Тема 10.4 Энергоснабжение, водоснабжение. Факельное хозяйство
Студент должен

знать:

- оборотные системы водоснабжения;

- способы и значение очистки сточных вод;

- системы снабжения воздухом;

- назначение факельной системы;

уметь:

- составлять принципиальную схему факельного хозяйства нефтегазоперерабатывающего завода.

Основные сведения о паро- снабжении, электроснабжении и топливоснабжении нефтегазоперерабатывающего завода. Водоснабжение. Требования к воде различного назначения. Оборотные системы водоснабжения. Устройство градирен. Системы канализации. Методы и значение очистки сточных вод. Сбор нефти в ловушках. Утилизация нефтешлама. Назначение и методы снабжения воздухом и инертным газом. Факельное хозяйство нефтегазоперерабатывающего завода. Роль факельного и ловушечного хозяйства в охране окружающей среды.

Литература: [1], с. 368 - 383; [1], с. 11 - 13.
Методические указания.

Основные вопросы темы дают общее представление о заводском хозяйстве, без которого не может функционировать ни одно звено нефтегазопереработки. При изучении темы обратите особое внимание на значение всего энергохозяйства завода с точки зрения рационального использования энергоресурсов, воды. Отметьте роль факельного хозяйства в сборе и утилизации газов, поступающих с установок. Материал о модернизации топливно-энергетической системы Московского регионального НПЗ и структуры потребления топливно-энергетических ресурсов в дополнительной литературе.

Вопросы для самоконтроля.

1. Какова область применения водяного пара в зависимости от его параметров?

2. В каких случаях целесообразно использование теплофикационной воды?

3. Чем грозит для НГПЗ внезапное отключение электроэнергии?

4. С какой целью вводится оборотное водоснабжение?

5. Назовите основные объекты в схеме оборотного водоснабжения?

6. Какие вы знаете системы водоснабжения и водоотведения?

7. Каково назначение факельного хозяйства завода?

8. В каких случаях газ направляется на сжигание?

9. Каковы источники факельных сбросов?

10. Какие виды топлива используются на НГПЗ?

11. Куда направляется паровой конденсат и почему?

Контрольная работа 3.
3 Примерный перечень практических занятий

Номер темы	Номер и название занятия	Количество аудиторных часов
1.2	1. Решение задач с использованием теплофизических величин	8
1.3	2. Упражнения по расшифровке нефтей.	2
2.2	3. Составление материального баланса установки АВТ на основе потенциального содержания фракций в нефтях. 4. Составление материальных балансов ректификационных колонн. 5. Определение температурного режима атмосферной колонны. Составление теплового баланса колонны.	6 6 6
3.1	6. Расчёт термодинамической вероятности протекания химической реакции и величины полезной работы.	2
4.1	7. Расчёт материального баланса установки каталитического крекинга. Определение количества циркулирующего катализатора. 8. Определение теплового баланса реактора каталитического крекинга.	6 6
4.2	9. Составление материального баланса установки каталитического риформинга. Определение количества циркулирующего водородосодержащего газа.	8
4.3	10. Составление материального баланса установок гидроочистки и гидрокрекинга.	6
5.1	11. Составление материального баланса установки газофракционирования.	2
5.2	12. Составление материального баланса установок сернокислотного алкилирования. 13. Составление материального баланса установки изомеризации.	4 2
7.2	14. Расчёты материальных балансов установки деасфальтизации и экстракционной колонны.	6
7.3	15. Составление и расчёт материальных балансов установки селективной очистки масел и экстракционной колонны.	6
7.4	16. Составление материального баланса установки депарафинизации. Расчёт материального блока кристаллизации.	6
10.3	17. Составление поточных схем переработки нефти по топливному и топливно-масляному вариантам.	6
	Всего:	88

4 Курсовое проектирование
Студент должен знать:

принципы выбора рациональных схем, технологических режимов и аппаратурного оформления технологических процессов; требования ЕСКД и ЕСТД при выполнении графической части и пояснительной записки курсового проекта;

уметь:

рассчитывать материальный баланс установок, блоков, отдельных аппаратов; определять температурный режим аппаратов и составлять тепловой баланс; определять основные конструктивные размеры аппаратов; выбирать аппараты, используя ГОСТы, нормативно справочную литературу.

Курсовое проектирование служит одним из методов подготовки студентов к само­стоятельному решению вопросов выбора рациональной схемы производства нефтепро­дуктов, наиболее экономичных технологических режимов и современного аппаратурно­го оформления, автоматизации процессов. Во время работы над курсовым проектом сту­денты приобретают навыки работы с нормативно-справочной, технической литературой, действующими ГОСТами.

