Изучение процесса деасфальтизации гудрона пропаном
.pdfСПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Практическая работа Изучение процесса деасфальтизации гудрона пропаном
1. Нарисовать технологическую схему и описание процесса деасфальтизации.
Рис. 1. Принципиальная схема установки деасфальтизации гудрона пропаном: 1 — насос; 2, 15 — теплообменники; 3 — печь; 4, 5 — экстракторы 1-й и 2-й ступеней; 6, 7,8— испарители пропана; 9 — холодильник; 10, 11 — емкости; 12 — компрессор; 13, 14— колонны отпарки пропана от асфальта; 16, 17— отпарные колонны для деасфальтизата 1-й ступени; 18 — отпарная колонна для деасфальтизата 2-й ступени; 19 — водяной конденсатор смешения для осушки пропана; 1 — гудрон; 11 — пар; III — конденсат; IV — хладагент; V — топливный газ; VI — дымовые газы; VII — асфальт; VIII — деасфальтизат 1-й ступени; IX
— деасфальтизат 2-й ступени; X — пропан; XI — вода; XII — вода на очистку
Принципиальная технологическая схема установки деасфальтизации представлена на рисунке 1.
Сырье I, подогретое в теплообменнике 2, поступает в экстракционную колонну 4. В нижнюю часть колонны подается жидкий пропан X. Раствор деасфальтизата 1-й ступени уходит из верхней части колонны 4, а раствор асфальта в пропане из нижней части колонны 4 поступает в колонну 5, в нижнюю часть которой также подается жидкий пропан X. Раствор асфальта в пропане после колонны 5 подогревается в печи 3 и идет в колонну 13, где отгоняется сухой пропан, а затем в колонну 14, где за счет подачи водяного пара отгоняется влажный пропан. Из нижней части колонны 14 отбирается асфальт VII.
Из экстракционной колонны 4 смесь деасфальтизата 1-й ступени с пропаном поступает в испаритель 6. После отпарки основной массы пропана он подогревается в теплообменнике 15 и направляется в колонну 16, где за счет снижения давления отпаривается еще часть пропана. Из нижней части
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
колонны 16 раствор деасфальтизата 1-й ступени подается в колонну 17, где с помощью водяного пара окончательно отгоняется пропан. Из нижней части колонны 17 выводится деасфальтизат 1-й ступени VIII. Из верхней части экстракционной колонны 5 смесь деасфальтизата 2-й ступени с пропаном поступает в испаритель 7, а затем в испаритель 8. Окончательно пропан отпаривается в колонне 18, где получают деасфальтизат 2-й ступени IX.
Пары пропана под давлением 2,7 МПа из испарителей 6 и 7 и колонны 13 конденсируются в холодильнике 9 и собираются в емкости 10. Пары пропана из испарителя 8 и колонны 16 под давлением 1,9 МПа конденсируются в холодильнике 9 и собираются в емкости 11, откуда пропан поступает в емкость 10. Газообразный пропан и водяные пары из колонн 14, 17 и 18 охлаждаются за счет смешения с водой в колонне 19. Водяные пары конденсируются, а пропан с верха колонны 19 компрессором 12 сжимают до рабочего давления и направляют в емкость 10.
2. Пользуясь данными составьте таблицу характеристика сырья и готовой продукции.
