Перспективные направления гидрокрекинга

Аннотация

 

В данном курсовом проекте освещены теоретические основы процесса гидрогенизации, выполнено проектирование установки гидроочистки вакуумного дистиллята смеси Арыскумской нефти производительностью 6,2 млн. т/г (в том числе, произведены технологический и механический расчеты основного аппарата). В ходе выполнения проекта, были изучены типичные технологическая и поточная схема процесса гидроочистки, составлены материальные балансы установок, применяющихся при проведении процесса.

Настоящий курсовой проект состоит из пояснительной записки.

Пояснительная записка включает 40 страницы, 2 рисунок и 12 таблицы.

 

Нормативные ссылки

В настоящем курсовом проекте использованы ссылки на следующие документы:

ГОСТ 5426-65 Нефтепереработка. Процессы Переработки.

ГОСТ 2111-2014 Топлива. Нефтяные скважины.

ГОСТ 1012-2013 Бензины авиационные.

ГОСТ 2084-77 Бензины автомобильные.

ГОСТ 11851-85 Нефть. Метод определения парафина.

ГОСТ 2177-99 Нефтепродукты. Метод определения фракционного состава.

ГОСТ 1233-2006 Процесс гидроочистки.

ГОСТ 1002-2008 Гидрокрекинг.

ГОСТ 1996-77 Бензины автомобильные.

ГОСТ 12р12-86 Гидрогенизационные процессы.

ГОСТ 1313-98 Исследование процесса гидроочистки

ГОСТ 1809-1989 Высокооктановые бензины.

ГОСТ 1006-1999 Гидрооблагораживание.

 

Определения

В настоящем курсовом проекте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

Катализатор – химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не расходующееся в процессе реакции.

Крекинг – процесс переработки нефти и входящих в её состав фракций, существенно увеличивающий выход светлых нефтепродуктов. Крекинг бывает термическим (под влиянием высокой температуры) и каталитическим (с использованием катализатора).

Гидроочистка – процесс химического превращения веществ под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на снижение содержания сернистых соединений в товарных нефтепродуктах. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг молекул углеводородов.

Гидрокрекинг – это один из видов крекинга, переработка высококипящих нефтяных фракций, мазута, вакуумного газойля или деасфальтизата для получения бензина, дизельного и реактивного топлива, смазочных масел, сырья для каталитического крекинга и другого.

 Вакуумные дистилляты (газойли) – являются сырьем для процессов каталитического крекинга, гидрокрекинга, получения электродного кокса. Для повышения выхода и улучшения качества продуктов, полученных указанными процессами, и с целью уменьшения загрязнения окружающей среды оксидами серы все большая доля вырабатываемых вакуумных газойлей подвергается гидроочистке. Эффективность процесса гидроочистки вакуумного газойля во многом определяется качеством исходного сырья и требованиями к качеству продуктов для последующих процессов.

 

Обозначения и сокращения

ρ_c–плотность сырья, керосино-газойлевой фракции;

ρ₄²⁰– плотность нефти или нефтепродуктов при 20⁰С

ВОК-высокооктановые компоненты;

ВСГ-водородсодержащий газ;

ИВ-индекс вязкости;

КР, КР_б – каталитический риформинг, риформинг «на бензин»;

ОЧ-октановое число;

ЭЛОУ-электрообессоливающая и электрообезвоживающая установка.

 

Содержание

 

Аннотация
Нормативные ссылки
Определения
Обозначения и сокращения
1 Введение
2 Аналитический обзор по теме
3 Физико-химические характеристики данной нефти
4 Описание поточной схемы переработки нефти
5 Материальный баланс переработки нефти по потенциальным содержанием фракций
6 Описание технологической схемы проектируемой установки
7 Материальный баланс проектируемой установки
8 Технологические расчеты основных аппаратов установки
9 Общие выводы
10 Приложение
11 Список использованных источников

 

 

 

