Деятельность нефтеперерабатывающего завода

Нефтеперерабатывающая отрасль как звено нефтяного комплекса РФ. Разработка поточной схемы завода по переработке западнотэбукской нефти, ее обоснование, расчет материальных балансов установок. Сводный материальный баланс завода, порядок его составления.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 24.04.2015
Размер файла 188,4 K

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/

13

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

нефть баланс завод

Нефтеперерабатывающая отрасль является важнейшим звеном нефтяного комплекса России, определяющим эффективность использования углеводородного сырья, обеспечивающего потребность страны в моторных топливах, смазочных маслах и других нефтепродуктах, без которых невозможно функционирование государственной инфраструктуры, и гарантирующим экономическую и стратегическую безопасность государства. Жизнедеятельность экономических регионов практически полностью зависит от нормального обеспечения их моторными топливами и другими нефтепродуктами.

Глубина переработки нефти на предприятиях России составляет около 70%, тогда как в развитых странах Запада она достигает 80-95%, что объясняется низкой долей углубляющих процессов на отечественных заводах, не превышающей 13% от объема переработки нефти (против 55% - на заводах США). Вследствие этого, на российских заводах ограничена возможность выработки моторных топлив, в то время как производство топочного мазута составляет более 30% от объема перерабатываемой нефти. Качество нефтепродуктов далеко не в полной мере отвечает современным требованиям, особенно по экологическим характеристикам.

Таким образом, НПЗ России в первое десятилетие ХХI века должны решить две сложные, взаимосвязанные проблемы:

· существенно углубить переработку нефти за счет развития новых деструктивных процессов переработки вакуумных дистиллятов и нефтяных остатков;

· улучшить экологические и эксплуатационные характеристики моторных топлив за счет широкого освоения процессов, обеспечивающих производство высокооктановых «экологически чистых» компонентов автобензинов, а также облагораживания средних нефтяных дистиллятов, в том числе полученных деструктивными процессами переработки остатков с выработкой глубоко очищенного дизельного топлива.

Решение указанных задач возможно лишь на базе коренной модернизации отечественных НПЗ (реконструкция действующих установок, строительство новых, современных установок по переработки нефти), что требует весьма значительных инвестиций. При этом следует учитывать, что нефтеперерабатывающие заводы имеют самый высокий уровень износа основных производственных фондов - 80% против 60-70% в других отраслях ТЭК.

Источником средств для модернизации нефтеперерабатывающих заводов может явиться экспорт нефтепродуктов (вместо существующего в настоящее время экспорта сырой нефти). Это окажется возможным лишь при широком развитии топлив, отвечающих современным требованиям, на отечественных НПЗ. Для обеспечения такого производства потребуется осуществление ряда мер, к числу которых должны относиться как экономические (стимулирование производства «экологически чистой» продукции, что сделает невыгодным выработку моторных топлив, не отвечающих современным требованиям), так и организационные[1].

1. Характеристика нефти и нефтепродуктов

Нефтяные месторождения на р. Ухте в Коми АССР известны с конца XVII века, но освоение их началось только после Великой Октябрьской социалистической революции. В настоящее время этот район является перспективным нефтегазоносным районом.

Основные месторождения нефти и газа размещаются в Тимано-Печорской провинции. Границами ее являются на западе Тиманский кряж, на востоке и северо-востоке - Северный и Полярный Урал с его продолжением хребтом Пай-Хой, на севере - Печорское море, на юге - погруженная часть Тиманского кряжа и поднятие Полюдова камня (рис. 1). Наличие крупных глубоких впадин Предуральского прогиба, а также не менее крупных внутриплатформенных впадин обусловливает высокие перспективы нефтегазоносности Тимано-Печорской провинции.

Особый интерес представляют Печорская депрессия и Верхне-Печорская впадина, так как на них расположена большая часть известных нефтяных месторождений этого района.

В геологическом построении Печорской депрессии участвуют отложения палеозоя и мезозоя. Однако благоприятные условия геологического развития Тимано-Печорской провинции для образования углеводородов были в палеозойское время. Это подтверждается открытием залежей нефти и газа только в палеозойских отложениях. В мезозое залежи нефти и газа не установлены.

За все прошедшее время геологоразведочные работы в Тимано-Печорской провинции были проведены только в южной ее части. В северной части проводились в основном геологопоисковые работы и параметрическое бурение, в результате чего открыто только одно нефтяное месторождение (Усинское) и два газовых. В южной части провинции, на западном борту Печорской депрессии известны Западно-Тэбукское и Джъерское нефтяные месторождения, а также газонефтяные Нижне- и Верхне-Омринское. В центральной части депрессии на Мичаюском валу расположены пять нефтяных месторождений - Лемьюское, Мичаюское, Северо-Савиноборское, Восточно-Савиноборское и Пашнинское. В Верхне-Печорской впадине на широте Савиноборских месторождений открыто крупное Вуктыльское газрконденсатное месторождение. Залежи газа и конденсата приурочены здесь к верхне-пермским отложениям. На восточном склоне Тиманского кряжа находится одиннадцать газовых и газоконденсатных мелких месторождений. Кроме того, на этом склоне имеются три нефтяных месторождения - Ярегское, Чибьюское и Верхне-Чутинское.

Следует отметить, что основные нефтяные залежи области приурочены к отложениям верхнего и среднего девона. Небольшие залежи нефти разведаны в силурийских (Западный Тэбук) и в пермских отложениях (Пашнинское и Исаковское месторождения), а также в каменноугольной системе (Усинское месторождение).

Нефти Коми АССР, Характеристика которых приведена в справочник содержат меньше серы, чем основные нефти Волго-Уральской области, такие как туймазинская и ромашкинская. Так, содержание серы в западнотэбукской и джъерской нефтях составляет 0,70%, в войвожской и нижнеомринской - 0,22-0,47% и только в ярегской содержание серы - 1%, в то время как в туймазинской и ромашкинской нефтях - 1,5-1,7%. б

Большинство нефтей Коми АССР - малосмолистые и отличаются высоким выходом светлых продуктов. Исключение составляет нефть Ярегского месторождения, которая является высокосмолистой и содержит незначительное количество бензиновых фракций.

В бензиновых фракциях основных нефтей содержание ароматических углеводородов несколько выше, чем в аналогичных фракциях ромашкинской нефти. Дистилляты, выкипающие до 180°С, являются благоприятным сырьем для каталитического риформинга, так как содержат значительное количество нафтеновых углеводородов (30-40%). Из отдельных нефтей рассматриваемого района могут быть получены после гидроочистки осветительные керосины, а также дизельные летние топлива и топочные мазуты различных марок. Из западнотэбукской и джъерской нефтей можно получить 20-18% базовых дистиллятных и остаточных масел с индексом вязкости 84-86. Ярегская нефть является благоприятным сырьем для битума.

Согласно технологической классификации, основные нефти Коми АССР по содержанию серы в нефтях и нефтепродуктах относятся ко II классу, по потенциальному содержанию топлив - к типу Т1 и лишь ярегская - к типу Т3. В зависимости от потенциального содержания в них базовых дистиллятных и остаточных масел эти нефти относятся к группе М3 и. по качеству базовых масел - к подгруппе И2, по содержанию парафина - к видам П1, П2, П3.

