выявленных опасных факторов при исследовании и
эксплуатации колоны 73
4.2. Экологическая безопасность: 75
4.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 76
4.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности.
79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 81
При современных масштабах развития транспорта обеспечение его моторными топливами является важнейшей задачей. Автотранспорт потребляет более трети всей добываемой в мире нефти - ценнейшего сырья химической промышленности, поэтому возникает острая проблема расширения сырьевой базы для получения моторных топлив. Привлечение газового конденсата позволит найти подход к ее решению. Организация квалифицированной переработки газовых конденсатов может способствовать частичному обеспечению потребностей страны в светлых нефтепродуктах и удовлетворению собственных нужд отдельных регионов.
Основные запасы газовых конденсатов сосредоточены в Урало-Поволжье, Западной и Восточной Сибири, Казахстане, Средней Азии, Азербайджане. Для удовлетворения потребностей Сургутского региона в автобензине и дизельном топливе был сдан в эксплуатацию Сургутский завод по стабилизации газового конденсата.
Сургутский ЗСК входит в состав единого технологически увязанного комплекса предприятий ОАО ГАЗПРОМ в Тюменской области по добыче и переработке жидких углеводородов. При этом завод является основным производителем товарной продукции, поэтому от его успешной работы и развития в значительной степени зависят технико-экономические показатели всего вышеуказанного комплекса предприятий. Исходя из этого основной задачей развития Сургутского ЗСК является обеспечение выпуска высококачественной конкуренотно-способной и вместе с тем высокорентабельной продукции.
Сырьем завода является газовый конденсат Уренгойского месторождения. Конденсаты месторождений Западной Сибири (Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Юбилейное) обладают широким фракционным составом с незначительным содержанием сернистых соединений (0.010.02%) и характеризуются низкой температурной застывания (-60оС). По углеводородному составу отличаются большим содержанием в них нафтеновых углеводородов, что обуславливает достаточно высокое значение октановых характеристик бензиновых фракций. В связи с этим головным процессом на ЗСК является установка стабилизации газового конденсата. На установке стабилизации получают нефтепродукты, являющиеся потенциальным сырьем для ряда установок, производящих ценную товарную продукцию: дизельное топливо, автомобильные бензины, сжиженные углеводородные газы для бытовых нужд.
Переработка поступающего на завод сырья (деэтанизированной НГК- смеси) осуществляется в три стадии. На первой стадии производится стабилизация НГК-смеси с получением полуфабрикатов (стабильного конденсата и ШФЛУ) и утилизируемого отхода - технологических сбросных газов. Стабильный конденсат и ШФЛУ направляются на вторую стадию переработки. Стабильный конденсат подвергается первичной переработке на УМТ, ШФЛУ - фракционированию на БИИ и УПП. Сбросные газы направляются в топливную сеть завода, а их излишки подаются на Сургутский ГПЗ (для переработки совместно с попутным нефтяным газом). Выработанная на УМТ бензиновая фракция подвергается вторичной переработке на установке каталитического риформинга PetroFac и установке облагораживания моторных топлив ЛКС-35-64.
В настоящее время Сургутский ЗСК выпускает следующую товарную продукцию:
1. дизельное топливо ГШЗ (по ТУ 51-28) для умеренной и холодной зоны, получаемое путем смешения продуктов стриппингов К-2/1 и К-2/2 и кубового продукта колонны К-3 УМТ (с добавлением или без добавления депрессорных присадок);
2. автомобильный бензин марок Аи-92, и АИ-80, получаемый путем компаундирования стабильного катализата с установки риформинга, бензиновых погонов колонн К-3 и К-1 УМТ, изопентановой фракции с БИИ и МТБЭ;
3. дистиллят газового конденсата легкий (преимущественно реализуется в качестве сырья пиролиза) — бензин с верха К-3 УМТ с добавлением пентан-гексановой фракции с БИИ;
4. пропановая фракция (с УПП);
5. бутан технический (бутановая фракция с УПП);
6. изопентановая фракция (с БИИ);
7. пентан-гексановая фракция;
8. топливо для реактивных двигателей марки ТС-1 (с ЛКС-35-64).
Суммарная мощность завода по стабилизации составляет в настоящее
время 8 млн.тонн/год, мощность по первичной переработке стабильного конденсата - 4 млн.тонн/год, мощность по вторичной переработке
бензиновой фракции - 100 тыс. тонн/год (ОПУ КР) и 1 млн.тонн/год (ЛКС 35-64), проектная мощность гидроочистки и депарафинизации дизельного топлива по сырью 600 тыс.тонн/год., гидроочистки керосиновой фракции 750 тыс.тонн/год., проектная мощность по переработке ШФЛУ составляет 1440 тыс.тонн/год.
Поскольку стабилизация газового конденсата является ключевым звеном во всей технологической цепи, поэтому актуальным является вопрос увеличения объёмов переработки сырья и улучшения качества продуктов установки стабилизации конденсата.
Основные запасы газовых конденсатов сосредоточены в Урало-Поволжье, Западной и Восточной Сибири, Казахстане, Средней Азии, Азербайджане. Для удовлетворения потребностей Сургутского региона в автобензине и дизельном топливе был сдан в эксплуатацию Сургутский завод по стабилизации газового конденсата.