Таблица 1 Характеристика сырья и готовой продукции
Наименование |
|
Показатели |
Норма |
|
ОСТ, ТУ, |
качества, |
|||
сырья, готовой |
ОСТ, ТУ, |
|||
СТО, СТП |
подлежащие |
|||
продукции |
СТО, СТП |
|||
|
проверке |
|||
|
|
|
||
1.Сырье. |
|
|
|
|
1.1. Гудрон |
СТП ПР 7-2001 |
1. Вязкость |
|
|
|
|
условная, |
|
|
|
|
определяемая |
|
|
|
|
вискозиметром |
|
|
|
|
с отверстием 5 |
|
|
|
|
мм при 80 С, с: |
|
|
|
|
1 сорт |
не менее 25 |
|
|
|
2 сорт |
20 – 25 |
|
|
|
3 сорт |
менее 20 |
|
|
|
2.Температура |
|
|
|
|
вспышки в |
|
|
|
|
закрытом тигле, С : |
|
|
|
|
для гудрона АВТ- |
|
|
|
|
1,2,4 |
|
|
|
|
1 сорт |
не ниже 230 |
|
|
|
2 сорт |
не ниже 210 |
|
|
|
3 сорт |
не ниже 200 |
|
|
|
для гудрона АВТ-5 |
|
|
|
|
1 сорт |
не ниже 240 |
|
|
|
2 сорт |
не ниже 230 |
|
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
|
|
3 сорт |
не ниже 220 |
|
|
|
|
2. Продукты. |
|
|
|
2.1. Деасфальтизат |
СТП ПР 56-2003 |
1. Вязкость |
|
|
|
кинематическая |
|
|
|
при 100 С, |
|
|
|
мм2/с: |
|
|
|
1 сорт |
не менее 23,0 |
|
|
2 сорт |
не менее 20,0 |
|
|
3 сорт |
не менее 17,0 |
|
|
2. Коксуемость, % : |
|
|
|
1 сорт |
не более 1,2 |
|
|
2 сорт |
не более 1,3 |
|
|
3 сорт |
не более 1,35 |
|
|
3. Цвет, единицы |
|
|
|
ЦНТ: |
|
|
|
1 сорт |
не более 5,5 |
|
|
2 сорт |
не более 6,0 |
|
|
3 сорт |
не более 7,5 |
|
|
4. Коэффициент |
|
|
|
рефракции при 50 |
|
|
|
С: |
|
|
|
1 сорт |
не более 1,5030 |
|
|
2 сорт |
не более 1,5050 |
|
|
3 сорт |
не более 1,5070 |
2.2. Асфальт |
СТП ПР 8-2001 |
1. Температура |
|
|
|
вспышки, |
не ниже 210 |
|
|
определяе- |
|
|
|
мая в открытом |
|
|
|
тигле, С : |
|
|
|
2. Температура |
не ниже 28 |
|
|
размягчения, |
|
|
|
КИШ), С: |
|
3. Реагенты. |
|
|
|
3.1.Фракция |
ТУ 0272-023- |
1.Массовая доля |
Марка А |
пропановая |
-00151638-99 |
компонентов, %: |
|
|
|
сумма |
2,0 |
|
|
углеводородов С1 и |
|
|
|
С2, не более |
|
|
|
сумма |
96,0 |
|
|
углеводородов С3, |
|
|
|
не менее |
|
|
|
в т.ч.пропилена, не |
0,2 |
|
|
более |
|
|
|
сумма |
|
|
|
углеводородов С4 и |
3,0 |
|
|
выше,не более |
|
|
|
сумма |
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
|
|
углеводородов С5 и |
отс. |
|
|
выше,не более |
|
|
|
2.Массовая доля |
0,003 |
|
|
сероводорода, %,не |
|
|
|
более |
|
|
|
3.Содержание |
|
|
|
свободной воды и |
отс. |
|
|
щелочи |
|
3.2.Щелочь |
СТП 010400- |
1.Массовая доля |
|
(разбавленный |
401099-96 |
едкого натра |
|
гидроксид |
|
(концентра- |
|
натрия) |
|
ция щелочного |
|
