Масляное производство. Поточная схема. Расчет установки деасфальтизации

 

Депарафинизация рафинатов кристаллизацией из растворов

В процессе депарафинизации  из рафинатов удаляются твердые  углеводороды, что приводит к резкому  понижению температуры застывания рафинатов.

После депарафинизации  меняются физико-химические свойства масляного сырья: температура застывания понижается, вязкость и коксуемость  повышается, вязкостно-температурные  свойства ухудшаются.

Этот процесс основан  на разной растворимости твердых  и жидких углеводородов в некоторых растворителях при низких температурах и может применяться для масляного сырья любого фракционного состава. Для этой цели в практике применяют кетон-ароматическую смесь растворителей (МЭК и толуол или ацетон и толуол и др.), взятых в различных соотношениях – от 30 до 60 % (масс.) кетона  и от 70 до 40 % (масс) толуола. Кратность растворителя к сырью зависит от вязкости рафината: с повышением вязкости масляных фракций  расход растворителя увеличивается. МЭК по сравнению с ацетоном обладает лучшей растворяющей способностью по отношению к масляным компонентам, и при прочих равных условиях выход депарафинизированного масла и скорость фильтрования при депарафинизации с применением его в качестве осадителя больше, чем с ацетоном, а ТЭД и содержание масла в твердой фазе меньше.

В заводской практике получили распространение установки  с двухступенчатым фильтрованием, где вторая ступень предназначена  для уменьшения содержания масла  в гаче и тем самым для увеличения выхода депарафинированного масла. При этом охлаждение суспензии проводится пропаном, азотом или этаном. Глубина охлаждения суспензии определяется температурой застывания товарного масла с учетом температурного градиента депарафинизации, зависящего от используемого растворителя.

На основании вышеизложенной информации, а также характеристики рафинатов и литературных данных [3, 4] подберем для каждой фракции условия процесса. В качестве растворителя целесообразно взять МЭК-толуол                (60:40 соответственно) с температурным эффектом депарафинизации -5⁰С.

Для каждого потока температура  депарафинизации (⁰С)  была выбрана исходя из формулы (*) и  с учетом, что на установке гидроочистки температура застывания масла увеличится на 1-2 ⁰С:

        t_д = t_з.м. + t_э., (*)

где   t_д – температура фильтрации (депарафинизации);

t_з.м. – температура застывания депарафинированного масла;

 t_э – температурный эффект депарафинизации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 13

Условия процесса и характеристики сырья и продуктов 

установки депарафинизации

Показатели	Депарафинируемые рафинаты
	320 –  4000С		400 – 4500С	450 – 4900С	деасфальтизат
Характеристики сырья
Плотность, при 200С, кг/м3	840,0		870,0	887,0	900,0
Вязкость при 1000С, мм2/с	2,65		4,9	7,5	20,0
Параметры процесса
Кратность растворителя к сырью  по массе		2:1	2,5:1	3:1	3,5:1
Температура депарафинизации, 0С		-24	-24	-34	-21
Выход рафината, % от сырья		85,0	80,0	70,0	65,0
Характеристика депарафинированных масел
Плотность при 200С, кг/м3		852,0	880,0	896,0	907,0
Вязкость, мм2/с при: 500С 1000С		7,7 2,7	26,2 5,7	41,8 8,3	150,0 22,0
Температура застывания, 0С		-18	-18	-28	-15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 14

Материальный  баланс установки депарафинизации

Наименование продукта	% мас.		кг/ч	т/сут	тыс. т/ год
	на нефть	на рафинат
Взято:
рафинат Фр. 320-400	7,1	100,0	26116,7	626,8	213,1
рафинат Фр. 400-450	4,4	100,0	16291,7	391,0	132,9
рафинат Фр. 450-490	4,2	100,0	15500,0	372,0	126,5
рафинат >490	9,3	100,0	34183,3	820,4	278,9
Итого	25,0	100,0	92091,7	2210,2	751,4
Получено:
из фр. 320-400:      деп. масло      гач	6,0 1,1	85,0 15,0	22191,7 3925,0	532,6 94,2	181,1 32,0
Итого для рафината	7,1	100,0	26116,7	626,8	213,1
из фр. 400-450:      деп. масло      гач	3,5 0,9	80,0 20,0	13029,2 3262,5	312,7 78,3	106,3 26,6
Итого для рафината	4,4	100,0	16291,7	391,0	132,9
из фр. 450-490:      деп. масло      гач	2,9 1,3	70,0 30,0	10858,3 4641,7	260,6 111,4	88,6 37,9
Итого для рафината	4,2	100,0	15500,0	372,0	126,5
из >490:      деп. масло      петролатум	6,0 3,3	65,0 35,0	22220,8 11962,5	533,3 287,1	181,3 97,6
Итого для рафината	9,3	100,0	34183,3	820,4	278,9
Итого	25,0	100,0	92091,7	2210,2	751,4

