1.2 Характеристика нефтепродуктов [2]

.2.1 Характеристики автомобильных бензинов (ГОСТ 2084-77)

1.2.2 Характеристики дизельного топлива (ГОСТ 305-82)

1.2.3 Характеристика печного бытового топлива (ТУ 38.101656-87)

1.2.4 Характеристика нефтяных коксов замедленного коксования (ГОСТ 22898-78)

.3 Обоснование выбора и описание поточной схемы завода

Сырая нефть поступает на установку АВТ (атмосферно-вакуумная трубчатка), где происходит её разделение на фракции. Так как нефть обладает достаточно высоким началом кипения (140°С) газы после первичной переработки практически отсутствуют. Фракция 140-190°С направляется на станцию смешения бензина. Применение процесса риформинга нецелесообразно из-за малого количества и высокого октанового числа прямогонного бензина и сложности использования в качестве сырья небольших потоков бензиновой фр. с висбрекинга и коксования. Фр. 190-350°С направляется на станцию смешения дизельного топлива (с получением сортов А и З без применения депарафинизации). Широкая фракция вакуумного газойля (350-500°С) поступает на установки каталитического крекинга и гидрокрекинга с целью повышения выхода светлых нефтепродуктов. Остаток >500°С направляется на установки висбрекинга и коксования для получения кокса, бытового печного топлива и увеличения отбора светлых.

Газы с каталитического крекинга, гидрокрекинга, висбрекинга и замедленного коксования идут ГФУ для разделения. Бензиновые фракции этих процессов поступают на станцию смешения бензина. Легкие газойли каталитического крекинга и коксования подвергаются гидроочистке, после чего направляются на станцию смешения дизельного топлива, куда поступает и дизельная фр. с гидрокрекинга. Тяжелый газойль коксования используется как сырье гидрокрекинга, а тяжелый газойль каталитческого крекинга - как сырье коксования, что также способствует получению большего количества светлых нефтепродуктов. Остатки с гидрокрекинга и висбрекинга выводятся как печное топливо.

На установку ГФУ поступают, как предельные газы с гидрокрекинга и гидроочистки так и непредельные газы с каталитического крекинга, висбрекинга и коксования, где они разделяются на сухой газ, пропан-бутан (ПБ) пропан-пропиленовую фракцию (ППФ), бутан-бутиленовую фракцию (ББФ). Сухой газ и ПБ используют как бытовой газ или топливо для заводских печей. Пропан-пропиленовая фракция (ППФ), обладающая высоким октановым числом, направляется сразу на станцию смешения бензина (ССБ) в качестве высокооктанового компонента, а и часть ППФ бутан-бутиленовая фракция (ББФ) в присутствии серной кислоты на установке алкилирования подвергается процессу алкилирования, в результате чего получают дополнительное количество высокооктанового компонента автомобильного бензина и компонента дизельного топлива. Также с ГФУ выходят этилен (сырье для производства этилена) и сероводород (производство серы на установке Клауса).

Отсутствие риформинга вызывает необходимость в установке по производству водорода, сырьем для которой служит сухой газ с ГФУ.

1.4 Описание установок завода

Нефтеперерабатывающий завод, работающий по топливному варианту переработки нефти, включает следующие установки:

1   АВТ (атмосферно-вакуумная трубчатка);

2   Каталитического крекинга;

3   Гидрокрекинга;

4   Висбрекинга;

5   Замедленного коксования;

6   Гидроочистки;

7   Газофракционирующая установка (ГФУ);

8   Алкилирования;

9   Производства водорода

1.4.1 Установка атмосферно-вакуумной перегонки

Сырьем для установки АВТ является обессоленная и обезвоженная нефть. Установка состоит из атмосферного блока, представленного чаще всего двумя атмосферными ректификационными колоннами, и вакуумной колонны. На первой атмосферной колонне происходит частичное отбензинивание нефти с целью уменьшения нагрузки технологических печей по парам. Во второй атмосферной колонне происходит разделение отбензиненной нефти на бензиновую фракцию 140-190°С, широкую дизельную фракцию 190-350°С (компонент ДТ), и остаток, разделяющийся на вакуумной колонне на мазут 350-500°С (сырье процесса каталитического крекинга и гидрокрекинга) и гудрон>500°С (сырье процесса замедленного коксования и висбрекинга). От установки первичной переработки нефти зависят качество и выход компонентов топлив, а также сырья для вторичных процессов. [3]

1.4.2 Установка каталитического крекинга

Каталитический крекинг является основным промышленным процессом для производства высококачественных бензинов и Д.Т. В процессе каталитического крекинга сырье (широкая фракция 350-500°С) превращается в бензин, газ, кокс и газойлевые фракции. Целевым продуктом является бензин. Значительная часть остальных продуктов крекинга, называемых побочными, используются для получения дополнительных количеств бензина, или для приготовления других товарных продуктов. При проведении крекинг-процесса в заводских масштабах в качестве катализатора применяются пористые алюмосиликатные активированные природные глины и синтетические алюмосиликатные катализаторы в виде порошков, микросферических частиц диаметром 0,03 - 0,06 мм или таблеток и шариков размером 3-5 мм. В массе катализатор представляет собой сыпучий материал, легко транспортируемый потоками воздуха или паров сырья.