Введение

Актуальность работы. В последние 5-10 лет актуальность процессов гидроочистки в связи с необходимостью улучшения качества и увеличения выпуска нефтепродуктов значительно возросла. Это определяется двумя главными тенденциями современной нефтепереработки: увеличением глубины их переработки и ужесточением экологических норм. Первая тенденция из-за вовлечения в переработку и, следовательно, в гидроочистку все более тяжелого нефтяного сырья с большим содержанием серы, азота, металлов, смол и асфальтенов приводит к ужесточению технологического режима и требует создания более устойчивых катализаторов. При сгорании сернистых топлив образуются оксиды серы SO и SO₂, которые в зоне пониженных температур вместе с конденсирующимися парами воды образуют сернистую и серную кислоты и оказывают сильное корродирующее действие на металл двигателя. Борьбу с сернистой коррозией ведут способами: во-первых, применением присадок к топливам и маслам, нейтрализующих агрессивное действие продуктов сгорания серы; во-вторых, очисткой топлив от сернистых соединений; в-третьих, для поршневых двигателей, применением устойчивых против коррозии металлов для гильз цилиндров и поршневых колец [1].

Вторая тенденция превращает процессы гидроочистки из вспомогательных в основные, определяющие качество и потребительские свойства моторных и энергетических топлив. Здесь требуется более тонкая очистка от серы и азота, частичное гидрирование ароматических соединений, легкий гидрокрекинг нормальных парафинов, переработка вторичных дистиллятов, содержащих непредельные соединения и т.п. Совместное действие этих двух тенденций выдвигает процессы гидроочистки в ряд важнейших каталитических процессов, занимающих к тому же одно из первых мест в мире по суммарной мощности перерабатываемого сырья и мощности единичных агрегатов.

Научная новизна. Внедрение любого промышленного химико-технологического процесса можно разделить на три этапа:

1. Разработку и исследование в лаборатории;

2. Создание укрупненных опытных установок и проектирование       промышленной установки;

3. Осуществление процесса в промышленных условиях.

Задачи изучения процесса на каждом из этих этапов различны. При разработке и исследовании в лаборатории нужно подобрать наилучшие условия осуществления процесса, после чего можно оценить его технико-экономическую эффективность и исследовать физико-химические закономерности. На втором этапе необходимо обеспечить создание наиболее эффективной промышленной установки при наименьшем числе переходных стадий — опытных установок. Промышленная эксплуатация требует периодического или непрерывного изменения характеристик процесса для оптимизации по выбранному критерию (выход продукта, прибыль, себестоимость и т. п.). Эти задачи до последних лет решались исследователем или инженером на основе собственных знаний, опыта и интуиции.

Все сказанное справедливо для любого химико-технологического процесса, но наиболее существенно для крупнотоннажных производств нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности — одной из наиболее важных отраслей народного хозяйства. Применение научных методов разработки, внедрения и осуществления этих процессов позволяет получить надежные данные, сократить срок разработки и исследования, уменьшить число стадий (опытных установок) при реализации лабораторного процесса, наиболее эффективно проектировать промышленные установки, вести промышленный процесс в оптимальных условиях т.е. на каждом этапе достигать существенной экономии времени и средств. Поэтому — умение пользоваться современными методами исследования и моделирования необходимо как научному работнику, разрабатывающему процесс, так и инженеру, проектирующему или эксплуатирующему его.

Проблема очистки топлив от серы технически решена. Разработано несколько технологических процессов, обеспечивающих в той или иной степени удаление серы из топлив. К таким процессам относятся: очистка топлив серной кислотой, селективными растворителями, адсорбентами, гидроочистка и др [2].

Цель работы. Наиболее эффективные результаты обессеривания получаются при легком гидрировании сернистых продуктов, т.е. при гидроочистке. Под гидроочисткой понимается процесс присоединения водорода к органическим веществам без изменения их углеводородного скелета.

Основными целями данного курсового проекта являются:

• Обобщить и систематизировать теоритический материал по установке гидроочистки.

• Изучить принципиальную схему установки, принцип работы.

• Изучить основные параметры процесса.

• Сделать расчеты материального баланса и механические расчеты реактора гидроочистки.

Расчет материального баланса нефтеперерабатывающего завода в целом и отдельных его установок в частности для различных нефтей и при разной производительности позволяет оценить целесообразность применения того или иного сырья для получения целевых продуктов, а также рассчитать экономическую эффективность данного производства.

