Характеристика процесса депарафинизация рафинатов селективной очистки. Влияние качества сырья на его эффективность. Функции растворителей. Расчет количества регенеративных и аммиачных кристаллизаторов, площади фильтрующей поверхности вакуум-фильтра.
Аннотация к работе
Процесс депарафинизации основан на удалении из рафинатов твердых углеводородов (парафинов, церезинов), способствующих потере подвижности масел при низких температурах. Суть процесса в том, что рафинат растворяется в растворителе или смеси растворителей и охлаждается до температуры низкого значения, при которой твердые углеводороды будут выкристаллизовываться, образуя фазу гача, если сырье дистиллятное или петролатума, если сырье остаточное. Установка депарафинизации включает следующие блоки: 1. Блок регенерации растворителя из раствора депмасла. Блок регенерации растворителя из раствора гача (петролатума).Депарафинизация рафинатов селективной очисткиПроцессы депарафинизации предназначены для получения масел с требуемыми температурами застывания и низкотемпературными свойствами путем удаления из сырья наиболее высокоплавких (в основном парафиновых) углеводородов. Процесс представляет собой одну из разновидностей процесса экстракции - экстрактивную кристаллизацию и основан на разной растворимости углеводородных компонентов масел в некоторых растворителях при низких температурах. Растворители в процессах депарафинизации выполняют следующие две функции: 1) снижение вязкости обрабатываемого сырья для облегчения последующего отделения выкристаллизовавшегося парафина от депарафинизируемого масла. В неполярных растворителях, ранее применявшихся для депарафинизации (сжиженном пропане, бутане и гептане), твердые углеводороды при температурах плавления растворяются неограниченно, причем их растворимость изменяется экстремально с ростом молекулярной массы растворителя. В связи с этим большая часть растворителей, применяемых при депарафинизации и обезмасливании, представляет собой смеси полярных и неполярных растворителей, в которых первый является осадителем твердых парафинов, а второй - растворителем вязкостно-застывающих компонентов масляного сырья [2].Сырье - рафинат - насосом 5 через водяной холодильник 6 подается в регенеративные кристаллизаторы 8-11, где охлаждается фильтратом, полученным в І ступени фильтрования. Растворитель подается насосами из приемника сухого и влажного растворителей (на схеме не показано). Из регенеративных кристаллизаторов раствор сырья поступает в аммиачные кристаллизаторы 13-17, где за счет испарения хладагента (аммиак или пропан), поступающего из приемника 19, охлаждается до температуры фильтрования.Принимаем, что установка работает 342 дня в году. Соотношение растворителя к сырью - 3:1. В процессе депарафинизации используется растворитель состава: 60% - МЭК, 40% - толуол. Статьи баланса % масс. т/год т/сут кг/ч Растворитель, в т.ч.: • на разбавление 200 410000 1198,8 49951Принимаем, согласно, материального баланса установки одноступенчатой депарафинизации: Производительность установки по сырью: Количество растворителя, подаваемого в кристаллизаторы с рафинатом: Количество раствора рафината, поступающего в кристаллизаторы: Количество депмасла: Количество растворителя в растворе депмасла: Количество раствора депмасла: Количество гача: Количество твердых парафиновых углеводородов в гаче: т.к. содержание твердых парафиновых углеводородов в гаче - 86 %, то Количество твердых парафиновых углеводородов, которые кристаллизуются в регенеративных кристаллизаторах: т.к. из общего количества твердых парафиновых углеводородов, удаляемых из рафината 60 % выкристаллизовывается в регенеративных кристаллизаторах, то Количество тепла, воспринимаемого раствором депмасла при нагреве его от-30 °С до 15 °С за счет охлаждающегося раствора рафината: т.к. потери тепла в кристаллизаторах - 3 %, то (1) Массовые доли компонентов в растворе: т.к. содержание МЭК в растворителе 60 %, то т.к. содержание толуола в растворителе 40 %, то Теплосодержание компонентов раствора депмасла при 15 °С и при-30 °С [1]: Подставим найденные значения в (2): Подставим найденные значения в (1): таким образом, от рафинатного раствора передается 6,6•106 КДЖ/ч тепла раствору депмасла - депмасло нагревается, а сырье охлаждается. Количество тепла, выделяемого за счет скрытой теплоты кристаллизации твердых парафинов: Количество тепла, выделяющегося при охлаждении раствора рафината от 45 °С до температуры кристаллизации: Температура раствора рафината на выходе из регенеративных кристаллизаторов определяем из следующего теплового баланса: (3) где - энатальпия на выходе из кристаллизатора, Энтальпия рафината при 45 °С учитывая состав раствора: Массовые доли компонентов в растворе: т.к. содержание МЭК в растворителе 60 %, то т.к. содержание толуола в растворителе 40 %, то Теплосодержание компонентов раствора рафината при 45 °С [1]: Подставим найденные значения в (2) и найдем энтальпию рафината при 45 °С учитывая состав раствора : Преобразуем (3): Энтальпии соответствует температура 17 °С [1], таким образом tx=17°С. Состав раствора рафината, поступающего в аммиачные кристаллизаторы: Массовые доли компонентов в растворе: т.к. содержание МЭК в растворителе 60 %, то т.к. содержание толуола в растворителе 40 %, то Теплосодержание компонентов раствор
План
Содержание
Введение
Список условных обозначений и сокращений
1. Литературный обзор
2. Технологическая часть
2.1 Описание установки одноступенчатой депарафинизации
2.2 Материальный баланс установки одноступенчатой депарафинизации
2.3 Расчет количества регенеративных и аммиачных кристаллизаторов
2.4 Расчет площади фильтрующей поверхности вакуум-фильтра
Заключение
Список использованной литературы
Приложение А. Принципиальная технологическая схема установки одноступенчатой депарафинизации
Введение
Процесс депарафинизации основан на удалении из рафинатов твердых углеводородов (парафинов, церезинов), способствующих потере подвижности масел при низких температурах.
Суть процесса в том, что рафинат растворяется в растворителе или смеси растворителей и охлаждается до температуры низкого значения, при которой твердые углеводороды будут выкристаллизовываться, образуя фазу гача, если сырье дистиллятное или петролатума, если сырье остаточное.
Целевым продуктом процесса депарафинизации является депарафинированное масло (депмасло).
Установка депарафинизации включает следующие блоки: 1. Блок кристаллизации и фильтрования.
2. Блок регенерации растворителя из раствора депмасла.
3. Блок регенерации растворителя из раствора гача (петролатума).
Список условных обозначений и сокращений
Наименование Обозначение Единица измерения в СИ
Аммиачный кристаллизатор а.кр. -
Количество тепла Q КДЖ/ч
Коэффициент теплопередачи К КДЖ/(м2•ч•°С)
Массовая доля Х -
Массовый расход G кг/ч
Метилэтилкетон МЭК -
Объемный расход G’ м3/ч
Плотность ? кг/м3
Площадь фильтрующей поверхности вакуум-фильтра S м2