Преимущество каталитического крекинга перед термическим заключается, прежде всего, в возможности непосредственного получения больших выходов автомобильного бензина с высоким октановым числом, а также в возможности рационального использования значительной части побочных продуктов. К другим преимуществам каталитического крекинга по сравнению с термическим относятся: невысокое давление в реакционной зоне (0,5-1,5 атм. вместо 25-40 атм. при термическом крекинге), умеренные количества на единицу переработанного сырья возвращаемого в реактор рециркулирующего газойля. [3]

Основная цель процесса - служит для получения высокооктанового бензина. Каталитический процесс самый важный, т.к. он дает 50% выхода бензина из темных продуктов.

Сырье: вакуумная фракция 350-500˚С

Условия:

t=470-520˚C,

P - близко к атмосферному,

Kat - алюмосиликатный микросферический d=0,2-1,5 мм; [3]

1.4.3 Установка гидрокрекинга

Промышленная реализация гидрокрекинга началась в 50-х годах. При гидрокрекинге характерны реакции каталитического крекинга в сочетании с реакциями гидрирования. В некоторых странах, не имеющих своих месторождений газа ГК, используется для получения сжиженных газов, и одновременно получаются изооктаны-компоненты авиационного топлива. Процесс очень универсален как по сырью, так и по целевым продуктам. Гидрокрекингом можно перерабатывать любые виды сырья - от дистиллятных фракций до мазутов и гудронов. В последнем случае требуется специальная подготовка сырья (деасфальтизация, деметаллизация).

Продукты процесса гидрокрекинга получаются очень высокого качества: керосин, дизельное топливо, бензин могут использоваться непосредственно с установки. Кроме того, после ГК можно получать базовые масла высокого качества, сырье для каталитического крекинга и бензиновые фракции для последующего пиролиза и получения этилена. На установке можно применять аморфные и цеолитные катализаторы, но цеолитные предпочтительно, так как на цеолитах получают продукты более разнообразные и более высокого качества. [4]

Назначение процесса - переработка мазутов и гудронов с получением высококачественных светлых продуктов

Сырье:

фр.350-500°С

Условия:

t=400-410°C

P= 5 МПа

Kat - Al-Co - Mo микросферический d=0,2-1,5 мм;

1.4.4 Установка висбрекинга

В 80-е годы в России по аналогии с ведущими зарубежными фирмами начался возврат к легкому термическому крекингу - висбрекингу Развитие процесса висбрекинга в России сдерживается высокими затратами на производство, невысоким качеством нефтепродуктов. В основном висбрекинг входит в состав комбинированных установок ГК-3 и КТ-1. Существует два основных направления висбрекинга: висбрекинг в печи с сокинг-секцией (крекинг осуществляется непосредственно в змеевике печи) и висбрекинг с выносной реакционной камерой (мягкий крекинг). На ряде заводов освоена комбинированная схема с вакуумной перегонкой крекинг-остатка. На этой установке целевым продуктом является вакуумный газойль, который обычно используется как сырье для производства технического углерода или электродного кокса. Остаток от вакуумной перегонки применяется как сырье для получения пеков, связующий или вяжущий материал, компонент котельного или судового топлива. На установках с ВТ сокращение крекинг-остатка доходит до 40%. Назначение процесса: превращение гудрона в котельное топливо с низкой вязкостью и температурой застывания.

Сырье: Гудрон с АВТ

Условия:

t=460-500°С

P=1,4-3,5 МПа

t=1,5-2 мин

1.4.5 Установка замедленного коксования

В России и странах бывшего Советского Союза функционируют только 2 типа установок коксования: замедленного коксования и кое-где, например, в Волгограде, Комсомольске-на-Амуре, - периодического коксования. Установки периодического коксования работают по безнадежно устаревшей технологии. Установки непрерывного коксования в псевдоожиженном слое не нашли применения на российских нефтеперерабатывающих заводах, хотя первыми разработчиками их были советские специалисты. В настоящее время только фирма Эксон активно эксплуатирует эти установки.

В России самыми распространенными установками коксования считаются установки замедленного коксования. Основное назначение процесса - производство кокса и дистиллятных продуктов (бензина и газойлей) из тяжелых углеводородных остатков. Развитие этого процесса сдерживается возможностями получения на российских заводах кокса высокого качества и отсутствием технологий переработки бензинов и газойлей коксования в высококачественные продукты-бензин и дизельное топливо.

На российских установках замедленного коксования пока не удалось наладить производство игольчатого кокса - важнейшего продукта для металлургической промышленности, что объясняется как трудностями с получением специального сырья (малосернистого газойля каталитического крекинга), так и невысоким качеством оборудования установок, не позволяющим получать крекинг-остатки после термокрекинга с низким содержанием легких фракций.

Назначение процесса: производство кокса и дистиллятных продуктов (бензина и газойлей) из тяжелых у/в остатков.

Сырье: Гудрон с АВТ и тяжёлый газойль с установки каталитического крекинга.

Условия:

t=350-380˚

τ = 24-36 часов,

Р=10-15 МПа. [3]

1.4.6 Установка гидроочистки

Скорость газофазной реакции (при гидроочистке легких нефтяных фракций) возрастает с увеличением парциального давления водорода примерно до 2-3 МПа и далее почти не меняется. В жидкофазном процессе (при очистке высококипящих фракций) повышение давления водорода до очень высоких значений увеличивает скорость реакции, ускоряя транспортирование водорода через пленку жидкости к поверхности катализатора. Предел повышения давления обычно ограничивается удорожанием оборудования и составляет 7-8 МПа.

