Проект комбинированной установки ГК-3 Южно-Балыкской (Бх, валанжин) нефти

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ      

                          

             Кафедра ПНГ          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА

 к курсовому проекту по дисциплине

«Спецпрактикум»

Тема курсового  проекта:

«Проект комбинированной установки ГК-3

Южно-Балыкской (Бх, валанжин) нефти »

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр. ХТТз-08-1.

Фесун З. Р.                                                                                                            

                                                               Проверил:  Скворцова Е. Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Тюмень, 2013

Содержание

 Разгонка (ИТК) Южно-Балыкской нефти.

График кривой ИТК

 

1. Процесс каталитического крекинга.
1. Назначение процесса
2. Факторы, влияющие на эффективность процесса.
1. Основы управления процессом крекинга.
2. Типы реакторов.
3. Влияние оперативных параметров на материальный баланс и качество продуктов крекинга.
3. Технологическая схема каталитического крекинга.
4. Заключение.
5. Литература.

 

 

Введение

Одной из основных направлений  технического прогресса нефтеперерабатывающей  и нефтехимической промышленности – строительство высокопроизводительных комбинированных установок.  Разновидностью комбинированных  установок является установка ЛК-6у,  в состав комбинированной установки ЛК-6у входят:

- блок двухступенчатого  обессоливания сырой нефти горизонтальных электродегидратора;

- блок двухколонной  атмосферной перегонки нефти  и стабилизации и фракционирования  бензинов;

-блок каталитического  риформинга бензина с предварительной гидроочисткой сырья;

- секции гидроочистки  керосина и дизельного топлива;

- блок газофракционирования .

В блоке газофракционирования предусмотрено единое централизованное деэтанизация головных фракций, поступающих после стабилизации продуктов из всех секций установки; в этом блоке вырабатывается сухой газ, пропановая, изо-бутановая и эн-бутановая фракции, а также фракции С₅ и выше.

На установке  ЛК -6у вырабатывают продукты высокого качества: компонент автобензина  с октановым числом 90-95 (исследовательский  метод), гидроочищенный керосин, малосернистое дизельное топливо с содержанием серы менее 0,2 % (масс.), мазут.

Основная цель компоновки аппаратуры и оборудования – это технологическая целесообразность и компактность.  На установках ЛК-6 у все компрессоры для  сжатия циркуляционных водородсодержащих газов секций риформинга и гидроочистки расположены в одном здании – компрессорной. Электрооборудование находится в двух электрораспределительных помещениях.

  При размещении аппаратуры и оборудования внутри секции при расположении последних на площадке кроме технологических особенностей учитывают возможность проведения  строительных и монтажных работ индустриальными методами и возможность подъезда на время ремонта и замены оборудования кранов и механизмов.

 Группа трубчатых  печей обслуживается общей дымовой  трубой, что позволяет создать  мощный блок утилизации избыточного тепла отходящих газов и обеспечить большую степень их рассеивания.

По данным Ленгипронефтехима, в результате комбинирования процесса на установках ЛК-6у удельные капитальные вложения снижаются на 11-12%, стоимость переработки нефти на 9-10%, прибыль возрастает на 6%, а производительность труда на 45-50%, территория установки сокращается более чем в два раза.

Вместе с тем более  сложная эксплуатация технологических  блоков предъявляет и более жесткие  требования к надежной и бесперебойной работы аппаратов и оборудования, часть которого монтируется без резерва.

Изменена схема газофракционирования: из смеси легких углеводородов выделяется этан- пропановая фракция с последующим разделением ее на фракции сухого газа и пропана.  Такое решение позволило повысить температуру конденсации верхнего продукта этановой колонны до 30-35⁰С (против 5⁰С на установке ЛК-6у), при давлении 3,0-3,5 Мпа. В результате для конденсации верхнего продукта в зимнее время можно использовать оборотную воду, в летнее время захоложенную воду с температурой 7⁰С.

