Вкр: повышение эффективности работы установки гидроочистки за счет оптимизации блока стабилизации

1.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА ИНЖЕНЕРА
(работа-проект)
Тема
Повышение эффективности работы установки гидроочистки
за счет оптимизации блока стабилизации
Дипломник
Руководитель,
Востриков В.В.
доцент
Федоров В.И.
Санкт-Петербург
2008

2. Цель дипломной работы-проекта: выбор режимов работы стабилизационной колонны, позволяющих снизить конец кипения отгона на

15-200С для его
использования как компонента сырья
риформинга (при сохранении запасов по качеству
продукции)
Задачи:
• Моделирование существующего блока стабилизации
установки ЛЧ-24/2000 и проверка адекватности модели
• Разработка рекомендаций по изменению режимов
работы колонны К-201
• Сравнение результатов моделирования с данными
активного эксперимента
• Экономическая оценка принятых проектных решений
2

3. Разработанная модель технологической схемы

Рис. 1
3

4. Исходные данные за 10 октября 2007 года

Таблица 4 Режимные параметры блока стабилизации
Таблица 1 Фракционные составы продуктов
Доля отгона,
% об.
Температура, 0С
Стабильное ДТ,
плотность
835кг/ м3
н.к.
219
5
235
10
241
20
250
30
258
50
288
60
290
70
305
80
323
90
347
96
360
Отгон
плотность
835кг/м3
68
119
Водород
87.40
Метан
265
Давление верха (абс.)
кПа
700
Температура низа
0С
256
Температура верха
0С
175
Не выше 200
нм3/час
8750
От 2000 - 9000
Температура ВСГ
0С
216
Расход орошения
м3/час
13.8
Температура
Параметр
Значение
Колонна К-201
От 7до 34
7.00
Нумерация
Снизу
Этан
3.71
Тарелка питания
14
Пропан
1.47
Колонна К-206
Количество тарелок
10
кПа
610
0С
23
Не ниже 20
Сепаратор С-225
Давление (абс.)
Температура
25
0.42
От 240 до 280
0С
Давление (абс.)
Количество тарелок
Прочие
компоненты
Регламентная
норма
Температура питания
Таблица 3 Конструктивные параметры
Концентрация,
% моль
Значение
Сепаратор С-205
178
201
Таблица 2 Состав ВСГ
Единицы
измерения
Колонна К-201
Расход ВСГ
150
98
Компонент
Параметр
Выход стабильного ДТЛ
кПа
103
0С
8
т/час
260
Колонна К-206
Давление (абс.)
кПа
338
нм3/час
690
Давление ВСГ (абс.)
кПа
600
Отгон с установки
т/час
2.5
Расход ВСГ
4

5.

Таблица 5
Проверка адекватности модели
1. Сравнение расчетных и фактических режимных параметров
Параметр
Единицы
измерения
Фактически
Модель
Значение
Колонна К-201
Температура питания
0С
265
265*
Давление верха (абс.)
кПа
700
700*
Температура низа
0С
256
257.3**
Температура верха
0С
175
173.3**
нм3/час
8750
8750*
Температура ВСГ
0С
216
216*
Расход орошения
м3/час
13.8
13.78**
кПа
610
610*
0С
23
23*
кПа
103
103*
0С
8
8*
т/час
260
260*
кПа
338
338*
нм3/час
690
690*
Давление ВСГ (абс.)
кПа
600
600*
Отгон с установки
т/час
2.5
2.45**
Расход ВСГ
Сепаратор С-205
Давление (абс.)
Температура
Сепаратор С-225
Давление (абс.)
Температура
Выход стабильного ДТЛ
Колонна К-206
Давление (абс.)
Расход ВСГ
*- Задавалось при расчете;
** - Вычисленное значение.
5

6. 2. Сравнение полученных по модели разгонок продуктов с лабораторными данными

Фактическая и расчетная разгонки
бензина-отгона
Фактическая и расчетная разгонки
стабильного ДТ
400
200
Температура,0С
Температура,0С
350
150
100
300
250
200
50
0
20
40
60
Доли отгона,%об.
Фактические данные
Модельные данные
Рис. 2
80
100
0
20
40
60
Доли отгона,%об.
80
100
Фактические данные
Модельные данные
Рис. 3
6