Объемная скорость подачи сырья зависит от содержания и типа гетероатомных соединений в сырье, от технологии получения сырья (первичное, вторичное) и требуемой глубины очистки. Обычно она колеблется в очень широких пределах - от 0,5 до 10 ч-'. Гидроочистку сырья с высоким содержанием тиофенов проводят с меньшей объемной скоростью, чем сырья, содержащего серу в виде меркаптанов и сульфидов. Низкая объемная скорость требуется также для переработки тяжелого сырья и сырья вторичного происхождения из-за высокого содержания непредельных и полициклических аренов, а также трудностей удаления высокомолекулярных гетероатомных соединений.

Гидроочистка в промышленности. В промышленности гидроочистку нефтяных фракций проводят при 380-420°С под давлением 2,5-4 МПа в присутствии АКМ (или АНМ) катализаторов. Соотношение водород: сырье в м3 обычно составляет (300-600):

. В этих условиях происходит полное удаление гетероатомов, металлов и гидрирование алкенов; в тяжелых фракциях частично гидрируются полициклические арены. Гидроочистке подвергают любые фракции, а также нефтяные остатки. [6]

В результате процесса получают углеводородные газы (сырье ГФУ), гидрогенизат (очищенное от сернистых соединений дизельное топливо), отгон бензина (сырье установки риформинга), сероводород (сырье установки Клауса, если она реализована).

Назначение процесса: получение высококачественного низко-сернистого летнего дизельного топлива.

Сырье: Легкий газойль коксования, каталитического крекинга, водород.

Условия:

t= 380-420˚ С

τ (подачи сырья) = 0,5-10,0 час^-1,Р=1,7-4,0 МПа. [3]

1.4.7 Газофракционирующая установка

Назначением данного процесса является получение индивидуальных легких углеводородов или углеводородных фракций высокой чистоты. Газофракционирующие установки подразделяются по типу перерабатываемого сырья на ГФУ предельных и ГФУ непредельных газов. Сырье поступает на ГФУ в газообразном и жидком (головки стабилизации) состоянии. На ГФУ предельных газов подаются газы с установок первичной перегонки, каталитического риформинга (в том числе водород) и гидрокрекинга. На ГФУ непредельных газов - с установок каталитического крекинга и коксования.

Продуктами установки являются водород, сухой газ (в заводское кольцо), пропан-пропиленовая фракция, бутан-бутиленовая фракция (сырье процесса алкилирования).

1.4.8 Установка алкилирования

Процесс разработан русским учёным Ипатьевым в 1932 году. Катализатором процесса является серная либо плавиковая кислота

Назначение процесса: получение высокооктановых компонентов бензина (алкилата).

Сырье: Бутан-бутиленовая фракция с ГФУ

Условия процесса:

t= 0-10˚ С

Р=0,3-1,2 МПа. [3]

1.4.9 Установка по производству водорода

Назначение процесса: Получение водорода методом паровой каталитической конверсии газового сырья с целью обеспечения им установок гидроочистки и гидрокрекинга.

Сырье:

Наиболее благоприятным сырьем является метан, можно использовать сухие газы, получающиеся на НПЗ

Условия процесса:

t= 850˚С

Р=2-3МПа

Каt - ГИАП-5 (никель на a-окиси алюминия с добавками оксидов щелочноземельных металлов).

1.5 Язык программирования Turbo Pascal 7.0

Turbo Pascal 7.0 был выпущен фирмой Borland International в 1992 году и включает в себя как язык программирования - одно из расширения языка Паскаль для IBM-совместимых компьютеров, так и среду, предназначенную для написания, отладки и запуска программ.

Язык характеризуется расширенными возможностями по сравнению со стандартом, хорошо развитой библиотекой модулей, позволяющих использовать возможности операционной системы, создавать оверлейные структуры, организовывать ввод-вывод, формировать графические изображения.

Среда программирования позволяет создавать тексты программ, компилировать их, находить ошибки и оперативно исправлять их, компоновать программы из отдельных частей, включая стандартные модули, отлаживать и выполнять отлаженную программу. Пакет предоставляет пользователю также большой объем справочной информации.

Пакет Turbo Pascal 7.0, хотя и обладает ограниченными возможностями по сравнению с другими языками программирования и позволяет работать только в обычном режиме MS DOS, может быть использован практически на любой машине.

Среда программирования позволяет создавать тексты программ, компилировать их, находить ошибки и оперативно исправлять их, компоновать программы из отдельных частей, включая стандартные модули, отлаживать и выполнять отлаженную программу. Пакет предоставляет пользователю также большой объем справочной информации [4, стр.10].

В данном разделе кратко описаны некоторые ресурсы Turbo Pascal 7.0, использованные для написания расчетных программ курсового проекта.

Наличие модулей в Turbo Pascal позволяет программировать и отлаживать программу по частям, создавать библиотеки программ и данных, воспользоваться возможностями стандартных модулей, практически неограниченно увеличить кодовую часть программы.

Модуль CRT содержит константы, переменные и подпрограммы, предназначенные для работы с консолью. В отличие от стандартного ввода-вывода, когда он осуществляется через операционную систему, подпрограммы данного модуля работают с BIOS, и даже непосредственно с видеопамятью.

При работе с экраном через модуль CRT весь экран разбивается на отдельные строки, а каждая строка на отдельные позиции, в каждую из которых можно поместить один символ (в том числе и пробел). Таким образом, весь экран разбивается на отдельные неделимые прямоугольные элементы. Для каждого элемента можно задать цвет фона, и цвет символа. Кроме того, в случае необходимости, символ можно сделать мерцающим. Вся эта информация (атрибуты символа) размещается в одном байте информации.