Курсовой проект выполняется на основе знаний, приобретенных студентами в ходе изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин.

Курсовой проект состоит ие пояснительной записки в объеме задания (25-30 с) и. графической части (технологической схемы процесса).

В пояснительной записке приводятся:

- основные направления развития технологии нефтегазоперерабатывающей про­мышленности ;

- назначение и краткая характеристика проектируемого процесса ;

- теоретические основы проектируемого процесса ;

- описание технологической схемы проектируемого процесса (блока);

- нормы технологического режима ;

- качество сырья, вспомогательных материалов, готовой продукции ;

- технологический расчет аппаратов установки , выбор их по ГОСТам, нормативно-справочной литературе;

- основы техники безопасности и противопожарные мероприятия ;

- меры по охране окружающей среды.

Для расчёта выбирается узел установки (например, реакторный блок, блок стабилизации, отделение кристаллизации), состоящий из разнородной аппаратуры, оборудования (печь, реактор, теплообменник, холодильник, колонны ), связанных между собой в единую технологическую схему. Рассчитывается материальный баланс, расход катализатора и реагентов, составляются тепловые балансы, определяются конструктивные размеры аппаратов.

В графической части проводится технологическая схема установки (блока) со схемой автоматизации основного аппарата.

Курсовые проекты установок или их отделений (блоков) выполняются по следующим процессам:

- первичная перегонка нефти до мазута;

- первичная перегонка нефти до гудрона;

- вторичная перегонка бензиновых фракций;

- термический крекинг (висбрекинг) нефтяного сырья каталитический крекинг;

- гидроочистка дизельных топлив;

- гидрокрекинг;

- разделение газов;

-алкилирование;

- изомеризация;

- очистка светлых нефтепродуктов различными методами;

- деасфальтизация масел;

- очистка масел избирательными растворителями;

- депарафинизация;

- гидроочистка масел.

5 Задания для контрольных работ
Методические указания к выполнению контрольных работ.

Выбор вопросов и заданий к контрольной работе определяется по фамилии, имени и отчеству студента, которые записываются в виде таблички, где номер буквы в Ф.И.О. определяет номер группы вопросов, а буква по нижеприведённой таблице оп­ределяет номер вопроса.

Номера вопросов, входящих в задание, будут следующие: буква С первая в фамилии, значит, первый вопрос из первой группы для буквы С - номер 8 (строка 8). Для буквы И - во втором столбце - группе третья строка номер 13, поскольку И - вторая буква в фамилии и т.д.

В том случае, когда фамилии одинаковые, отсчёт номеров вопросов произво­дится в обратном порядке.

Для 1,2,3 контрольной работы выбираются по 8 вопросов.

Примеры расчёта задач
Задача 1. Пределы выкипания нефтяной фракции 60-180°С. Определить сред­нюю молекулярную массу.

Решение:

1. Средняя температура кипения фракции:

= 120 °С.

2. Молекулярная масса М _cр = 60 + 0,3 • 120 + 0,001 • 120 ² = 110,4

Задача 2. Относительная плотность нефтепродукта = 0,7609. Определить .

Решение: = + 5 • α = 0,7609 + 5 • 0,000818 = 0,765.

Задача 3. Относительная плотность нефтепродукта = 0,7609. Определить .

Решение: = - α (140 - 20) = 0,7609 - 0,000818 • 120 = 0,663.

Задача 4. Определить среднюю молекулярную массу фракции, если = 0,758.

Решение: = 123,42

Задача 5. Определить плотность газа каталитического крекинга; состав:

СН ₄ - 13,5% (масс.); С₂Н_б - 14,04% (масс.); С_зН₈ - 34,54% (масс.); С₄Н₁₀ - 38,4% (масс.).

Решение:

1. Плотность метана = 0,714 кг/ м ³.

2. Плотность этана = 1,34 кг/ м ³.

3. Плотность пропана = 1,96 кг/ м ³.

4. Плотность бутана = 2,59 кг/ м ³.

5. Плотность смеси кг/ м ³

Задача 6. Определить энтальпию паров бензина плотностью = 0,750; М _ср = 100 при температуре 400 °С и давлении 4 МПа.

Решение:

1. Находим приведённую температуру:

Т _пр. = , где Т кр. – критическая температура, находится по графику [2, с. 19] в зависимости от молекулярной массы или средней температуры кипения;

2. Находим приведённое давление:

П _пр = , где П - давление в системе; Р _кр - критическое давление, находится по графику [2, с. 19], Р _кр = 2,7;

П _пр = 1,5.

