Материал: Методичка Расчет матбаланса НПЗ

Рис. 1.2. Поточная схема НПЗ 1

Рис. 1.3. Поточная схема НПЗ 2

Рис. 1.4. Поточная схема НПЗ 3

Сокращенные наименования нефтепродуктов на поточных схемах НПЗ:

А – асфальт

Ал – алкилат

Б – бензиновая фракция

БНЗ – бензол

БТ – битум

Г – газ

ГС – газ стабилизации

ГФ – гексановая фракция

ДТ (З) – дизельное топливо зимнее

ДТ (Л) – дизельное топливо летнее

ИЗ – изомеризат

К – кокс

КО – крекинг-остаток

КСЖ – кокс сжигаемый

КТ – компонент котельного топлива

ЛГ – легкий газойль

НС – нефть сырая

ОС – остаток гидрокрекинга

ОТ – отгон битумный

ПЖ – парафин жидкий

S – сера

СГ – сухой газ

СП – смолы пиролизные

Т – толуол

ТГ – тяжелый газойль

ТМА – тяжелый мотоалкилат

ТУ – технический углерод

2.2. Методика составления материального баланса нпз

2.2.1. Распределение гудрона между установками

Исходя из выбранного задания: мощности НПЗ, количества получаемых на НПЗ котельных топлив, битума, технологической схемы НПЗ, составляется материальный баланс отдельных процессов, начиная с АВТ. Далее составля­ется материальный баланс процессов, сырьем для которых являются нефтяные фракции, полученные на АВТ.

Прежде чем приступить к составлению материального баланса на установках замедленного коксования (УЗК), термического крекинга (ТК) (висбрекинга), необходимо произвести распределение гудрона между технологическими потоками, согласно выданной технологической схеме НПЗ.

Гудрон, получаемый на АВТ, служит сырьем для получения битумов, сырьем для установок замедленного коксования и термического крекинга (висбрекинга), является компонентом котельных топлив.

Количество гудрона, идущего на получение битума, определяется из материального баланса установки производства битума, где количество получаемого битума известно из условия задания.

Количество гудрона, поступающего на установку термического крекинга (висбрекинга), принимается из условия, что

Г_ТК = (0,3 – 0,6)·КТ.

Для расчета количества гудрона, поступающего на установку замедленного коксования, составляются уравнения для КТ и Г_АВТ. Совместным решени­ем этих уравнений относительно Г_ЗК определяется количество гудрона, иду­щего на установку замедленного коксования. Количество гудрона, идущего для получения котельного топлива, определяется как разность между Г_АВТ и Г_ЗК, Г_ПБ и Г_ТК:

Г_АВТ – гудрон с ЭЛОУ-АВТ;

Г_КТ – гудрон – компонент котельного топлива с ЭЛОУ-АВТ;

Г_ТК – гудрон, направляемый на установку термического крекинга;

Г_ЗК – гудрон, направляемый на установку замедленного коксования;

Г_ПБ – гудрон, направляемый на установку производства битумов.

Ниже приведены формулы расчета Г_ЗК и Г_ТК для поточных схем НПЗ топливного профиля.

Схема 1. Количество гудрона, идущего на установку термического крекинга (висбрекинга), определяется из условия

Г_ТК = (0,3 – 0,6)·КТ.

Далее рассчитывается количество гудрона, поступающего на установку замедленного коксования, и определяется, сколько гудрона отправляется для получения КТ.

Г_АВТ = Г_ТК + Г_ЗК + Г_ПБ + Г_КТ; отсюда Г_КТ = Г_АВТ – Г_ТК – Г_ЗК – Г_ПБ (2.1)

КТ = Г_КТ + КО_ТК + ТГ_ЗК + ОТ_ПБ + ТГ_КК (2.2)

где КО_ТК – крекинг-остаток термического крекинга;

Г_КТ – гудрон – компонент котельного топлива с ЭЛОУ-АВТ;

ТГ_ЗК – тяжелый газойль установки замедленного коксования;

ТГ_КК – тяжелый газойль установки каталитического крекинга;

ОТ_ПБ – отгон с установки производства битумов.

Учитывая, что ТГ_ЗК=0,24 Г_ЗК и подставляя его в уравнение (2.2), решим относительно Г_ЗК.

КТ = Г_АВТ – Г_ТК – Г_ЗК – Г_ПБ + КО_ТК + 0,24Г_ЗК + ОТ_ПБ + ТГ_КК (2.3)

Г_ЗК = (Г_АВТ – Г_ТК – КТ – Г_ПБ + КО_ТК + ОТ_ПБ + ТГ_КК) / 0,76 (2.4)

Г_КТ определяется по уравнению 2.1.

