способ получения топливных фракций

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 300 551
(13)
C1
(51) МПК
C10G 7/00
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006101112/04, 12.01.2006
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
12.01.2006
(45) Опубликовано: 10.06.2007 Бюл. № 16
(73) Патентообладатель(и):
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образовани "Северо-Кавказский государственный
технический университет" (RU)
Адрес дл переписки:
355029, г.Ставрополь, пр-кт Кулакова, 2,
СевКавГТУ, Ректору Б.М.Синельникову
2 3 0 0 5 5 1
R U
(57) Реферат:
Изобретение относитс к способу получени топливных фракций по двухколонной схеме и
может быть использовано в переработке нефти,
газового конденсата и нефтегазоконденсатной
смеси.
Способ
включает
разделение
нефтегазоконденсатной смеси путем двукратного
испарени в двух колоннах - отбензинивающей и
атмосферной, отбор в отбензинивающей колонне
легкой
бензиновой
фракции
и
разделение
отбензиненной нефтегазоконденсатной смеси в
атмосферной колонне на топливные фракции и
остаток, вывод топливных фракций, остатка и
избытка тепла промежуточным циркул ционным
орошением (ПЦО). По разработанным формулам
рассчитывают оптимальное N опт и теоретическое
число Nт рабочих тарелок. При условии Nопт=Nт
рассчитывают оптимальное флегмовое число R опт
бензиновой секции атмосферной колонны. Верхнее
циркулирующее орошение (ПЦО-1) подают на верх
атмосферной колонны в количестве, рассчитанном
по формуле (1):
где Gn - количество паров ректификата, кг/час;
qi - скрыта теплота испарени паров
ректификата бензиновой секции, кДж/кг;
q2 и q1 - энтальпи выхода и входа верхнего
циркулирующего орошени , кДж/кг.
По специальным предлагаемым уравнени м
определ ют энтальпию верхнего и нижнего
циркулирующих орошений (ПЦО-1) и (ПЦО-2).
Нижнее циркулирующее орошение (ПЦО-2) подают
на 20-ю тарелку в рассчитанном количестве. По
результатам
расчетов
перераспредел ют
материальные и тепловые потоки топливных
фракций и ПЦО в материальном и тепловом
балансе
установки,
что
обуславливает
оптимальный технологический режим переработки
исходного сырь . Технический результат оптимизаци технологического режима перегонки
нефтегазоконденсатной смеси по двухколонной
схеме. 5 табл.
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ ФРАКЦИЙ
2 3 0 0 5 5 1
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: ПИКАЛОВ Г.П. и др., Хими и технологи топлив и масел, 1979, №3, с.45-47. БРЕНЦ
А.Д., ПИКАЛОВ Г.П. и др., Подготовка и
переработка газа и газового конденсата, М.,
ВНИИЭгазпром, 1982, вып.6, с.8-18. US 4702819
А, 27.10.1987.
R U
(72) Автор(ы):
Овчаров Сергей Николаевич (RU),
Пикалов Геннадий Пантелеймонович (RU),
Пикалов Сергей Геннадьевич (RU),
Пикалов Иль Сергеевич (RU),
Овчарова Анна Сергеевна (RU)
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 300 551
(13)
C1
(51) Int. Cl.
C10G 7/00
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006101112/04, 12.01.2006
(24) Effective date for property rights: 12.01.2006
(45) Date of publication: 10.06.2007 Bull. 16
Mail address:
355029, g.Stavropol', pr-kt Kulakova, 2,
SevKavGTU, Rektoru B.M.Sinel'nikovu
2 3 0 0 5 5 1
circulation reflux is supplied to the top of
atmospheric column in amount (Gtcr-1) calculated
in
terms
of
following
equation:
wherein Gn denotes
amounts of rectificate vapors, kg/h; qi latent
evaporation
heat
for
rectificate
vapors
in
gasoline section, kJ/kg; q2 and q1 outlet and inlet
enthalpy for top circulation reflux, kJ/kg. Using
special proposed equations, enthalpies for upper
and lower circulation refluxes are found. Lower
circulation reflux is supplied onto plate 20 in
calculated
amount.
From
the
results
of
calculations, mass and heat streams of fuel
fractions
and
circulation
refluxes
are
redistributed in the mass and heat balances of plant.