Аналитический обзор по теме

2.1 Гидроочистка вакуумных дистиллятов. Вакуумные дистилляты являются сырьем для процессов каталитического крекинга и гидрокрекинга. Качество вакуумных газойлей определяется глубиной отбора и четкостью ректификации мазута. Вакуумные газойли 350—500°С практически не содержат металлорганических соединений и асфальтенов, а их коксуемость не превышает обычно 0,2 %. С повышением t_KK до 540 - 560 °С коксуемость возрастает в 4-10 раз, содержание металлов - в 3-4 раза, серы - на 20-45 %. Влияние содержащихся в сырье металлов, азотистых соединений и серы проявляется в снижении активности работы катализатора за счет отложения кокса и необратимого отравления металлами.

Гидроочистка вакуумного газойля 350 -500°С не представляет значительных трудностей и проводится в условиях и на оборудовании, аналогичных для гидроочистки дизельных топлив. При давлении 4-5 МПа, температуре 360-410 °С и объемной скорости сырья 1-1.5 ч^-1достигается 89-94%- ная глубина обессеривания; содержание азота снижается на 20—30%, металлов - на 75 - 85 %, а коксуемость — на 65 - 70 %. Универсальным способом облагораживания сырья каталитического крекинга является процесс гидроочистки. Применение гидроочистки вакуумных дистиллятов позволяет повысить качество и выход светлых продуктов, в основном, бензина, а также существенно уменьшить образование кокса и содержание SO в дымовых газах регенератора, что имеет большое экологическое значение. Наибольший эффект достигается при гидрировании сырья с высоким содержанием серы, азота, ароматических углеводородов, коксообразующих компонентов и металлоорганических соединений: например, при гидроочистке высокосернистых газойлей. В результате гидроочистки сырья с высоким содержанием азот- и металлоорганических соединений стабильность работы катализатора крекинга значительно возрастает. В обычных условиях гидроочистки вакуумных дистиллятов западносибирской нефти (давление до 5 МПа, температура 350-400 °С, объемная скорость подачи сырья 1,0-2,2 час-1) среднее уменьшение вредных компонентов составляет в % масс.: серы – 60-80, азота – 15-25, кокса (по Конрадсону) – 40-50, тяжелых металлов – 60-70, ароматических углеводородов – 10- 20.

