Ахметов С.А. Лекции по технологии глубокой переработки нефти в моторные топлива

Подождите немного. Документ загружается.

С. А. АХМЕТОВ

ЛЕКЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ

ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

В МОТОРНЫЕ ТОПЛИВА

Допущено учебно-методическим объединением вузов Российской

Федерации в качестве учебного пособия для подготовки специалис-

тов по специальностям 130606 «Оборудование нефтегазоперера-

ботки» и 240403 «Химическая технология природных энергоноси-

телей и углеродных материалов»

Санкт-Петербург • Недра • 2007

УДК 665:63.048

ББК 35.514

А95

Рецензенты:

Академик АН РБ, доктор технических наук,

профессор Р. Н. Гимаев

Заведующий кафедрой

«Машины и аппараты химических производств,

доктор технических наук, профессор И. Р. Кузеев

А95

С. А. Ахметов

Лекции по технологии глубокой переработки нефти в мотор-

ные топлива: Учебное пособие. — СПб.: Недра, 2007. — 312 с.

ISBN

В учебном пособии рассмотрены современное состояние

и сырьевые проблемы нефтегазового комплекса России и мира;

современные и перспективные требования к качеству мотор-

ного топлива; роль, значение, направления совершенствования

технологических процессов; эффективные способы решения

актуальных проблем углубления переработки нефти и повы-

шения качества моторных топлив; изложены преимущественно

общепризнанные представления по теории тех технологичес-

ких процессов переработки нефти в моторные топлива, которые

внедрены в производстве.

Учебное пособие написано по материалам лекций автора,

прочитанных студентам в течение многих лет. В книге исполь-

зованы сокращения терминов и слов, как это принято в энцик-

лопедических изданиях.

Предназначено для студентов, завершающих обучение по

специальности 240403 «Химическая технология природных

энергоносителей и углеродных материалов», 130603 «Оборудо-

вание нефтепереработки» и специализирующихся по технологии

производства моторных топлив.

УДК 665:63.048

ББК 35.514

ISBN © С. А. Ахметов, 2007

ПолиграфСервис», 2007

Содержание

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Принятые сокращения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Тема I. Современное состояние нефтегазового комплекса

мира и России . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Лекция 1. Значение нефти и газа . . . . . . . . . . . . . 15

Тема 2. Характеристика нефти и ее фракций как сырья

для производства moторныx топлив . . . . . . . . . .21

Лекция 2. Фракционный и углеводородный состав

нефти и ее дистиллятных фракций . . . . . . 21

Лекция 3. Гетероатомные и смолисто-асфальтеновые

соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Лекция 4. Классификация нефтей, процессов их

переработки и товарных нефтепродуктов . . 32

Тема 3. Основы химмотологии моторных топлив . . . . . . .40

Лекция 5. Классификация тепловых двигателей

и моторных топлив. Прин ципы работы

двигателей внутреннего сгорания . . . . . . 40

Лекция 6. Химмотологические требования

к качеству и марки авто- и авиабензинов . . 48

Лекция 7. Химмотологические требования к качеству

и марки дизельных и реактивных топлив . . 56

Лекция 8. Основные требования к качеству

энергетических топлив и их марки.

Альтернативные моторные топлива . . . . . 63

Тема 4. Теоретические основы и технология

процессов первичной переработки нефти . . . . . . .72

Лекция 9. Подготовка нефти к переработке . . . . . . . 72

Лекция 10. Теоретические основы процессов

перегонки нефти . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Лекция 11. Основное оборудование

ректификационной колонны . . . . . . . . . 91

Лекция 12. Технология

атмосферной перегонки нефти . . . . . . . .103

Лекция 13. Технология перегонки мазута (установки

ЭЛОУ-АВТ-6). . . . . . . . . . . . . . . . . .111

Тема 5. Теоретические основы

и технология термолитических процессов

переработки нефтяного сырья . . . . . . . . . . . . 123

Лекция 15. Теоретические основы

термолитических процессов . . . . . . . . .123

Лекция 16. Влияние качества сырья

и технологических параметров

на процесс термолиза нефтяных остатков . .130

Лекция 17. Технология современных

термолитических процессов

переработки нефтяного сырья . . . . . . . .134

Лекция 18. Установки висбрекинга тяжелого сырья . . .138

Лекция 19. Технология процесса

замедленного коксования . . . . . . . . . . .142

Тема 6. Теоретические основы каталитических

процессов переработки нефти . . . . . . . . . . . . 153

Лекция 20. Общие сведения о катализе

и катализаторах. Классификация

катализа и каталитических процессов . . . .153

Лекция 21. Теории гетерогенного катализа . . . . . . . .161

Тема 7. Теоретические основы и технология

гетеролитических процессов нефтепереработки . . 169

Лекция 22. Теоретические основы каталитического

крекинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169

Лекция 23. Механизм

и химизм каталитического крекинга . . . . .178

Лекция 24. Основы управления процессом

каталитического крекинга. . . . . . . . . . .184

Лекция 25. Технология каталитического крекинга . . . .190

Лекция 26. Теоретические и технологические

основы процессов алкилирования

изобутана алкенами . . . . . . . . . . . . . .199

Лекция 27. Теоретические и технологические

основы каталитической этерификации

метанола изобутиленом . . . . . . . . . . . .209

Тема 8. Теоретические основы и технология

каталитических гомолитических процессов

нефтепереработки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

Лекция 28. Теоретические основы и технология

процессов паровой каталитической

конверсии углеводородов

для производства водородов . . . . . . . . .214

Тема 9. Теоретические основы и технология

гидрокаталитических процессов

нефтепереработки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

Лекция 29. Классификация гидрокаталитических

процессов нефтепереработки.

