Исследования товарного пентана на отделение Б-7/1.

Давление верха колонны К-4 регулируется клапаном, установленным на линии изопентан-пентановой фракции от конденсаторов Т-13А-1,2 в емкость Е-4, и контролируется по поз. PIRCA-835.
Давление в кубе колонны К-4 контролируется по поз. PIRА-999, по поз. PIRSA-637 с сигнализацией предупредительного значения параметра.
Для предотвращения образования вакуума в колонне К-4, при освобождении от углеводородов предусмотрена подача азота в конденсаторы Т-13А-1,2 через отсекатель NV-121.
Также как и на других линиях при завышении давления в кубе К-4 до 0,45 МПа (4,5 кгс/см2) предусмотрена световая и звуковая сигнализация верхнего предупредительного значения параметра на станции оператора HIS. При дальнейшем росте давления до 0,5 МПа (5 кгс/см2) срабатывает световая световая и звуковая сигнализация верхнего предельно допустимого значения параметра на станции оператора HIS, при этом происходит автоматическое закрытие запорно-регулирующего клапана FIRC-832 от поз. PIRSA-637 на подаче пара в испаритель Т-12, так же дублируется закрытие запорно-регулирующего клапана FIRC–832 от поз. PISA-921/1,2.
Конденсат, т.е. изопентан-пентановая фракция из аппарата воздушного охлаждения Т-13 и конденсаторов Т-13А-1,2 собирается в емкость Е-4, откуда часть его насосами Н-5-1(3 подается через холодильник Т-13Б на верхнюю тарелку колонны К-4 в качестве флегмы. Другая часть изопентан-пентановой фракции из Е-4 этими же насосами подается в колонну К-5 в качестве питания. Расход питания на К-5 регулируется клапаном по поз. FIRC-845 с коррекцией по уровню в Е-4. На линии питания колонны К-5 установлен отсекатель NV 37.
Обогрев колонны К-4 осуществляется паром давления 0,4 МПа (4 кгс/см2) через термосифонный испаритель Т-12. Расход пара регулируется клапаном, установленным на трубопроводе пара в Т-12 с коррекцией по температуре на контрольной тарелке № 6, и контролируется, контроль за температурой осуществляется постоянно. Предусматривается возможность дистанционного ручного стравливания паров с колонны К-4 на факел.
Кубовый продукт колонны К-4 (гексановая фракция) поступает в трубное пространство теплообменника Т-14, где охлаждается сырьем, подаваемым в межтрубное пространство. Охлажденная в теплообменнике Т-14 гексановая фракция насосами Н-6-1(3, по уровню в кубе колонны К-4 откачивается на склад в качестве товарного продукта.
Разделение изопентан-пентановой фракции согласно технологической линии на изопентан и нормальный пентан происходит в колонне К-5.
Режим работы колонны К5:
температура верха 53 (С;
температура питания 63(С;
температура куба 73 (С;
давление верха 0,14 МПа (1,4 кгс/см2);
давление куба 0,22 МПа (2,2 кгс/см2);
флегмовое число 5,5÷11,8.
Автоматический контроль состава пентана проводят на жидкостном хроматографе в процессе получения пентана. Прибор установлен на линии нагнетания насоса на подачу продукта на склад .





В таблице 2.1. приведены параметры и методы контроля, принятые при производстве пентановой фракции
Показатель Метод контроля Частота контроля Массовая доля компонентов, %
а) сумма углеводородов С4, не более
б) нормальный пентан, не менее
в) изопентан
г) сумма циклопентана и углеводородов С6 и выше, не более
в т.ч. сумма углеводородов С6 и выше, не более
д) сумма непредельных углеводородов, не более
2. Массовая доля сернистых соединений, %, не более хроматографический
ТУ 38.101524-2015

ГОСТ 22985-90


ТУ 38.101524-2015


хроматографический

визуально ТУ 38.101524-2015
хроматографический
ГОСТ 28656-90
ГОСТ 8489-85 2 раза в сутки