По технологической индексации нефть обозначают по классу (содержание серы), типу (содержание фракций до 3500С), группе (потенциальная массовая доля базовых масел), подгруппе (индекс вязкости базовых масел) и виду (содержание парафина). Таким образом, западнотэбукская нефть имеет следующий шифр технологической характеристики: 2.1.3.2.2.

Физико-химическая характеристика нефти западнотэбукской нефти

Плотность (420) 0,8490

Молекулярная масса, г/моль 267

Вязкость , сСт при 20°С 13,76

при 50°С 5,72

Температура застывания (с обработкой),°С -14

Содержание (% масс.): парафина 3,75

cеры 0,70

азота 0,17

смол

- сернокислотных 28

- силикагелевых 13,7

асфальтенов 1,54

Коксуемость, % 3,71

Выход фракций (% масс.) до 200°С 26,0

до 350°С 50,0

Таблица 1. Состав газов (до С4), растворенных в нефти.

Газы

Выход на нефть, % масс.

Содержание, %

С2Н6

С3Н6

изо-С4Н10

н-С4Н10

изо-С5Н12

н-С5Н12

До С4

0,50

1,3

20,3

13,9

64,5

-

-

Разгонка (ИТК) западнотэбукской нефти в аппарате АРН-2 представлена на рисунке 1. и в таблице 2.

Таблица 2. Разгонка (ИТК) западнотэбукской нефти в аппарате АРН-2

Температура выкипания фракции,°С

Выход (на нефть), % масс.

Отдельных фракций

Суммарный

до 28

0,50

0,50

28-49

2,06

2,56

49-68

2,20

4,76

68-84

2,24

7,00

84-93

2,54

9,54

93-114

2,32

11,86

114-129

2,32

14,18

129-147

2,40

16,58

147-164

2,36

18,94

164-175

2,43

21,37

175-188

2,43

23,80

188-208

3,54

27,34

208-223

2,51

29,85

223-238

2,57

32,42

238-254

2,22

34,64

254-271

2,57

37,21

271-288

2,68

39,89

288-307

2,57

42,46

307-318

2,57

45,03

318-337

2,72

47,75

337-353

2,87

50,62

353-368

2,67

53,29

368-384

2,64

55,93

384-403

2,71

58,64

403-422

2,82

61,46

422-443

2,75

64,21

443-459

2,71

66,92

459-479

2,75

69,67

479-500

2,67

72,34

ост

27,7

100,04

Рис. 1. Разгонка (ИТК) западнотэбукской нефти

2/ Характеристика нефтепродуктов

Таблица 3. Характеристики автомобильных бензинов (ГОСТ 2084-77)

Показатели

А-76

АИ-93

АИ-95

АИ-98

Детонационная стойкость: октановое число,

не менее:

-моторный метод

76

85

85

88

-исследовательский метод

-

93

95

98

Массовое содержание свинца, г/дм3 не

более

0,013

0,013

0,013

0,013

Фракционный состав:

температура 0С

- нк, не ниже

для летнего

35

35

30

-

для зимнего

-

-

-

-

- 10% отгона, не выше

для летнего

70

70

75

75

для зимнего

55

55

55

-

- 50% отгона, не выше

для летнего

115

115

120

120

для зимнего

100

100

105

-

- 90% отгона, не выше

для летнего

180

180

180

180

для зимнего

160

160

160

-

- к к, не выше

для летнего

195

195

215

215

для зимнего

185

185

195

-

- остаток в колбе, %, не более

1,5

1,5

1,5

1,5

- остаток и потери, %, не более

4,0

4,0

4,0

4,0

Давление насыщенных паров, кПа:

для летнего, не более

66,7

66,7

66,7

79,9

для зимнего

66,7-93,3

66,7-93,3

66,7-93,3

-

Кислотность, мг КОН/100 см3 топлива,

не более

3,0

0,8

2,0

3,0

Содержание фактических смол, мг/100 см3

топлива, не более

- на месте производства

5,0

5,0

5,0

5,0

- на месте потребления

10,0

10,0

10,0

-

Массовая доля серы, %, не более

0,1

0,1

0,1

0,1

Бензиновые фракции могут быть использованы как компонент товарного бензина, подвергаться вторичной разгонке для получения узких фракций и дальше идти на установку каталитического риформинга или являться сырьем пиролиза. Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную 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 4. Характеристика фракций, выкипающих до 200 0С

Температура отбора, єС

Выход на нефть,

% масс.

Фракционный состав

Сера, %масс.

ОЧ (без присадок)

нк

10%

50%

90%

28-85

6,5

0,672

34

48

62

76

0

71,0

28-100

9,1

0,7004

34

50

70

98

-

69,0

28-110

10,7

0,7050

35

52

76

106

-

68,0

28-120

12,1

0,7100

36

55

88

115

Следы

66,0

28-130

13,7

0,7210

39

59

91

122

-

65,0

28-140

15,5

0,7240

41

63

95

129

-

63,0

28-150

16,7

0,7260

44

68

100

138

Следы

61,8

28-160

18,5

0,7310

46

70

104

147

-

60,0

28-170

20,3

0,7380

48

72

108

156

-

58,0

28-180

22,1

0,7430

49

74

112

165

-

56,0

28-190

23,9

0,7480

51

76

116

174

-

55,0

28-200

25,5

0,7500

53

79

120

183

0,01

53,5

Таблица 5. Групповой углеводородный состав фракций, выкипающих до 200 0С

Температура отбора, єС

Выход на нефть,

% масс.

Содержание у/в, %

ароматических

нафтеновых

парафиновых

всего

нормального строения

изостроения

28-60

3,5

0,6540

1,3750

0

11

89

44

45

60-95

4,6

0,7060

1,3960

4

33

63

29

34

95-120

4,4

0,7380

1,4100

7

32

61

21

40

120-150

4,2

0,7580

1,4210

11

31

58

16

42

150-200

8,8

0,7850

1,4370

17

29

54

13

41

28-200

25,5

0,7500

1,4130

10

28

62

22

40

Таблица 6. Характеристика фракций, служащих сырьем каталитического риформинга

Температура отбора, єС

Выход на нефть, % масс.

Содержание серы, %

Содержание у/в, %

ароматических

нафтеновых

парафиновых

62-85

2,6

0,7070

0

3

31

66

62-105

6,1

0,7180

0

5

32

63

62-140

11,6

0,7340

Следы

7

32

61

85-105

3,5

0,7280

Следы

6

32

62

85-120

5,6

0,7340

Следы

7

32

61

85-180

15,6

0,7570

Следы

9

31

60

105-120

2,1

0,7420

Следы

7

32

61

105-140

5,5

0,7500

Следы

9

31

60

120-140

3,4

0,7560

Следы

9

31

60

140-180

6,6

0,7750

Следы

13

30

57

4. Характеристика керосиновых дистиллятов

Таблица 7. Характеристика реактивных топлив (ГОСТ 10227-86)

Показатели

ТС-1*

Т-1

Т-1С

Т-2

РТ

Т-6

Т-8В

Плотность при 20?С, кг/м3, не менее

Фракционный состав:

Температура начала перегонки, ?С:

не ниже

не выше

отгоняется при температуре, ?С,

не выше:

10%

50%

90%

98%

Кинематическая вязкость, мм2/с, при температуре:

20?С не менее

- 40?С не более

Низшая теплота сгорания, кДж/кг, не менее

Высота не коптящего пламени, мм, не менее

Температура, ?С:

вспышки в закрытом тигле, не ниже

начала кристаллизации не выше

780

(775)

-

150

165

195

230

250

1,30

(1,25)

8

43120

(42900)

25

28

-60

800

-

150

175

225

270

280

1,50

16

42900

20

30

-60

810

-

150

175

225

270

280

1,50

16

42900

20

30

-60

755

60

-

145

195

250

280

1,05

6

43100

25

-

-60

775

135

-

175

225

270

280

1,25

16

43120

25

28

-55

840

195

-

220

255

290

315

<4,5

60

42900

20

62

-60

800

165

-

185

не нор-мируется

не нор-мируется

280

1,5

16

42900

20

45

-50

*в скобках приведены значения показателей для ТС - 1 первого сорта, отличные от значений высшего сорта

Керосиновые фракции могут быть использоваться как топливо для реактивных и тракторных карбюраторных двигателей, для освещения. Реактивные топлива должны обладать следующими основными свойствами:

· хорошей испаряемостью для обеспечения полноты сгорания;

· высокой полнотой и теплотой сгорания, предопределяющие дальность полета самолета;

· хорошими прокачиваемостью и низкотемпературными свойствами для обеспечения подачи топлива в камеру сгорания;

· низкой склонностью к образованию отложений, характеризуемой высокой термической и термоокислительной стабильностью;

· хорошей совместимостью с материалами: низкие противокоррозионные свойства по отношению к металлам и отсутствие воздействия на резиновые технические изделия;

· хорошими противоизносными свойствами, обуславливающие небольшое изнашивание деталей топливной аппаратуры;

· антистатическими свойствами, препятствующими накоплению зарядов статического электричества, что обеспечивает пожаробезопасность при заправке летательных аппаратов [6].

Таблица 8. Характеристика керосиновых дистиллятов

Температура отбора фракции, 0С

Выход на нефть, %масс.

20

Фракционный состав

Содержание серы, %масс.

Содержание ароматики, %масс.

Температура помутнения,°С

Низшая теплота сгорания, кДж/моль

нк

10%

50%

90%

98%

120-240

18,8

0,7887

144

155

180

220

229

0,11

15,0

-60

43292

150-280

21,2

0,8130

173

184

225

244

270

0,17

-

-42

-

150-320

27,8

0,8217

183

190

235

290

300

0,22

-

-27

-

5. Характеристика дизельных топлив

Дизельные фракции могут быть использованы как топливо для дизельных двигателей. 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 системы фильтрования;

· низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива;

· степень чистоты, характеризующая надежность 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 [6].

Таблица 9. Характеристики дизельного топлива (ГОСТ 505-52)

Показатели

Норма для марок

Л

3

А

Цетановое число, не менее

45

45

45

Фракционный состав:

перегоняется при температуре, 0С, не выше

- 50%

280

280

255

- 90% (конец перегонки),

360

340

330

Кинематическая вязкость при 20 0С, мм2

3,0-6,0

1,8-5,0

1,5-4,0

Температура застывания, 0С, не выше, для

климатической зоны:

- умеренной

-10

-35

- холодной

-

-45

-55

Температура помутнения, 0С, не выше, для

климатической зоны:

- умеренной

-5

-25

-

- холодной

-

-35

-

Температура вспышки в закрытом тигле, 0С, не ниже:

для тепловозных: и судовых дизелей и газовых турбин

62

40

35

для дизелей общего назначения

40

35

30

Массовая доля серы, %, не более, в топливе:

Вида I

0,20

0,20

0,20

Вида II

0,50

0,50

0,40

Массовая доля меркаптановой серы, %, не более

0,01

0,01

0,01

Содержание фактических смол, мг/ 100см3 топлива, не

40

30

30

не более

Кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не более

5

5

5

Йодное число, г I2/100 г. топлива, не более

6

6

6

Зольность, %, не более

0,01

0,01

0,01

Коксуемость 10%-ного остатка, %, не более

0,20

0,30

0,30

Коэффициент фильтруемости, не более

3

3

3

Плотность при 20 0С, кг/м3, не более

860

840

830

Примечание. Для топлив марок Л, 3 Д: содержание сероводорода, водорастворимых

кислот и щелочей, механических примесей и воды - отсутствие, испытание на медной

пластинке - выдерживают

Таблица 10. Характеристика дизельных топлив

Температура отбора фракции, 0С

Выход на нефть, %масс.

420

Фракционный состав

Содержание серы, %масс.

Цетановое число

10%

50%

90%

98%

150-320

27,8

0,8217

190

235

244

270

0,22

50

150-350

32,8

0,8300

190

250

316

320

0,24

50

200-350

24,0

0,8460

243

280

323

331

0,30

58

240-320

12,6

0,8440

268

279

300

310

0,31

52

240-350

17,6

0,8500

276

282

325

328

0,33

58

6. Выбор светлых атмосферных дистиллятов

Приведенные свойства фракций показывают, что из фракций, получаемых атмосферной перегонкой могут быть получены следующие продукты:

фр. 120-240 - топлива ТС-1, РТ;

фр. 150-280 - топливо Т-8В;

фр. 150-240 - топливо РТ;

фр. 150-320 (350) - топлива дизельные марок Л, З, А;

фр. 200-350 - топлива дизельные марок Л, З;

фр. 240-320 (350) - топлива дизельные марок Л, З.

Приемлемый вариант переработки с выработкой авиакеросина - отгонка от нефти фракций НК-150, 150-240 и 240-350. Но так как требуется получить максимальный выход именно моторных топлив, целесообразно отказаться от получения авиакеросина с тем, чтобы расширить фонд бензина и дизельного топлива. Т.о. фракции, отбираемые от нефти в атмосферной колонне - НК-180 и 180-350.

Характеристика мазутов, остатков, сырья для деструктивных процессов

Мазут - остаток атмосферной перегонки - выкипающий выше 350°С, может использоваться как котельное топливо или сырье установок вакуумной перегонки и термического крекинга.

Вакуумные дистилляты (вакуумные газойли) выкипают в пределах 350-500°С и используются как сырье каталитического крекинга и гидрокрекинга; на нефтеперерабатывающих заводах масляного профиля получают несколько (два-три) вакуумных дистиллятов, используемые для выработки базовых масел.

Гудрон - остаток вакуумной перегонки, выкипает при температуре выше 500°С, используется как сырье установок термического и каталитического крекинга, коксования, производства битума и масел.

Таблица 11. Характеристика сырья для деструктивных процессов

Остаток выше

Выход на нафть, %масс.

420

ВУ100

Тзаст.,0С

Содержание, %

Коксуемость, %

серы

ванадия

350°С

50,0

0,9410

3,70

24

0,93

-

10,00

500°С

27,7

0,9676

60,57

43

1,70

-

23,80

Таблица 12. Характеристика вакуумного газойля (сырья для каталитического крекинга)

Температура отбора фракции, єС

Выход на нефть, % масс.