Подпрограмма PROCEDURE предназначена для выполнения какой-то законченной последовательности действий. Любая процедура начинается с заголовка. В отличие от основной программы заголовок в процедуре обязателен. Он состоит из зарезервированного слова Procedure, за которым следует идентификатор имени процедуры, а далее в круглых скобках - список формальных параметров. За заголовком могут идти такие же разделы, как и в основной программе. Но в отличие от основной программы, процедура завершается не точкой, а точкой с запятой.

Для вызова процедура из основной программы или другой подпрограммы следует записать оператор, состоящий из имени процедуры и списка фактических параметров, которые должны совпадать по количеству и типам с формальными параметрами процедуры.

Условный оператор IF реализует алгоритмическую конструкцию "развилка” и изменяет порядок выполнения операторов в зависимости от истинности или ложности некоторого решения. Существует два варианта оператора: полная развилка if. then. else (если … тогда … иначе) и укороченная развилка if. then (если … тогда). Так как оператор IF является единым предложением, ни перед then, ни перед else точку с запятой ставить нельзя.

Оператор цикла REPEAT организует выполнение цикла, состоящего из любого количества операторов, с неизвестным заранее числом повторений. Тело цикла выполняется хотя бы один раз. Выход из цикла осуществляется при истинности некоторого логического выражения. При реализации данного цикла своеобразными операторными скобками служат слова repeat (повторять) и until (до тех пор пока), поэтому точку с запятой перед словом until ставить не обязательно.

Оператор цикла FOR организует выполнение одного оператора заранее известное число раз. Существует два варианта оператора: for. to. do и for down to. do. Цикл действует таким образом. Сначала вычисляются и запоминаются начальное и конечное значения параметра цикла. Далее параметру цикла присваивается начальное значение и сравнивается с конечным. Затем, пока параметр цикла меньше или равен конечному значению (в первом варианте оператора) или больше или равен ему (во втором варианте), выполняется очередная итерация; в противном случае происходит выход из цикла. Оператор цикла FOR может быть не выполнен ни разу.

Структурированный тип данных МАССИВ представляет собой фиксированное значение однотипных компонент, снабженных индексами. Он может быть одномерным и многомерным. Чтобы задать тип-массив, используется зарезервированное слово array, после которого следует указать тип индекса компонент (в квадратных скобках) и далее поле слова of тип самих компонент. Введя тип-массив, можно затем задавать переменные или типизированные константы этого типа. Размерность и тип компонент массива могут быть любыми.

Доступ к компонентам массива осуществляется указанием имени массива, за которым в квадратных скобках помещается значение индекса компоненты.

Строка типа STRING. В Turbo Pascal тип-строка (стандартный тип string) - есть последовательность символов задаваемой в квадратных скобках произвольной длины (по умолчанию - 255 символов). Строку можно рассматривать как массив символов, однако из-за широкого использования строк и их некоторых особенностей по сравнению со стандартными массивами, они выделены в отдельный тип данных.

Стандартные процедуры и функции для работы с файлами:

Assign (f, name) - связывает файловую переменную f с внешним файлом, имеющим имя name.

Close (f) - закрывает внешний файл, с которым связана файловая переменная f. При этом в случае необходимости в содержимое файла вносятся все произведенные изменения.

Reset (f) - открывается существующий файл, с которым связана файловая переменная f, и указатель текущей компоненты файла настраивается на начало файла (только для чтения).

Rewrite (f) - открывается новый пустой файл (только для записи), и ему присваивается имя, заданное процедурой assign.

1.6 Принципы расчета материальных балансов

Исходные данные для расчета материального баланса установки первичной переработки нефти АВТ составляются согласно потенциального содержания соответствующих фракций в исследуемой Танатарской нефти (табл.1). Для установок вторичной переработки нефти отправные значения (% масс. на сырье) берутся из справочных данных.

Материальный баланс должен отражать статьи прихода и расхода потоков, представленные в % масс. на сырье и на нефть, а также производительность установки в т/сутки и тыс. т/год. Для этого используются следующие формулы пересчета:

где  - количество потока, % масс. на нефть;

 - количество потока, % масс. на сырье;

N - количество дней работы установки в году;

 - годовая производительность установки, тыс. т/год;

 - суточная производительность установки, т/сут;

= 6 000 - производительность НПЗ, тыс. т/год

1.7 Описание работы программы для расчета материальных балансов

Программа расчета материальных балансов по переработке нефти Plant. pas сводится к последовательному расчету материальных балансов отдельных процессов и сводного материального баланса завода.

Исходные данные вводятся с клавиатуры после соответствующих запросов при запуске программы, а именно: "Введите имя файла для вывода результатов (*. dat):", "Введите производительность завода (тыс. т/год):", "Введите название нефти:", "Введите потенциальное содержание фракций в нефти (% масс.)".

Тело программы состоит из трех подпрограмм типа процедура (ENTER, ENTER1, OUT) и основной программы.

Процедура OUT осуществляет вывод в файл результатов расчета производительности установок по сырью, нефти и продуктам в величинах т/сут и тыс. т/год, а также вывод наименований продуктов в конечные таблицы балансов.

Процедура ENTER осуществляет в операторе цикла FOR заполнение массива наименований для указанной установки, считываемого из исходного файла данных 1. dat наименований продуктов.

Процедура ENTER1 заполняет в операторе цикла FOR массив значений соответственно наименованию для указанной установки (вводит % по сырью на выходах) из исходного файла 2. dat.