|
|
раствора), %: |
|
|
|
марка А (для |
не менее 15 |
|
|
защелачивания |
|
|
|
газообраз-ного |
|
|
|
пропана ) |
|
|
|
марка В |
не более 2,0 |
|
|
(отработанная |
|
|
|
щелочь) |
|
4. Материалы. |
|
|
|
4.1.Газ топливный |
СТП ПР 71-2004 |
1. Объемная доля |
0,25 |
|
|
сероводорода, %, не |
|
|
|
более |
|
|
|
2. Объемная доля |
|
|
|
суммы |
5,0 |
|
|
углеводородов С5 и |
|
|
|
выше, %, не более |
|
|
|
3. Плотность при 20 |
Не нормируется, |
|
|
С, кг/м3 |
определение |
|
|
|
обязательно |
|
|
4.Теплота сгорания, |
Не нормируется, |
|
|
низшая при 20 С, |
определение |
|
|
ккал/м3 |
обязательно |
4.2.Топливо жидкое |
СТП ПР 35-2002 |
1.Вязкость условная |
|
для |
|
при 80 С, градусы |
5,5 |
технологических |
|
ВУ, не более |
|
установок |
|
2.Массовая доля |
0,5 |
|
|
серы, %, не более |
|
|
|
3.Массовая доля |
следы |
|
|
воды, %, не более |
|
|
|
4.Температура |
|
|
|
вспышки в |
80 |
|
|
открытом тигле, С, |
|
|
|
не ниже |
|
3.Пользуясь данными составьте таблицу аналитический контроль процесса деасфальтизации
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Таблица 2 Аналитический контроль технологического процесса
Наименование |
|
Нормативные |
|
|
|
стадии процесса, |
Контролируемые |
документы на |
|
Частота |
|
анализируемый |
методы измерений |
Норма |
|||
показатели |
контроля |
||||
продукт |
(испытаний, |
|
|||
|
|
|
|||
|
|
контроля анализов) |
|
|
1. Сырье
Гудрон |
|
|
|
По |
|
1. Вязкость |
|
|
наполнению |
|
условная, |
|
|
при работе с |
|
определяемая |
|
|
переключени |
|
вискозиметром |
|
|
ями или 1 |
|
с отверстием 5 |
ГОСТ 11503 |
|
раз в сутки |
|
мм при 80 С, с: |
|
при работе |
|
|
|
|
||
|
1 сорт |
|
не менее 25 |
«с ходу» |
|
2 сорт |
|
20 – 25 |
|
|
3 сорт |
|
менее 20 |
|
|
|
|
|
|
|
2.Температура |
|
|
|
|
вспышки в |
|
|
|
|
закрытом тигле, С |
|
|
|
|
: |
|
|
|
|
- для гудрона АВТ- |
|
|
|
|
1,2,4 |
|
|
|
|
1 сорт |
|
не ниже 230 |
|
|
2 сорт |
|
не ниже 210 |
|
|
3 сорт |
ГОСТ 6356 |
не ниже 200 |
|
|
- для гудрона АВТ- |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
1 сорт |
|
не ниже 240 |
|
|
2 сорт |
|
не ниже 230 |
|
|
3 сорт |
|
не ниже 220 |
|
|
|
|
|
|
2.Продукты
Деасфальтизат |
1. Вязкость |
|
|
3 раза в |
|
кинематическая |
|
|
сутки, |
|
при 100 С, мм2/с: |
ГОСТ 33 |
|
резервуары |
|
1 сорт |
не менее 23,0 |
по |
|
|
|
|||
|
2 сорт |
|
не менее 20,0 |
наполнению |
|
3 сорт |
|
не менее 17,0 |
при работе с |
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
|