3. По графику [2, с. 35] по П _пр и Т _пр находим х; х = 9.

4. Находим поправку = = 49,3 кДж/ кг.

5. Находим энтальпию паров при t = 400°С.

5.1 = + 5 α = 0,750 + 0,000831* 5 = 0,754;

5.2 = α (4 - ) – 308,99,

α = 486,87 кДж/ кг [2, с. 300].

= 486,87(4 – 0,754) – 308,99 = 1272,4 кДж/ кг.

6. Находим энтальпию паров бензина при температуре 400 °С и давлении 4 МПа:

= 1272,4 – 49,3 = 1223,1 кДж/ кг.

Задача 7. Относительная плотность нефтепродукта = 0,750. Определить энтальпию жидкости при температуре 120 °С.

Решение: , где = 227,05 кДж /кг [2, с. 230].

= 263,37 кДж /кг.
Задача 8. Определить индекс вязкости масла, имеющего кинематическую вяз­кость при t = 50 °С, равную 50 мм ²/ с, а при t = 100 °С равную 8,5 мм ² /с.

Решение: По номограмме [2, приложение 14] аналогично приведённому при­меру определяем индекс вязкости, равный 70.

Задача 9. Расход сырья в реактор каталитического крекинга Q _с = 40000 кг/ч;

плотность сырья ρ _с = 800 кг/м ³; объёмная скорость подачи сырья ω = 1,5 ч. Опреде­лить объём катализатора, находящегося в реакторе.

Решение: = 33,0 м ³.

Задача 10. Объём паров, проходящих через поперечное сечение ректификаци­онной колонны V _д = 3 м ³/ с; линейная скорость движения паров u = 0,5 м/с. Рассчитать диаметр колонны.

Решение:

1. Площадь поперечного сечения колонны:

= 6 м ².

2. Диаметр колонны:

Д = =2,65 м.

Вопросы для контрольной работы 1

(Раздел 1. Темы 1.1; 1. 2; 1. 3; 1. 4)

1. Теории происхождения нефти.

2. Способы разведки нефти.

3. Способы добычи нефти и газовых конденсатов.

4. Что значит «углубить переработку нефти».

5. Фракционный состав нефти. Разгонка нефти и нефтепродуктов в лаборатор­ных условиях.

6. Фракционный состав нефти. Кривая ИТК.

7. Групповой углеводородный состав нефти.

8. Элементарный состав нефти.

9. Газообразные алканы. Газовые и газоконденсатные месторождения. Попут­ные нефтяные газы. Сухие и жирные газы.

10. Жидкие алканы нефтей. Получение и применение.

11. Твёрдые алканы нефтей. Получение и применение.

12. Моно - и полициклические алканы, их распределение по фракциям. Влияние на эксплуатационные свойства нефтепродуктов.

13. Моноциклические арены. Их распределение по фракциям и влияние на эксплуатационные свойства нефтепродуктов.

14. Полициклические арены. Их распределение по фракциям и влияние на эксплуатационные свойства нефтепродуктов.

15. Циклоалканы нефтей. Их строение. Химические свойства.

16. Серусодержащие соединения нефтей. Меркаптаны, их основные свойства.

17. Серусодержащие соединения нефтей. Активные и неактивные сернистые соединения.

18. Серусодержащие соединения нефтей. Необходимость их удаления. Нормы по содержанию серусодержащих соединений (серы) в основных видах топлив.

19. Кислородсодержащие соединения нефтей. Мылонафт, асидол.

20. Азотсодержащие соединения нефтей. Их влияние на качество нефтепродуктов.

21. Гибридные углеводороды нефти. Понятие о структурном строении углеводородов.

22. Смолисто-асфальтеновые вещества нефтей. Их влияние на качество нефтепродуктов.

23. Смолисто-асфальтеновые вещества нефтей, их виды и классификация.

24. Понятие о нефтяных битумах.

25. Относительная плотность нефтей и нефтепродуктов. Зависимость от температуры. Основные формулы для расчета .

26. Молекулярная масса нефтей и нефтепродуктов. Основные формулы для расчета средней молекулярной массы нефтяной фракции от средней температуры кипения.

27. Относительная плотность нефтепродукта . Формула для расчета через среднюю молекулярную массу.

28. Вязкость нефтей и нефтепродуктов. Вязкостнотемпературные свойства. Индекс вязкости.

29. Температура вспышки, воспламенения, самовоспламенения. Их значение и порядок определения.

30. Пределы взрываемости паров нефтепродукта в смеси с воздухом.