В основной программе содержится описание переменных программы, задается тип (массив, строка) для переменных, связанных с исходными файлами.

В теле основной программы производится считывание с клавиатуры необходимых для расчета начальных параметров, таких как имя файла для вывода результата, производительность завода (тыс. т/год), название нефти, потенциальное содержание фракций в нефти (% масс.). В случае, если сумма введенных % масс. для фракций нефти не равна 100 %, программа выводит сообщение об ошибке, сигнализирующее красным цветом c помощью процедуры TextColor (12). Затем появляется сообщение: "Нажмите любую клавишу и повторите ввод", и пользователю предоставляется возможность повторно ввести процентное потенциальное содержание фракций в нефти. Процедура повторяется до тех пор, пока сумма введенных концентраций ни будет равняться 100 % масс.

Далее проводится расчет внутренних переменных для процедуры OUT по каждой установке и для сводного баланса завода.

Проценты по сырью на входе (статьи прихода) для материальных балансов берутся из предыдущего материального баланса согласно схеме завода.

Проценты по сырью на выходе (статьи расхода) каждого материального баланса (кроме АВТ и сводного по НПЗ) содержатся в файле данных 2. dat и считываются с помощью процедуры ENTER1.

Использование процедур ENTER и ENTER1 позволяет упростить расчет материальных балансов отдельных установок и завода в целом для различных нефтей и производительностей завода, которые задает пользователь. При этом расчет ведется по топливному варианту переработки нефти согласно предложенной поточной схеме.

1.7.1 Основные переменные, используемые в программе

a [i] - наименование сырья и продуктов процесса;

b [i] - количество продуктов, % масс. на сырье;

c [i] - количество сырья и продуктов, % масс. на нефть;

F0 - производительность установки по нефти;

Ff - производительность завода, тыс. т/год;

N1, N2 - счетчики строк в статьях прихода и расхода соответственно;

N3 - количество рабочих дней установки в году.

Процедура OUT в операторах цикла FOR производит суммирование значений, необходимых для заполнения итоговых граф в таблицах материальных балансов:

S20, S21 - сумма % масс. на нефть для статьи прихода и расхода;

S10, S11 - сумма % масс. на сырье для статьи прихода и расхода:

S30, S31 - сумма производительностей отдельных продуктов статьи прихода и расхода соответственно, т/сут;

S40, S41 - сумма производительностей отдельных продуктов статьи прихода и расхода соответственно, тыс. т/год;

Summ - суммарное потенциальное содержание фракций в нефти (значения для отдельных фракций задаются пользователем согласно справочных данных), % масс. на нефть.

1.7.2 Листинг программы расчета материальных балансов (рlant. pas)

Исходные расчетные данные.

Файл 1. dat - содержит список наименований продуктов, используемый при выводе таблиц материальных балансов установок и завода:

Файл 2. dat - содержит значения % масс. продуктов по сырью соответственно наименованию для указанной установки (или завода в целом);

Имя файла для вывода результатов: Mbal. dat;

Название нефти: Танатарская (3 млн. тонн);

Потенциальное содержание фракций в нефти (% масс.):

бензин 140-190°С: 4,22;

диз. топливо 190-350°С: 42,51;

вак. газойль 350-500°С: 32,27;

гудрон > 500°С: 21,00.

Листинг программы:

PROGRAM PLANT;Crt;Mass1 = Array [1.17] of String [25];= Array [1.17] of Real;ABT,GK,KK,Koks,GO,VB,GFU,ALK,NPZ: Mass1;,GK1,KK1,Koks1,GO1,VB1,GFU1,ALK1,NPZ1: Mass2;,ff: Integer;,S,S10,S20,S30,S40,S11,S21,S31,S41: Real;,f2,dat: text;: String [10];OUT (aa: Mass1; cc: Mass2; N1,N2,N3: integer; R: Real);f0: Real; bb: Mass2;cc [1] =0 Then Exit: =0; S20: =0; S30: =0; S40: =0; S11: =0; S21: =0; S31: =0; S41: =0; f0: =0;i: =1 to N1 do S20: =S20+cc [i];: =S20*ff/100;(dat,#201);i: =1 to 25 do write (dat,#205);(dat,#203);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#203);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#203);i: =1 to 18 do write (dat,#205); (dat,#187);

writeln;(dat,#186,' НАИМЕНОВАНИЕ ',#186: 8,' % НА ',#186,' % НА ',#186,'ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ',#186);(dat,#186,#186: 26,' СЫРЬЕ ',#186,' НЕФТЬ ',#186,' Т/СУТ ',#186,'Т. Т/ГОД ',#186);