2. Коэффициент |
|
|
переключени |
|
рефракции при 50 |
|
|
ями или 1 |
|
С: |
СТП МИ 7 |
|
раз в сутки |
|
1 сорт |
не более 1,5030 |
при работе |
|
|
|
|||
|
2 сорт |
|
не более 1,5050 |
«с ходу» |
|
3 сорт |
|
не более 1,5070 |
установок |
|
3. Цвет, единицы |
|
|
селективной |
|
ЦНТ: |
|
|
очистки |
|
1 сорт |
ГОСТ 20284 |
не более 5,5 |
масел |
|
2 сорт |
|
не более 6,0 |
|
|
3 сорт |
|
не более 7,5 |
|
|
4. Коксуемость, % |
|
|
|
|
: |
|
|
|
|
1 сорт |
ГОСТ 8852 |
не более 1,2 |
|
|
2 сорт |
|
не более 1,3 |
|
|
3 сорт |
|
не более 1,35 |
|
|
5. Плотность при |
ГОСТ 3900 |
не нормируется |
По |
|
20 С, кг/м3: |
требованию |
||
|
|
|
||
Асфальт |
1.Температура |
|
|
По |
|
|
|
требованию |
|
|
вспышки, |
|
|
|
|
ГОСТ 4333 |
210 |
1 числа |
|
|
определяемая в |
|||
|
|
|
каждого |
|
|
открытом тигле |
|
|
|
|
|
|
месяца |
|
|
С, не ниже |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.Температура |
|
|
|
|
размягчения |
ГОСТ 11506 |
28 |
1 раз в сутки |
|
(КИШ) С, |
|||
|
|
|
|
|
|
не ниже |
|
|
|
3. Реагенты |
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Фракция |
1.Массовая доля |
|
Марка А |
Марка |
Каждой |
пропановая |
компонентов, %: |
|
|
В |
партии |
|
- сумма |
ГОСТ 10679 |
2,0 |
|
|
|
углеводородов С1 и |
|
|
4,0 |
|
|
С2, не более |
|
|
|
|
|
- сумма |
ГОСТ 10679 |
96,0 |
|
|
|
углеводородов С3, |
|
|
90,0 |
|
|
не менее |
|
|
|
|
|
в т.ч.пропилена, не |
ГОСТ 10679 |
0,2 |
|
|
|
более |
|
|
10,0 |
|
|
- сумма |
ГОСТ 10679 |
3,0 |
|
|
|
углеводородов С4 и |
|
|
10,0 |
|
|
выше, не более |
|
|
|
|
|
- сумма |
ГОСТ 10679 |
отс. |
|
|
|
углеводородов С5 и |
|
|
1,0 |
|
|
выше, не более |
|
|
|
|
|
2. Массовая доля |
ГОСТ 11382 или |
0,003 |
|
|
|
сероводорода %, не |
ГОСТ 22985 |
|
0,003 |
|
|
более |
|
|
|
|
|
3. Содержание |
По п.5.2. ТУ 0272- |
отс. |
|
|
|
свободной воды и |
023-00151638-99 |
|
отс. |
|
|
щелочи |
|
|
|
|
Пропан |
1.Углеводородный |
ГОСТ 10679 |
|
|
|
|
состав,% |
|
|
|
|
|
|
ГОСТ 222985 |
|
|
|
|
2.Массовая доля |
|
Не нормируется |
1 раз в |
|
|
сероводорода |
по п.5.2. ТУ |
неделю |
||
|
|
|
|||
|
|
0272-023- |
|
|
|
|
3.Содержание |
-00151638-99 |
|
|
|
|
свободной щелочи |
|
|
|
|
|
и воды |
|
|
|
|
Щелочь |
1.Содержание |
СТП 010400- |
15 |
|
по |
марки А |
NaOH ,%,не менее |
402114 |
|
|
требованию, |
(для защелачи- |
|
|
|
|
после |
вания |
|
|
|
|
приема |
газообраз- |
|
|
|
|
|
ного пропана) |
|
|
|
|
|
Щелочь |
1.Содержание |
СТП 010400- |
2,0 |
2 раза в |
|
марки В |