Процессы переработки нефтяных фракций в присутствии водорода называются гидрогенизационными [3]. Они протекают на поверхности гидрирующих катализаторов в присутствии водорода при высоких значениях температуры (250-420 °С) и давления (от 2,5-3,0 вплоть до 32 МПа). Такие процессы используются для регулирования углеводородного и фракционного состава перерабатываемых нефтяных фракций, очистки их от серо-, азот- и кислородсодержащих соединений, металлов и других нежелательных примесей, улучшения эксплуатационных (потребительских) характеристик нефтяных топлив, масел и сырья нефтехимии. Гидрокрекинг позволяет получать широкий ассортимент нефтепродуктов практически из любого нефтяного сырья путем подбора соответствующих катализаторов и рабочих условий, поэтому он является наиболее универсальным, эффективным и гибким процессом нефтепереработки. Разделение гидрогенизационных процессов на гидрокрекинг и гидроочистку довольно условно по принципу свойств применяемых катализаторов, количества используемого водорода и технологических параметров процесса (давление, температура и др.).
Например, принята следующая терминология: «гидроочистка» (Hydro-treating), «гидрооблагораживание» (Hydrorefining) и «гидрокрекинг» (Hydrocracking). Гидроочистка включает процессы, в которых не происходит существенного изменения в молекулярной структуре сырья (например, сероочистка при давлении 3-5 МПа). Гидрооблагораживание включает процессы, в которых до 10 % сырья подвергается изменению молекулярной структуры (сероочистка - деароматизация - деазотизация при давлении 6-12 МПа). Гидрокрекинг - это процессы (высокого давления - более 10 МПа и среднего давления - менее 10 МПа), в которых более 50 % сырья подвергается деструкции с уменьшением размера молекул. В 80-х годах XX в. процессы гидрооблагораживания с конверсией менее 50 % получили название мягкого или легкого гидрокрекинга, к которому стали относить промежуточные процессы с гидродеструкцией сырья от 10 до 50 % при давлениях как менее, так и более 10 МПа. Мощности установок (млн т/год) гидрокрекинга в мире равны примерно 230, а гидроочистки и гидрооблагораживания - 1380, из них в Северной Америке - соответственно 90 и 420; в Западной Европе - 50 и 320; в России и СНГ - 3 и 100.
История развития промышленных гидрогенизационных процессов начиналась с гидрогенизации продуктов ожижения угля. Еще до Второй мировой войны Германия достигла больших успехов в производстве синтетического бензина (синтина) при гидрогенизационной переработке углей (на основе применения синтеза Фишера-Тропша), а в годы Второй мировой войны Германия производила более 600 тыс. т/год синтетических жидких топлив, что покрывало большую часть потребления страны. В настоящее время мировое производство искусственного жидкого топлива на основе угля составляет около 4,5 млн т/год. После широкого промышленного внедрения каталитического риформинга, производящего в качестве побочного продукта избыточный дешевый водород, наступает период массового распространения различных процессов гидроочистки сырьевых нефтяных фракций (кстати, необходимой и для процессов риформинга) и товарной продукции НПЗ (бензиновые, керосиновые, дизельные и масляные фракции).
  Гидрокрекинг (ГК) позволяет получать светлые нефтепродукты (бензиновые, керосиновые, дизельные фракции и сжиженные газы С3-С4) практически из любого нефтяного сырья подбором соответствующих катализаторов и технологического режима процесса. Иногда термин «гидроконверсия» (Hydroconversion) используется как синоним термина гидрокрекинг (Hydrocracking). Первая установка ГК пущена в 1959 г. в США. Большинство процессов ГК предусматривает переработку дистиллятного сырья: тяжелых атмосферных и вакуумных газойлей, газойлей каталитического крекинга и коксования, а также и деасфальтизаторов. Получаемые продукты - это предельные (насыщенные) углеводородные газы, высокооктановая бензиновая фракция, низкозастывающие фракции дизельного и реактивного топлив. Гидрокрекинг сырья, содержащего значительные количества соединений на основе серы, азота, кислорода и других элементов, обычно проводят в две ступени. На первой ступени осуществляется неглубокий мягкий гидрокрекинг в режиме гидроочистки от нежелательных примесей, обычно являющихся катализаторными ядами или снижающих их активность [4]. Катализаторы этой ступени идентичны катализаторам обычной гидроочистки и содержат оксиды и сульфиды никеля, кобальта, молибдена и вольфрама на разных носителях - активном оксиде алюминия, алюмосиликате или специальных цеолитах. На второй ступени подготовленное, очищенное сырье, содержащее не более 0,01 % серы и не более 0,0001 % азота, подвергается основному жесткому гидрокрекингу на катализаторах на основе палладия или платины на носителе - цеолитах типа Y. Гидрокрекинг тяжелых газойлевых фракций применяется для получения бензина, реактивного и дизельного топлива, а также для повышения качества масел, котельного топлива и сырья пиролиза и каталитического крекинга. Гидрокрекинг малосернистых вакуумных дистиллятов в бензин осуществляют в одну ступень на сульфидных катализаторах, стойких к отравлению гетероорганическими соединениями, при температуре 340-420 °С и давлении 10-20 МПа с выходом бензина 30-40 % и вплоть до 80-90 об. %. Если сырье содержит более 1,5 % серы и 0,003-0,015 % азота, то применяется двухступенчатый процесс с гидроочисткой сырья на первой ступени. Гидрокрекинг во второй ступени протекает при температуре 290-380 °С и давлении 7-10 МПа. Выход бензина достигает 70-120 об. % на сырье, получаемый легкий бензин до 190 °С используют как высокооктановый компонент товарных бензинов, тяжелый бензин можно направлять на риформинг. Гидрокрекинг тяжелых газойлей в средние фракции (реактивное и дизельное топливо) также проводят в одну или две ступени.

В ходе бензина получить до 85 % реактивного или дизельного топлива. Например, отечественный одноступенчатый процесс гидрокрекинга вакуумного газойля на цеолитсодержащем катализаторе типа ГК-8 может давать до 52 % реактивного топлива или до 70 % зимнего дизельного топлива с содержанием ароматических углеводородов 5-7 %. Гидрокрекинг вакуумных дистиллятов сернистых нефтей проводят в две ступени. Включением гидрокрекинга в технологическую схему НПЗ достигается высокая гибкость в производстве его товарной продукции.