write (dat,#204);i: =1 to 25 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 8 do write (dat,#205);(dat,#185);;(dat,#186,' ПРИХОД',#186: 19, #186: 10, #186: 10, #186: 10, #186: 9);i: =1 to N1 do bb [i]: =cc [i] /S20*R;i: =1 to N1 do: =S10+bb [i];: =S30+bb [i] *f0/N3*10;: =S40+bb [i] *f0/100;;i: =1 to N1 do(dat,#186,aa [i]: 24,' ',#186,' ',bb [i]: 6: 2,#186: 3,' ',cc [i]: 6: 2,#186: 3);(dat,bb [i] *f0/N3*10: 7: 1,#186: 3,bb [i] *f0/100: 6: 1,#186: 3); end;(dat,#204);i: =1 to 25 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 8 do write (dat,#205);(dat,#185);;(dat,#186,' ИТОГО: ',#186: 19,' ',S10: 6: 2,#186: 3,' ',S20: 6: 2,#186: 3);(dat,S30: 7: 1,#186: 3,S40: 6: 1,#186: 3);(dat,#204);i: =1 to 25 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 8 do write (dat,#205);(dat,#185);;(dat,#186,' РАСХОД',' ': 18,#186,#186: 10,#186: 10,#186: 10,#186: 9);i: =N1+1 to N2 do S21: =S21+cc [i];i: =N1+1 to N2 do cc [i]: =cc [i] *S20/S21;: =0;i: =N1+1 to N2 do S21: =S21+cc [i];i: =N1+1 to N2 do bb [i]: =cc [i] /S21*R;i: =N1+1 to N2 do: =S11+bb [i];: =S31+bb [i] *f0/N3*10;: =S41+bb [i] *f0/100;;i: =N1+1 to N2 do(dat,#186,aa [i]: 24,' ',#186,bb [i]: 6: 2,#186: 4,cc [i]: 6: 2,#186: 4);(dat,bb [i] *f0/N3*10: 6: 1,#186: 4,bb [i] *f0/100: 6: 1,#186: 3);;(dat,#204);i: =1 to 25 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#206);i: =1 to 8 do write (dat,#205);(dat,#185);;(dat,#186,' ИТОГО: ',#186: 19,' ',S11: 6: 2,#186: 3,' ',S21: 6: 2,#186: 3);(dat,S31: 7: 1,#186: 3,S41: 6: 1,#186: 3);(dat,#200);i: =1 to 25 do write (dat,#205);(dat,#202);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#202);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#202);i: =1 to 9 do write (dat,#205);(dat,#202);i: =1 to 8 do write (dat,#205);(dat,#188);(dat);;ENTER (N: integer; Var aaa: Mass1);i: =1 to N do(f1,aaa [i]);;ENTER1 (N: integer; Var bbb: Mass2);i: =1 to N do Read (f2,bbb [i]);(f2);;; (15,3);('РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНЫХ БАЛАНСОВ НПЗ И ЕГО УСТАНОВОК');(15,5);('Введите имя файла для вывода результатов (*. dat): ');

readln (Name);(dat,Name); Rewrite (dat);(f1,'1. dat'); Reset (f1);(f2,'2. dat'); Reset (f2);

write (' ': 14,'Введите производительность завода (тыс. т/год): ');

readln (ff);(' ');

writeln (dat,' ': 15,'МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ АВТ');

ENTER (5,ABT);(15,9);(' ');

write (' ': 15,'Введите название нефти: ');

readLn (ABT [1]);[1]: =100;: =0; (15);(' ': 5,'Введите потенциальное содержание фракций в нефти ',ABT [1],' (% масc.): ');

for i: =2 to 5 do(ABT [i],'. ');(ABT1 [i]);: =S+ABT1 [i];;: =Trunc (S*100) /100;Summ<>100.0 then;(30,10);(12);('ОШИБКА!!! СУММА = ',Summ: 5: 2,' %');

writeln (' Сумма концентраций должна быть равна 100 %!!! Нажмите любую калавишу и повторите ввод');

readkey;;;Summ=100.0; (ABT,ABT1,1,5,345,100);(dat,' ': 7,'МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА');

ENTER (6,KK);(6,KK1);[1]: =ABT1 [6] /2; (KK,KK1,1,6,345,100);(dat,' ': 10,'МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ГИДРОКРЕКИНГА');

ENTER (9,GK);(9,GK1);[1]: =ABT1 [6] /2;[2]: =Koks1 [6];(GK,GK1,3,9,345,100);

writeln (dat,' ': 13,'МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ КОКСОВАНИЯ');

ENTER (7,Koks);(7,Koks1);[1]: =ABT1 [7] /2;[2]: =KK1 [5];(Koks,Koks1,2,7,345,100);

writeln (dat,' ': 10,'МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ВИСБРЕКИНГА');

ENTER (5,GK);(5,GK1);[1]: =ABT1 [7] /2; (GK,GK1,1,5,345,100);(dat,' ': 13,'МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ГИДРООЧИСТКИ');

ENTER (10,GO);(10,GO1);(GO,GO1,4,10,345,100.25);

writeln (dat,' ': 15,'МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ГФУ');

ENTER (12,gfu);[1]: =Koks1 [3] *0.006+VB1 [2] *0.002+KK1 [2] *0.001+GO1 [6] *0.06;[2]: =Koks1 [3] *0.232+VB1 [2] *0.16+KK1 [2] *0.034+GO1 [6] *0.13+GK1 [4] *0.069;[3]: =Koks1 [3] *0.153+VB1 [2] *0.17+KK1 [2] *0.028+GO1 [6] *0.21+GK1 [4] *0.14;[4]: =Koks1 [3] *0.045+VB1 [2] *0.025+KK1 [2] *0.045;[5]: =Koks1 [3] *0.266+VB1 [2] *0.305+KK1 [2] *0.345+GO1 [6] *0.32+GK1 [4] *0.447;[6]: =Koks1 [3] *0.129+VB1 [2] *0.143+KK1 [2] *0.237;[7]: =Koks1 [3] *0.031+VB1 [2] *0.195+KK1 [2] *0.26+GO1 [6] *0.28+GK1 [4] *0.344;[8]: =gfu1 [1];[9]: =gfu1 [2] +gfu1 [3];[10]: =gfu1 [4];[11]: =gfu1 [5];[12]: =gfu1 [6] +GFU1 [7]; (gfu,gfu1,6,12,320,100);(dat,' ': 13,'МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ АЛКИЛИРОВАНИЯ');