EFFECT: optimized process conditions.
5 tbl
R U
(57) Abstract:
FIELD: petroleum processing.
SUBSTANCE: invention relates to production of
fuel fractions according to two-column scheme and
can be used in processing of petroleum, gas
condensate, and petroleum-gas condensate mixture.
Process
comprises
separating
petroleum-gas
condensate mixture on two columns: stripping and
atmospheric columns, recovering light gasoline
fraction in stripping column and separating
stripped petroleum-gas condensate mixture on
atmospheric
column
into
fuel
fraction
and
residue, and withdrawing fuel fraction, residue,
and excess heat with the aid circulation reflux.
According
developed
formulae,
optimal
and
theoretical numbers of working plates Nopt and Nt
are calculated. Assuming Nopt = Nt, optimal
reflux number Ropt for gasoline section of
atmospheric
column
is
calculated.
Upper
Страница: 2
EN
C 1
C 1
(54) FUEL FRACTION PRODUCTION PROCESS
2 3 0 0 5 5 1
(73) Proprietor(s):
Gosudarstvennoe obrazovatel'noe uchrezhdenie
vysshego professional'nogo obrazovanija
"Severo-Kavkazskij gosudarstvennyj
tekhnicheskij universitet" (RU)
R U
(72) Inventor(s):
Ovcharov Sergej Nikolaevich (RU),
Pikalov Gennadij Pantelejmonovich (RU),
Pikalov Sergej Gennad'evich (RU),
Pikalov Il'ja Sergeevich (RU),
Ovcharova Anna Sergeevna (RU)
RU 2 300 551 C1
5
10
15
20
25
Изобретение относитс к способу получени топливных фракций путем двукратного
испарени углеводородного сырь по двухколонной схеме и может быть использовано в
переработке нефти, газового конденсата и нефтегазоконденсатной смеси.
Известен способ получени топливных фракций путем двукратного испарени углеводородного сырь по двухколонной схеме (см. Багиров И.Т. Современные установки
первичной переработки нефти. М.: Хими , 1974).
В известном способе приведены технологические схемы и характеристики
конструктивного оформлени установок, физико-химические свойства сырь и
технологические режимы его переработки, способы орошени ректификационных колонн и
характеристика системы теплообмена.
Постановка задачи, обуславливающа оптимальный режим технологии перегонки
углеводородного сырь , в известном способе не рассматриваетс .
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению вл етс способ получени топливных фракций путем двукратного испарени нефтегазоконденсатной смеси по двухколонной схеме (см. Пикалов Г.П., Молоканов Ю.К.,
Пикалов А.П., Рудковский Л.Д., Коротков П.И., Кожарска Н.В. Анализ работы
атмосферной колонны с S-образными тарелками высокопроизводительной установки
перегонки нефти. Хими и технологи топлив и масел, №3, 1979, стр.45-47).
В известном способе на установке перерабатывали нефть из нефтепровода "Дружба", к
которой добавл ли газовый конденсат в количестве 7%. Производительность установки по
сырью составл ла 8 млн тонн в год или 1000000 кг/час.
Нефтегазоконденсатна смесь, нагрета до 200°С (за счет регенерации тепла
отход щих потоков целевых фракций и остатка), поступала в отбензинивающую колонну. В
отбензинивающей колонне из нефтегазоконденсатной смеси отбирали 10% легкой
бензиновой фракции. Отбензиненную нефтегазоконденсатную смесь нагревали в
трубчатой печи до 360°С и подавали в эвапорационную часть атмосферной колонны.
Атмосферна колонна диаметром 7 м оборудована 38 ю двухпоточными S-образными
тарелками, установленными на рассто нии 800 мм.
Технологический режим атмосферной колонны
30
Давление, МПа
0,22
Температура, °С:
- верха колонны
140
- ввода сырь - низа колонны
360
340
на выходе:
35
- керосиновой фракции
200
- фракции дизельного топлива
298
На выходе и входе
- ПЦО - 1
154-70
-ПЦО - среднее
228 -70
- ПЦО - 2
252 -86
40
45
50
С верха атмосферной колонны отбиралась бензинова фракци до 180°С в количестве
11,5% на исходное сырье. После конденсации и охлаждени бензинова фракци поступила на каталитический риформинг. С 12 й тарелки выводилась боковым погоном в
отпарную колонну керосинова фракци (180-230°С) в количестве 9% на исходное сырье.