Молекулярная масса, кг/кмоль

Коксуе-мость, %

Содержание, %

Температура застывани, єС

серы

смол

Va

350-500

22,3

0,9050

350

0,11

0,53

10,0

-

31

Температура отбора фракции, єС

50, сСт

100, сСт

Содержание парафино-нафтеновых у/в, %

Содержание ароматических углеводородов, %

Содержание смолистых веществ, %

I группы

II и III группы

IV группы

350-500

25,50

6,50

52

21

19

7

1

Поскольку, темой данного курсового проекта является разработка варианта комплексной переработки западнотэбукской нефти с максимальным выходом моторных топлив, то мазут данной нефти необходимо подвергнуть вакуумной перегонке на установке ВТ и получить вакуумный дистиллят и гудрон. А уже их направлять на процессы деструктивной переработки (каталитический крекинг, коксование, гидрокрекинг и др.). Проанализировав вышесказанное, можно придти к выводу, что фракцию 350-500°С нефти необходимо отправить на каталитический крекинг. В процессе получаются высокооктановый компонент бензина, легкий газойль, который можно использовать как компонент дизельного топлива или как сырье установки гидрокрекинга, что позволит практически весь легкий газойль превратить в бензин. Также на этой установке получают тяжелый газойль, который можно использовать как котельное топливо или как сырье установок гидрокрекинга или коксования. Гудрон, полученный из западнотэбукской нефти на установке АВТ, для получения дополнительных количеств бензина можно отправить в качестве сырья установки замедленного коксования, висбрекинга или каталитического крекинга (после деасфальтизации).

7. Обоснование выбора поточной схемы завода

Производство нефтепродуктов и нефтехимического сырья из нефти организованно на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ). Современные нефтеперерабатывающие заводы должны отвечать следующим требованиям:

· обладать высокой пропускной способностью и минимальным числом единичных технологических установок с использованием комбинированных систем;

· осуществлять комплексную переработку нефти с минимальной долей отходов; обеспечить высокое качество получаемых продуктов при максимальной рентабельности;

· использовать безотходную технологию с учетом экологических требований.

Переработка нефти на НПЗ осуществляется с помощью различных технологических процессов, которые условно могут быть разделены на следующие группы:

· первичная перегонка нефти;

· термические процессы;

· термокаталитические процессы;

· процессы переработки нефтяных газов;

· процессы производства масел и парафинов;

· процессы производства битумов, пластичных смазок, присадок, нефтяных кислот, сырья для получения технического углерода;

· процессы производства ароматических углеводородов.

В зависимости от ассортимента получаемой продукции, сочетания технологических производств, характера схемы переработки нефтеперерабатывающие заводы делят на

· топливные;

· топливно-масляные;

· заводы с нефтехимическими производствами.

При выборе поточной схемы завода, определяющей его структуру, т.е. входящие в его состав технологические установки, учитывают целый ряд факторов. Основные из них следующие:

· потребность в тех или иных нефтепродуктах в крупных районах их потребления; в настоящее время районы сооружения отечественных НПЗ соответствуют районам максимального потребления нефтепродуктов, что сокращает расходы на их транспортирование

· оптимального соотношение производимых нефтепродуктов - бензина, реактивного, дизельного, котельного топлива;

· потребность нефтехимической промышленности в отдельных видах сырья или полупродуктов;

· наличие или отсутствие других доступных энергетических ресурсов, позволяющих обеспечить минимальное использование нефти в качестве котельного топлива;

· качество перерабатываемой нефти, обусловливающее долю гидрогенизационных процессов, возможность производства битумов и т.д.;

· гибкость отдельных процессов, позволяющая при необходимости изменять ассортимент получаемых продуктов [7].

Как уже отмечалось, физико-химические свойства нефтей и составляющих их фракций оказывают влияние на выбор ассортимента и технологию получения нефтепродуктов. При определении направления переработки нефти стремятся по возможности максимально полезно использовать индивидуальные природные особенности их химического состава.

Так, на рисунке 1.2. представлен топливный вариант глубокой переработки западнотэбукской нефти.

Сырая нефть поступает на установку ЭлОУ-АВТ (атмосферно-вакуумная трубчатка с установкой электрообессоливания и обезвоживания нефти), где происходит её разделение на следующие фракции: НК-85, 85-120, 120-180, 180-350, 350-500 и остаток - гудрон. Газы после первичной переработки направляются на ГФУ предельных газов для разделения на индивидуальные углеводороды; фракция до 85 0С - на установку изомеризации Penex, на которой получается изомеризат с ИОЧ около 90 пунктов. Фракции 85-120 и 120-180 направляются на установку риформинга бензина по технологии Octanizing, которая характеризуется повышенным выходом, октановым числом риформата и повышенным выходом водорода. Раздельное направление фракций на установки риформинга необходимо для более эффективного управления процессом риформинга. Кроме того, имеются сведения, что при таком подходе снижается содержание бензола в риформате без уменьшения ИОЧ. Дизельная фракция 180-350°С подается на гидроочистку для снижения содержания серы. Температура застывания этой фракции составляет -18°С, т.е. для получения летнего ДТ депарафинизация не требуется. Для получения зимнего ДТ необходима депарафинизация фракции. Для этого выберем установку депарафинизации Parex, как наиболее распространенную и эффективную. Фракция вакуумного газойля (350-500°С) направляется на установку каталитического крекинга FCC с предварительной гидроочисткой сырья для увеличения выхода бензина. Остаток >500°С поступает на установку каталитического крекинга RCC с деасфальтизацией и гидроочисткой сырья. Бензин с этих установок используют как компонент высокооктанового автобензина, легкий газойль каталитического крекинга используются как сырье гидрокрекинга по технологии Shevron, что позволяет получить дополнительное количества бензина. Этот бензин поступает на установку вторичной перегонки бензина. Тяжелый газойль каталитического крекинга и асфальт с блока деасфальтизации установки RCC поступают на установку замедленного коксования. Выбор именно это этой схемы переработки гудрона обусловлен его высокой коксуемостью (23,8%), из-за чего его невозможно подвергнуть гидрокрекингу или каталитическому крекингу без предварительной деасфальтизации. Кроме того, приоритетным является получение максимального количества моторных топлив, что исключает применение висбрекинга (низкий выход и качество светлых дистиллятов).

Газы с каталитического крекинга и коксования идут на ГФУ непредельных газов для разделения на фракции С3, С4, С12 + сероводород. Пропан-пропиленовая фракция поступает на установку алкилирования изобутана с образованием высокооктановой бензиновой фракции. Выделяющийся пропан является товарным продуктом. Бутан-бутиленовая фракция поступает на установку фтористоводородного алкилирования по технологии Phillips Petroleum, где получается высокооктановый компонент автобензина. Выбор установки обусловлен отсутствием в продуктах тяжелого алкилата, повышенным октановым числом и выходом алкилата. Выделяющийся н-бутан является товарным продуктом.

На установку ГФУ предельных газов поступают газы различных процессов - АВТ, гидроочистки, риформинга, изомеризации, гидрокрекинга, где они разделяются на сухой газ, пропан, бутан и изобутан. Сухой газ после очистки от сероводорода используют как бытовой газ или топливо для заводских печей. Пропан и бутан являются товарными продуктами и используются как газовое топливо для ДВС, изобутан подается на установку фтористоводородного алкилирования.

