Разработка поточной схемы НПЗ переработки чеховской нефти производительностью 5 млн т/год с получением максимального количества реактивного топлива. Описание установки гидрокрекинга
Требования к товарным нефтепродуктам. Материальные балансы установок, описание технологической установки гидрокрекинга. Обоснование выбора схемы завода, расчёт октанового числа бензина смешения. Специфика нефтепродуктов, расчёт глубины переработки нефти.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.10.2021 |
Размер файла | 1,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
Факультет
химической технологии и экологии
Кафедра
технологии переработки нефти
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Технология переработки нефти»
на тему «Разработка поточной схемы НПЗ переработки чеховской нефти производительностью 5 млн т/год с получением максимального количества реактивного топлива. Описание установки гидрокрекинга»
Ассистент Сердюкова Е.Ю.
Нурмухамедова Аделя Ринатовна
Москва, 2021
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
Факультет
химической технологии и экологии
Кафедра
технологии переработки нефти
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
по дисциплине
«Технология переработки нефти»
на тему
«Разработка поточной схемы НПЗпереработки чеховской
нефти производительностью 5 млн т/год с получением максимального
количества реактивного топлива. Описание установки гидрокрекинга»
Содержание работы:
Свойства чеховской нефти
Современные требования к выпускаемой продукции
Разработка поточной схемы НПЗ
Материальные балансы отдельных процессов и НПЗ
Показатели работы НПЗ
Описание технологической установки гидрокрекинга
Исходные данные для выполнения работы:
Справочные данные физико-химических свойств нефти
Современные требования к нефтепродуктам по данным ГОСТ
Рекомендуемая литература:
В.М. Капустин. Технология переработки нефти. Ч.2. Физико-химические процессы. - М.: Химия, КолосС, 2015. - 400с.
Сборник «Нефти СССР», т.2 - М.: Химия, 1972 г.
Капустин В.М., Рудин М.Г., Кудинов А.М. Основы проектирования нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. М.: Химия (РГУ нефти и газа им. Губкина), 2012. - 440 с.
В. М. Капустин. Технология переработки нефти. Ч.1. Первичная перера- ботка нефти. - М. Химия, КолосС, 2014. - 456с.
«Справочник нефтепереработчика».Капустин В.М., Рудин М.Г. - Л.: Химия, 2018. -328 с.
Махин Д. Ю., Капустин В. М. Методические указания для выполнения курсовой работы. М.: Химия (РГУ нефти и газа им. Губкина), 2018. - 19 с.
Графическая часть:
Поточная схема НПЗ
Технологическая схема установки гидрокрекинга
Содержание
- Введение
- 1. Характеристика нефти
- 2. Характеристика нефтепродуктов
- 3. Современные требования к товарным нефтепродуктам
- 4. Обоснование выбора схемы завода
- 5. Описание поточной схемы завода
- 6. Материальные балансы установок
- 7. Сводный материальный баланс НПЗ
- 8. Расчет индекса Нельсона
- 9. Расчёт глубины переработки нефти
- 10. Расчёт октанового числа бензина смешения
- 11. Описание технологической установки гидрокрекинга
- Заключение
- Список литературы
- Приложение 1
- Приложение 2
Введение
В связи с переходом на интенсивные методы технологии и строительством укрупненных и комбинированных установок всё большую роль играет повышение качества расчётов процессов и аппаратов нефтепереработки, оптимизации действующих и проектируемых технологических систем.
Современные требования, предъявляемые к ассортименту и уровню качества нефтепродуктов, оказали решающее влияние на технический прогресс в области производства нефтепродуктов, на создание более совершенных технологических установок и производственных комплексов.
Повышение эффективности использования нефти в процессе её первичной и вторичной переработки прежде всего связано с углублением отбора нефтепродуктов от их потенциального содержания. Эта задача должна решаться преимущественно путём интенсификации и реконструкции действующих установок первичной и вторичной переработки нефти. Основой реконструкции являются прежде всего надёжные проверочные расчёты, позволяющие уточнить оптимальные параметры по производительности имеющихся аппаратов и оборудования.
На современных нефтеперерабатывающих заводах можно высокоэффективно перерабатывать нефтяное сырьё различного состава и получать широкую гамму продуктов заданного качества.
Таким образом, проектирование варианта переработки определённой нефти, расчёт материальных балансов отдельных установок и нефтеперерабатывающего завода в целом позволяют оценить целесообразность применения данного сырья для получения целевых продуктов, а также рассчитать экономическую эффективность производства.
1. Характеристика нефти
Таблица 1 - Физико-химическая характеристика чеховской нефти[2, c. 18]
Показатель |
Значение |
|
Горизонт |
Пашийский Д? |
|
0,8016 |
||
М |
- |
|
, сст |
5,41 |
|
, сст |
3,72 |
|
Температура застывания, ?С: |
||
с обработкой |
-14 |
|
без обработки |
-9 |
|
Температура вспышки в закрытом тигеле, ?С |
-48 |
|
Давление насыщенных паров при 38?С, мм рт. ст. |
778 |
|
Давление насыщенных паров при 50?, мм рт. ст |
998 |
|
Коксуемость, % |
- |
|
Зольность, % |
- |
|
Кислотное число, мг КОН на 1 г нефти |
0,04 |
|
Парафин: |
||
содержание, % масс. |
3,8 |
|
температура плавления, ?С |
50 |
|
Содержание, % масс.: |
||
серы |
0,54 |
|
азота |
0,06 |
|
смол сернокислотных |
10 |
|
смол силикагелевых |
3,4 |
|
асфальтенов |
0,22 |
|
Выход фракций, вес. %: |
||
до 200?С |
34,8 |
|
до 350?С |
64,6 |
Таблица 2 - Разгонка ИТК нефти [2, c. 145]
Т выкипания, ? |
Выход на нефть, % масс. |
||
отдельных фракций |
суммарный |
||
н.к-28 (газ до С4) |
3,1 |
3,1 |
|
28-47 |
2,3 |
5,4 |
|
47-57 |
2,4 |
7,8 |
|
57-67 |
2,5 |