С 20 й и 24 й тарелок выводилась боковым погоном в отпарную колонну фракци дизельного
топлива (230-360°С) в количестве 23% на исходное сырье. С низа атмосферной колонны
выводилс остаток мазут (>360°С) в количестве 46,5% на исходное сырье.
В известном способе рассчитаны материальный и тепловой балансы и
гидродинамическа характеристика работы атмосферной колонны. Приведены расчетные
минимальные Rм и оптимальные Rопт флегмовые числа и числа теоретических тарелок Nм
и Nопт, но только в качестве иллюстрации дл сравнени с рабочими R и N.
Проведено расчетное исследование пропускной способности атмосферной колонны и
показана возможность перераспределени отвода избытка тепла атмосферной колонны
Страница: 3
DE
RU 2 300 551 C1
5
10
15
20
25
30
35
без ПЦО - среднего, но только дл состава сырь , приведенного в прототипе.
Вместе с тем при разработке нефт ных и газоконденсатных месторождений энерги пласта со временем истощаетс . С падением давлени в пласте нефть ут жел етс , тер легкие фракции, а газовый конденсат наоборот - облегчаетс . За счет ретроградных
изменений происходит конденсаци части высококип щих углеводородов конденсата,
которые оседают в порах пласта и оттуда не извлекаютс . Поступающа на
фракционирование нефт на или нефтегазоконденсатна смесь отбираетс из групп
скважин одного или нескольких месторождений. Кажда скважина месторождени имеет
свои технологические параметры разработки, которые со временем измен ютс . Поэтому
со временем измен етс и состав добываемой углеводородной смеси. Колебани состава
поступающих на переработку нефтегазоконденсатных смесей вызывают нарушени технологического режима и снижают качество и выход целевых фракций.
На практике в св зи с изменением состава углеводородного сырь и ассортимента
вырабатываемой продукции, а также в св зи с модернизацией оборудовани и
реконструкцией технологической схемы все установки работают на режиме, значительно
отличающемс от проектного и оптимального, что снижает рентабельность производства.
Таким образом, оптимизаци технологического режима путем рационального
распределени потоков циркулирующих орошений в колонне вл етс весьма актуальной
задачей.
Задачей изобретени вл етс оптимизаци технологии перегонки
нефтегазоконденсатной смеси по двухколонной схеме.
Решение поставленной задачи и технический результат изобретени достигаютс тем,
что в известном способе получени топливных фракций из нефтегазоконденсатной смеси,
включающем разделение нефтегазоконденсатной смеси путем двукратного испарени в
двух колоннах - отбензинивающей и атмосферной, отбор в отбензинивающей колонне
легкой бензиновой фракции и разделение отбензиненной нефтегазоконденсатной смеси в
атмосферной колонне на топливные фракции и остаток, вывод топливных фракций, остатка
и избытка тепла ПЦО, - по методике авторов рассчитывают оптимальное Nопт и
теоретическое число Nт рабочих тарелок, при условии Nопт=Nт рассчитывают оптимальное
флегмовое число Rопт бензиновой секции атмосферной колонны, верхнее циркулирующее
орошение (ПЦО-1) подают на верх атмосферой колонны в количестве, рассчитанном по
формуле (1):
по формулам (2) и (3) определ ют энтальпию потоков:
1. верхнего циркулирующего орошени (ПЦО-1)
2. нижнее циркулирующее орошение (ПЦО -2)
40
нижнее циркулирующее орошение (ПЦО-2) подают на 20 ю тарелку в количестве,
рассчитанном по формуле (4):
45
50
где GПЦО-1 - количество верхнего циркулирующего орошени , кг/час;
GПЦО-2 - количество нижнего циркулирующего орошени , кг/час
Gп - количество паров ректификата, кг/час;
QПЦО-1 - энтальпи потока верхнего циркулирующего орошени , кДж/час;
ОПЦО-2 - энтальпи потока нижнего циркулирующего орошени , кДж/час;
Qиз. - энтальпи избытка тепла теплового баланса атмосферной колонны, кДж/час;
qi - скрыта теплота испарени паров ректификата бензиновой секции,
кДж/кг;
q2 и q1 - энтальпи выхода и входа верхнего циркулирующего орошени , кДж/кг;
Страница: 4
RU 2 300 551 C1
5
10
15
20
q'2 и q'1 - энтальпи выхода и входа нижнего циркулирующего орошени , кДж/кг;
Rопт - расчетное оптимальное флегмовое число; и перераспредел ют материальные и
тепловые потоки топливных фракций и ПЦО в материальном и тепловом балансе
установки, который обуславливает оптимальный технологический режим переработки
исходного сырь .
