Тенгинская нефть. Нефть и её фракции. Определение шифра нефти по технологической классификации.

Задача 1. Определение шифра нефти по технологической
классификации, выбор и обоснование направления ее переработки
Определить шифр и характеристику тенгинской нефти в соответствии с технологической классификацией нефтей.
Дать оценку качества бензиновых фракций; сырья для процессов ка-талитического риформинга, каталитического крекинга, пригодность нефти для получения дорожных битумов.
Предложить целесообразное направление переработки нефти.
Целевые фракции:
бензиновая – н.к -120 С;
керосиновая — 120 - 240 0С;
дизельная — 240 - 350 0С;
мазут.
Начало кипения бензиновой фракции с соответствии с данными [1]


Решение
1. В соответствии с технологической классификацией (ОСТ38.1197-80) составляем шифр тенгинской нефти – 1.3.2.1.3 (I Т3 М2И2П3). Данные по фи-зико-химическим свойствам нефти и ее фракций представлены в табл. 1.
Таблица 1- Характеристика Тенгинской нефти в соответствии с
технологической классификацией


Наиболее рациональным вариантом переработки тенгинской нефти представляется комплексная (топливно-масляно-нефтехимическая) схема. Вы-бор данного варианта переработки обусловлен, несмотря на невысокий по-тенциал светлых фракций (38,4% масс.), дистилляты характеризуются низким содержанием серы (0,007% масс.). Прямогонная бензиновая фракция может быть использована в качестве компонента смесевого (товарного) бензина.
Дизельные фракции характеризуются низким содержанием серы и вы-сокими цетановыми числами. Дизельные фракции после процесса каталитиче-ской депарафинизации соответствуют зимним и арктическим сортам ДТ.
Включение в технологическую схему переработки вторичных процес-сов переработки нефти и получение сырья для нефтехимии позволит значи-тельно повысить рентабельность и технико-экономические показатели нефте-перерабатывающего предприятия.

Построим кривую ИТК нефти, используя данные разгонки нефти в аппарате АРН-2 по ГОСТ 11011-85 (табл. 2) в координатах: температура, ℃- выход фракции на нефть в % масс. (рис.1).


Рисунок 1- Кривая ИТК тенгинской нефти

Качество и ценность сырой нефти зависят от ее кривой ИТК, определяющей содержание фракции светлых нефтепродуктов, выкипающих до 350°C, фракции 350-540°C и кубового продукта (>540°C), и содержания примесей, таких как сера, азот, металлы и т.д. Однако кривая ИТК не отражает химического состава нефтяных фракций, который, в свою очередь, влияет на выход и свойства продукции установок для преобразования и повышения сортности нефтепродуктов на НПЗ. Таким образом, знание кривой ИТК и химической природы фракций сырой нефти имеет важное значение для улучшения экономических показателей НПЗ.
Рассмотрим качество дистиллятных фракций тенгинской нефти, воспользовавшись данными справочника (Нефти СССР. М.: Химия, 1974).

Таблица 3- Характеристика тенгинской нефти

Характерной особенностью тенгинской нефти является низкое со-держание бензиновой фракции, высокое содержание парафина (22 % масс.). Вследствие этого нефть имеют высокую температуру застывания (32 °С), и высокую вязкость, что осложняет ее перекачку. Для перекачки высокопа-рафинистых нефтей требуется установка дополнительных перекачивающих станций для подогрева нефти.

Задание №2

1. Построить кривые истинных температур кипения (ИТК) и однократного испарения (ОИ) заданной нефти и ее фракций;
2. Определить температурный режим (температуры ввода нефти, верха, вывода боковых погонов и кубового продукта) основной атмосферной ректификационной колонн установки первичной переработки нефти в условиях рабочего давления в колоннах.
Целевые фракции: бензиновая- н.к-1200С; керосиновая- 120-2400С; дизельная- 240-3500С; мазут.
2. Пересчитать температуры, полученные по методу Обрядчикова и Смидович на рабочее давление в колоннах, пользуясь графиком Кокса (приложение 4).

Решение
Характеристика целевых фракций и давление в колоннах приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1.
Целевые фракции Число атомов С в молекуле Давление в ко-лонне, МПа
Бензиновая н.к.-1200С 5-11 (среднее 8) 0,2
Керосиновая 120-2400С 11-16 (среднее 13) 0,22
Дизельная 240-3500С 12-18(среднее 15) 0,24
Мазут (остаток установки АТ) 0,26

Данные для построения кривых ИТК и ОИ для нефти и фракций взяты из задачи №1. (табл.2).
Таблица 2 – Характеристика целевых фракций тенгинской нефти

Температура нефти на входе в АТ при атмосферном давлении определяется по температуре, соответствующей заданной доле отгона по линии ОИ. Заданную долю отгона ориентировочно определяют как суммарный потенциалу отбираемых целевых фракций + 5%.
Для построения кривых ОИ по данным ИТК воспользуемся методом Обрядчикова и Смидович построения кривых ОИ для нефти и нефтяных фракций при атмосферном давлении.
Метод Обрядчикова и Смидовича
Определим тангенс угла наклона tg α кривой ИТК по формуле для нефти:
tgα=(t_70-t_10)/(70-10)
где t_70 и t_10 - температуры выкипания, соответственно,70 и 10% масс. отгона по ИТК,℃;
t_70= 502℃ tg α=6,38
Затем по кривой ИТК находим температуру 50 % отгона.
По графику Обрядчикова и Смидович из точки, отвечающей наклону кривой ИТК, опускаем и восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривыми, соответствующими температурам 50 % отгона исследуемого продукта по кривой ИТК.
Из точек пересечения с этими кривыми проводим горизонтали, которые отсекают на оси ординат величины отгона (в % масс.) по кривой ИТК, соответствующие температурам начала (0 % по ОИ) и конца (100 % по ОИ) однократного испарения. Затем на графике кривой ИТК, соединяя эти точки, получают кривую (прямую) ОИ при атмосферном давлении.
Линии ИТК и ОИ представлены на графиках в приложении.

Температуры ИТК берём по построенным графикам для 10, 50, 70 % выкипания фракции и внесем в табл.3
Таблица 3