 

 

Гидродоочистка

Каталитическая гидродоочистка применяется в основном для уменьшения интенсивности окраски депарафинированных рафинатов, а также для улучшения их стабильности против окисления. Одновременно в результате гидродоочистки снижаются коксуемость и кислотность масла, содержание серы; температура застывания может повышаться на 1-2⁰С, индекс вязкости - незначительно (на 1-2 единицы), а вязкость масла если и уменьшается, то мало. Выход гидроочищенного масла достигает 97-99%          (масс.) от сырья. В качестве побочных продуктов в относительно небольших количествах образуются отгон (0,5-2%), газы отдува и технический сероводород (1,0-1,5%). Количество водорода, участвующего непосредственно в реакции, а также растворившегося в очищенном продукте и отводимом вместе с газами отдува, составляет 0,2-0,4% (масс.) на сырье. Расход технического водорода (свежего газа), поступающего с установки каталитического риформинга выше: от 0,6 до 1,4% (масс.) на сырье, поскольку в этом газе присутствуют балластные газы.

 На основании литературных  данных подберем условия процесса  для каждого депарафинированного  рафината [3,4].

Таблица 15

Условия процесса и характеристики сырья и продуктов

установки гидродоочистки

Показатели	депарафинируемые рафинаты
	320 –  4000С	400 – 4500С	450 – 4900С	деасфальтизат
Характеристики сырья
Плотность, при 200С, кг/м3	852,0	880,0	896,0	907,0
Вязкость, мм2/с при: 500С 1000С	7,7 2,7	26,2 5,7	41,8 8,3	150,0 22,0
Температура застывания, 0С	-18	-18	-28	-15
Параметры процесса
Катализатор	алюмокобальтмолибденовый
Температура, 0С	330	325	320	315
Давление, МПа	3,0	3,2	3,4	3,6
Объемная скорость подачи сырья, ч-1	2	1,8	1,6	1,2
Количество циркулирующего ВСГ, нм3/м3	250	300	350	450
Концентрация Н2 в циркулирую-щем газе, % об	80
Расход водорода, % масс.	0,2	0,25	0,3	0,35
Выход гидроочи-щенного масла, % масс.	98,5	98,0	97,5	97,0
Характеристика депарафинированных масел
Плотность при 200С, кг/м3	850,0	878,0	892,0	902,0
Вязкость, мм2/с при: 500С 1000С	7,7 2,7	26,2 5,7	41,6 8,2	149,5 21,8
Температура застывания, 0С	-16	-16	-26	-13

 

 

 

Таблица 16

Материальный  баланс установки гидродоочистки

Наименование продукта	% мас.		кг/ч	т/сут	тыс.т/ год
	на нефть	на деп. масло
Взято:
деп масло  320-400	6,0	100,0	22191,7	532,6	181,1
Водород	0,01	0,2	50,0	1,2	0,4
Итого	6,01	100,2	22241,7	534,8	181,5
Получено:
г/о масло газ отгон	6,7 0,05 0,06	98,5 0,7 1,0	21 862,5 158,3 220,9	524,7 3,8 5,3	178,4 1,3 1,8
Итого для деп. масла	6,01	100,2	22 241,7	534,8	181,5
Взято:
деп. масло  400-450	3,5	100,0	13 025,0	312,6	106,3
Водород	0,01	0,25	37,5	0,9	0,3
Итого	3,51	100,25	13 062,5	313,5	106,6
Получено:
г/о масло газ отгон	3,4 0,04 0,07	98,0 0,85 1,4	12 770,8 108,3 183,4	306,5 2,6 4,4	104,2 0,9 1,5
Итого для деп. масла	3,51	100,2	13 062,5	313,5	106,6
Взято
деп. масло  450-490	3,0	100,0	10 858,3	260,6	88,6
Водород	0,01	0,3	37,5	0,9	0,3
итого	3,01	100,3	10 895,8	261,5	88,9
Получено:
г/о масло газ отгон	2,9 0,04 0,07	97,5 1,2 1,6	10 587,5 133,3 175,0	254,1 3,2 4,2	86,4 1,1 1,4
Итого для деп. масла	3,01	100,3	10 895,8	261,5	88,9
Взято
деп. масло >490	6,0	100,0	22 216,7	533,2	181,3
Водород	0,02	0,35	75,0	1,8	0,6
итого	6,02	100,35	22 291,7	535,0	181,9
Получено:
г/о масло газ отгон	5,8 0,09 0,13	97,0 1,4 1,95	21 558,3 304,2 429,2	517,4 7,3 10,3	175,9 2,5 3,5
Итого для деп. масла	6,02	100,35	22 291,7	535,0	181,9