За вл емый способ соответствует критерию "существенные отличи " и имеет все
признаки новизны.
Предлагаемый способ реализуетс следующим образом.
Дл расчета оптимальных параметров технологии перегонки нефтегазоконденсатной
смеси необходимо располагать мольным составом ИТК ректификата Хi,D, флегмы Xi,W и
парового питани секции Yi,F.
За исходную информацию дл расчета нар ду с массовым составом ИТК ректификата и
флегмы принимают основные показатели технологического режима бензиновой секции
атмосферной колонны: температуры tcp, tF, Тср, ТF, давлени рср, рF; флегмовые числа Rcp
и RF.
Сначала рассчитывают число теоретических тарелок Nм, Nт и Nопт, а затем при условии
Nопт=Nт рассчитывают минимальное Rм и оптимальное Rопт флегмовые числа секции.
Если число рабочих тарелок Nопт?Nт, то сходимость этих параметров легко
регулируетс изменением мольной концентрации k-ого компонента флегмы на границе
разделени парового питани секции Yi,F на ректификат Xi,D и флегму Xi,W, так как этот kый компонент флегмы вл етс практически независимой переменной величиной при
определении числа теоретических тарелок Nт.
Мольную концентрацию k-ого компонента флегмы на границе разделени парового
питани бензиновой секции на ректификат Хi,D и флегму Xi,W определ ют по формуле (5):
25
30
35
40
45
где Xk,W и Xk,D - мольна концентраци k-ого компонента флегмы и ректификата;
Nт - число теоретических тарелок при условии Nопт=Nт;
- относительна летучесть компонентов;
RF - флегмовое число низа секции;
Откуда Xk,W=0,05.
Из приведенных в табл.5 данных следует, что расчетные оптимальные флегмовые
числа Rопт и числа теоретических тарелок Nопт в известном способе, отличаютс от R и N.
Рабочее флегмовое число во всех секци х атмосферной колонны меньше Rопт на
18,30 и 40% соответственно, а рабочее число теоретических тарелок Nт нижней секции
дизельного топлива меньше Nопт на 19%. Все это обуславливает низкую четкость
погоноразделени на границе: фракци дизельного топлива - мазут. В св зи с этим в
мазуте остаетс до 10 мас.% фракции дизельного топлива с началом кипени 230°С
(таблица 3).
В предлагаемом изобретении это различие нивелируетс путем изменени рабочих
параметров R и N до пределов оптимальности в зависимости от количества флегмы,
поступающей в качестве промежуточного верхнего (ПЦО-1) и нижнего (ПЦО-2)
циркулирующего орошени атмосферной колонны, которое определ етс по формулам:
Количество верхнего ПЦО-1 по формуле (1)
50
По формулам (2) и (3) определ ют энтальпии потоков:
- верхнего циркулирующего орошени (ПЦО-1)
QПЦО-1=718931?(321,5-124)=141988872 кДж/час;
Страница: 5
RU 2 300 551 C1
- нижнего циркулирующего орошени (ПЦО-2)
QПЦО-2=256724518-141988872=114735646 кДж/час;
Затем по формуле (4) количество нижнего ПЦО-2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
На основании рассчитанных материальных и тепловых потоков верхнего и нижнего
циркулирующих орошений атмосферной колонны перераспредел ютс материальные и
тепловые потоки в материальном и тепловом балансе предлагаемого способа и
корректируетс технологический режим работы атмосферной колонны по сравнению с
известным способом.