10,3 |
|
67-90 |
2,6 |
12,9 |
|
90-101 |
2,7 |
15,6 |
|
101-117 |
2,8 |
18,4 |
|
117-128 |
2,8 |
21,2 |
|
128-142 |
2,8 |
24,0 |
|
142-152 |
2,9 |
26,9 |
|
152-162 |
2,9 |
29,8 |
|
162-175 |
2,9 |
32,7 |
|
175-186 |
2,9 |
35,6 |
|
186-204 |
2,9 |
38,5 |
|
204-218 |
2,9 |
41,4 |
|
218-230 |
3,0 |
44,4 |
|
230-248 |
3,0 |
47,4 |
|
248-261 |
3,0 |
50,4 |
|
261-276 |
3,0 |
53,4 |
|
276-294 |
3,1 |
56,5 |
|
294-308 |
3,1 |
59,6 |
|
308-328 |
3,1 |
62,7 |
|
328-342 |
3,1 |
65,8 |
|
342-358 |
3,2 |
69,0 |
|
358-378 |
3,2 |
72,2 |
|
378-401 |
3,2 |
75,4 |
|
Остаток |
24,6 |
100,0 |
Рисунок 1 - Кривая ИТК чеховской нефти
2. Характеристика нефтепродуктов
Таблица 3 - Характеристика фракций, выкипающих до 200?С [2, c. 38]
Темпера-тура отбора, ?С |
Выход на нефть, % масс. |
с420 |
Фракционный состав, ?С |
Содержание серы, % |
Кислот- ность мг КОН на 100 мл фракции |
Давление насыщен-ных паров |
||||
н.к. |
10% |
50% |
90% |
|||||||
28-85 |
9,8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
28-120 |
16,2 |
0,6869 |
40 |
57 |
81 |
106 |
- |
0,29 |
428 |
|
28-150 |
23,2 |
0,7059 |
44 |
75 |
98 |
135 |
- |
0,34 |
345 |
|
28-180 |
30,6 |
0,7222 |
47 |
79 |
119 |
172 |
- |
0,49 |
265 |
|
28-200 |
34,8 |
0,7287 |
48 |
80 |
128 |
189 |
- |
0,54 |
235 |
Таблица 4 - Групповой углеводородный состав фракций, выкипающих до 200?С [2, c. 44]
Температура отбора, ?С |
Выход на нефть, % масс. |
с420 |
nD20 |
Содержание УВ, % на нефть |
|||
ароматичес- ких |
нафте- новых |
парафиновых |
|||||
28-60 |
5,2 |
- |
- |
- |
- |
100 |
|
60-95 |
6,4 |
0,6896 |
1,3880 |
3 |
22 |
75 |
|
95-122 |
5,4 |
0,7260 |
1,4058 |
9 |
25 |
66 |
|
122-150 |
6,0 |
0,7495 |
1,4190 |
14 |
21 |
65 |
|
150-200 |
11,8 |
0,7808 |
1,4358 |
21 |
14 |
65 |
|
28-200 |
34,8 |
0,7287 |
1,4216 |
13 |
21 |
66 |
Таблица 5 - Характеристика керосиновых дистиллятов[2, с. 57]
Температура отбора, ? |
150-280 |
150-320 |
|
Выход (на нефть), % |
27,7 |
35,7 |
|
с420 |
0,7990 |
0,8110 |
|
Фракционный состав, ?: |
|||
н.к. |
164 |
182 |
|
10 % |
182 |
196 |
|
50 % |
214 |
240 |
|
90 % |
257 |
296 |
|
98 % |
273 |
313 |
|
отгоняется до 270 ?, % |
96 |
73 |
|
Температура, ?: |
|||
помутнения |
-12 |
-12 |
|
вспышки |
48 |
58 |
|
Высота некоптящего пламени, мм |
22 |
20 |
|
Октановое число |
- |
- |
|
Содержание серы, % |
0,09 |
0,16 |
|
Кислотность, мг КОН на 100 мл дистиллята |
2,03 |
1,97 |
Таблица 6 - Характеристика дизельных топлив и их компонентов [2, c. 66]
Параметр |
Значение |
||||
Температура отбора, ?С |
150-350 |
180-370 |
200-350 |
240-350 |
|
Выход на нефть, % масс. |
41,1 |
37,5 |
29,3 |
21,0 |
|
Цетановое число |
53 |
54 |
57 |
58 |
|
Дизельный индекс |
65,3 |
63,4 |
63,0 |
61,1 |
|
Фракционный состав, ?С: |
|||||
10% |
201 |
230 |
241 |
279 |
|
50% |
248 |
278 |
277 |
298 |
|
90% |
321 |
345 |
328 |
333 |
|
96% |
- |
- |
- |
- |
|
с420 |
0,817 |
0,832 |
0,833 |
0,844 |
|
н20, cCт |
3,11 |
4,67 |
4,84 |
6,86 |
|
н50, cCт |
1,71 |
2,44 |
2,46 |
3,20 |
|
Температура?С: |
|||||
застывания |
-30 |
-24 |
-22 |
-15 |
|
помутнения |
-22 |
-15 |
-14 |
-9 |
|
вспышки |
60 |
86 |
100 |
125 |
|
Содержание серы, % |
0,25 |
0,33 |
0,33 |
0,45 |
|
Кислотность, мг КОН на 100 мл топлива |
2,07 |
3,01 |
2,46 |
2,66 |
Таблица 7 - Характеристика мазутов и остатков [2, c. 72]
Мазут и остаток |
Выход на нефть, % масс. |
с420 |
ВУ80 |
ВУ100 |
Температура, ?С |
Содержание серы, % |
Коксуемость, % |
||
застывания |
вспышки(в открытом тигле) |
||||||||
Остаток |
|||||||||
>300? |
42,2 |
0,8940 |
3,50 |
- |
17 |
177 |
0,95 |
- |
|
>350?С |
32,8 |
0,9112 |
5,32 |
2,59 |
24 |
214 |
1,00 |
- |
|
>400?С |
24,7 |
0,9253 |
7,45 |
4,60 |
34 |
274 |
1,08 |
- |
|
>450?С |
18,0 |
0,9340 |
8,34 |
- |
41 |
- |
1,12 |
- |
3. Современные требования к товарным нефтепродуктам
Бензиновые фракции могут быть использованы как компонент товарного бензина, подвергаться вторичной разгонке для получения узких фракций и дальше идти на установку каталитического риформинга и изомеризации. Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надёжную работу двигателей, и требованиям эксплуатации:
- иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах;
- иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, антидетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя;
- не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др.
Таблица 8 - Требования к товарному бензину класса 6 в соответствии с Техническим регламентом 2015 г. [5, c. 213]
Наименование показателя |
Значение |
|
1. Октановое число, не менее: |
||
- по исследовательскому методу |
95.0 |
|
- по моторному методу |
85,0 |
|
2. Концентрация свинца, мг/дм3, не более |
Отсутствие |
|
3. Плотность при температуре 15?, кг/м3 |
720-780 |
|
4. Концентрация серы, мг/кг, не более: |
10 |
|
5.Устойчивость к окислению, мин, не менее |
360 |
|
6.Концентрация смол, промытых растворителем, мг 100 см3 бензина, не более |
5 |
|
7. Коррозия медной пластинки (3 ч при 50?), единицы по шкале |
Класс 1 |
|
8. Внешний вид |
Прозрачный и чистый |
|
9. Объёмная доля углеводородов, %, не более |
||
- олефиновых |
11,0 |
|
- ароматических |
24,0 |
|
10. Объёмная доля бензола, %, не более |
0,8 |
|
11, Массовая доля кислорода, %, не более |
2,7 |
|
12. Объёмная доля окисгенатов, %, не более |
||
- метанола |
Отсутствие |
|
- этанола |
5 |
|
- изопропилового спирта |
10 |
|
- изобутилового спирта |
10 |
|
- третбутилового спирта |
7 |
|
- эфиров (С5 и выше) |
15 |
|
- других оксигенатов |
10 |
|
13. Наличие моющих присадок |
Обязательно |
|
14. Выбросы NOx, г/кВт*ч |
0,46 |
Согласно межгосударственному стандарту авиационного топлива для газотурбинных двигателей Джет А-1. Реактивное топливо должно соответствовать заданному качеству.