Схема 2. Составляем уравнения для расчета

Г_АВТ = Г_КТ + Г_ЗК + Г_ПБ ; отсюда Г_КТ = Г_АВТ – Г_ЗК – Г_ПБ (2.5)

КТ = Г_КТ + ТГ_ЗК + ОТ_ПБ + ТГ_КК + СП (2.6)

где Г_КТ – гудрон – компонент котельного топлива с ЭЛОУ-АВТ;

ТГ_ЗК – тяжелый газойль установки замедленного коксования;

ТГ_КК – тяжелый газойль установки каталитического крекинга;

ОТ_ПБ – отгон с установки производства битумов;

СП – смола пиролиза.

Учитывая, что СП = 0,23·Б_ЗК, а Б_ЗК=0,15·Г_ЗК, получим СП = 0,15·0,23·Г_ЗК, где Б_ЗК – бензин замедленного коксования.

Так как ТГ_ЗК= 0,24·Г_ЗК, подставляя эти значения в уравнение (2.6) и решив его относительно Г_ЗК, получим

КТ = Г_АВТ – Г_ЗК – Г_ПБ + 0,24Г_ЗК + ОТ_ПБ + ТГ_КК + 0,15·0,23· Г_ЗК (2.7)

Г_ЗК = (Г_АВТ – КТ – Г_ПБ + ОТ_ПБ + ТГ_КК) / 0,7255 (2.8)

Г_КТ определяется по уравнению 2.5.

Схема 3. Составляем уравнения для расчета

Г_АВТ = Г_КТ + Г_ЗК + Г_ПБ; отсюда Г_КТ = Г_АВТ – Г_ЗК – Г_ПБ (2.9)

КТ = Г_КТ + ТГ_ЗК + ОТ_ПБ + ОС_ГК (2.10)

где Г_КТ – гудрон – компонент котельного топлива с ЭЛОУ-АВТ;

ТГ_ЗК – тяжелый газойль установки замедленного коксования;

ОТ_ПБ – отгон с установки производства битумов;

ОС_ГК – остаток гидрокрекинга.

Учитывая, что ТГ_ЗК= 0,24Г_ЗК, подставим его в уравнение выше и решаем его относительно Г_ЗК, получим

КТ = Г_АВТ – Г_ЗК – Г_ПБ + 0,24Г_ЗК + ОТ_ПБ (2.11)

Г_ЗК = (Г_АВТ – КТ – Г_ПБ + ОТ_ПБ + ОС_ГК) / 0,76 (2.12)

Г_КТ определяется по уравнению 2.9.

2.2.2. Расчет материального баланса нпз по компонентам

Определяется количество каждого товарного нефтепродукта, получаемого на НПЗ, и общезаводские потери. Далее составляется итоговый баланс НПЗ и рассчитываются показатели:

1. сумма светлых нефтепродуктов определяется как сумма продуктов – бензина, реактивного и дизельного топлив;

2. соотношение ДТ/Б;

3. доля деструктивных процессов рассчитывается как отношение загрузки установок деструктивных процессов к загрузке всего НПЗ;

4. доля гидрокаталитических процессов рассчитывается как отношение загрузки установок гидрокаталитических процессов к загрузке всего НПЗ;

5. фактическая глубина переработки нефти рассчитывается как суммарный выход в % на нефть всех нефтепродуктов, кроме непревращенного остатка (котельное топливо), топлива на нужды предприятия (сухой газ) и потерь.

.

3. Пример расчета материального баланса нпз

Исходные данные: мощность НПЗ – 10 млн тонн в год, количество котельных топлив, получаемых на НПЗ – 10 %, битумов – 5 % на перерабатываемую нефть.

Решение: Принимаем технологическую схему НПЗ, указанную на рисунке 1.2. Составим материальный баланс отдельных процессов в тоннах, начиная с АВТ.

Таблица 3.1

Материальный баланс установки АВТ

Далее составляем материальный баланс процессов, сырьем для которых являются нефтяные фракции, полученные на АВТ.

Таблица 3.2

Материальный баланс установки вторичной перегонки бензина

Для составления материального баланса установки замедленного коксования необходимо произвести распределение гудрона между технологическими потоками, согласно выбранной технологической схеме НПЗ (рис. 1.2). Гудрон, получаемый на АВТ, служит сырьем для производства битумов, сырьем для процесса замедленного коксования, процесса термического крекинга, является компонентом котельного топлива. В соответствии с заданием выбранная технологическая схема НПЗ должна обеспечить получение битумов и котельных топлив соответственно в объеме 5 и 10 % на перерабатываемую нефть.

Таблица 3.3

Материальный баланс установки каталитического риформинга

Количество водорода, получаемого на установке каталитического риформинга (0,8%) рассчитывается от количества сырья установки.