Более рациональна схема отвода тепла в атмосферной колонне обуславливает в
предлагаемом способе более высокие флегмовые числа по всей высоте атмосферной
колонне и, как следствие, более высокую четкость погоноразделени целевых фракций и
глубину отбора светлых нефтепродуктов от их потенциала в сырье по сравнению с
известным способом.
Это различие объ сн етс главным образом за счет увеличени доли тепла, отводимого
в верхней части ректификационной колонны ПЦО-1, с 20,5 до 55,3%, т.е. в 2,7 раза, а в
нижней части колонны ПЦО-2 с 24,3 до 44,7%, т.е. в 1,84 раза. При этом парова нагрузка в верхней части ректификационной колонны увеличилась с 64,6 до 86,7%, т.е. в
1,34 раза по сравнению с известным способом.
Нерациональное использование потоков циркулирующих орошений в атмосферной
колонне не позволило в известном способе обеспечить необходимую четкость
погоноразделени и качество целевых фракций согласно требовани м ГОСТ.
Низкотемпературные свойства керосиновой фракции и фракции дизельного топлива не
отвечают требовани м ГОСТ. Температура начала кристаллизации керосиновой фракции
составила -54°С против -60°С по ГОСТ 10227-86, а температура застывани дизельного
топлива составила -6°С против -10°С по ГОСТ 305-82. В св зи с этим целевые фракции
атмосферной колонны использовали в известном способе только как компоненты товарной
продукции.
Керосиновую фракцию атмосферной колонны компаундировали с хвостовой бензиновой
фракцией 140-180°С блока вторичной перегонки бензина и направл ли потребителю в
качестве реактивного топлива марки ТС-1.
Фракцию дизельного топлива компаундировали в товарном парке с более легкой
фракцией дизельного топлива и направл ли потребителю в качестве дизельного топлива
марки "Л".
Оптимизаци технологического режима путем рационального распределени потоков
циркулирующих орошений атмосферной колонны показала, что при скорости паров в
колонне, составл ющей 86,7% от допустимой, и развитии орошени на верху колоны
верхним ПЦО-1 можно регенерировать 55,3%, а нижним ПЦО-2 44,7% всего тепла,
отводимого из колонны, что позвол ет улучшить четкость погоноразделени и добитьс в
предлагаемом способе полного соответстви фракционного состава и других нормируемых
свойств целевых фракций требовани м ГОСТов. Таким способом значительно легче
привести в соответствие с ГОСТом фракционный состав, плотность, в зкость, температуру
начала кристаллизации, застывани и вспышки, чем при компаундировании целевых
фракций в известном способе.
Потенциальное содержание светлых нефтепродуктов в нефтегазоконденсатной смеси
составл ет (включа бензин отбензинивающей колонны и фракцию дизельного топлива,
содержащуюс в мазуте) 10+43,5+4,65=58,15 мас.%.
Глубина отбора светлых нефтепродуктов от их потенциала в сырье составл ет:
- известный способ - 53,5/58,15Ч100%=92%
- предлагаемый способ - 54,5/58,15Ч100%=93,72%.
Экономический эффект только от разницы в стоимости дизельного топлива и мазута, без
учета затрат в известном способе на вторичный процесс компаундировани целевых
Страница: 6
RU 2 300 551 C1
5
10
15
фракций, составл ет в предлагаемом способе:
(0,9372-0,92)Ч8000000Ч5000=688 млн руб./год,
где 0,9372-0,92=0,0172 - дол увеличени выхода светлых нефтепродуктов от их
потенциала в сырье в предлагаемом способе по сравнению с известным;
8000000 - производительность установки, т/год;
5000 - разница в стоимости между дизельным топливом и мазутом, руб.
Таким образом, по предлагаемому способу установка работает в оптимальном и
экономически целесообразном режиме по сравнению с известным способом. Об этом
свидетельствуют расчетные оптимальные флегмовые числа Rопт и числа теоретических
тарелок Nопт, которые в предлагаемом способе одинаковы с рабочими R и N.
Ниже приводитс методика расчета параметров многокомпонентной ректификации:
минимального Rм и оптимального Rопт - флегмовых чисел и чисел теоретических
тарелок Nм, Nт и Nопт.