Таблица 9 - Межгосударственный стандарт авиационного топлива для газотурбинных двигателей Джет А-1 [5, 266]
Наименование показателя |
Значение |
|
Внешний вид |
||
а) визуальная оценка |
Чистое, прозрачное, не должно содержать воды, осадка и взвешенных частиц при температуре окружающей среды |
|
б) цвет, баллы по шкале Сейболта |
Не нормируется. Определение обязательно |
|
в) содержание механических примесей и воды |
Отсутствие |
|
Кислотное число общее, мг КОН/г, не более |
0,10 |
|
Объемная доля ароматических углеводородов, %, не более |
25,0 |
|
Массовая доля меркаптановой серы, %, не более |
0,0030 |
|
Массовая доля общей серы, %, не более |
0,25 |
|
Фракционный состав, °С: |
||
10% отгоняется при температуре, °С, не выше |
205,0 |
|
50% отгоняется при температуре, °С |
Не нормируется. Определение обязательно |
|
90% отгоняется при температуре, °С, не выше |
300,0 |
|
остаток от разгонки, %, не более |
1,5 |
|
потери от разгонки, %, не более |
1,5 |
|
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже |
38,0 |
|
Плотность при температуре 15°С, кг/м |
775,0-840,0 |
|
Температура замерзания, °С, не выше |
-47,0 |
|
Кинематическая вязкость при температуре -20°С, мм/с, не более |
8,000 |
Дизельные фракции могут быть использованы как топливо для дизельных двигателей и сырьё установки депарафинизации. Основные эксплуатационные показатели дизельных топлив являются:
-цетановое число, определяющее высокие мощности и экономические показатели работы двигателя;
- фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработанных дымовых газов;
- вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыление в камере сгорания и работоспособность в системе фильтрования;
- низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива;
- степень чистоты, характеризующая надёжность работы фильтров грубой очистки и цилиндропоршневой группы двигателя;
- температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива в дизелях;
- наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующие нагарообразование коррозию и износ.
Таблица 10 - Требования к товарному дизельному топливу класса евро-5 (2015 г.) [5, c. 287]
Наименование показателя |
Значение |
|
1. Цетановое число, не менее |
54,0-58,0 |
|
2. Цетановый индекс, не менее |
46,0 |
|
3. Плотность при 15?, кг/куб.м |
825-830 |
|
4. Полициклические ароматические у/в, % по массе, не более |
2 |
|
5. Содержание серы, мг/кг, не более |
10 |
|
6. Температура вспышки в закрытом тигле, ?, выше |
55 |
|
7. Коксуемость 10%-ного остатка разгонки, % по массе, не более |
0,30 |
|
8. Зольность, % по массе, не более |
0,01 |
|
9. Содержание воды, мг/кг, не более |
200 |
|
10. Общее загрязнение, мг/кг, не более |
24 |
|
11. Коррозия медной пластинки (3 ч при 50?), единицы по шкале |
Класс 1 |
|
12. Окислительная способность: общее количество осадка, г/куб.м, не более |
25 |
|
13. Смазывающая способность: скорректированный диаметр пятна износа при 60?, мкм, не более |
460 |
|
14. Кинематическая вязкость при 40?, кв.мм/с |
2,00-4,50 |
|
15. Фракционный состав: |
||
при температуре 250?, % (по объёму), не менее |
65 |
|
при температуре 350?, % (по объёму), не менее |
85 |
|
95 % (по объёму) перегоняется при температуре, ?, не выше |
340-350 |
|
16. Содержание метиловых эфиров жирных кислот, % (по объёму), не более |
5,0 |
4. Обоснование выбора схемы завода
Чеховская нефть является малосернистой. В задании сказано разработать вариант глубокой переработки нефти с максимальным выходом реактивного топлива, поэтому выделяется керосиновая фракция (150-250?). Керосиновая фракция соответствует стандартам ГОСТ, поэтому гидроочистка не требуется. По новым стандартам евро-5 и евро-6 для бензина и дизельного топлива предусматривается очень низкое содержание серы, поэтому необходимо наличие нескольких установок гидроочистки. Для большего выхода светлых фракций необходимо фракцию 350-480 ? направить на установку гидрокрекинга, с получением бензина, дизельноготоплива и тяжёлого газойля (сырья гидрокрекинга гудрона). Также для переработки гудрона с выходом лёгкого газойля (компонента дизельного топлива) и бензина (сырья каталитического риформинга) используется установка гидрокрекинга гудрона, которая необходима в заданной поточной схеме. товарный нефтепродукт октановый гидрокрекинг
Бензиновые фракции тоже необходимо направить на установки с получением высокооктанового бензина (изомеризации, каталитического риформинга), что значительно повысит глубину переработки нефти и увеличит производство товарных продуктов.
Для переработки углеводородных газов с различных установок необходима ГФУ предельных и непредельных газов, полученные пропан-пропиленовые и бутан-бутиленовые фракции которой можно рассматривать как товарные сжиженные газы, а фракцию С1-С2 как сухой газ.
5. Описание поточной схемы завода
Нефть поступает в блок ЭЛОУ-АВТ, где она проходит процесс обессоливания, обезвоживания и первичной ректификации с получением фракций: углеводородного газа, н.к.-150?С, 150-250?С, 250-350?, 350-401?С и >401?С (гудрон). Углеводородный газ поступает в блок ГФУ предельных газов. Фракция н.к.-150? отправляется на гидроочистку, а затем на вторичную перегонку бензина, где разделяется на узкие фракции: н.к.-70?С, 70-105?С и 105-150?С, фракция 150-250? является готовым продуктом реактивного топлива, фракция 250-350?С поступают на гидроочистку, фракция 350-401? (вакуумный газойль) отправляется на гидрокрекинг, а фракция >401?С (гудрон) поступает на установку гидрокрекинга гудрона. Углеводородный газ после гидроочистки бензинаотправляется на ГФУ предельных газов. Фракция н.к.-70?С идёт на установку низкотемпературной изомеризации Изомалк-2, полученный изомеризат поступает на станцию смешения бензина (ССБ), углеводородный газ уходит на ГФУ предельных газов. Фракция 70-105?С также поступает на установку изомеризации Изомалк-4,полученный изомеризат поступает на станцию смешения бензина (ССБ), углеводородный газ уходит на ГФУ предельных газов. Фракция 105-150?С поступает на установку каталитического риформинга, углеводородный газ оттуда также поступает на ГФУ предельных газов, а риформат уходит на станцию смешения бензина. В процессе каталитического риформинга образуется водородсодержащий газ, который используется в установках гидроочистки бензина и дизельного топлива, на изомеризации и гидрокрекинге. При нехватке водородсодержащего газа устанавливают установку производства водорода (УПВ).
Гидроочищенное дизельное топливо уходит на станцию смешения дизельного топлива (ССДТ),бензин-отгон отправляется как сырьё на вторичную перегонку бензина, а углеводородный газ уходит на ГФУ предельных газов.
Фракция 350-480?С (вакуумный газойль)поступает на установку гидрокрекинга. В процессе гидрокрекинга получаются: бензин (отправляется в ССБ), дизельное топливо (уходит в ССДТ), тяжёлый газойль (направляется как сырьё на гидрокрекинг гудрона), углеводородный газ (поступает на ГФУ предельных газов). Также в процессах гидроочистки и гидрокрекинга выделяется сероводород, который отправляется на установку производства серы - установку Клауса с целью получения товарной серы.
На установку гидрокрекинга гудрона приходит фракция >401?С. Лёгкий газойль с гидрокрекинга уходит на установку гидроочистки дизельного топлива, бензин направляется в станцию смешения бензина, также образуется тяжёлый газойль (отправляется в товарный парк как компонент котельного топлива), углеводородный газ направляется на ГФУпредельных газов.
Сухой газ с установкиГФУ предельных газовиспользуется в производстве водорода на УПВ и как топливный газ на нужды завода. Фракции С3 и С4 используются как товарные сжиженные газы и отправляются в товарный парк для продажи.
6. Материальные балансы установок
6.1 Материальный баланс и описание установки ЭЛОУ-АВТ [1c. 121-127, 157-162]
Назначение ЭЛОУ - удаление солей и воды из нефти перед подачей на переработку. Эффективное обессоливание позволяет значительно уменьшить коррозию технологического оборудования установок по переработке нефти, предотвратить дезактивацию катализаторов, улучшить качество топлив, нефтяного кокса, битумов и других продуктов.