2 раз в неделю
Основные показатели процесса извлечения пентановой фракции

При прохождении практики на установке были рассчитаны основные показатели процесса, на основании которых был рассчитан материальный баланс по экспериментальным данным.
Материальный баланс процесса
Таблица 2.2. Сырье Ед. изм. Состав ШФЛУ метан этан пропан изобутан н-бутан изопентан н-пентан гексановая
фракция ШФЛУ % 1,93 40,04 17,9 24,79 4,95 4,73 5,66 100 т/ч 8,7 180,58 80,73 111,8 22,33 21,33 25,53 451
Получено Ед. изм Количество Пропановая фракция т/ч 167,94 Изобутановая фракция т/ч 79,3 Бутановая фракция т/ч 110,57 Изопентановая фракция т/ч 22,29 Пентановая фракция т/ч 21,3 Гексановая фракция т/ч 25,49 Сухой газ т/ч 19,87 Потери т/ч 4,24 Итого т/ч 451
В процессе получения пентановой фракции проводят следующие анализы (см. табл. 2.3.)
Таблица 2.3. Позиции контроля при извлечении пентановой фракции
Сырье (ШФЛУ) на вводе 1. Массовая доля компонентов, %
2. Массовая доля сероводорода и меркаптановой серы, % не более
в т.ч. Н2S, % не более
3.Содержание свободной воды и щелочи
4.Массовая доля метанола, ppm
5.Внешний вид
6. Массовая доля этиленгликоля, %
7. Плотность при 20 °С, кг/м3
8. Содержание фактических смол, мг/100см3 хроматографический
ТУ 38.101524-2015
ГОСТ 22985-90

ТУ 38.101524-2015

хроматографический
визуально
согласно ТУ 38.101524-2015
хроматографический
ГОСТ 28656-90
ГОСТ 8489-85 Пентановая фракция куб колонны К-5 Массовая доля компонентов, %
-сумма углеводородов С4, не более
-нормальный пентан, не менее
- изопентан
-сумма циклопентана и углеводородов С6 и выше, не более
в т.ч. сумма углеводородов С6 и выше, не более
-сумма непредельных углеводородов, не более
2. Массовая доля сернистых соединений, %, не более хроматографический ТУ 0272-029-00151638-99 с изм.1-4
ГОСТ 24676-81 с изм.1, 2






ГОСТ Р ЕН ИСО 20846

Контроль производства и управление технологическим процессом на колонне К5 проводится по схеме, указанной в таблице ниже.Таблица 2.4. Позиции контроля и контролируемые значения на оборудовании при получении пентаной фракции №
п/п Наименование стадий процесса, аппараты, показатели режима Позиция по технологической схеме Единицы измерения Регламентированные значения технологических регламентов Требуемый класс точности измерит. приборов ГОСТ 8.401-80 Примечание Давление верха
колонны К-5 PIRCА-846 МПа
(кгс/см2) не более 0,2
(не более 2,0) 0,5 Показание, регистрация, регулирование, сигнализация Температура куба
колонны К-5 TIR-737-1 0 С не более 85 В Показание, регистрация Температура верха
колонны К-5 TIR-737-2 0 С 40 ÷ 65 В Показание, регистрация Флегмовое число 5,5 ÷ 11,8 Уровень в емкости Е-5 LIRC-851 % об.
% шк.п. 20 - 60
(26 - 58) 1 Показание, регистрация, регулирование Уровень в кубе
колонны К-5 LIRC-844 % шк.п. 30 - 80 1 Показание, регистрация, регулирование Температура товарной изопентановой фракции после теплообменника Т-18 TIR-1151 0 С не более 40 В Показание, регистрация Температура товарной пентановой фракции после теплообменника Т19 TIR-1155 0 С не более 40 В Показание, регистрация Уровень в сепараторе О-5 LIRC-843 % об.
% шк.п. 20 - 80
(23 - 77) 1 Показание, регистрация, регулирование 3. Склад Б-7/1