Дл простоты и нагл дности вместо программы или блок-схемы расчета на ЭВМ в
таблице приведены основные уравнени алгоритма: их последовательность и услови расчета, не требующие дополнительных по снений.
Расчетные уравнени дл определени основных параметров ректификации при оптимизации
технологии перегонки нефт ных и газоконденсатных смесей
Последовательность выполнени работы
20
25
Уравнени Назначени индекса уравнени и услови расчета
Дол отгона в дистилл т, ?
RF - флегмовое число дл низа секции
Мольный состав парового питани секции, Yi,F
xi,D и хi,W - мольный состав ректификата и флегмы секции
Относительный коэффициент летучести
lg?i,t
?t - разность температур кипени смеси и компонента, °С.
Т - температура кипени смеси, К
Р - парциальное давление нефт ных паров, кПа
Минимальное число теоретических
тарелок, Nm
lg?i,j,t - рассчитываютс при средней температуре кипени смеси t cp и
парциальном давлении нефт ных паров Рср в секции
Корень уравнени Андервуда, ?
?i,F - рассчитываетс при температуре tF и парциальном давлении РF
- дл низа секции
30
35
Минимальное флегмовое число, Rm
Коэффициент распределени k-тых
компонентов в ректификате и
флегме, ?K
40
Коэффициент распределени компонентов при рабочем орошении, n
Относительна летучесть начала
разделени парового питани на
ректификат и флегму
45
хK,D и хK,W - мольный состав k-тых компонентов в ректификате и
флегме
lg?HK(YK,F)
lg?HK(YK,F) - рассчитываетс по уравнению (3) при средней
температуре и давлении в секции ?t - разность температур кипени смеси и начала разделени парового питани YK,F на ректификат хK,D
и флегму хK,W
Число теоретических тарелок, NT
Оптимальное флегмовое число, Rопт
Оптимальное число тарелок, Nопт
50
Коэффициент полезного действи тарелки, ? Rm
Nф - фактическое число тарелок в секции
Таблица 1
Материальный и тепловой баланс переработки нефтегазоконденсатной смеси
Страница: 7
RU 2 300 551 C1
Статьи баланса
Известный способ
Предлагаемый способ
Выход, Температура, Количество, Энтальпии Выход, Температура, Количество, Энтальпи ,
мас.% °С
кг/час
млн. кДж/час мас.% °С
1 кг/час
млн. кДж/час
ПОСТУПИЛО:
5
10
Нефтегазоконденсатна смесь, в том числе:
- парова фаза
48,3
360
434700
491,254
48,3
360
434700
- жидка фаза
51,7
360
465300
398,371
51,7
360
465300
491,254
398,371
Итого
100
900000
889,625
100
1900000
889,625
89,147
ПЦО - 1
70
430806
62,497
60
718931
ПЦО - среднее
70
113152
16,047
-
-
-
ПЦО - 2
86
247208
42,740
80
273636
43,826
900000
1010,909
900000
1022,598
69,430
Всего
100
100
ПОЛУЧЕНО
15
Бензинова фракци 12,78
140
115000
71,740
12,78
130
115000
Фракци керосина
10,00
200
90000
41,181
10,55
190
95000
40,850
Фракци дизельного топлива 25,55
298
230000
164,215
26,11
290
235000
161,069
Мазут
51,67
340
465000
380,261
50,56
340
455000
361,552
Итого
100
900000
657,397
100
900000
632,901
231,136
ПЦО - 1
154
430806
148,326
144
718931
ПЦО - среднее
228
113152
60,007
-
-
250
273636
158,561
900000
1022,598
ПЦО - 2
20
252
Всего
100
247208
144,479
900000
1010,209
100
Таблица 2
Гидродинамическа характеристика работы бензиновой секции атмосферной колонны
Показатель
Способы
Известный Предлагаемый
25
Диаметр колонны, м
7,0
7,0
Флегмовое число
2,38
3,89
Давление, МПа
0,2
0,2
19,24
24,36
- паров
5,73
6,52
- жидкости
624
632
45,3
72,2
- рабоча 0,500
0,633
- допустима 0,774
0,730
64,6
86,7
Объемна скорость паров, м 3/с
Плотность, кг/м 3:
30
Удельна нагрузка по жидкости, м 3 (м 2?ч)
Линейна скорость паров, м/с:
Парова нагрузка в верхней части ректификационной колонны, %
35
Таблица 3
Расчет оптимальных параметров технологии перегонки нефтегазоконденсатной смеси по предлагаемому способу, (бензинова секци )
tср=160°С; Тср=433 К; Рср=202,5 кПа; ?=0,4; Nф=9;
tF=190°С; TF=463 K; РF=205 кПа; RF=1.5; ?=3.2621.