Сырье - нефть, содержащая воду и соли.
Продукция:
обессоленная и обезвоженная нефть, содержащая 3 - 4 мг/л солей и до 0,1% масс. воды;
вода с растворенными солями
Технологический режим:
Температура сырой нефти, поступающей на установку - 10 - 30 ?С
Температура нефти в шаровых электродегидраторах - 90 - 100 ?С
Температура нефти в горизонт. электродегидраторах-120 - 140 ?С
Давление в шаровых электродегидраторах - <6 кгс/см2
Давление в горизонтальных электродегидраторах - 12 - 14 кгс/см2
Таблица 11 - Материальный баланс установки ЭЛОУ
Материальный баланс ЭЛОУ |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Сырая нефть |
101,00 |
- |
5050,00 |
|
Всего: |
101,00 |
- |
5050,00 |
|
Получено: |
||||
Обессоленная нефть |
100,00 |
- |
5000,00 |
|
Вода+соли |
1,00 |
- |
50,00 |
|
Всего: |
101,00 |
- |
5050,00 |
НазначениеАВТ- разделение нефти на фракции для последующей переработки или использования в качестве товарной продукции. Первичная перегонка осуществляется на атмосферных трубчатых (АТ) и вакуумных трубчатых (ВТ) установках. Установки АВТ часто комбинируются с установками обессоливания нефти и вторичной перегонки бензинов.
Сырье - обессоленная и обезвоженная нефть с ЭЛОУ.
Продукция:
углеводородный газ - направляется на ГФУ;
бензиновые фракции - используются в качестве сырья для установок Изомалк-2 и Изомалк-4 (фр. н.к.-70?С, 70-105 ?) и каталитического риформинга (фр. 105 - 150?С), предварительно подвергающиеся разделению вторичной перегонкой и гидроочистке;
керосиновая фракция (фр. 150-250?) - реактивное топливо;
дизельная фракция (фр. 250-350?С) подвергается гидроочистке;
фракция 350 - 401?С - сырье для гидрокрекинга вакуумного газойля;
гудрон (>401?С) - сырье для гидрокрекинга гудрона.
Таблица 12 - Материальный баланс установки АВТ
Материальный баланс АВТ |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Обессоленная нефть |
100,00 |
100,00 |
5000,00 |
|
Всего: |
100,00 |
100,00 |
5000,00 |
|
Получено: |
||||
У/в газ (фракция нк-28?) |
3,10 |
3,10 |
155,00 |
|
Фракция н.к.-150? |
23,50 |
23,50 |
1175,00 |
|
Фракция 150?-250? |
21,00 |
21,00 |
1050,00 |
|
Фракция 250?-350? |
19,80 |
19,80 |
990,00 |
|
Фракция 350-401? |
8,00 |
8,00 |
400,00 |
|
Остаток >401? |
24,60 |
24,60 |
1230,00 |
|
Всего: |
100,00 |
100,00 |
5000,00 |
6.2 Материальный баланс и описание установки гидроочистки бензина [4, c. 245-248]
Назначение - удаление сернистых, азот- и кислородсодержащих соединений из бензиновой фракции с целью улучшения качества сырья для последующих процессов - изомеризации и каталитического риформинга.
Сырье - бензиновая фракция (н.к-150?) с установки АВТ, водородсодержащий газ.
Продукция:
гидроочищенная бензиновая фракция, углеводородный газ;
Технологический режим:
температура 280-320 ?С
давление в реакторах 2,5 - 4,0 МПа
объемная скорость подачи сырья 5,0 ч-1
кратность циркуляции ВСГ 80 - 200 м3/м3
катализатор - АКМ
Таблица 13 - Материальный баланс установки гидроочистки бензиновой фракции
Материальный баланс гидроочистки бензиновой фракции |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Бензиновая фракция |
100,00 |
23,50 |
1175,00 |
|
Водород 100% |
0,15 |
0,04 |
1,76 |
|
Всего: |
100,15 |
23,54 |
1176,76 |
|
Получено: |
||||
У/в газ |
0,65 |
0,15 |
7,64 |
|
Гидроочищенный бензин |
99,00 |
23,27 |
1163,25 |
|
Потери |
0,50 |
0,12 |
5,88 |
|
Всего: |
100,15 |
23,54 |
1176,76 |
6.3 Материальный баланс и описание установки вторичной перегонки бензина [1, c. 162-164]
Назначение: разделение широкой бензиновой фракции н.к.-150?С на более узкие фракции, каждая из которых затем направляется на соответствующую установку.
Сырьё: широкая бензиновая фракция н.к.-150?С, бензин-отгон с г/о ДТ.
Продукты: фракция н.к.-70?С, фракция 70-105?С, фракция 105-150?С.
Таблица 14 - Материальный баланс установки вторичной перегонки бензина
Материальный баланс установки вторичной перегонки бензина |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Бензин-отгон с гидроочистки дизельного топлива |
1,69 |
0,40 |
20,49 |
|
Фракция н.к.-150? |
98,31 |
23,50 |
1175,00 |
|
Всего: |
100,00 |
23,90 |
1195,49 |
|
Получено: |
||||
Фракция н.к.-70? |
31,49 |
7,53 |
376,46 |
|
Фракция 70?-105? |
22,98 |
5,49 |
274,72 |
|
Фракция 105?-150? |
45,53 |
10,88 |
544,31 |
|
Всего: |
100,00 |
23,90 |
1195,49 |
6.4 Материальный баланс и описание установки изомеризации Изомалк-2 [4, c. 225-232]
Назначение: превращение лёгких парафинов (С5-С6) нормального строения в изопарафины с целью повышения октанового числа бензина.
Сырьё: узкая фракция бензина н.к. - 70?С, водородсодержащий газ;
Продукты: изомеризат, углеводородный газ;
Технологический режим:
Температура 120 - 180?С;
Давление 2,5-2,8 МПа;
Объёмная скорость подачи сырья 2,5-3,5 ч-1;
Катализатор: Ptна сульфатированном ZrO2.
Таблица 15 - Материальный баланс установки Изомалк-2
Материальный баланс установки Изомалк-2 |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Гидроочищ. бензиновая фракция н.к.-70? |
100,00 |
7,53 |
376,46 |
|
Водород 100% |
0,22 |
0,02 |
0,83 |
|
Всего: |
100,22 |
7,54 |
377,29 |
|
Получено: |
||||
Изомеризат |
98,00 |
7,38 |
368,93 |
|
У/в газ |
1,82 |
0,14 |
6,85 |
|
Потери |
0,40 |
0,03 |
1,51 |
|
Всего: |
100,22 |
7,54 |
377,29 |
6.5 Материальный баланс и описание установки изомеризации Изомалк-4 [4, c. 225-232]
Назначение: превращение парафинов (С7 +) нормального строения в изопарафины с целью повышения октанового числа бензина.
Сырьё: узкая фракция бензина 70-105?С, водородсодержащий газ;
Продукты: изомеризат, углеводородный газ;
Технологический режим:
Температура 160-200?С;
Давление 2,5-3,0 МПа;
Объёмная скорость подачи сырья 1,0-2,0 ч-1;
Катализатор: Ptна сульфатированном ZrO2.
