Обоснование выбора нефти для производства базовых масел и продуктов специального назначения. Групповой состав и физико-химические свойства масляных погонов, деасфальтизата и базовых масел. Описание технологической схемы и процессов в основных аппаратах.
Как правило, к факторам, которые оказывают влияние на изменение требований к качеству автомобильных моторных масел, относятся: форсирование двигателя, стремление увеличить сроки смены масел, снизить расход топлива и уменьшить выбросы с выхлопными газами. Использование гидрогенизационных процессов в схеме производства масел позволит не только расширить ресурсы масляного сырья, но и вырабатывать масла с более высоким индексом вязкости. По ряду субъективных и объективных факторов в Беларуси сложилась парадоксальная ситуация, когда производители масел, желая иметь максимальную прибыль и, не имея возможностей поднять отпускную цену, на первое место ставят минимизацию затрат на их производство, в том числе и на приобретение присадок. Желание производить масла по минимальной себестоимости (что однако не ведет к улучшению качеств масел) объясняется также потоком “левой”, непроверенной продукции, поступающей на рынок. Гудроны Северо-варьеганской нефти обладают значительным содержанием масляных компонентов, а остатки производства масел удовлетворительными характеристиками для производства битумов.Как видно из таблицы 2.2 данная фракция содержит значительное количество парафиновых углеводородов, что предполагает применение каталитических процессов для понижения температуры застывания базового масла. В справочной литературе [1] отсутствуют характеристики данной фракции, поэтому основные показатели были получены методом интерполяции характеристик фракций 450-470°С и >470°С. Структурно-групповой состав и физико-химические характеристики данной фракции, а также базового масла, полученного на ее основе представлена в таблице 2.3. В таблице представлена характеристика углеводородов полученных из фракции адсорбционным методом. Структурно-групповой состав и физико-химические характеристики данной фракции, а также базового масла, полученного на ее основе представлена в таблице 2.4.Исходя из выше сказанного, на установке ВТ производим разделение на погоны: легкий вакуумный газойль, фракция 360-420°С, фракция 420-490°С, фракция 490-550°С, фракция>550°С и затемненный продукт. Фракция 420-490°С для извлечения тяжелых ароматических углеводородов направляется на установку селективной очистке. Выходы фракций составят: фракция 360-420°С=2000000·39,05848/100=781160т/г фракция 420-490°С=2000000·20,637427/100=412740т/г фракция 490-550°С=2000000·10,98830/100=219760т/г фракция > 550°С=2000000·25,615789/100= 512300т/г На установку селективной очистки 1 поступает фракция 360-420°С, исходя из данных таблицы 2.1 рафинат составит 65,8 % от фракции. Предполагаем что гидрированию до метано-нафтеновых углеводородов во фракции 420-490 С° подвергаются 4,2 % тяжелых и средних ароматических углеводородов, во фракции 490-550 С°-13,49 % , во фракции >550 С°-14,42 % .
План
Содержание
Введение
Мировой рынок смазочных масел, которые относятся к продукции высоких технологий, оценивается в 36 млн. т или 25,2 млрд. долларов США[17]. Большую часть этого количества составляют моторные масла.
Анализ современного отечественного рынка моторных масел свидетельствует об устойчивой тенденции расширения доли масел высокого уровня эксплуатационных свойств: выше групп Г1 и Д [18]. Как правило, к факторам, которые оказывают влияние на изменение требований к качеству автомобильных моторных масел, относятся: форсирование двигателя, стремление увеличить сроки смены масел, снизить расход топлива и уменьшить выбросы с выхлопными газами. На зарубежном рынке особенно последний фактор играет решающую роль.
Во всем мире для производства смазочных масел характерно ухудшение сырьевой базы. В этой связи необходимо совершенствование существующей и разработка новой технологии с учетом особенностей перерабатываемого сырья, экономики и экологии. Наиболее актуальным направлением в производстве масел на сегодняшний день является снижение энергоемкости получаемых продуктов. Этого стремятся достичь за счет интенсификации отдельных процессов: получение узких масляных дистиллятов на установке ВТ, применение более эффективных и экономичных растворителей, для установок деасфальтизации и селективной очистки, введение в эксплуатацию нового оборудования (кристаллизаторов смешения, роторно-дисковых контакторов).
Особая роль в схеме получения высококачественных масел в схеме современного маслоблока принадлежит гидрогенизационным процессам: гидрокрекингу, гидрооблагораживанию, каталитической депарафинизации, каталитическай гидроизомеризации. Использование гидрогенизационных процессов в схеме производства масел позволит не только расширить ресурсы масляного сырья, но и вырабатывать масла с более высоким индексом вязкости.
Важное значение для удовлетворения норм на эксплуатационные свойства масел имеют присадки, количество которых составляет от 2% до 17%. В связи с ростом автомобильного парка и недостаточным объемом производства отечественных присадок в начале 90-х годов в моторных маслах для легковых автомобилей стали широко использовать многофункциональный пакет присадок фирмы Лубризол -Lz 4701 В. В этом случае концентрация присадок снизилась. В настоящее время на нашем и российском рынке стали активно работать все основные мировые производители присадок. Это резко ужесточило конкурентную борьбу за рынке сбыта присадок, которая, в основном, свелась к предложению так называемых “экономичных” пакетов, обеспечивающих при достаточно низкой концентрации предельно допустимый нижней уровень качества.