Центральная газофракционирующая установка (ЦГФУ) "Сибур Тобольска" на Тобольской площадке  перерабатывают около 80 млн. т углеводородного сырья, в в среднем 940 т/час широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ). На газофракционирующей установке ШФЛУ разделяется на отдельные фракции: пропан, бутан, изобутан, пентан и т.д.
Продукцией Центральной газофракционирующей установки являются пропановая, изобутановая фракции, фракция нормального бутана, изопентановая фракция, фракция нормального пентана и гексановая фракция.
Вся продукция, выпускаемая в Тобольске, попадает на склад Б-7/1 предприятия Сибур. Склад предназначен для хранения готовой продукции, для приема из цеха ЦГФУ, для хранения и подачи на фракции нормального пентана, изопентановой фракции, гексановой фракции (бензина газового стабильного); для подачи в цехи ДБО-2/3 и БК-3 гексановой фракции в качестве абсорбента; для приема кубового продукта дебутанизатора из цеха ДБО-2/3.
В состав склада Б-7/1 входят:
- парк шаровых резервуаров общим объемом хранения 12000 м3;
- наружная установка;
- открытая насосная.
Факельная установка Б-12/11 предназначена для открытого и безопасного сжигания горючих газов стравливания, поступающих из склада Б-7/1 из отделений Б-10/2, БК-9.
В состав факельной установки Б-12/11 входят:
- два факельных ствола Пн-19/1 и Пн-19/2;
- два шкафа зажигания факела;
- открытая насосная;
- наружная установка.
Проведенная в 2016 году модернизация оборудования отделения Б-7/1 включала также техперевооружение системы контроля и управления технологическими процессами, что повысило надежность и безопасность отделения Б 7/1.
Н-пентан поступает из цеха ЦГФУ по трубопроводу в склад Б-7/1 через электрозадвижку. Расход н-пентана и температура н-пентана контролируются в соответствии с разработанным регламентом, контролируется по отдельным позициям.
Также контролируется уровень компонетов в шаровых резервуарах. Для чего установлены сигнализаторы нижнего и верхнего уровней и уровня допустимых значений. При достижении минимального и максимального предельно допустимых значений уровня в шаровых резервуарах предусмотрена защита.
Н-пентан в шаровых резервуарах хранится под давлением не более 0,17 МПа (1,7 кгс/см2), которое контролируется и для него разработана система сигнализации нижнего 0,004 МПа (0,04 кгс/см2) и верхнего 0,17 МПа (1,7 кгс/см2) предупредительного значений.
Температура жидкой и газовой фазы в шаровых резервуарах для пентана контролируется с сигнализацией верхнего (25 град.С) предупредительного значения. При достижении максимального и минимального предельно допустимого значений давления в шаровых резервуарах предусмотрена защита.
Для поддержания постоянного избыточного давления в шаровых резервуарах в процессе эксплуатации в заданном диапазоне, предусмотрена автоматическая подача азота через систему двух регулирующих клапанов, установленных на линии подачи азота.
Дополнительно для улавливания легких фракций углеводородов необходима блочно-комплектная абсорбционная установка, улавливающая и рекуперирующая пары углеводородов, вытесняющихся при наливе БГС. Установка должна состоять из технологической колонны абсорбции паров, образующихся при наливе, технологической емкости для временного накопления абсорбента, теплообменника для охлаждения абсорбента, холодильного агрегата и холодильного насоса.

Заключение

Таким образом, в процессе проведения научно-исследовательской работы было установлено, что получаемый при добыче нефти попутный нефтяной газ может быть переработан и разделен на фракции. Затем отдельные компоненты могут быть использованы на нефтехимических предприятиях. Переработка попутного нефтяного газа, который ранее сжигали отдельно и выбросы этого процесса загрязняли атмосферу, могут быть переработаны в ценное сырье, используемое в нефтехимической промышленности.
Одним из таких видов сырья является пентан, который на предприятии получают из попутного нефтяного газа на установках газоразделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ). Кроме фракций пентана на установках газоразделения получают также пропановые, бутановые фракции и гексан.
Сжиженные углеводородные газы и мономеры - бутадиен и изобутилен поступают на нефтехимические предприятия СИБУРа для производства синтетических каучуков и пластиков. Изобутилен также используется СИБУР-Тобольск  для выработки метил-трет-бутилового эфира - высокооктанового компонента для получения экологически чистых бензинов.
Из пропана на Тобольской промплощадке производят гранулы полипропилена, которые являются сырьём для изготовления полимерных изделий от пластиковой посуды до медицинских инструментов, одежды и строительных материалов.
Пентановые фракции используют в производстве автомобильного бензина, как сырье для производства изопренового каучука, а также пентан используют как вспениватель, обеспечивающий лучшую пористость материалов.
Для снижения выбросов и улучшения экологии местности необходимо дополнить технологическое оборудование склада Б-7/1 установкой для улавливания легких фракций углеводородов с блочно-комплектная абсорбционная установкой, улавливающей и рекуперирующей пары углеводородов, вытесняющихся при наливе БГС.

Список НТД и справочной литературы

1. Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения» - М., Ассоциация «Пожнаука», 2004.
2. Стаскевич Н.Л., Вигдорчик Д.Я., «Справочник по сжиженным углеводородным газам»- Л., Недра, 1986.
3. Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Краткий химический справочник» - Л., Химия, 1978.
4. ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».
5. ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».
6. ГН 2.2.5.1313-03 «Гигиенические нормативы».
7. Бобрицкий Н.В., Юфин В.А. Основы нефтяной и газовой промышленности - М. - 2005 - 201 с.
8. Технические условия 0272-029-00151638-99
9. Рачевский Б. С. Сжиженные углеводородные газы - Москва, 2009. 164с.
10. Лапидус А.Л. , Голубева И.А. , Жагфаров Ф. Г.  Газохимия. - Москва, 2008. 106 с.
11. Паспорт безопасности (Сибур-Химпром)
12. Родин А., Другов Ю. Газохроматографический анализ природного газа. Практическое руководство















6





36




36







Хроматограмма

Компрессорная установка

Аминовая очистка газа

Осушка и очистка на цеолитах

Осушка конденсата на цеолитах

Низкотемпературная конденсация с турбодетандером

Холодильная установка

Компрессор дожимной

Пропан высокой чистоты