Таблица 16 - Материальный баланс установки Изомалк-4
Материальный баланс установки Изомалк-4 |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Гидроочищ. бензиновая фракция 70?-105? |
100,00 |
5,49 |
274,72 |
|
Водород 100% |
0,22 |
0,01 |
0,60 |
|
Всего: |
100,22 |
5,51 |
275,33 |
|
Получено: |
||||
Изомеризат |
93,00 |
5,11 |
255,49 |
|
У/в газ |
6,82 |
0,37 |
18,74 |
|
Потери |
0,40 |
0,02 |
1,10 |
|
Всего: |
100,22 |
5,51 |
275,33 |
6.6 Материальный баланс и описание установки каталитического риформинга [4, c.191-222]
Назначение: превращение алкановых и нафтеновых углеводородов в ароматические с целью повышения октанового числа бензина, а также получение водородсодержащего газа.
Сырьё: гидроочищенная фракция бензина 105-150?С;
Продукты: риформат, водородсодержащий газ, углеводородный газ;
Технологический режим:
Температура 495-540?С;
Давление 0,9-1,2 МПа;
Объёмная скорость подачи сырья 1,8-1,9 ч-1;
Кратность циркуляции ВСГ 800-900 м3/м3.
Таблица 17 - Материальный баланс каталитического риформинга
Материальный баланс каталитического риформинга |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Гидроочищ. бензиновая фракция 105?-150? |
100,00 |
10,88 |
544,31 |
|
Всего: |
100,00 |
10,88 |
544,31 |
|
Получено: |
||||
Риформат |
83,50 |
9,09 |
454,50 |
|
ВСГ, в т.ч.: |
12,50 |
1,36 |
68,04 |
|
водород |
2,80 |
0,30 |
15,24 |
|
Головка стабилизации |
3,20 |
0,35 |
17,42 |
|
У/в газ |
0,80 |
0,09 |
4,35 |
|
Всего: |
100,00 |
10,88 |
544,31 |
6.7 Материальный баланс и описание установки гидроочистки дизельной фракции [4, c. 250-255]
Назначение: очищение дизельной фракции от сернистых, азотистых, кислородсодержащих соединений и олефинов.
Сырьё: дизельная фракция 250-350?С, лёгкий газойль гидрокрекинга гудрона, водородсодержащий газ;
Продукты: гидроочищенное дизельное топливо, бензиновый отгон, углеводородный газ, сероводород.
Технологический режим:
Температура 350-420?С;
Давление 3-4 МПа;
Объёмная скорость подачи сырья 3,5-4 ч-1;
Таблица 18 - Материальный баланс гидроочистки дизельной фракции
Материальный баланс гидроочистки дизельной фракции |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Фракция 250?-350? |
63,63 |
19,80 |
990,00 |
|
Лёгкий газойль установки гидрокрекинга гудрона |
36,37 |
11,32 |
586,03 |
|
Водород 100% |
0,40 |
0,13 |
6,47 |
|
Всего: |
100,40 |
31,24 |
1582,51 |
|
Получено: |
||||
Гидроочищенное дизельное топливо |
96,90 |
30,15 |
1527,34 |
|
Бензин-отгон |
1,30 |
0,40 |
20,49 |
|
У/в газ |
0,60 |
0,19 |
9,46 |
|
Сероводород |
1,20 |
0,37 |
18,91 |
|
Потери |
0,40 |
0,12 |
6,30 |
|
Всего: |
100,40 |
31,24 |
1582,51 |
6.8 Материальный баланс и описание установки гидрокрекинга гудрона[4, с. 293-302]
Назначение - получение дополнительного количества светлых нефтепродуктов каталитическим разложением тяжелого сырья в присутствии водорода. При разложении нефтяных фракций получаются автомобильный бензин, легкий газойль, тяжелый газойль, сероводород, а также жирный газ, богатый предельными углеводородами.
Сырьё: фракция >401? (гудрон); водородсодержащий газ;
Продукты:
Основные параметры процесса:
Давление - 15-18 МПа
Температура - 370-440 °С
Кратность циркуляции ВСГ - 1000-2000 нм3/м3
Объемная скорость подачи сырья - 0,3-1,0 ч-1
Таблица 19 - Материальный баланс установки гидрокрекинга гудрона
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Тяжёлый газойль ГК ВГ |
26,16 |
0,63 |
78,21 |
|
Остаток (>401°С) |
73,84 |
24,60 |
1230,00 |
|
Водород |
2,50 |
0,83 |
41,64 |
|
Всего: |
102,50 |
26,06 |
1349,85 |
|
Получено: |
||||
У/в газ |
7,30 |
1,86 |
96,14 |
|
Бензин |
19,30 |
4,91 |
254,17 |
|
Лёгкий газойль |
44,50 |
11,32 |
586,03 |
|
Тяжёлый газойль |
19,70 |
5,01 |
259,44 |
|
Пек |
9,30 |
2,36 |
122,47 |
|
Потери |
2,40 |
0,61 |
31,61 |
|
Всего: |
102,50 |
26,06 |
1349,85 |
6.9 Материальный баланс и описание установки гидрокрекинга вакуумного газойля [4, c. 267-293]
Назначение: получение дополнительного количества светлых нефтепродуктов каталитическим разложением тяжёлого сырья в присутствии водорода. При разложении тяжёлых нефтяных фракций получаются автомобильный бензин, дизельное топливо, тяжёлый газойль, сероводород, а также жирный газ, богатый предельными углеводородами.
Сырьё: фракция 350-401?; водородсодержащий газ;
Продукты:бензин, дизельное топливо, тяжёлый газойль, сероводород, углеводородный газ;
Технологический режим:
Температура 440-450?С;
Давление 10-12 МПа;
Объёмная скорость подачи сырья 80-90 ч-1;
Катализатор: ДА-250 - микросферический;
Таблица 20 - Материальный баланс установки гидрокрекинга вакуумного газойля
Материальный баланс гидрокрекинга вакуумного газойля |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Фракция 350?-480? |
100,00 |
8,00 |
990,00 |
|
Водород 100% |
2,40 |
0,19 |
23,76 |
|
Всего: |
102,40 |
8,19 |
1013,76 |
|
Получено: |
||||
У/в газ |
9,90 |
0,79 |
98,01 |
|
Бензин |
15,40 |
1,23 |
152,46 |
|
Дизельное топливо |
66,90 |
5,35 |
662,31 |
|
Тяжёлый газойль |
7,90 |
0,63 |
78,21 |
|
Сероводород |
2,30 |
0,18 |
22,77 |
|
Всего: |
102,40 |
8,19 |
1013,76 |
6.10 Материальный баланс и описание газофракционирующей установки предельных газов [4, c. 293-294]
Назначение: получение индивидуальных лёгких углеводородов или углеводородных фракций.
Сырьё: газы с различных установок переработки нефти.