NaOH ,%, не более |
402176 |
|
|
неделю |
(отработанная |
|
|
|
|
|
щелочь) |
|
|
|
|
|
4.Материалы |
|
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Газ топливный |
1.Углеводородный |
ГОСТ 14920 |
не нормируется, |
по |
|
состав |
|
определение |
требованию |
|
|
ГОСТ 22667 |
обязательно |
|
|
2. Низшая теплота |
|
|
|
|
сгорания ккал/м3, |
СТП 010400- |
|
|
|
не менее |
401093 п.1.2 |
|
|
|
3. Плотность при |
|
|
|
|
20 оС, кг/м3 |
|
|
|
Дымовые газы |
Коэффициент |
ГОСТ 5439 |
1,5 |
2 раза в |
|
избытка воздуха, не |
|
|
месяц |
|
более |
|
|
|
4. Используя данные составьте таблицу нормы технологического режима
Таблица 3 Нормы технологического режима
Наименование стадий |
Номер позиции |
Единица |
Допускаемые |
Требуемый |
|
процесса, |
прибора на |
измерения |
пределы |
класс |
|
аппараты, показатели |
схеме |
|
технологических |
точности |
|
режима |
|
|
параметров |
измерительны |
|
|
|
|
|
|
х приборов |
|
1. Экстракция |
|
|
|
|
1. |
Температура |
TIR 39 |
°С |
80 - 120 |
2,5 |
поступления сырья в |
|
|
|
|
|
Т-1 |
|
|
|
|
|
2.Температура сырья из |
TIR 40 |
°С |
100 - 140 |
2,5 |
|
Т-1 |
|
|
|
|
|
в Е-10 |
|
|
|
|
|
3. |
Давление в Е-10 |
PRC 50 |
кгс/см2 |
1 – 4 |
2,0 |
4. |
Температура пропана |
TIR 106 |
°С |
45 – 65 |
3,5 |
перед К-1 |
|
|
|
|
|
5. |
Температура пропана |
TIR 108 |
°С |
45 – 65 |
3,5 |
перед К-2 |
|
|
|
|
|
6. |
Давление на приеме |
PIR 138а |
кгс/см2 |
27 |
1,5 |
насоса Н-2, |
PIR 138б |
|
|
2,0 |
|
|
(Н-3), не выше |
|
|
|
|
7. |
Перепад давления на |
PDIRSA 132 |
кгс/см2 |
30-35 |
1,5 |
уплотнение насоса Н-2 |
PDIRSA 133 |
|
|
|
|
(Н-3) |
|
|
|
|
|
8. |
Экстракция в |
|
|
|
|
колонне К-1: |
|
|
|
|
|
-температура низа К-1 |
TIR 23 |
°С |
50 – 70 |
3,5 |
|
-температура верха К-1 |
TIR 41 |
°С |
75 – 90 |
3,5 |
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
-давление |
PIRC 49 |
кгс/см2 |
36 – 40 |
2,0 |
|
9. Экстракция в |
|
|
|
|
|
колонне К-2: |
|
|
|
|
|
-температура низа К-2 |
TIR 47 |
°С |
50 – 70 |
3,5 |
|
-температура верха К-2 |
TIR 44 |
°С |
75 – 90 |
3,5 |
|
10. Соотношение |
FIRC 1:FIRC 7 |
- |
1 : 4,5 - 1 : 8 |
|
|
|
расхода сырья и |
FIRC 3:FIRC 9 |
|
|
|
|
расхода пропана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II. Регенерация растворителя из раствора деасфальтизата |
|
|||
1. |
Отпарка основной |
|
|
|
|
|
массы растворителя |
|
|
|
|
|
в испарителях: |
|
|
|
|
- |
температура в Э-1 |
TIRC 17 |
°С |
80 - 110 |
2,0 |
|
Э-1а |
TIR 95 |
°С |
80 - 110 |
2,0 |