Основные преимущества комбинированных установок:

- сокращенные сроки  строительства в связи с уменьшением  строительно –монтажных работ;

- меньшая длина дорогостоящих  коммуникаций (технологические трубопроводы, кабели, трассы контроля и автоматики);

- меньшая территория  установки; 

- централизация управления  всеми технологическими процессами (из одного помещения);

 

 

 

 

 

 

- размещения однотипного оборудования  и специальных помещений;

- более низкие затраты  на сооружение общезаводских объектов; резервуарных парков, сетей водопровода, канализации, автодорог и т.д. ;

- более высокая производительность  труда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поточная схема  комбинированной установки ЛК-6у.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема соединения колонн в блоке газофракционирования установки ЛК-6у.

 

 

 

 

Колонны: 1-деэтанизатор; 2-выделение смеси пропана и  бутанов; 3 –депропанизатор;

4 – деизобутанизатор.

 

 

Схема соединения колонн в блоке газофракционирования одной из новых комбинированных установок.

 

 

 

 

 

 

 

Колонны: 1 –  выделение этана и пропана; 2 –  деэтанизатор; 3 – дебутанизатор; 4 –    выделение изобутана.

 

1.ПРОЦЕСС КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА.

            

 

1.1 Назначение.

     Получение  высокооктанового компонента автомобильных бензинов, ароматизированного концентрата для производства индивидуальных ароматических углеводородов и технического водорода в результате каталитических превращений бензиновых фракций первичного и вторичного происхождения.

 

1.2 Сырье и продукция.

Важное значение имеет получение в процессе дешевого водородсодержащего газов для использования в других гидрокаталитических процессов.

Бензиновые фракции  большинства нефтей содержат 60….70% парафиновых, 10% ароматических и 20…30% пяти –и  шести членных нафтеновых углеводородов. Среди парафиновых преобладают углеводороды нормального строения и моно-метил замещённые их изомеры. Нафтены представлены преимущественно алкилгамологами циклогексана и циклопентана ароматические-  алкилбензолами. Такой состав имеет низкое октановое число прямогонного бензина, не превышающего 50 пунктов (по ММ).

Помимо прямогонных  бензинов как сырье каталитического риформинга используют бензины вторичных процессов -  коксование и термического крекинга после глубокого гидрооблагораживания, также гидрокрекинга.

Выход прямогонных бензинов относительно не велик (около 15-20% на нефть). Часть бензинов используется и для других целей (сырье пиролиза, производство водорода, получение растворителей и т.д.) поэтому общий объем сырья, перерабатываемого на установках каталитического реформинга, не превышает обычно потенциального содержания бензиновых фракций в нефтях.

     Продукция:

1. углеводородный газ-содержит в основном метан, этан, а также пропан, служит топливом нефтезаводских печей;
2. головка стабилизации (углеводороды С₃-С₄ или С₃-С₅) – применяется как бытовой газ или сырье газофракционирующих установок;
3. катализат – используется в качестве компонента автомобильных бензинов или сырья установок экстракции ароматических углеводородов; ниже приводится характеристика катализатов, полученных реформированием фракций 62-105⁰С (I), 62-140⁰С(II), 85-180⁰С(III) в жестком режиме.

 

 

4. водород содержащий газ содержит 75-85% (об.) водорода, используется в процессе гидроочистки, гидрокрекинга, изомеризации, и гидродеалкилирования.

 

 

2. Факторы влияющие  на эффективность процесса.

 

  2.1 Химизм и термодинамика процесса.

Целевыми, в процессах каталитического риформинга являются реакции образования ароматических углеводородов за счет:

1. дегидрирование шестичленных цикланов;
2. дегидроизомериции циклопентанов;
3. дегидроциклизации парафиновых.

В процессе параллельно протекают нежелательные реакции гидрокрекинга с образованием как низко-, так и высоко-молекулярных углеводородов, а также продуктов уплотнения –кокса, откладывающегося на поверхности катализаторов.

     Наиболее  важной реакцией реформинга, ведущей  к образованию ароматических  углеводородов из нафтенов и парафинов, идут с поглощением тепла, реакции изомеризации нафтенов и парафинов имеют тепловой эффект, близкий к нулю, а реакция гидрокрекинга экзотермичны.