На одной и той же установке гидрокрекинга возможны разные варианты получения бензина, реактивного или дизельного топлива изменением технологического режима гидрокрекинга и блока ректификационного фракционирования продуктов реакции. Например, бензиновый вариант производит бензиновую фракцию с выходом до 51 % на сырье и фракцию дизельного топлива 180-350 °С с выходом 25 % от сырья. Бензиновую фракцию разделяют на легкий бензин С5-С6 с ОЧм = 82 и тяжелый бензин Су-Сю с ОЧм = 66 при содержании в них серы до 0,01 %. Фракцию С-С можно направить на каталитический риформинг для повышения ее октанового числа. Дизельная фракция имеет цетановое число 50-55, не более 0,01 % серы и температуру застывания не выше минус 10 °С (компонент летнего дизельного топлива). В отличие от каталитического крекинга газы С3-С4 и жидкие фракции гидрокрекинга содержат только насыщенные стабильные углеводороды и практически не содержат гетероорганических соединений, они менее ароматизированы, чем газойли каталитического крекинга. При реактивно-то-пливном варианте можно получать до 41 % фракции 120-240 °С, отвечающей стандартным требованиям на реактивное топливо. При дизельно-топливном варианте можно производить 47 или 67 % фракции дизельного топлива с цетановым числом около 50.

6200000

18235294,1

759803,922

Расход

 

Газ до 28 *С

0,3

18600

54705,8823

2279,41177

Фр н.к -85

2,4

148800

437647,058

18235,2941

Фр 85-180*С

3,5

217000

638235,294

26593,1373

Фр 180-230*С

7,8

483600

1422352,94

59264,7059

Фр 230-350*С

7,15

443300

1303823,53

54325,9804

Фр 350-500*С

24,9

1543800

4540588,23

189191,177

Остаток

   53,95

3344900

9837941,17

409914,216

Итого

100

6200000

18235294,1

759803,922

Установка работает 340 дней в году

 

 

Материальный баланс установки гидроочистки вакуумного дистиллята (фр. 350-500С)
Приход	% мас.на сырье	% мас.на нефть	т/год	т/сут	кг/ч
1. Фр. 350-500 С	100	24	1543800	4540588,23	189191,177
Итого	100	24	1543800	4540588,23	189191,177
2. Водород (100%-ный)	1,5	0,36	21600	63529,41177	2647058,823
Всего	101,5	24,36	1461600	4298823,53	179117647
Расход
1. Гидроочищенный вак дис	94,8	22,752	1365120	4015058,824	167294117,6
2. Бензин-отгон	1,4	0,336	20160	59294,11765	2470588,235
3. Сероводород	2,3	0,552	33120	97411,76471	4058823,529
4. Газ	2	0,48	28800	84705,88236	3529411,764
5. Потери	1	0,24	14400	42352,94118	1764705,882
Всего	101,5	18,28	1581600	4628823,53	196117,647

Таблица 10-Материальный баланс

 

Механический расчет

Исходные данные: Определение средней молекулярной массы

-производительность установки по сырью - 759803,922кг/ч;

-объемная скорость подачи сырья - 5 ч^-1;

-давление в реакторе - 7 МПа;

-кратность циркуляции водородсодержащего газа - 500 нм³/м³;

-плотность керосиновой фракции - 782 кг/м³

-температура в реакторе 320-380

 

Определение средней молекулярной массы:

Найдём среднюю температуру в реакторе, ⁰С по формуле (9):

 

(9)

 

где - температура начала отбора фракции, ⁰С; - температура конца отбора фракции, ⁰С

 

По формуле Войнова находим молекулярную массу керосиновой фракций, г/моль (10):

 

(10)

 

где t - средняя температура кипения фракции, ⁰С.Размеры реактора

г/моль

 

Размеры реактора

Определяем объем сырья, м³/ч (11)

 

(11)

 

где  - количество керосиновой фракции РТ, кг/ч;  - плотность керосиновой фракции

 

Объем катализатора в реакторе определяем по формуле, м³ (12)

 

(12)

 

где  - объем сырья при 20 ⁰С, м³/ч;  - объемная скорость подачи жидкого сырья, ч^-1.

 

Секундный объем смеси паров сырья и ЦВСГ при температуре и давлении на входе в реактор находим по формуле, м³ (13)

 

(13)

где  - объем паров сырья при температуре (t) и давлении (P) в реакторе, м³/ч;  - объем циркулирующего и свежего ВСГ при тех же условиях, м³/ч.