Поскольку в схеме завода присутствует две установки и два блока гидроочистки (на установках каталитического крекинга), образуется значительное количество отгона гидроочисток. Отгоны гидроочисток разделяются на бензиновую, дизельную и вакуумную фракции, которые перерабатываются по схеме переработки соответствующих прямогонных фракций.

Присутствие гидрокрекинга и четырех гидроочисток, при наличии установок риформинга, не вызывает необходимость в отдельной установке по производству водорода. Далее это будет подтверждено расчетом.

Для выделения сероводорода из газов различных процессов может быть использовано поглощение растворами этаноламинов. В связи с тем, что переработке подвергается нефть с содержанием серы 0,7%, необходимо строительство отдельной установки для утилизации сероводорода, работающей по процессу Клауса.

Использование такой схемы вызвано необходимостью получения максимального выхода моторных топлив. Используя оптимальный подбор мощностей отдельных установок возможно достижение благоприятных соотношений выходов автобензина и дизельного топлива при обеспечении высокого качества последних.

8. Описание и расчет материальных балансов установок и завода в целом

Установка ЭЛОУ-АВТ

Назначение процесса: разделение нефти на фракции для последующей переработки или использования как товарных нефтепродуктов.

В основе процесса лежит перегонка - физическое разделение нефти на составные части, именуемые фракциями.

Сырая нефть поступает в электодегидраторы установки ЭЛОУ, где проводится обезвоживание и обессоливание с применением деэмульгатора. Затем обессоленная и обезвоженная нефть подается на перегонку в атмосферную колонну. Отметим, что для перегонки средних нефтей, к которым относится западнотэбукской нефть, (высокий выход фракций до 350°С, повышенное содержание растворенных газов и бензиновых фракций) целесообразно применять установки АТ двухкратного испарения. Предпочтительной является схема с предварительной ректификационной колонной частичного отбензинивания нефти и последующей перегонкой остатка в сложной атмосферной колонне. В первой атмосферной колонне происходит отбензинивание нефти с целью уменьшения нагрузки технологических печей по парам. Уходящие сверху этой колонны углеводородный газ частично конденсируют (фракция 28-85) и охлаждают. Во второй атмосферной колонне происходит разделение отбензиненной нефти на бензиновые фракции НК-180°С, дизельную фракцию 180-350°С и остаток, разделяющийся в вакуумной колонне на вакуумный газойль 350-500°С и гудрон >500°С. В третьей атмосферной колонне (вторичной перегонки бензина) происходит разделение фракции НК-180 на фракции НК-85, 85-120 и 120-180. Также в сырье этой колонны подаются бензин-отгоны установок гидроочистки.

На современных НПЗ установки АВТ являются головными во всей технологической цепи переработки нефти, определяют мощность завода в целом и от работы этих установок зависит качество и выход компонентов топлив, а также сырья для вторичных процессов. Мощности действующих сейчас АВТ колеблются от 0,5 до 10 млн. т/год, наиболее распространены установки единичной мощности 6-8 млн. т/год.

Учитывая то обстоятельство, что по заданию мощность завода по переработке западнотэбукской нефти составляет 15 млн. т/год, для нормальной работы необходимо построить две установки первичной перегонки мощностью 8 млн. т/год каждая.

Направление потоков:

у/в газ - на ГФУ предельных газов,

фракция НК-85 - на установку изомеризации,

фракция 85-120 - на установку каталитического риформинга,

фракция 120-180 - на установку каталитического риформинга,

фракция 180-350 - на установку гидроочистки дизельного топлива,

фракция 350-500 - на установку каталитического крекинга FCC

остаток >500 - на установку каталитического крекинга RCC,

В таблицах 1.12. - 1.15 представлены материальные балансы блоков этих установок и сводный материальный баланс процесса из расчета, что число рабочих дней в году 340 [8]. Выход отдельных фракций в % масс. взят на основании разгонки ИТК западнотэбукской нефти [2].

Таблица 12. Материальный баланс блока ЭлОУ установки ЭлОУ-АВТ

Наименование

%масс.

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

нефть сырая

100,00

15000,00

44117,65

1838,24

2

вода

5,00

750,00

2205,88

91,91

ИТОГО:

105,00

15750,00

46323,53

1930,15

Получено:

1

обезвоженная нефть

99,80

14970,00

44029,41

1834,56

2

стоки ЭлОУ

5,20

780,00

2294,12

95,59

ИТОГО:

105,00

15750,00

46323,53

1930,15

Таблица 13. Материальный баланс блоков АТ и ВТ установки ЭлОУ-АВТ

Наименование

%масс.

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

обезвоженная нефть

100,00

14970,00

44029,41

1834,56

ИТОГО:

100,00

14970,00

44029,41

1834,56

Получено:

1

у/в газ

0,50

74,33

218,61

9,11

2

бензиновая фракция (НК-180)

21,65

3241,30

9533,24

397,22

3

дизельная фракция (180-350)

27,58

4129,15

12144,55

506,02

4

вакуумный газойль (350-500)

22,06

3302,77

9714,03

404,75

5

гудрон (>500)

27,51

4117,66

12110,77

504,62

6

потери

0,70

104,79

308,21

12,84

ИТОГО:

100,00

14970,00

44029,41

1834,56

Таблица 14. Материальный баланс колонны вторичной перегонки установки ЭлОУ-АВТ

Наименование

%масс. на сырье

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

НК-180 прямой гонки

96,29

21,65

3241,30

9533,24

397,22

2

бензин-отгоны г/о

3,71

0,83

124,94

367,46

15,31

ИТОГО:

100,00

22,49

3366,24

9900,70

412,53

Получено:

1

фр. НК-85

31,03

6,98

1044,60

3072,35

128,01

2

фр. 85-120

24,92

5,60

838,83

2467,14

102,80

3

фр. 120-180

43,06

9,68

1449,49

4263,20

177,63

4

потери

0,99

0,22

33,33

98,02

4,08

ИТОГО:

100,00

22,49

3366,24

9900,70

412,53

Таблица 15. Сводный материальный баланс установки ЭлОУ-АВТ

Наименование

%масс. на нефть

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

нефть сырая

100,00

100,20

15000,00

46875,00

1953,13

2

бензин-отгоны г/о

0,83

0,83

124,94

390,42

16,27

3

вода

5,00

5,01

750,00

2343,75

97,66

ИТОГО:

105,83

106,04

15874,94

49609,17

2067,05

Получено:

1

газ

0,50

0,50

74,33

232,27

9,68

2

фр. НК-85

6,96

6,98

1044,60

3264,37

136,02

3

фр. 85-120

5,59

5,60

838,83

2621,33

109,22

4

фр. 120-180

9,66

9,68

1449,49

4529,65

188,74

5

фр. 180-350

27,53

27,58

4129,15

12903,59

537,65

6

фр. 350-500

22,02

22,06

3302,77

10321,16

430,05

7

гудрон >500

27,45

27,51

4117,66

12867,70

536,15

8

стоки ЭлОУ

5,20

5,21

780,00

2437,50

101,56

9

потери

0,92

0,92

138,12

431,61

17,98

ИТОГО:

105,83

106,04

15874,94

49609,17

2067,05

Установка каталитического крекинга гудрона

В процессе каталитического крекинга гудрон превращается в бензин, газ, кокс и газойлевые фракции. Целевым продуктом является бензин с октановым числом (в чистом виде) 90-92 по исследовательскому методу. Также образуется значительное количество газа, богатого бутан-бутиленовой фракцией (сырье для производства высокооктанового компонента бензина - алкилата). Значительная часть остальных продуктов крекинга, называемых побочными, используются для получения дополнительных количеств бензина, или для приготовления других товарных продуктов.