По ряду субъективных и объективных факторов в Беларуси сложилась парадоксальная ситуация, когда производители масел, желая иметь максимальную прибыль и, не имея возможностей поднять отпускную цену, на первое место ставят минимизацию затрат на их производство, в том числе и на приобретение присадок. Вопросы качества товарных масел не являются приоритетными и в отличии от топлива слабо контролируются и афишируются. С точки зрения потребителей высококачественную продукцию можно и нужно приобретать по высокой цене с реальной прибылью для производства.
Желание производить масла по минимальной себестоимости (что однако не ведет к улучшению качеств масел) объясняется также потоком “левой”, непроверенной продукции, поступающей на рынок. Все подделки реализуются по демпинговым ценам, что ставит в неравные условия нефтяные компании и “теневой” бизнес[19].
Кроме того, крайне слабая испытательная база Беларуси не дает оперативного и точного контроля качества масел в эксплуатации, а информация автозаводов по этой проблеме скудна.
Последствия сложившейся кризисной ситуации Беларуси с качеством моторных масел могут быть весьма плачевны. Насыщение рынка недорогими и низкокачественными маслами будет приводить к: - снижению надежности и экономичности автомобильной техники;
- уменьшению сроков службы масел до замены и соответственно большему загрязнению окружающей среды[19].
Новым направлением обеспечения требований современных моделей автомобилей является замена традиционных масел на нефтяной основе синтетическими, которые могут использоваться в широком диапазоне рабочих характеристик. В странах Западной Европы уже сейчас почти в 30% легковых автомобилей используется синтетическое масло.[20]
Смазочные масла из нефтяного сырья, как свежие, так и отработанные, являются одним из основных источников загрязнения окружающей среды, главным образом изза низкой биоразлагаемости. В связи с этим возникает интерес к техническому использованию масел из сырья животного и растительного происхождения[21]. Успешно в этом направлении ведутся работы в США и Германии. Соотношение объемов производства различных компонентов товарных моторных масел приведено в таблице 1[20].
Таблица 1- Компонентный состав смазочных масел, применяемых в Западной Европе
Компонент Доля компонента, % мас.
1990г. 1995г. 2000г.
Базовые нефтяные масла 86,0 83,0 79,2
Регенерированные масла 3,7 3,3 3,3
Масла на синтетической и растительной основе 2,8 5,8 9,2
Присадки 7,5 7,9 8,3
Как видно из таблицы 1, наблюдается тенденция к увеличению доли нетрадиционных компонентов смазочных масел.
Таким образом, чтобы удовлетворять современным требованиям к эксплуатационным и экологическим свойствам смазочных масел, маслоблок нефтеперерабатывающего завода должен иметь в своем составе высокоэффективные процессы производства, очистки и компаундирования масел. нефть масляный деасфальтизат технологический
1. Выбор и обоснование выбора нефти для производства базовых масел и продуктов специального назначения
Для выполнения данного курсового проекта я выбрал нефть Северо-варьеганского, Бх, валажин месторождения. Данная нефть характеризуется высоким содержанием масляных фракций, фракции нефти обладают значительным содержанием парафино-нафтеновых углеводородов, повышенными вязкостными свойствами, имеют высокое значение ИВ. Гудроны Северо-варьеганской нефти обладают значительным содержанием масляных компонентов, а остатки производства масел удовлетворительными характеристиками для производства битумов. Недостатком данной нефти является значительное содержание парафиновых углеводородов, что увеличивает температуру застывания базовых масел, исходя из чего, в схеме маслоблока необходимо предусмотреть установки извлечения парафиновых углеводородов. Характеристика Северо-варьеганской нефти представлена в таблице 1.1. [1]
Таблица 1.1 - Характеристика Северо-варьеганской нефти
Показатели Единицы измерения Значение показателя
Содержание в нефти: парафина % мас. 3,21 серы % мас. 0,23
Газов С1-С5 % мас. 0,50
Фракции до 180°С % мас. 32,00
Фракции 180-350°С % мас. 33,30 фракции выше 350°С, в том числе: % мас. 34,20
Фракции 350-420 % мас. 13,70
Фракции 420-490 % мас. 7,40
Фракции 490-550 % мас. 4,10
Фракции выше 550 % мас. 9,00
Вязкость нефти при 20°С мм2/с 0,78
Вязкость нефти при 50°С мм2/с 2,09
Плотность гудрона при 20°С (фр.>550°С) кг/м3 989,00
Потенциальное содержание базовых масел с ИВ? 95 ,в том числе: % мас. 16,05
Фракции 350-420°С % мас. 8,83
Фракции 420-490°С % мас. 4,54
Фракции 490-550°С % мас. 1,28
Фракции выше 550°С % мас. 1,46
2. Групповой состав и физико-химические свойства масляных погонов, деасфальтизата и базовых масел
На основании справочных данных [1] представлены физико-химические свойства масляных дистиллятов а также базовых масел полученных на их основе.
Фракция 360-420°С.
Структурно-групповой состав и физико-химические свойства данной фракции, а также базового масла полученного на ее основе, представлены в таблице 2.1.
Как видно из таблицы 2.1 данная фракция содержит высокоиндексные компоненты, а также обладает высокими характеристиками вязкости и температуры застывания, что позволяет получить базовое масло подвергая фракцию глубокой селективной очистке. После селективной очистки предположительно будет обладать индексом вязкости порядка 98 единиц и соответствовать требованиям стандарта по показателям вязкости и температуры застывания.
Фракция 420-490 °С.
Структурно-групповой состав и физико-химические характеристики данной фракции, а также базового масла полученного на ее основе представлены в таблице 2.2. Также в данной таблице представлены характеристики групп индивидуальных углеводородов, выделенных из фракции.