Для этого сначала определяем объём паров сырья на входе в реактор по формуле, м²/с (14)

 

(14)

 

где  - расход сырья поступающего в реактор, кг/ч; Z - коэффициент сжимаемости; - средняя температура в реакторе, ⁰С;  - средняя молекулярная масса сырья; P - давление в реакторе, МПа.

 

Суммарный объем ВСГ на входе в реактор определяют по формуле м²/с (15)

 

(15)

 

где  - плотность сырья;  - кратность циркуляции ВСГ; Z - коэффициент сжимаемости, для газа значительно разбавленного водородом можно принять равным 1.

 

 

Определив суммарный объем смеси, находят сечение (F) (16) и диаметр (d) реактора (17):

 

 (16)

 (17)

где  - суммарный объем смеси;  - линейная скорость движения сырья (0,3-0,5 м/с); - математическая константа.

 

 

Зная сечение аппарата и объем катализатора, определяют высоту слоя катализатора (18)

 

(18)

 

где  - объем катализатора в реакторе;  - сечение реактора.

 

Реактор заполняют катализатором на 2/3 высоты цилиндрической части аппарата. Следовательно, высота цилиндрической части реактора (19):

 

(19)

 

где  - определяют высоту слоя катализатора.

 

а общая высота реактора (20):

 

 (20)

 

где - высота верхнего и нижнего днища, то есть (21)

 

 (21)

 

где  - диаметр реактора.

 

 

Общие выводы

 

По ходу выполнения курсового проекта были изучены теоретические основы процесса гидроочистки, выполнено проектирование установки вакуумного дистиллята смеси Арыскумской нефти производительностью 6,2 млн. т/г (в том числе, произведены технологический и механический расчеты основного аппарата). В ходе выполнения проекта, были изучены типичные технологическая и поточная схема процесса гидроочистки, составлены материальные балансы установок, применяющихся при проведении процесса.

При выполнении данной курсовой работы был рассмотрен процесс гидрогенизации(гидрокрекинга). Внимание было уделено изучению физико-химических основ процесса, а также сырью и продуктам процесса.

 

 

Приложение А

 

 

Поточная схема Арыскумской нефти.

 

 

 Приложения Б

 

 

Технологическая схема Гидроочистки вакуумного дистиллята

 

Аннотация

 

В данном курсовом проекте освещены теоретические основы процесса гидрогенизации, выполнено проектирование установки гидроочистки вакуумного дистиллята смеси Арыскумской нефти производительностью 6,2 млн. т/г (в том числе, произведены технологический и механический расчеты основного аппарата). В ходе выполнения проекта, были изучены типичные технологическая и поточная схема процесса гидроочистки, составлены материальные балансы установок, применяющихся при проведении процесса.

Настоящий курсовой проект состоит из пояснительной записки.

Пояснительная записка включает 40 страницы, 2 рисунок и 12 таблицы.

 

Нормативные ссылки

В настоящем курсовом проекте использованы ссылки на следующие документы:

ГОСТ 5426-65 Нефтепереработка. Процессы Переработки.

ГОСТ 2111-2014 Топлива. Нефтяные скважины.

ГОСТ 1012-2013 Бензины авиационные.

ГОСТ 2084-77 Бензины автомобильные.

ГОСТ 11851-85 Нефть. Метод определения парафина.

ГОСТ 2177-99 Нефтепродукты. Метод определения фракционного состава.

ГОСТ 1233-2006 Процесс гидроочистки.

ГОСТ 1002-2008 Гидрокрекинг.

ГОСТ 1996-77 Бензины автомобильные.

ГОСТ 12р12-86 Гидрогенизационные процессы.

ГОСТ 1313-98 Исследование процесса гидроочистки

ГОСТ 1809-1989 Высокооктановые бензины.

ГОСТ 1006-1999 Гидрооблагораживание.

 

Определения

В настоящем курсовом проекте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

Катализатор – химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не расходующееся в процессе реакции.

Крекинг – процесс переработки нефти и входящих в её состав фракций, существенно увеличивающий выход светлых нефтепродуктов. Крекинг бывает термическим (под влиянием высокой температуры) и каталитическим (с использованием катализатора).