При проведении процесса используют микросферический цеолитсодержащий катализатор с редкоземельными элементами (лантан, празеодим, самарий), который обладает высокой активностью. В массе катализатор представляет собой сыпучий материал, легко транспортируемый потоками воздуха или паров.

Преимущество каталитического крекинга перед термическим заключается, прежде всего, в возможности непосредственного получения больших выходов автомобильного бензина с высоким октановым числом, а также в возможности рационального использования значительной части побочных продуктов. К другим преимуществам каталитического крекинга по сравнению с термическим относятся: невысокое давление в реакционной зоне, умеренные количества возвращаемого в реактор рециркулирующего газойля на единицу переработанного сырья. Наибольшее распространение получил в промышленности крекинг с лифт-реактором, который способствует значительному углублению процесса переработки нефти. Мощность установок каталитического крекинга составляет 500-3000 тыс. т/год по сырью.

Для снижения коксуемости и содержания серы гудрон подвергается предварительной гидроочистке и предварительной деасфальтизации. Каталитический крекинг гудрона целесообразно проводить на установке RCC с двухступенчатой регенерацией по технологии UOP. Выбор обусловлен тем, что подобная установка дает максимальный выход высокооктанового бензина и бутиленовой фракции - сырья для установки алкилирования при переработке сырья с повышенной коксуемостью (1-2%).

Назначение процесса: получение дополнительных количеств светлых нефтепродуктов - высокооктанового бензина и дизельного топлива - разложением гудрона в присутствии катализатора.

Сырье: гудрон >500°C

Условия: температура 510-540°С,

давление, близкое к атмосферному,

кaтализатор цеолитный микросферический с редкоземельными элементами (d=0,1-l, 5 мм).

время контакта 1 с.

Направление потоков:

у/в газ - на ГФУ непредельных газов,

бензин - на станцию компаундирования бензина,

легкий газойль - на установку гидрокрекинга,

тяжелый газойль - на установку замедленного коксования,

бензин-отгон - на вторичную перегонку бензинов,

отгонный ЛГ - на станцию смешения дизельных топлив,

отгонный ТГ - на установку каталитического крекинга вакуумного газойля.

Строится установка, включающая в себя блок деасфальтизации гудрона (4200 тыс. т/год по гудрону), блок гидроочистки деасфальтизата (1000 тыс. т/год) и блок каталитического крекинга мощностью 800 тыс. т/год. Материальные балансы блоков установки представлены в таблицах 1.16-1.19, число дней работы в году 320. Выходы продуктов взяты в литературе [15,16] и пересчитаны на массовые проценты.

Таблица 16. Материальный баланс блока деасфальтизации

Наименование

%масс.

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

гудрон

100,00

27,51

4117,66

12867,70

536,15

ИТОГО:

100,00

27,51

4117,66

12867,70

536,15

Получено:

1

деасфальтизат I ступени

17,84

4,91

734,76

2296,11

95,67

2

деасфальтизат II ступени

6,15

1,69

253,36

791,76

32,99

3

асфальт

76,00

20,91

3129,54

9779,82

407,49

ИТОГО:

100,00

27,51

4117,66

12867,70

536,15

Таблица 17. Материальный баланс блока гидроочистки

Наименование

%масс.

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

деасфальтизаты

100,00

6,60

988,12

3087,87

128,66

2

водород 100%

0,80

0,05

7,90

24,70

1,03

ИТОГО:

100,80

6,65

996,02

3112,58

129,69

Получено:

1

г/о деасфальтизат

80,5

5,31

795,44

2485,74

103,57

2

у/в газ + H2S

3,15

0,21

31,13

97,27

4,05

3

бензин-отгон

1,50

0,10

14,82

46,32

1,93

4

отгонный ЛГ

6,20

0,41

61,26

191,45

7,98

5

отгонный ТГ

8,95

0,59

88,44

276,36

11,52

6

потери

0,50

0,03

4,94

15,44

0,64

ИТОГО:

100,80

6,65

996,02

3112,58

129,69

Таблица 18. Материальный баланс блока каталитического крекинга

Наименование

%масс.

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

г/о деасфальтизат

100,00

5,31

795,44

2485,74

103,57

ИТОГО:

100,00

5,31

795,44

2485,74

103,57

Получено:

1

у/в газ

25,46

1,35

202,52

632,87

26,37

2

бензин

58,97

3,13

469,07

1465,84

61,08

3

легкий газойль

7,55

0,40

60,06

187,67

7,82

4

тяжелый газойль

1,01

0,05

8,03

25,11

1,05

5

кокс

6,01

0,32

47,81

149,39

6,22

6

потери

1,00

0,05

7,95

24,86

1,04

ИТОГО:

100,00

5,31

795,44

2485,74

103,57

Таблица 19. Сводный материальный баланс установки

Наименование

%масс.

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

гудрон

100,00

27,51

4117,66

12867,70

536,15

2

водород 100%

0,19

0,05

7,90

24,70

1,03

ИТОГО:

100,19

27,56

4125,57

12892,40

537,18

Получено:

1

предельный газ

0,76

0,21

31,13

97,27

4,05

2

непредельный газ

4,92

1,35

202,52

632,87

26,37

3

бензин

11,39

3,13

469,07

1465,84

61,08

4

легкий газойль

1,46

0,40

60,06

187,67

7,82

5

тяжелый газойль

0,20

0,05

8,03

25,11

1,05

6

бензин-отгон

0,36

0,10

14,82

46,32

1,93

7

отгонный ЛГ

1,49

0,41

61,26

191,45

7,98

8

отгонный ТГ

2,15

0,59

88,44

276,36

11,52

9

кокс

1,16

0,32

47,81

149,39

6,22

10

асфальт

76,00

20,91

3129,54

9779,82

407,49

11

потери

0,31

0,09

12,89

40,30

1,68

ИТОГО:

100,19

27,56

4125,57

12892,40

537,18

Установка каталитического крекинга вакуумного газойля

Каталитический крекинг вакуумного газойля целесообразно проводить на установке FCC компании UOP. Поскольку вакуумный газойль имеет малую коксуемость, строится установка FCC с регенератором полного сжигания, предназначенная специально для крекинга вакуумного газойля низкой коксуемости. Выбор обусловлен тем, что подобная установка дает максимальный выход высокооктанового бензина и бутиленовой фракции - сырья для установки алкилирования. Для продления срока жизни катализатора газойль предварительно гидроочищается на блоке гидроочистки установки каталитического крекинга.

При составлении материального баланса учитывается, что, помимо прямогонного газойля в сырье установки добавляют фракцию >350°C отгона с блока гидроочистки гудрона и тяжелый газойль коксования. Строятся две установки, производительность одной установки по сырью составит 2200 тыс. т/год по сырью по негидроочищенному газойлю (блок гидроочистки) и 2000 тыс. т/год по гидроочищенному (блок каталитического крекинга). Материальные балансы представлены в таблицах 1.20-1.22.