ENTER (3,Alk); ENTER1 (3,Alk1);[1]: =gfu1 [12]; (Alk,Alk1,2,6,345,100);(dat,' ': 18,'СВОДНЫЙ МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС НПЗ');

ENTER (8,NPZ);[1]: =100;[2]: =GK1 [4] +GO1 [5];[3]: =gfu1 [9];[4]: =gfu1 [10];[5]: =gfu1 [12] +gfu1 [11] +Alk1 [3];[6]: =ABT1 [2] +KK1 [2] +VB1 [3] +GK1 [6] +GO1 [7] +ALK1 [3] +Koks1 [4];[7]: =ABT1 [3] +KK1 [3] +VB1 [4] +GK1 [7] +GO1 [8] +ALK1 [4] +Koks1 [5];[8]: =VB1 [4] +Koks1 [7];[8]: =Koks1 [8];[9]: =100-NPZ1 [2] - NPZ1 [3] - NPZ1 [4] - NPZ1 [5] - NPZ1 [6] - NPZ1 [7] - Koks1 [8];(NPZ,NPZ1,1,9,365,100);(f1); (f2);(dat);('РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНЫХ БАЛАНСОВ УСПЕШНО ЗАВЕРШЕН! ');.

1.8 Результаты расчета

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ АВТ

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ГИДРОКРЕКИНГА

СВОДНЫЙ МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС НПЗ

2. Технологический расчет установки замедленного коксования

2.1 Технологическая схема и режим работы [8]

При выборе технологической схемы необходимо учитывать возможность обеспечения заданной производительности установки по сырью, выходу и качеству целевых продуктов при достаточно высоких технико-экономических показателях.

Исходное сырье - гудрон или крекинг-остаток - подается насосом Н1 двумя параллельными потоками в трубы подовых и поточных экранов печей П1 и П2, где оно нагревается до температуры 350-380°С. Затем сырье поступает в нижнюю часть колонны К1 на верхнюю каскадную тарелку. Сюда же под нижнюю тарелку поступают горячие газы и пары продуктов коксования, образующиеся в двух параллельных камерах Е1 или Е2.

В колонне сырье встречается с восходящим потоком газов и паров, и в результате контакта тяжелые фракции паров конденсируются и смешиваются с сырьем. Таким образом, в нижней части колонны образуется смесь сырья с рециркулятом, обычно называемым вторичным сырьем.

Вторичное сырье с низа колонны К1 забирается насосом Н2 и возвращается в змеевики печи П1 и П2, в верхние трубы конвекционной секции и правые подовые и потолочные экраны. Эта часть труб относится к реакционному змеевику, здесь вторичное сырье нагревается до 490-510°С. Во избежание закоксовывания труб этой секции, в трубы потолочного экрана подают перегретый водяной пар, так называемый турбулизатор.

Парожидкостная смесь из печей П1 и П2 вводится параллельными потоками в две работающие камеры Е1; две другие камеры Е2 в это время подготавливают к рабочему периоду цикла. Горячее сырье подается в камеры вниз и постепенно заполняет ее. Пары продуктов разложения непрерывно выводятся из камеры сверху и поступают в колонну К1, а тяжелый остаток остается и постепенно превращается в кокс.

В колонне К1 продукты коксования разделяются. С верха колонны уходят пары бензина и воды, а также газ коксования. Эти продукты проходят аппарат воздушного охлаждения Х1, затем водяной холодильник Х2 для дополнительного охлаждения и поступают в водогазоразделитель С1, где разделяются на водный конденсат, нестабильный бензин и жирный газ.

Часть нестабильного бензина нагнетается насосом Н3 в качестве орошения на верхнюю тарелку колонны К1. Балансовое количество бензина проходит теплообменник Т1 и пароперегреватели, где нагревается за счет тепла легкого газойля и передается в секцию стабилизации.

Легкий и тяжелый газойли, отводимые из отпарных колонн К2 и К3 отправляются соответственно насосами Н4 и Н5 через теплообменники нагрева нестабильного бензина Т1, водяного конденсата Т2, и аппараты воздушного охлаждения Х-3 и Х4 в резервуары.

После заполнения камер коксом камеры отключают и продувают водяным паром для удаления оставшихся жидких продуктов и нефтяных паров. Удаляемые продукты поступают сначала в колонну К1, а затем, когда температура кокса понизится до 400-405°С, поток паров отдувают в преемник Е3. Подачу водяного пара продолжают до снижения температуры кокса до 200°С, далее в камеру подают воду до тех пор пока в сливной трубе приемника Е3 не появится вода.

Производительность установок замедленного коксования обычно составляет 0,3-0,6 млн. т. в год, но может достигать 1,5 млн. т. в год.

На установках с низкой производительностью требуются 2-3 коксовых камеры при одной трубчатой печи. Число аппаратов определяется расчетным путем.

Для производства нефтяного кокса используют остатки, имеющие плотность 980-1020 кг/м³, коксуемость по Конрадсону 4-10% масс. И содержащие 0,4-2,5% серы.

Чем больше коксуемость сырья, тем более высокими должны быть технико-экономические показатели процесса.

Если кокс предназначается для изготовления графитированной продукции, в качестве сырья применяются дистиллятные крекинг-остатки с низким содержанием серы и зольных элементов.