Продукты:
H2+CO2;
фракция С1- С2 (сухой газ) - используется для получения водородсодержащего газа и в качестве топлива;
пропановаяфракция - отправляется в товарный парк, сжиженный бытовой газ;
бутановая фракция - отправляется в товарный парк, сжиженный бытовой газ;
Состав газов, поступающих на ГФУ предельных газов:
Таблица 21 - Материальный баланс ГФУ предельных газов
Материальный баланс ГФУ предельных газов |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
У/в газ с АВТ |
44,73 |
3,10 |
155,00 |
|
У/в газ с гидроочисткибензиновой фракции н.к.-150? |
0,71 |
0,05 |
2,45 |
|
У/в газ с кат.риформинга |
6,28 |
0,44 |
21,77 |
|
У/в газ с ИЗОМАЛК-2 |
1,98 |
0,14 |
6,85 |
|
У/в газ с ИЗОМАЛК-4 |
5,41 |
0,37 |
18,74 |
|
У/в газ с гидроочистки дизельного топлива |
2,69 |
0,19 |
9,46 |
|
У/в газ с гидрокрекинга вакуумного газойля |
11,43 |
0,79 |
98,01 |
|
У/в газ с гидрокрекинга гудрона |
26,78 |
1,86 |
96,14 |
|
Всего: |
100,00 |
6,93 |
408,41 |
|
Получено: |
||||
H2+CO2 |
0,53 |
0,04 |
1,85 |
|
Метан |
13,02 |
0,90 |
61,83 |
|
Этан |
11,88 |
0,82 |
54,17 |
|
Пропан |
42,89 |
2,97 |
173,96 |
|
Изобутан |
21,25 |
1,47 |
77,34 |
|
н-бутан |
10,42 |
0,72 |
39,25 |
|
Всего: |
100,00 |
6,93 |
408,41 |
6.11 Материальный баланс и описание установки производства элементной серы [4, c. 344-349]
Назначение: получение элементной серы из сероводорода
Сырьё: сероводород
Продукты: товарная сера
Технологический режим:
Температура на термической стадии 1100-1300?С
Температура на каталитической стадии 200-300?С
Давление 0,12-0,17 МПа;
Таблица 22 - Материальный баланс установки производства серы
Материальный баланс установки производства серы |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Сероводородсодержащий газ |
24,50 |
0,56 |
41,68 |
|
Воздух на горение (без печи дожига) |
51,20 |
1,16 |
87,11 |
|
Топливный газ в печь дожига |
0,30 |
0,01 |
0,51 |
|
Воздух в печь дожига |
24,00 |
0,55 |
40,83 |
|
Итого: |
100,00 |
2,28 |
170,14 |
|
Получено: |
||||
Элементная сера |
20,40 |
0,46 |
34,71 |
|
Смесьгазов CO, CO2, SO2 |
79,00 |
1,80 |
134,41 |
|
Потери |
0,60 |
0,01 |
1,02 |
|
Итого: |
100,00 |
2,28 |
170,14 |
6.12. Материальный баланс и описание установки производства водорода [4, c. 355-362]
Таблица 23 - Материальный баланс по водороду
Материальный баланс по водороду |
|||
Процесс |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Получено: |
|||
ВСГ |
1,36 |
68,04 |
|
в том числе 100% водорода |
0,30 |
15,24 |
|
Всего: |
0,30 |
15,24 |
|
Расход: |
|||
Гидроочистка бензиновой фракции (н.к.-150?) |
0,04 |
1,76 |
|
Гидроочистка дизельной фракции |
0,13 |
6,47 |
|
Изомалк-2 |
0,02 |
0,83 |
|
Изомалк-4 |
0,01 |
0,60 |
|
Гидрокрекинг вакуумного газойля |
0,19 |
23,76 |
|
Гидрокрекинг гудрона |
0,83 |
41,64 |
|
Всего 100% водорода: |
1,21 |
75,07 |
|
Недостаток: |
0,91 |
59,83 |
В связи с недостатком водорода необходима установка производства водорода.
Назначение установки: получение водорода для использования на установках завода.
Сырьё: метан, водяной пар.
Как сырьё используем сухой газ, полученный на установках ГФУ.
Продукты: водород, остаточный газ.
Технологический режим:
Температура 830 - 880?С;
Давление 1,2 - 3 МПа;
Соотношение пар : метан: 2:1;
Таблица 24 - Материальный баланс установки производства водорода
Материальный баланс установки производства водорода |
||||
Компонент |
% масс. на сырьё |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
||||
Сухой газ |
30,63 |
0,41 |
27,06 |
|
Водяной пар |
69,37 |
0,93 |
61,28 |
|
Всего: |
100,00 |
1,34 |
88,34 |
|
Получено: |
||||
Водород |
67,73 |
0,91 |
59,83 |
|
Остаточный газ |
31,57 |
0,42 |
27,89 |
|
Потери |
0,70 |
0,01 |
0,62 |
|
Всего: |
100,00 |
1,34 |
88,34 |
7. Сводный материальный баланс НПЗ
Таблица 25 - Сводный материальный баланс НПЗ
Сводный материальный баланс НПЗ |
|||
Компонент |
% масс. на нефть |
тыс. т/год |
|
Взято: |
|||
1. Сырая нефть |
101,00 |
5050,00 |
|
2. Водяной пар |
0,93 |
61,28 |
|
3. Воздух на горение (без печи дожига) |
1,16 |
87,11 |
|
4. Топливный газ в печь дожига |
0,01 |
0,51 |
|
5. Воздух в печь дожига |
0,55 |
40,83 |
|
Всего: |
103,65 |
5239,74 |
|
Получено: |
|||
1. Бензин |
|||
в том числе: |
|||
изомеризат 1 |
7,38 |
368,93 |
|
изомеризат 2 |
5,11 |
255,49 |
|
риформат |
9,09 |
454,50 |
|
бензин гидрокрекинга вакуумного газойля |
1,23 |
152,46 |
|
бензин гидрокрекинга гудрона |
4,91 |
254,17 |
|
2. Реактивное (авиационное) топливо |
21,00 |
1050,00 |
|
3. Дизельное топливо летнее |
|||
в том числе: |
|||
гидроочищ. дизельное топливо |
30,15 |
1527,34 |
|
дизельное топливо с гидрокрекинга вакуумного газойля |
5,35 |
662,31 |
|
4.Тяжёлый газойль с гидрокрекинга гудрона (котельное топливо) |
5,01 |
259,44 |
|
5. Элементная сера |
0,46 |
34,71 |
|
6. Сухой газ (С1-С2) |
1,31 |
88,95 |
|
7. Сжиженные газы |
|||
в том числе: |
|||
пропановая фракция |
2,97 |
173,96 |
|
бутановая фракция |
2,20 |
116,59 |
|
8. Потери |
|||
в том числе: |
|||
H2+CO2 |
0,04 |
1,85 |
|
смесь газов CO, CO2, SO2 с уст. Клауса |
1,80 |
134,41 |
|
остаточный газ с УПВ |
0,42 |
27,89 |
|
вода+соли |
1,00 |
50,00 |
|
остатки от ВСГ кат.риформинга |
1,06 |
52,80 |
|
потери |
0,93 |
46,38 |
|
Всего: |
103,65 |
5239,74 |
8. Расчет индекса Нельсона
Индекс Нельсона - показатель сложности нефтеперерабатывающего завода. Он оценивает уровень вторичной мощности преобразования на НПЗ по отношению к первичной мощности дистилляции.Индекс сложности Нельсона присваивает коэффициент сложности для каждой основной единице оборудования НПЗ на основе его сложности в сравнении с оборудованием по перегонке сырой нефти, которому присваивается коэффициент сложности 1,0.
В мире существует несколько способов оценки работы предприятия. Один из них осуществляется с помощью индекса Нельсона.
Формула для определения индекса Нельсона НПЗ:
IN = ? INуст ? Gуст/GН
где Gуст, GН - мощность установки и количество переработанной нефти, тысяч тонн в год; INуст - индекс Нельсона технологической установки, входящей в состав НПЗ.
Значение индекса Нельсона для установок НПЗ приведены ниже [6, c.15-16].