Гидроочистка – процесс химического превращения веществ под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на снижение содержания сернистых соединений в товарных нефтепродуктах. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг молекул углеводородов.

Гидрокрекинг – это один из видов крекинга, переработка высококипящих нефтяных фракций, мазута, вакуумного газойля или деасфальтизата для получения бензина, дизельного и реактивного топлива, смазочных масел, сырья для каталитического крекинга и другого.

 Вакуумные дистилляты (газойли) – являются сырьем для процессов каталитического крекинга, гидрокрекинга, получения электродного кокса. Для повышения выхода и улучшения качества продуктов, полученных указанными процессами, и с целью уменьшения загрязнения окружающей среды оксидами серы все большая доля вырабатываемых вакуумных газойлей подвергается гидроочистке. Эффективность процесса гидроочистки вакуумного газойля во многом определяется качеством исходного сырья и требованиями к качеству продуктов для последующих процессов.

 

Обозначения и сокращения

ρ_c–плотность сырья, керосино-газойлевой фракции;

ρ₄²⁰– плотность нефти или нефтепродуктов при 20⁰С

ВОК-высокооктановые компоненты;

ВСГ-водородсодержащий газ;

ИВ-индекс вязкости;

КР, КР_б – каталитический риформинг, риформинг «на бензин»;

ОЧ-октановое число;

ЭЛОУ-электрообессоливающая и электрообезвоживающая установка.

 

Содержание

 

Аннотация
Нормативные ссылки
Определения
Обозначения и сокращения
1 Введение
2 Аналитический обзор по теме
3 Физико-химические характеристики данной нефти
4 Описание поточной схемы переработки нефти
5 Материальный баланс переработки нефти по потенциальным содержанием фракций
6 Описание технологической схемы проектируемой установки
7 Материальный баланс проектируемой установки
8 Технологические расчеты основных аппаратов установки
9 Общие выводы
10 Приложение
11 Список использованных источников

 

 

 

Введение

Актуальность работы. В последние 5-10 лет актуальность процессов гидроочистки в связи с необходимостью улучшения качества и увеличения выпуска нефтепродуктов значительно возросла. Это определяется двумя главными тенденциями современной нефтепереработки: увеличением глубины их переработки и ужесточением экологических норм. Первая тенденция из-за вовлечения в переработку и, следовательно, в гидроочистку все более тяжелого нефтяного сырья с большим содержанием серы, азота, металлов, смол и асфальтенов приводит к ужесточению технологического режима и требует создания более устойчивых катализаторов. При сгорании сернистых топлив образуются оксиды серы SO и SO₂, которые в зоне пониженных температур вместе с конденсирующимися парами воды образуют сернистую и серную кислоты и оказывают сильное корродирующее действие на металл двигателя. Борьбу с сернистой коррозией ведут способами: во-первых, применением присадок к топливам и маслам, нейтрализующих агрессивное действие продуктов сгорания серы; во-вторых, очисткой топлив от сернистых соединений; в-третьих, для поршневых двигателей, применением устойчивых против коррозии металлов для гильз цилиндров и поршневых колец [1].

Вторая тенденция превращает процессы гидроочистки из вспомогательных в основные, определяющие качество и потребительские свойства моторных и энергетических топлив. Здесь требуется более тонкая очистка от серы и азота, частичное гидрирование ароматических соединений, легкий гидрокрекинг нормальных парафинов, переработка вторичных дистиллятов, содержащих непредельные соединения и т.п. Совместное действие этих двух тенденций выдвигает процессы гидроочистки в ряд важнейших каталитических процессов, занимающих к тому же одно из первых мест в мире по суммарной мощности перерабатываемого сырья и мощности единичных агрегатов.

Научная новизна. Внедрение любого промышленного химико-технологического процесса можно разделить на три этапа:

1. Разработку и исследование в лаборатории;

2. Создание укрупненных опытных установок и проектирование       промышленной установки;

3. Осуществление процесса в промышленных условиях.

Задачи изучения процесса на каждом из этих этапов различны. При разработке и исследовании в лаборатории нужно подобрать наилучшие условия осуществления процесса, после чего можно оценить его технико-экономическую эффективность и исследовать физико-химические закономерности. На втором этапе