Направление потоков:

у/в газ - на ГФУ непредельных газов,

бензин - на станцию компаундирования бензина,

легкий газойль - на установку гидрокрекинга,

тяжелый газойль - на установку замедленного коксования,

отгонный бензин - на вторичную перегонку,

отгонный легкий газойль - на станцию смешения дизельных топлив.

Таблица 20. Материальный баланс блока гидроочистки

Наименование

%масс.

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

вакуумный газойль

76,08

22,06

3302,77

10321,16

430,05

2

ТГ коксования

23,92

6,94

1038,37

3244,90

135,20

3

водород 100%

0,65

0,14

28,22

88,18

3,67

ИТОГО:

100,65

29,14

4369,36

13654,24

568,93

Получено:

1

г/о газойль

86,75

25,16

3765,94

11768,56

490,36

2

у/в газ + H2S

3,00

0,87

130,23

406,98

16,96

3

бензин-отгон

1,30

0,38

56,43

176,36

7,35

4

отгонный ЛГ

9,20

2,67

399,38

1248,08

52,00

5

потери

0,40

0,12

17,36

54,26

2,26

ИТОГО:

100,65

29,19

4369,36

13654,24

568,93

Таблица 21. Материальный баланс установки каталитического крекинга

Наименование

%масс.

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

г/о газойль

97,71

25,16

3765,94

11768,56

490,36

2

отгонный ТГ

2,29

0,59

88,44

276,36

11,52

ИТОГО:

100,00

25,75

3854,38

12044,92

501,87

Получено:

1

у/в газ

25,46

6,56

981,32

3066,64

127,78

2

бензин

58,97

15,18

2272,93

7102,89

295,95

3

легкий газойль

7,55

1,94

291,01

909,39

37,89

4

тяжелый газойль

1,01

0,26

38,93

121,65

5,07

5

кокс

6,01

1,55

231,65

723,90

30,16

6

потери

1,00

0,26

38,54

120,45

5,02

ИТОГО:

100,00

25,75

3854,38

12044,92

501,87

Таблица 22. Сводный материальный баланс установки

Наименование

%масс.

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

вакуумный газойль

74,56

22,06

3302,77

10321,16

430,05

2

ТГ коксования

23,44

6,94

1038,37

3244,90

135,20

3

отгонный ТГ

2,00

0,59

88,44

276,36

11,52

4

водород 100%

0,64

0,19

28,22

88,18

3,67

ИТОГО:

100,64

29,78

4457,79

13930,61

580,44

Получено:

1

предельный газ

2,94

0,67

130,23

406,98

16,96

2

непредельный газ

22,15

5,02

981,32

3066,64

127,78

3

бензин

51,31

11,62

2272,93

7102,89

295,95

4

легкий газойль

6,57

1,49

291,01

909,39

37,89

5

тяжелый газойль

0,88

0,20

38,93

121,65

5,07

6

отгонный бензин

1,27

0,29

56,43

176,36

7,35

7

отгонный ЛГ

9,02

2,04

399,38

1248,08

52,00

8

кокс

5,23

1,18

231,65

723,90

30,16

9

потери

1,26

0,29

55,91

174,71

7,28

ИТОГО:

100,64

22,80

4457,79

13930,61

580,44

Установка гидрокрекинга

Гидрокрекинг - один из важных процессов, тесно связанный с углублением переработки нефти. Промышленная реализация гидрокрекинга в России началась в 50-х годах. В некоторых странах, не имеющих своих месторождений газа гидрокрекинг, используется для получения сжиженных газов, и одновременно получаются изооктаны-компоненты авиационного топлива. Процесс очень универсален как по сырью, так и по целевым продуктам. Гидрокрекингом можно перерабатывать любые виды сырья - от дистиллятных фракций до мазутов и гудронов. В последнем случае требуется специальная подготовка сырья (деасфальтизация, деметаллизация).

Для гидрокрекинга характерны реакции каталитического крекинга в сочетании с реакциями гидрирования. Продукты процесса гидрокрекинга получаются очень высокого качества: керосин, дизельное топливо, бензин могут использоваться непосредственно с установки. Кроме того, после ГК можно получать базовые масла высокого качества, сырье для каталитического крекинга и бензиновые фракции для последующего пиролиза и получения этилена. На установке можно применять аморфные и цеолитные катализаторы, но цеолитные предпочтительно, так как на цеолитах получают продукты более разнообразные и более высокого качества.

Как правило, гидрокрекинг и каталитический крекинг с псевдоожиженным слоем катализатора работают в тандеме. Установки каталитического крекинга вырабатывают ароматизированные продукты, которые являются почти идеальным сырьем для установок гидрокрекинга. Использование цеолитных катализаторов делает гидрокрекинг весьма эффективным для превращения циклических углеводородов в нефтяных фракциях в продукцию высокого качества.

Назначение: получение светлых нефтепродуктов - бензина, керосина, дизельного топлива, а также сжиженных газов С34 при переработке под давлением водорода нефтяного сырья, имеющего молекулярную массу белее высокую, чем получаемые целевые продукты.

Сырье: легкие газойли каталитического крекинга и замедленного коксования (180-350°С),

Условия: температура 370-420°С,

давление 10-15 МПа,

кратность циркуляции ВСГ 1000 м33,

катализатор Al - Co - Mo микросферический d = 0,2-1,5 мм.

Единичная мощность однопоточного реакторного блока находится в пределах 300-1000 тыс. т/год по перерабатываемому исходному сырью.

Направление потоков:

у/в газ - на ГФУ предельных газов,

легкий бензин - на установку изомеризации,

бензины - на установку вторичной перегонки бензинов,

На проектируемом заводе имеется установка гидрокрекинга легкого газойля по технологии Izocracking (Shevron) мощностью 900 тыс. т/год. Число дней работы в году 330. Расчет выхода отдельных компонентов в % масс. на сырье проводится при использовании литературы [9] и представлен в таблице 23.

Таблица 23. Материальный баланс установки гидрокрекинга легкого газойля.

Наименование

%масс.

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

легкий газойль, в т.ч.

100,00

6,38

955,32

2894,91

120,62

-с уст. FCC

30,46

1,94

291,01

881,83

36,74

-с уст. RCC

6,29

0,40

60,06

181,99

7,58

-с уст. УЗК

63,25

4,04

604,26

1831,09

76,30

водород 100%

2,50

0,16

23,88

72,37

3,02

ИТОГО:

102,50

6,54

979,20

2967,28

123,64

Получено:

1

у/в газ

10,83

0,69

103,50

313,64

13,07

2

легкий бензин (НК-85)

16,94

1,08

161,86

490,49

20,44

3

средний бензин (85-120)

6,98

0,45

66,68

202,07

8,42

4

тяжелый бензин (120-180)

66,52

4,25

635,50

1925,77

80,24

5

потери

1,22

0,08

11,65

35,31

1,47

6

ИТОГО:

102,50

6,54

979,20

2967,28

123,64

Установка гидроочистки бензина

Каталитическая гидроочистка - один из самых распространенных и многочисленных процессов на современном НПЗ. В США мощность установок гидроочистки нефтяных фракций составляет приблизительно 10 млн. бар/день. Гидроочистке подвергаются все прямогонные фракции перед риформингом, большинство керосиновых, дизельных и вакуумных фракций, масляные дистилляты. В США широко распространены процессы гидроочистки нефтяных остатков. Практически каждая большая нефтяная компания имеет свои патенты на процессы гидроочистки или гидрообессеривания.