     В  условиях каталитического риформинга наиболее легко и быстро протекают реакции дегидрирования гамологов циклогексана. Относительно этой реакции скорость ароматизации из пятичленных нафтенов примерно на порядок ниже. Медленной реакцией  ароматизации является дегидроциклизация парафинов, скорость которой на два порядка ниже.

     Превращение  нафтеновых и парафиновфх углеводородов  в ароматические – обратимые  реакции, протекающей с увеличением  объема и поглощением тепла. Следовательно по правилу

Ле-Шателье, равновесная глубина ароматизации увеличивается с ростом температуры и понижением парциального давления водорода. Однако промышленные процессы риформинга вынужденно осуществляют либо при повышенном давлении с целью подавления реакций коксообразований (при этом снижение равновесной глубины ароматизации компенсирует повышением температуры) либо с непрерывной регенерации катализатора при пониженном давлении.   

 2.2 Катализаторы  каталитического реформинга.

    Процесс каталитического риформинга осуществляют на бифункциональных катализаторах, сочетающих кислотную и гидрирующую – дегидрирующую функции.

    

Кислотную функцию в промышленных катализаторах риформинга выполняет носитель, в качестве которого используют оксид алюминия. Для усиления и регулирования кислотной функции носителя в состав катализатора вводят галоген фтор и хлор.  В настоящее время применяют только хлорсодержащие катализаторы. Содержание хлора составляет от 0,4 …0,5до 2,0% масс.

     Бифункциональный механизм доказан в использовании катализаторов, содержащих только кислотные центры или только металлические центры, которые оказались малоактивные а их механическая смесь достаточно активна. Благодаря бифункциональному катализу удается преобразовать углеводородный состав исходного бензина и повысить его октановую характеристику на 40….50 пунктов.

     Промышленностью  вырабатывается три типа катализаторов риформинга:

-монометаллические (АП-56и АП-64);

-биметаллические (КР-101 и КР-102);

-полиметаллические (КР-104, КР-106, КР-108 и платино -эрионитовый СГ-ЗП).

 2.3 Основы управления процессом риформинга.

     В качестве сырья риформинга определяется фракционным и химическим составом бензина.

      Фракционный  состав сырья выбирают в зависимости  целевого назначения процесса. Если  процесс проводит с целью получения  индивидуальных ароматических углеводородов,  то для получения бензола, толуола  и ксилолов используют фракции содержащие углеводороды  С6(62…85⁰С), С7(85…105⁰С) и С8(105…140⁰С). А для получения высокооктанового бензина, сырьем служит фракция 85…180⁰С, соответствующим углеводородам С₇-С₁₀.

     С увеличением  молярной массы фракции ее  температура кипения выход реформата постепенно возрастает, что особенно заметно при жестких условиях процесса (495⁰С). Только при риформинге фракции 120…140 и 140…180⁰С выход реформата практически одинаков. Аналогичная зависимость от фракционного состава и молекулярной массы фракций  наблюдается и по входу ароматических углеводородов и по октановому числу реформата.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4Температурный режим процесса и распределение объема катализатора по реакторам.

 

     Поскольку  процесс рифомироравния сильно эндотермичен, его осуществляют в каскаде из трех четырех реакторов с промежуточным подогревом сырья. В первом походу сырья реакторе проходит эндотермическая реакция дегедрирования нафтенов. В последнем реакторе протекают эндотермические реакции дегидроциклизации и достаточно  интенсивно экзотермические реакции гидрокрекинга парафинов. В первом реакторе имеет место наибольший (30…50⁰С), а в последнем наименьший перепад (градиент) температур между входом в реактор и выходом из него. Высокий температурный градиент головных реакторов риформинга можно понизить, если ограничить глубину протекающих в них реакций ароматизации. Это может быть достигнуто при заданном температурном режиме только уменьшением времени контакта сырья с катализатором, то есть объема катализатора в них. В этой связи на промышленных установках риформинга головной реактор имеет наименьший объем катализатора, а хвостовой наибольший. Для трехреакторного блока распределение объема катализатора по ступеням составляет от 1:2:4 до1:3:7 (в зависимости от химического состава сырья и целевого назначения процесса), а для четырехреакторного оно может быть, например 1:1,5:2,5:5.