Таблица 26 - Расчет индекса Нельсона
Установка |
IN |
G установки, тыс. т/год |
IN*G установки |
|
ЭЛОУ-АВТ |
1 |
5050,00 |
5050,00 |
|
Вторичная перегонка бензина |
1 |
1195,49 |
1195,49 |
|
Гидроочистка фракции бензиновой фракции |
3 |
1176,76 |
3530,28 |
|
Установка ИЗОМАЛК-2 |
4 |
377,29 |
1509,16 |
|
Установка ИЗОМАЛК-4 |
4 |
275,33 |
1101,32 |
|
Каталитический риформинг |
5 |
544,31 |
2721,55 |
|
Гидроочистка фракции 250-350? |
3 |
1582,51 |
4747,53 |
|
Гидрокрекинг вакуумного газойля |
8 |
1013,76 |
8110,08 |
|
Гидрокрекинг гудрона |
8 |
1349,85 |
10798,80 |
|
ГФУ предельных газов |
2 |
408,41 |
816,82 |
|
Установка производства водорода |
3 |
88,34 |
265,02 |
|
Установка производства серы |
3 |
170,14 |
510,42 |
|
Индекс Нельсона |
8,07 |
По расчетам индекс Нельсона составил 8,07, что характеризует завод по сложности выше среднего по Европе (7,4).
9. Расчёт глубины переработки нефти
За глубину переработки нефти принимаютхарактеристику, выявляющую процент переработки нефти в отношении к объёму нефти, в целом использованной для переработки[6, c.15].
Глубина переработки нефти рассчитывается по следующей формуле:
ГПН = (Нс-(М+П)) /Н? 100%
где Нс - количество перерабатываемого на НПЗ нефтяного сырья - нефть и газоконденсат, тыс. т/год;
М - количество котельного топлива (ТГ);
П - безвозвратные потери, тыс. т/год;
Н - количество переработанной нефти;
ГПН = ((5050,00-(259,44+46,38)) / 5050,00) * 100 % = 93,94 %
10. Расчёт октанового числа бензина смешения
Среднее октановое число получаемого бензина определяется по правилу аддитивности на основании данных таблицы «Октановое число компонентов автомобильного бензина». В основе расчёта лежит следующая формула:
,
где ОЧ - октановое число бензина;
ОЧi - октановое число компонента бензина;
Xi - массовая доля компонента бензина, равная отношению количества i-го компонента к общему количеству товарного автомобильного бензина [5, c. 341]
Таблица 27 - Расчёт октанового числа бензина смешения
Название |
% масс. |
% масс. на нефть |
т/год |
ОЧi (М) |
ОЧi (И) |
ОЧ (М) |
ОЧ (И) |
|
Изомеризат 1 |
26,62 |
7,38 |
368,93 |
88 |
90 |
23 |
24 |
|
Изомеризат 2 |
18,43 |
5,11 |
255,49 |
87 |
89 |
16 |
16 |
|
Риформат |
32,79 |
9,09 |
454,50 |
90 |
100 |
30 |
33 |
|
Бензин гидрокрекинга вакуумного газойля |
4,45 |
1,23 |
152,46 |
77 |
78 |
3 |
3 |
|
Бензин гидрокрекинга гудрона |
17,71 |
4,91 |
254,17 |
75 |
77 |
13 |
14 |
|
Итого: |
100,00 |
27,71 |
1485,55 |
86 |
90 |
11. Описание технологической установки двухступенчатого гидрокрекинга вакуумного газойля«Юникрекинг»
Основы процесса
Гидрокрекинг - один из самых быстроразвивающихся процессов нефтепереработки. Широкое распространение этот процесс получил в США. Основное достоинство гидрокрекинга - возможность переработки как дистиллятного, так и остаточного сырья с получением высококачественных продуктов (сжиженных газов, высокооктановых бензинов, низкозастывающего дизельного и реактивного топлива).
Химизм процесса
При проведении процесса гидрокрекинга протекают следующие основные химические реакции:
- гидрогенолиз серо-, азот- и кислородсодержащих органических соединений с образованием сероводорода, аммиака и воды;
- гидрирование непредельных и ароматических углеводородов с образованием нафтеновых и парафиновых углеводородов;
- крекинг высокомолекулярных и нафтеновых соединений;
- деалкилирование циклических структур;
- изомеризация парафиновых углеводородов.
Катализаторы
Катализаторы гидрокрекинга, как правило, состоят из следующих компонентов:
1) Кислотного компонента (аморфного или кристаллического алюмосиликата, обеспечивающего гидрирующую и расщепляющую функции, а также цеолитов или оксидов алюминия);
2) Металла или сочетания металлов в восстановленной, оксидной или сульфидной форме, обеспечивающих гидрирующую и расщепляющую функции - Ni(Co), MO(W) и др.;
3) связующего, обеспечивающего механическую прочность и оказывающего влияние на формирование пористой структуры катализатора.
Для активирования катализаторов гидрокрекинга используют также разнообразные промоторы: рений, родий, иридий, редкоземельные элементы и др. Функцию связующего часто выполняет кислотный компонент, оксиды кремния, титана, циркония, магний- и цирконийсиликаты.
Наибольшую опасность при переработке тяжелого сырья для дезактивации катализаторов гидрокрекинга представляют, кроме азотистых оснований, асфальтены, и прежде всего содержащиеся в них металлы, такие как никель и ванадий. Поэтому гидрокрекинг сырья, содержащего значительное количество гетеро- и металлоорганических соединений, вынужденно проводят в две и более ступеней. На первой ступени в основном проходит гидроочистка и неглубокий гидрокрекинг полициклических ароматических углеводородов (а также деметаллизация). Катализаторы этой ступени идентичны катализаторам гидроочистки. На второй ступени облагороженное сырье перерабатывают на катализаторе с высокой кислотной и умеренной гидрирующей активностью.
При гидрокрекинге нефтяных остатков исходное сырье целесообразно подвергнуть предварительной деметаллизации и гидрообессериванию на серо- и азотостойких катализаторах с высокой металлоемкостью и достаточно высокой гидрирующей, но низкой крекирующей активностью.
В процессе селективного гидрокрекинга в качестве катализаторов применяют модифицированные цеолиты (морденит, эрионит и др.) со специфическим молекулярно-ситовым действием: поры цеолитов доступны только для молекул нормальных парафинов. Дегидро-гидрирующие функции в таких катализаторах выполняют те же металлы и соединения, что и в процессах гидроочистки.
Сырье
Состав сырья имеет решающее значение для условий проведения процесса, а также оказывает существенное влияние на свойства продуктов. Для сырья гидрокрекинга нормируется содержание асфальтенов, тяжелых металлов и коксуемость. Чем выше плотность остатков, тем сложнее идет процесс.
Управление процессом
Температура. Процесс гидрокрекинга может осуществляться в широком диапазоне температур: от 320 до 460 оС. С ростом температуры снижается селективность процесса, из-за чего возрастает выход газа. Вместе с тем уменьшается количество изопарафинов и н-парафинов в продуктах и повышается расход водорода. Поэтому целесообразно проводить процесс при возможно низкой температуре реакции. Понизить температуру можно, снизив объемную скорость подачи сырья.
Давление процесса - в пределах 10-20 МПа. Давление возрастает с повышением плотности сырья, так как увеличивается необходимое количество водорода. С повышением давления подавляются реакции уплотнения и коксообразование. Но с повышением давления водорода существенно возрастают капитальные вложения и эксплуатационные затраты.
Кратность циркуляции ВСГ зависит от химического расхода водорода и чистоты ВСГ. Для вакуумных дистиллятов находится в пределах 800-1400 м3/м3 [7, c. 250-277].
Технологическая схема
Сырье (фр.350-480) с содержанием металлов более 200 ppm, асфальтов более 1% (мас.) можно гидрооблагораживать только при гидрокрекинге с высоким давлением. Обеспечение заданной активности катализатора достигается непрерывной заменой части отработанного катализатора свежим в ходе процесса.