Температура
40
45
50
выкипани Мольный состав, доли
lg?i,t (3)
Nm
(4)
lg?i,F (3)
? (5)
Rm (6)
фракции, °С
хi,D
xi,W
Yi,F
32-62
0,100
-
0,040
1,087973 0,052033 0,130082
62-86
0,100
-
0,040
0,882552 0,063607 0,159018
86-102
0,100
-
0,040
0,730386 0,084738 0,211345
?K (7)
N (8)
lg?нк(Y NT Rопт Nопт ?
) (3) (9) (10) (11) (12)
K,F
102-122
0,100
-
0,040
122-136
0,100
-
0,040
0,257651 2,09 0,464100 1,463920 3,660000 1,5924 1,06157 0,200 4,25 3,89 4,25 47,2
0,593442 0,143959 0,360000
0,141293
136-150
0,100
0,050
0,070
150-168
0,200
0,100
0,140
0,235852 -0,21710 -0,31014
168-180
0,200
0,164
0,1784
0,121730 -0,15654 -0,17550
180-202
-
0,186
0,1116
-0,07609 -0,05930
202-218
-
0,250
0,150
-0,15216 0,049968
218-230
-
0,250
0,150
-0,25868 0,036505
Всего
1,00000 1,00000 1,00000
0,357586 -0,28804 -0,41149
1,000000 Rm=2,62
Страница: 8
RU 2 300 551 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Формула изобретени Способ получени топливных фракций из нефтегазоконденсатной смеси, включающий
разделение нефтегазоконденсатной смеси путем двукратного испарени в двух колоннах отбензинивающей и атмосферной, отбор в отбензинивающей колонне легкой бензиновой
фракции и разделение отбензиненной нефтегазоконденсатной смеси в атмосферной
колонне на топливные фракции и остаток, вывод топливных фракций, остатка и избытка
тепла промежуточными циркулирующими орошени ми, отличающийс тем, что по
методике авторов рассчитывают оптимальное Nопт и теоретическое число рабочих тарелок
Nт, при условии сходимости Nопт=Nт рассчитывают оптимальное флегмовое число Rопт
верхней бензиновой секции атмосферной колонны, верхнее циркулирующее орошение
(ПЦО-1) подают на верх атмосферной колонны в количестве, рассчитанном по формуле (1)
50
по формулам (2) и (3) определ ют энтальпии потоков:
1) верхнего циркулирующего орошени (ПЦО-1)
Страница: 9
CL
RU 2 300 551 C1
2) нижнее циркулирующее орошение (ПЦО-2)
5
10
15
20
нижнее циркулирующее орошение (ПЦО-2) подают на 20-ю тарелку в количестве,
рассчитанном по формуле (4)
где GПЦО-1 - количество верхнего циркулирующего орошени , кг/ч;
GПЦО-2 - количество нижнего циркулирующего орошени , кг/ч;
Gп - количество паров ректификата, кг/ч;
QПЦО-1 - энтальпи потока верхнего циркулирующего орошени , кДж/ч;
QПЦО-2 - энтальпи потока нижнего циркулирующего орошени , кДж/ч;
Qиз - энтальпи избытка тепла теплового баланса атмосферной колонны, кДж/ч;
qi - скрыта теплота испарени паров ректификата бензиновой секции, кДж/кг;
q2 и q1 - энтальпи выхода и входа верхнего циркулирующего орошени , кДж/кг;
q'2 и q'1 - энтальпи выхода и входа нижнего циркулирующего орошени , кДж/кг;
Rопт - расчетное оптимальное флегмовое число,
и перераспредел ют материальные и тепловые потоки топливных фракций и ПЦО в
материальном и тепловом балансе установки, который обусловливает оптимальный
технологический режим переработки исходного сырь .
25
30
35
40
45
50
Страница: 10