2.2 Принцип расчета реакционных камер установки коксования [9]

Исходные данные: производительность установки посырью G_с=104,2 т/ч; выход кокса Х_к=24% на сырье; плотность кокса r_к=900 кг/м³; плотность сырья r_с=995 кг/м³; объемная скорость подачи сырья w=0,15 ч^-1;

1. Количество кокса:  кг/ч

2. Объем образовавшегося кокса:  м³/ч

3. Реакционный объем камер:  м³

4.       Сечение и диаметр камеры:  м²   м

5.       Высота цилиндрической части камеры:  м

6.       Объем кокса, образующийся за один час:  м³

. Приращение высоты слоя в камере за один час:  м

8.       Высота коксового слоя в заполненной коксом камере: м

9. Высота вспученной массы:  м

10.     Общая высота камеры:  м

2.3 Программа расчета реакционных камер

Программа позволяет осуществить простейший расчет по определению размеров камер установки коксования. Ввод данных осуществляется с клавиатуры, а результаты расчета заносятся в выбранный пользователем файл отчета.

PROGRAM KOKS;Crt;,g2,x,ku1,ku2,c1,v1,v2,v3,hc,hk,h1,h2,D,H,F: Real;: text;: String [10];(15,3);

writeln ('РАСЧЕТ РЕАКЦИОННЫХ КАМЕР УСТАНОВКИ КОКСОВАНИЯ');;(15,5);('Введите имя файла для вывода результатов (*. dat): ');

readln (Name);(dat,Name); Rewrite (dat); (' ');(' ': 18,'Введите производительность установки (кг/ч): ');

readln (g1);(' ');

write (' ': 22,'Введите выход кокса на сырье (%): ');

readln (x);(' ');

write (' ': 20,'Введите относительную плотность кокса: ');

readln (ku1);(' ');

write (' ': 20,'Введите относительную плотность сырья: ');

readln (ku2);(' ');

write (' ': 7,'Введите объемную скорость подачи сырья в реакционную камеру (ч-1): ');

readln (c1);(' ');: =g1*x/100;: =g2/ku1;: =g1/ku2/c1/24;: =g1/ku2*0.15/0.2/60;: =sqrt (4*F/3.14);: =v2/F;: =v1/24;: =v3/F;1: =hk*24;

h2: =hk* (4.5+0.11* (486-500));

H: =h1+h2;(dat,'РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА РЕАКЦИОННЫХ КАМЕР');

writeln (' ');(dat,'Диаметр реакционной камеры равен',D: 8: 2,' м ');(dat,'Сечение реакционной камеры равно',F: 8: 2,' м2 ');(dat,'Высота реакционной камеры равна',H: 8: 2,' м ');

writeln (' ');(dat);

writeln ('РАСЧЕТ РЕАКЦИОННЫХ КАМЕР ЗАКОНЧЕН! ');.

2.4 Результаты расчета программы

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА РЕАКЦИОННЫХ КАМЕР

Диаметр реакционной камеры равен 40.94 м

Сечение реакционной камеры равно 1315.66 м2

Высота реакционной камеры равна 23.72 м

3. Выводы

Предлагаемая программа plant. pas для расчета материальных балансов установок и завода в целом может быть использована для анализа различных нефтей, перерабатываемых по топливному варианту согласно разработанной технологической схемы (рис.1). Таким образом значительно удалось значительно сократить объем расчетов. Кроме того, это позволяет оценить целесообразность применения того или иного сырья для получения целевых продуктов, а также рассчитать экономическую эффективность данного производства. Анализируя результаты расчетов по танатарской нефти можно сделать следующие выводы. Данная схема позволяет получить максимальный выход по бензину (21%) и значительное количество высококачественного кокса, что соответствует заданию. Однако, применение ее для переработки танатарской нефти нецелесообразно, т.к. данная нефть обладает высоким потенциальным содержанием высокоиндексных базовых масел, и позволяют получать большее количество ДТ марок А и З без применения процесса депарафинизации. Кроме того, реализация данной схемы невозможна, т.к. в ближайшее время введение в строй новых установок гидрокрекинга в России не предвидится.

Программа по расчету установки коксования позволяет значительно сократить время расчета параметров данной установки и, в частности, может быть применена студентами для решения задач.

Список литературы

1. Нефти СССР, том 4. - М.: Химия, 1974г.

2. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник. (Под ред. Школьникова В.М.), - М: Химия, 1999г.

3. Гуревич И.Л. Технология нефти ч. I,-М: Химия, 1972г.

4. Капустин В.М., Кукес С.Г., Бертолусини Р.Г. Нефтеперерабатывающая промышленность США и бывшего СССР, - М: Химия, 1995г.

5. Смидович Е.В. Технология нефти ч. II, - М: Химия, 1968г.

6. Орочко Д.И. и др. Гидрогенезационные процессы нефтепереработки. - М: Химия, 1997 г.

7. Гуреев, Фукс, Лошхи Химмотология. - М: Химия, 1978 г.

8. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа (Под ред. Бондаренко Б. И.), - М: Химия, 1983г.

9. Танатаров М.А., Ахметшина М.Н., Фасхутдинов Р.А. и др. Технологические расчеты установок переработки нефти. - М: Химия, 1987г.

10. Немнюгин C. A., Turbo Pascal (учебник), СПб.: "Питер", 2001г.

11. Фаронов В.В. "Turbo Pascal 7.0 практика программирования." Уч. пособие изд. "Нолидж” 1998г.

12. А.Н. Епашников, В.А. Епашников "Программирование в среде Turbo Pascal 7.0" Москва "Дилог-МИФИ” 1998 г.