Процесс гидроочистки заключается в обработке фракции водородом под давлением. При этом протекают реакции расщепления сернистых, азотистых и других гетероатомных соединений, причем изменения углеродного скелета углеводородных молекул не происходит. Также гидрируются непредельные соединения. В связи с постоянным ужесточением требований к дизельным топливам в области содержания серы гидроочистка приобретает все большее значение.

Назначение: получение бензина - сырья каталитического риформинга из бензина замедленного коксования с низким содержанием серы.

Сырье: бензин замедленного коксования (фр. 85-180°С)

Условия: температура 370-480°С,

давление водорода 2,0 МПа,

кратность циркуляции ВСГ 200 м33,

катализатор Al - Co - Mo микросферический d = 0,2-1,5 мм.

Направление потоков:

у/в газ - на ГФУ предельных газов,

гидроочищенный бензин - на установки каталитического риформинга.

На проектируемом заводе имеется установка гидроочистки бензина мощностью 300 тыс. т/год. Число дней работы в году 330. Расчет выхода отдельных компонентов в % масс. на сырье проводится при использовании литературы [9] и представлен в таблице 24.

Таблица 24. Материальный баланс установки гидроочистки бензина

Наименование

%масс.

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

бензин замедленного коксования

100,00

1,99

297,17

900,50

37,52

2

водород 100%

0,15

0,00

0,45

1,35

0,06

ИТОГО:

100,15

1,99

297,61

901,85

37,58

Получено:

1

у/в газ+Н2S

0,65

0,01

1,93

5,85

0,24

2

фр. 85-120

36,47

0,72

108,39

328,45

13,69

3

фр. 120-180

62,53

1,24

185,81

563,05

23,46

4

потери

0,50

0,01

1,49

4,50

0,19

ИТОГО:

100,15

1,99

297,61

901,85

37,58

Установка гидроочистки дизельного топлива

Установка гидроочистки дизельного топлива принципиально не отличается от гидроочистки бензина. Различны лишь условия гидроочистки, более тяжелые фракции перерабатываются в более жестких условиях.

Назначение: гидроочищенного дизельного топлива при переработке прямогонной дизельной фракции водородом под давлением с целью получения летнего дизельного топлива с низким содержанием серы.

Сырье: прямогонная дизельная фракция (180-350°С),

Условия: температура 350-420°С,

давление водорода 2,0 МПа,

кратность циркуляции ВСГ 240 м33,

катализатор Al - Co - Mo микросферический d = 0,2-1,5 мм.

Направление потоков:

у/в газ - на ГФУ предельных газов,

бензин-отгон - на вторичную перегонку бензина,

гидроочищенное дизельное топливо - в товарный парк (летнее) или на установку депарафинизации (для получения зимнего ДТ)

На проектируемом заводе имеется две установки гидроочистки дизельного топлива мощностью 2200 тыс. т/год каждая. Число дней работы в году 330. Расчет выхода отдельных компонентов в % масс. на сырье проводится при использовании литературы [9] и представлен в таблице 1.

Таблица 25. Материальный баланс установки гидроочистки дизельного топлива

Наименование

%масс.

%масс. на обесс. нефть

тыс т/год

т/сут

т/час

Взято:

1

дизельная фракция (180-350)

100,00

27,58

4129,15

12512,57

521,36

2

водород 100%

0,40

0,11

16,52

50,05

2,09

ИТОГО:

100,40

27,69

4145,66

12562,62

523,44

Получено:

1

у/в газ+Н2S

1,80

0,50

74,32

225,23

9,38

2

гидроочищенное дизтопливо

96,90

26,73

4001,14

12124,68

505,19

3

отгон

1,30

0,36

53,68

162,66

6,78

4

потери

0,40

0,11

16,52

50,05

2,09

ИТОГО:

100,40

27,69

4145,66

12562,62

523,44

Установки каталитического риформинга

Назначение процесса: получение высокооктанового компонента автомобильного бензина и технического водорода в результате превращения бензиновой фракции.

Сырье: прямогонная бензиновая фракция с установки вторичной перегонки бензина. (85-120 и 120-180), гидроочищенный бензин замедленного коксования.

Условия: температура 495-540°С;

давление 0,35 МПа;

кратность циркуляции ВСГ 800-900 м33 сырья;

объемная скорость подачи 1,8-1,9 ч-1;

катализатор платинорениевый (фирма «Шеврон»).

На отечественных установках, большинство из которых составляют установки риформинга со стационарным слоем катализатора, применяются монометаллические катализаторы КР-101, КР-102, полиметаллические КР-104, КР-106 и др. В качестве кислотного промотора для катализатора АП-56 применяют фтор, а для прочих катализаторов - хлор. Можно отметить, что схема этой установки практически не отличается от установки риформинга компании «Шеврон» и на ней выдерживаются те же условия.


Подобные документы

  • Разработка поточной схемы завода по переработке нефти. Физико-химическая характеристика сырья. Шифр танатарской нефти согласно технологической классификации. Характеристика бензиновых фракций. Принципы расчета материальных балансов, разработка программы.

    курсовая работа [290,6 K], добавлен 09.06.2014

  • Разработка поточной схемы нефтеперерабатывающего завода по переработке нефти. Производство серосодержащих вяжущих из мазута как основное направление деятельности предприятия. Основные типы химических реакций при взаимодействии нефтяных остатков с серой.

    дипломная работа [2,6 M], добавлен 13.07.2015

  • Поточная схема завода по переработке нефти Ekofisk. Характеристика нефти и нефтепродуктов. Материальные балансы отдельных процессов и завода в целом, программа для их расчета. Технологический расчет установки. Доля отгона сырья на входе в колонну.

    курсовая работа [384,9 K], добавлен 09.06.2013

  • Современный 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 14.05.2011

  • Анализ значения проектно-сметной документации. Согласование, экспертиза и утверждение проектов. Разработка технологической схемы нефтеперерабатывающего завода с подбором технологических установок и цехов. Составление материальных балансов производства.

    курсовая работа [672,6 K], добавлен 23.12.2014

  • Общая 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 12.05.2011

  • Характеристика 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 29.02.2016

  • Расчет материальных балансов по процессам и расхода топлива по установкам, объема переработки сырья и мощности установок. Составление сводного баланса по условному предприятию продуктов. Определение товарной продукции завода в денежном выражении.

    лабораторная работа [16,8 K], добавлен 08.04.2015

  • Обоснование выбора нефти для производства базовых масел. Групповой состав и физико-химические свойства масляных погонов. Особенности поточной схемы маслоблока и технологической схемы установки. Расчет испарительных колонн по экстрактному раствору.

    курсовая работа [292,1 K], добавлен 05.11.2013

  • Физико-химические свойства нефти и ее фракций, возможные варианты их применения. Проектирование топливно-химического блока нефтеперерабатывающего завода и расчет установки гидроочистки дизельного топлива для получения экологически чистого продукта.

    курсовая работа [176,5 K], добавлен 07.11.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.