31. Низкотемпературные свойства нефтей и нефтепродуктов.

32. Электрические свойства нефтепродуктов.

33. Оптические свойства нефтей и нефтепродуктов.

34. Растворяющие свойства и растворимость нефтей и нефтепродуктов.

35. Теплопроводность и теплоёмкость нефтяных фракций. Теплота сгорания.

36. Энтальпия жидких нефтепродуктов и энтальпия паров. Определение и рас­четные формулы.

37. Технологическая классификация нефтей.

38. Товарная классификация нефтепродуктов. Основные виды жидких топлив

39. Товарная классификация нефтепродуктов. Нефтяные масла.

40. Товарная классификация нефтепродуктов. Пластичные смазки, парафины и церезины, нефтяные битумы.

41. Товарная классификация нефтепродуктов. Технический углерод, нефтяной кокс, товарные ароматические углеводороды, присадки к топливам и маслам.

42. Бензины авиационные и автомобильные. Принцип действия карбюраторного двигателя.

43. Признаки детонационного сгорания карбюраторных топлив. Причины детонации.

44. Октановое число бензинов. Сортность. Антидетонаторы. Детонационная стойкость различных углеводородов.

45. Фракционный состав бензинов, значение отдельных показателей. Пояснить.

46. Химическая стабильность бензинов. Показатели качества, характеризую­щие химическую стабильность. Марки автомобильных бензинов.

47. Автомобильные бензины с улучшенными экологическими и эксплуатационными свойствами (реформулированные бензины).

48. Антикоррозионные свойства бензинов.

49. Топлива для воздушнореактивных двигателей (ВРД). Их ассортимент.

50. Особенности сгорания топлива в ВРД. Оптимальный углеводородный со­став топлив для ВРД.

51. Топлива для ВРД. Плотность, теплота сгорания. Значение этих показателей и их зависимость от углеводородного состава.

52. Топлива для ВРД. Характер пламени. Фракционный состав. Значение этих показателей и их зависимость от углеводородного состава.

53. Дизельные топлива. Принцип работы дизельного двигателя. Воспламени-тельные свойства топлив.

54. Дизельные топлива. Цетановое число, его зависимость от углеводородного состава топлив.

55. Дизельные топлива и их ассортимент.

56. Жёсткая работа дизельного двигателя. Причины.

57. Период задержки самовоспламенения. Его значение для нормальной работы дизельного двигателя.

58. Присадки к дизельным топливам.

59. Нефтяные масла. Назначение.

60. Нефтяные масла. Классификация.

61. Вязкость масел — одна из основных эксплуатационных характеристик. Вязкостно-температурные свойства масел.

62. Маслянистость и подвижность масел при низких температурах. Способы улучшения этих показателей.

63. Химическая стабильность смазочных масел. Значение химической стабиль­ности. Причины ухудшения показателя

64. Стабильность нефтей и нефтяных фракций. Назначение.

65. Способы стабилизации нефтей, их достоинства и недостатки.

66. Необходимость обезвоживания нефтей. Типы водонефтяных эмульсий.

67. Необходимость обессоливания нефтей. Природные эмульгаторы, содержа­щиеся в нефтях, их действие.

68. Способы разрушения нефтяных эмульсий.

69. Технологическая схема ЭЛОУ. Начертить и дать описание.

70. Основная аппаратура установки ЭЛОУ.

71. Типы водонефтяных эмульсий. Условия, способствующие образованию стойких водонефтяных эмульсий.

72. Пределы выкипания фракций 130 – 200 °С. Рассчитать среднюю молекулярную массу.

73. Определить выход фракций, выкипающей в пределах 80 - 240 °С (нефть по заданию преподавателя).

74. Относительна плотность нефтепродукта = 0,861. Определить .

75. Относительная плотность нефтепродукта = 0,841. Определить энталь­пию жидкости при t = 160°С.

76. Относительная плотность нефтепродукта = 0,841. Определить энталь­пию паров при t = 280°С.

77. Относительная плотность нефтепродукта = 0,761. Определить среднюю молекулярную массу.

78. Определить плотность газа каталитического крекинга. Состав:

СН ₄ - 14,8 % (масс); С ₂ Н ₆ - 15,1 % (масс.); С ₃ Н ₈ - 33,5 % (масс.); С ₄ Н ₁₀ - 36,6 % (масс.).

79. Определить энтальпию паров бензина плотностью = 0,725; М _ср = 95;

при температуре 350 °С и давлении 3,8 МПа.

80. Относительная плотность нефтепродукта = 0,718. Определить .

<предыдущая страница | следующая страница>