При двухступенчатой схеме на 1-й ступени происходит глубокая гидроочистка сырья. Жидкий продукт из 1-й ступени проступает в реактор 2-й ступени, в которой и происходят собственно реакции гидрокрекинга сырья. Двухступенчатый процесс является универсальным: с его помощью можно перерабатывать различные виды нефтяных дистиллятов с большим выходом целевых продуктов.
Установки двухступенчатого гидрокрекинга, предлагаемые различными лицензиарами, не имеют существенных различий с точки зрения технологической схемы и конструкции аппаратов. Наиболее типичными технологическими схемами двухступенчатого гидрокрекинга являются «Юникрекинг» и «ФИН-Басф»
Сырьё смешивают с рециркулирующим ВСГ, подогревают в теплообменнике 2а, далее в печи 3а до температуры реакции 400-425 ?, и оно поступает последовательно в реакторы 1а и 1б, где при давлении 5-8 МПа проводят глубокую гидроочистку вакуумного газойля и гидрирование аренов в сырье. После первой ступени происходит охлаждение, сепарирование продуктов реакции и выделение из них сероводорода, лёгких углеводородных газов, а гидроочищенный вакуумный газойль поступает на вторую ступень гидрокрекинга. Гидроочищенный вакуумный газойль после первой ступени нагревают в печи 3б до температуры 400-425 ? и направляют в реактор 2-й ступени 4, где при давлении 12-15 МПа происходит собственно гидрокрекинг. Благодаря предварительному гидрированию, гидрокрекинг протекает при температурах на 20-30 ? ниже, что обеспечивает большую селективность и упрощает регулирование теплового баланса. Продукты реакции выходят с низа реактора, охлаждаясь в теплообменнике 2б, проходят через сепараторы высокого 6а и низкого 6б давления, и в ректификационной колонне 8 их разделяют на бензин, реактивное и дизельное топливо С низа колонны отбирают газойль, часть которого возвращают на рециркуляцию и часть выводят из системы.
В приведённой схеме гидрокрекинга применяют совместное разделение продуктов первой и второй ступеней процесса в общей системе сепарации, стабилизации и ректификации гидрогенизата [7, c. 277-280].
Заключение
Целью данной курсовой работы была разработка варианта глубокой переработки 5 млн. т/год чеховской нефти по топливному варианту с выработкой максимального количества реактивного топлива. Также целью было дать описание установки гидрокрекинга.
В схему НПЗ я включила такие ключевые установки, как изомеризация (ИЗОМАЛК-2, ИЗОМАЛК-4), каталитический риформинг, гидрокрекинг вакуумного газойля и гидрокрекинг гудрона с получением дополнительного количества светлых нефтепродуктов, а также тяжёлого газойля(компонента котельного топлива). Также для того, чтобы очистить сырье, поступающее на различные установки, от сернистых, кислородных и азотистых соединений, были включеныустановки гидроочистки бензина и дизельного топлива. Углеводородные газы, выделяющиеся с различных установок, отправлены на газофракционирующую установку (ГФУ) предельных газовс получением сухого газа, использующегося на установке производства водорода, а также как топливный газ для нужд завода, пропановой и бутановой фракции, направляемых в товарный парк в качестве сжиженных бытовых газов. Сероводород с установок гидроочистки и гидрокрекинга был использован как сырьё на установке производства товарной серы. Выход бензина составил 27,72%, выход реактивного топлива - 21% выход дизельного топлива - 35,5%, что можно назвать хорошим результатом глубокой переработки нефти с получением максимального количества реактивного топлива.
Вторым заданием курсовой работы было описание установки гидрокрекинга. Мною была описана краткая характеристика самого процесса и технологическая схема установки гидрокрекинга вакуумного газойля «Юникрекинг» и приведены технологические параметры процесса.
Список литературы
1. В.М. Капустин. Технология переработки нефти. Ч.1. Первичная переработка нефти. - М. Химия, КолосС, 2014. - 456 с.
2. Сборник «Нефти СССР», т.2 - М.: Химия, 1972 г.
3. Капустин В.М., Рудин М.Г., Кудинов А.М. Основы проектирования нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. М.: Химия (РГУ нефти и газа им. Губкина), 2012. - 440 с.
4. В.М. Капустин. Технология переработки нефти. Ч.2. Физико-химические процессы. - М.: Химия, КолосС, 2015. - 400 с.
5. «Справочник нефтепереработчика». Капустин В.М., Рудин М.Г. - Л.: Химия, 2018. - 415 с.
6. Махин Д.Ю., Капустин В.М. Методические указания для выполнения курсовой работы. М.: Химия (РГУ нефти и газа им. Губкина), 2018. - 19 с.
7. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты. М.: Издательство «Техника», 2001. - 384 с.
Приложение 1 - Поточная схема завода
Приложение 2 - Принципиальная технологическая схема установки гидрокрекинга вакуумного газойля
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Элементный состав нефти и характеристика нефтепродуктов. Обоснование выбора и описание технологической схемы атмосферной колонны. Расчет ректификационной колонны К-1, К-2, трубчатой печи, теплообменника, конденсатора и холодильника, подбор насоса.
курсовая работа [1004,4 K], добавлен 11.05.2015Характеристика нефти и фракций, выделенных из нее. Обоснование ассортимента нефтепродуктов. Определение глубины переработки нефти. Материальные балансы технологических установок. Индекс Нельсона и коэффициент сложности нефтеперерабатывающего завода.
курсовая работа [89,0 K], добавлен 29.02.2016Кривая истинных температур кипения нефти и материальный баланс установки первичной переработки нефти. Потенциальное содержание фракций в Васильевской нефти. Характеристика бензина первичной переработки нефти, термического и каталитического крекинга.
лабораторная работа [98,4 K], добавлен 14.11.2010Характеристика нефти, фракций и их применение. Выбор и обоснование поточной схемы глубокой переработки нефти. Расчет материального баланса установки гидроочистки дизельного топлива. Расчет теплообменников разогрева сырья, реакторного блока, сепараторов.
курсовая работа [178,7 K], добавлен 07.11.2013Характеристика нефти по ГОСТ Р 51858-2002 и способы ее переработки. Выбор и обоснование технологической схемы атмосферно-вакуумной трубчатой установки (АВТ). Расчет количества и состава паровой и жидкой фаз в емкости орошения отбензинивающей колонны.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 07.09.2012Современный состав технологических процессов нефтепереработки в РФ. Характеристика исходного сырья и готовой продукции предприятия. Выбор и обоснование варианта переработки нефти. Материальные балансы технологических установок. Сводный товарный баланс.
курсовая работа [61,1 K], добавлен 14.05.2011Описание принципиальной технологической схемы установки вакуумной перегонки мазута. Построение кривой ИТК мазута Северо-варьеганской нефти. Технологический расчёт и расчёт теплового баланса вакуумной колонны, расчёт её диаметра и высоты, числа тарелок.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.04.2014Характеристика основных продуктов, полученных при первичной перегонке нефти. Описание установок по переработке Мамонтовской нефти. Материальные балансы завода по переработке, технологическая схема установки. Описание устройства вакуумной колонны.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 03.11.2014Общая характеристика нефти, определение потенциального содержания нефтепродуктов. Выбор и обоснование одного из вариантов переработки нефти, расчет материальных балансов технологических установок и товарного баланса нефтеперерабатывающего завода.
курсовая работа [125,9 K], добавлен 12.05.2011Характеристика вакуумных (масляных) дистиллятов Медынской нефти и их применение. Выбор и обоснование технологической схемы установки первичной переработки нефти. Расчет состава и количества паровой и жидкой фаз в емкости орошения отбензинивающей колонны.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.03.2014