Сургутский ЗСК входит в состав единого технологически увязанного комплекса предприятий ОАО ГАЗПРОМ в Тюменской области по добыче и переработке жидких углеводородов. При этом завод является основным производителем товарной продукции, поэтому от его успешной работы и развития в значительной степени зависят технико-экономические показатели всего вышеуказанного комплекса предприятий. Исходя из этого основной задачей развития Сургутского ЗСК является обеспечение выпуска высококачественной конкуренотно-способной и вместе с тем высокорентабельной продукции.
Сырьем завода является газовый конденсат Уренгойского месторождения. Конденсаты месторождений Западной Сибири (Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Юбилейное) обладают широким фракционным составом с незначительным содержанием сернистых соединений (0.010.02%) и характеризуются низкой температурной застывания (-60оС). По углеводородному составу отличаются большим содержанием в них нафтеновых углеводородов, что обуславливает достаточно высокое значение октановых характеристик бензиновых фракций. В связи с этим головным процессом на ЗСК является установка стабилизации газового конденсата. На установке стабилизации получают нефтепродукты, являющиеся потенциальным сырьем для ряда установок, производящих ценную товарную продукцию: дизельное топливо, автомобильные бензины, сжиженные углеводородные газы для бытовых нужд.
Переработка поступающего на завод сырья (деэтанизированной НГК- смеси) осуществляется в три стадии. На первой стадии производится стабилизация НГК-смеси с получением полуфабрикатов (стабильного конденсата и ШФЛУ) и утилизируемого отхода - технологических сбросных газов. Стабильный конденсат и ШФЛУ направляются на вторую стадию переработки. Стабильный конденсат подвергается первичной переработке на УМТ, ШФЛУ - фракционированию на БИИ и УПП. Сбросные газы направляются в топливную сеть завода, а их излишки подаются на Сургутский ГПЗ (для переработки совместно с попутным нефтяным газом). Выработанная на УМТ бензиновая фракция подвергается вторичной переработке на установке каталитического риформинга PetroFac и установке облагораживания моторных топлив ЛКС-35-64.
В настоящее время Сургутский ЗСК выпускает следующую товарную продукцию:
1. дизельное топливо ГШЗ (по ТУ 51-28) для умеренной и холодной зоны, получаемое путем смешения продуктов стриппингов К-2/1 и К-2/2 и кубового продукта колонны К-3 УМТ (с добавлением или без добавления депрессорных присадок);
2. автомобильный бензин марок Аи-92, и АИ-80, получаемый путем компаундирования стабильного катализата с установки риформинга, бензиновых погонов колонн К-3 и К-1 УМТ, изопентановой фракции с БИИ и МТБЭ;
3. дистиллят газового конденсата легкий (преимущественно реализуется в качестве сырья пиролиза) — бензин с верха К-3 УМТ с добавлением пентан-гексановой фракции с БИИ;
4. пропановая фракция (с УПП);
5. бутан технический (бутановая фракция с УПП);
6. изопентановая фракция (с БИИ);
7. пентан-гексановая фракция;
8. топливо для реактивных двигателей марки ТС-1 (с ЛКС-35-64).
Суммарная мощность завода по стабилизации составляет в настоящее
время 8 млн.тонн/год, мощность по первичной переработке стабильного конденсата - 4 млн.тонн/год, мощность по вторичной переработке
бензиновой фракции - 100 тыс. тонн/год (ОПУ КР) и 1 млн.тонн/год (ЛКС 35-64), проектная мощность гидроочистки и депарафинизации дизельного топлива по сырью 600 тыс.тонн/год., гидроочистки керосиновой фракции 750 тыс.тонн/год., проектная мощность по переработке ШФЛУ составляет 1440 тыс.тонн/год.
Поскольку стабилизация газового конденсата является ключевым звеном во всей технологической цепи, поэтому актуальным является вопрос увеличения объёмов переработки сырья и улучшения качества продуктов установки стабилизации конденсата.
• В данном дипломном проекте рассматривается установка получения моторных топлив.
• В результате технологического и механического расчета были получены основные технологические параметры аппарата и произведен расчет атмосферной колонны и основных узлов на прочность.
• В разделе «Социальная ответственность» были рассмотрены методы безопасного ведения технологического процесса, выявлены опасные факторы производства и предложены методы и средства борьбы с ними.
• Приведенный экономический расчет показал, что проект быстро окупаем, может в настоящие время быть выгоден, что обуславливается повышенным спросом на все виды топлива.
• Из выше сказанного можно сделать вывод о целесообразности проведения данного проекта т.к. проект является выгодным и эффективным.
• В результате технологического и механического расчета были получены основные технологические параметры аппарата и произведен расчет атмосферной колонны и основных узлов на прочность.
• В разделе «Социальная ответственность» были рассмотрены методы безопасного ведения технологического процесса, выявлены опасные факторы производства и предложены методы и средства борьбы с ними.
• Приведенный экономический расчет показал, что проект быстро окупаем, может в настоящие время быть выгоден, что обуславливается повышенным спросом на все виды топлива.
• Из выше сказанного можно сделать вывод о целесообразности проведения данного проекта т.к. проект является выгодным и эффективным.