7. Разработка рекомендаций по выбору режимов работы колонны К-201

200
190
180
170
160
150
140
240
245
250
255
260
Температура питания,°C
265
270
Температура конца кипения
отгона и верха К-201,°C
Температура конца кипения
отгона и верха К-201,°C
200
190
180
170
160
150
140
7000
7500
8000
8500
9000
Расход ВСГ,нм³/час
Температура конца
кипения отгона
Температура верха К-201
Температура конца
кипения отгона
Температура верха К-201
.
.
..
..
рис. 4
рис. 5
Температура конца кипения
отгона,°C
Температура конца кипения
отгона и верха К-201,°C
230
220
210
200
190
180
170
160
150
10
11
12
13
14
15
Расход орошения,м³/час
Температура конца
кипения отгона
Температура верха К-201
.
рис.
.. 6
16
17
200
195
190
185
180
155
160
165
170
Температура верха К-201,°C
175
При изменении температуры питания
При изменении расхода ВСГ
При изменении расхода орошения
рис. 7
7

8. Результаты активного эксперимента Эксперимент проводился цехом №4 и аналитическим центром ООО «КИНЕФ» при участии ООО «НАУКА»

Таблица 6
8

9. Сравнение результатов моделирования с данными 1-го этапа активного эксперимента

Температура конца кипения
отгона и верха К-201,°C
Сравнение результатов моделирования с данными 1-го этапа
активного эксперимента
230
220
210
200
190
180
170
160
150
0
1
2
3
Приращение расхода орошения, м³/час
Температуры конца кипения отгона(модель)
Температуры верха К-201(модель)
Температуры конца кипения отгона(эксперемент)
Температуры верха К-201(эксперемент)
Ряд3
Ряд4
Рис. 8
9

10.

Таблица 7
10

11. Содержание сероводорода в гидроочищенном ДТ

600
500
Н2S, мв
400
300
200
100
0
11.12 12.12 13.12 14.12 15.12 16.12 17.12 18.12 19.12 20.12 21.12
Время иследования, число.месяц
Результаты проб ДТ по
содержанию Н2S
Допустимая регламентная
норма содержания Н2S
Начало эксперимента
Рис. 9
11

12. Экономическая оценка принятых проектных решений

• 1. Существующий вариант
Количество легких углеводородов – 2.2 т/ч
Отводятся как отгон гидроочистки, вовлекаются в товарное ДТ.
Себестоимость отгона * - 10 000 руб./т
• 2. Предлагаемый вариант
Количество легких углеводородов – 2.2 т/ч, в том числе:
Непосредственно входят в компонент ДТ гидроочищенного - 0.8 т/ч.
Используются в качестве компонента сырья риформинга - 1.4 т/ч.
Себестоимость сырья риформинга г/о * - 11 000 руб./т
* по данным отдела экономики и маркетинга ООО «КИНЕФ»
Основной экономический эффект связан с переводом 1.4 т/ч побочной
продукции в более высокую ценовую категорию.
• Годовой экономический эффект = (11 000 – 10 000)руб./т * 1.4т/ч * *
8 760ч/год = 12.3млн. руб./год
12

13. выводы

• Температура конца кипения бензина-отгона может быть
снижена на 15-20оС за счет изменения режима работы
К-201 при сохранении запасов по качеству стабильного
ДТ;
• При устойчивой работе блока на существующем
оборудовании температура отгона была снижена до
188оС;
• При переходе на новый режим выход стабильного ДТ
возрастет на 0.8 т/ч, а рациональное использование
отгона приведет к экономии более 12 млн. руб в год;
• В случае производственной необходимости расход ВСГ
в К-201 может быть снижен на 10-15% без нарушения
регламентных норм по качеству продукции.
13

14. Первая стадия эксперимента

Расход орошения К-201, м3/ч
Температура верха К-201,0С
Расход отгона из К-201, м3/ч
Расход отгона из К-206, т/ч

15. Вторая стадия эксперимента

Расход орошения К-201, м3/ч
Расход ВСГ в К-201, нм3/ч
Расход отгона из К-201, м3/ч
Расход отгона из К-206, т/ч

16. Фактическая температура конца кипения сырья риформинга за 2-ю половину 2007 г.

Температура к.к., 0С
181
178
175
172
169
166
01.07.2007
01.10.2007
01.01.2008
Регламентная норма
Смесь №1. Включает смесь отгона с установки ЛЧ-24/2000 – 2.5 м3/час с сырьем
установки ЛЧ-35/11/1000 – 110 м3/час (реальное соотношение).
Фракционный состав сырья риформинга, отгона и смеси №1
Температура выкипания, оС
НК
10%
50%
90%
96%
КК
Сырье ЛЧ-35/11/1000
103
111
128
155
164
170
Отгон ЛЧ-24/2000
90
127
148
172
184
195
Смесь №1
102
112
129
155
164
173