- |
температура в Э-2 |
TIRC 19 |
°С |
80 - 110 |
2,0 |
|
Э-2а |
TIR 59 |
°С |
80 - 110 |
2,0 |
- |
температура в Э-3 |
TIRC 61 |
°С |
140 - 160 |
2,0 |
|
Э-3а |
TIR 43 |
°С |
140 - 160 |
2,0 |
- давление в Э-1, 1а, |
по месту |
кгс/см2 |
27 |
1,5 |
|
|
Э-2, Э-2а, не выше |
|
|
|
|
- давление в Э-3, Э- |
по месту |
кгс/см2 |
18 |
1,5 |
|
3а, не выше |
|
|
|
|
|
2. |
Отделение частиц |
|
|
|
|
|
деасфальтизата от |
|
|
|
|
|
паров пропана: |
|
|
|
|
- |
температура в |
TIR 78 |
°С |
120 – 160 |
2,0 |
колонне К-6 |
|
|
|
|
|
- |
давление в колонне |
по месту |
кгс/см2 |
18 |
1,5 |
|
К-6,не |
|
|
|
|
|
выше |
|
|
|
|
3. |
Отпарка |
|
|
|
|
|
растворителя от |
|
|
|
|
|
деасфальтизата в |
|
|
|
|
|
колонне К-3: |
|
|
|
|
Отстойная часть К-3 |
|
|
|
|
|
- |
температура |
TIR 83 |
°С |
120 – 160 |
2,0 |
- |
давление |
PI |
кгс/см2 |
3 – 6 |
1,5 |
|
|
PIRC 56 |
|
|
2,0 |
Отпарная часть К-3 |
|
|
|
|
|
- |
температура |
TIR 71 |
°С |
130 – 180 |
2,0 |
- |
давление, не выше |
PIRC 36 |
кгс/см2 |
2,0 |
1,5 |
- |
расход пара |
FIR 14 |
кг/ч |
380 – 560 |
4,0 |
|
III. Регенерация растворителя из раствора асфальта |
|
|||
1. |
Нагрев раствора |
|
|
|
|
|
асфальта в |
|
|
|
|
|
печи П-2р: |
|
|
|
|
- |
температура |
TIRCA 112 |
°С |
230 – 270 |
1,5 |
|
асфальта |
TIRSA 113 |
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
|
на выходе изпечи |
|
|
|
|
- |
температура пара на |
TIR 183 |
°С |
230 – 350 |
2,0 |
|
выходе из |
|
|
|
|
|
печи |
|
|
|
|
- |
температура на |
TIRSA 115 A – |
°С |
680 |
2,0 |
|
перевалах печи, |
TIRSA 115 D |
|
|
|
|
не выше |
|
|
|
|
- |
давление |
PIRA 211 |
кгс/см2 |
35 |
1,5 |
|
асфальтового |
(PIRSA 212) |
|
|
2,0 |
|
раствора, не выше |
|
|
|
|
2. Испаритель асфальта |
|
|
|
|
|
Е-27р: |
|
|
|
|
|
- |
температура, не |
TIR 50, TIR 66 |
°С |
270 |
2,0 |
выше |
|
|
|
|
|
- |
давление, не выше |
по месту |
кгс/см2 |
26 |
1,5 |
3.Испарительная |
|
|
|
|
|
колонна К-7: |
|
|
|
|
|
- |
температура, не |
TIR 78, TIR 80 |
°С |
270 |
2,0 |
выше |
|
|
|
|
|
- |
давление, не выше |
по месту |
кгс/см2 |
18 |
1,5 |
4. |
Отпарка остатков |
|
|
|
|
|
пропана |
|
|
|
|
|
из асфальта в К-5: |
|
|
|
|
Отстойная часть: |
TIR 81 |
°С |
220 – 270 |
2,0 |
|
температура |
|
|
|
|
|
- |
|
PIRC 57 |
кгс/см2 |
3 – 6 |
2,0 |
давление |
|
|
|
|
|
Отпарная часть: |
|
|
|
|
|
- |
температура |
TIR 65 |
°С |
220 – 270 |
2,0 |
- |
давление, не выше |
PIRC 37 |
кгс/см2 |
2,0 |
1,5 |
- |
расход пара |
FIR 12 |
кг/ч |
400 – 700 |
4,0 |