Основы процесса

каталитического риформинга . . . . . . . . .220

Лекция 30. Технология каталитического риформинга . .232

Лекция 31. Теоретические основы и технологии

каталитической изомеризации

пентан-гексановой фракции бензинов . . . .237

Лекция 32. Теоретические основы

гидрокаталитических процессов

облагораживания нефтяного сырья. . . . . .243

Лекция 33. Технология процессов

гидрооблагораживания

дистиллятных фракций . . . . . . . . . . . .252

Лекция 34. Теоретические основы

каталитических процессов

гидрокрекинга нефтяного сырья . . . . . . .258

Лекция 35. Технология гидрокрекинга

топливных фракций . . . . . . . . . . . . . .264

Лекция 36. Технология гидрокрекинга

вакуумного газойля . . . . . . . . . . . . . .271

Тема 10. Современное состояние

и актуальные проблемы нефтепереработки . . . . 277

Лекция 37. Краткая характеристика

и классификация НПЗ . . . . . . . . . . . . .277

Лекция 38. Основные принципы

углубления переработки нефти

и блок-схемы НПЗ топливного профиля . . .287

Лекция 39. Современные проблемы производства

высококачественных моторных топлив . . .297

Лекция 40. Современное состояние

и тенденции развития

нефтеперерабатывающей

промышленности мира и России . . . . . . .303

Рекомендуемая литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

Предисловие

Учебное пособие написано по материалам лекций автора,

прочитанных в течение многих лет студентам, завершаю щим

обучение по специальности 240403 «Химическая техноло-

гия природных энергоносителей и углеродных материалов»

и специализирующимся по технологии производства мотор-

ных топлив. До этого курса студенты изучали такие учеб-

ные дисциплины, как общая, аналитическая, органическая

и физическая химии, химия нефти, процессы и аппараты

нефтепереработки, теоретические основы процессов пере-

работки нефти, все три части технологии нефтепереработки,

проходили общеинженерную и технологическую практики

и др. Предлагаемый данный курс специализации является

интегрирующей учебной дисциплиной и предназначен для

более углубленного и целенаправленного изучения теории

переработки нефти в моторные топлива.

Чтобы уменьшить объем, в книге использованы сокра-

щения терминов и слов, как это принято в энциклопедичес-

ких изданиях

Автор надеется, что студенты-технологи старших курсов,

тем более инженеры, умеют свободно читать принципиаль-

ные технологические схемы процессов, как музыканты —

ноты, для удобства чтения в них будут отсутствовать насосы,

компрессоры, обвязки теплообменных аппаратов.

Принятые сокращения

max — максимум, максимальный, максимально;

min — минимум, минимальный, минимально;

t — температура;

всп

— температура вспышки;

заст

— температура застывания;

кк

— температура конца кипения;

нк

— температура начала кипения;

АБ — автобензин;

абс. — абсолютный, абсолютно;

АВТ — атмосферно-вакуумная трубчатка;

адсорбц. — адсорбционный;

АГФУ — абсорбционно-газофракционирующая установка;

АКВ — алюмокобальтвольфрамовый катализатор;

АКМ — алюмокобальтмолибденовый катализатор;

АКО — адсорбционно-контактная очистка;

АНВ — алюмоникельвольфрамовый катализатор;

АНМ — алюмоникельмолибденовый катализатор;

АНКМ — алюмоникелькобальтмолибденовый катализатор;

АНМС — алюмоникелькобальтмолибденсиликатный ката-

лизатор;

АРТ — процесс термоадсорбционного облагораживания тя-

желого сырья каталитического крекинга (США);

ал-е — алкилирование;

АОС — азотсодержащие гетероорганические соединения;

ар-я — ароматизация;

АТ (АП) — атмосферная трубчатка (перегонка);

баром. — барометрический;

ББФ — бутан-бутиленовая фракция;

БД — бензиновый двигатель;

БКС — барометрический конденсатор смешения;

бол-во — большинство;

БОП — безостаточная переработка;

БТ — барометрическая труба;

бывш. — бывший;

в осн. — в основном;

в ср. — среднем;

в т. ч. — в том числе;

в. п. — водяной пар;

ВБ — висбрекинг;

ВБО — висбрекинг-остаток;

в-во — вещество;

ВГ — вакуумный газойль;

в-д — водород;

ВК — вакуумная колонна;

вкл. — включая, включительно;

ВО — высокооктановый;

вост. — восточный;

ВПБ — вторичная перегонка бензина;

ВРД — воздушно-реактивный двигатель;

ВСГ — водородсодержащий газ;

ВТ (ВП) — вакуумная трубчатка (перегонка);

ВГЦ — вакуумно-гидроциркуляционный;

г. конд-т — газоконденсат;

ГВГ — глубоковакуумный газойль;

ГВП — глубоковакуумная перегонка;

ГГК — глубокий гидрокрекинг;

ГДП — гидродепафинизация;

гетерол. — гетеролитический;

гид-е — гидрирование;

гид-з — гидролиз;

гидрог-з — гидрогенолиз;

гид-т — гидрогенизат;

ГИЗ — гидроизомеризация;

ГК — гидрокрекинг;

ГКВД — глубокий крекинг вакуумных дистиллятов;

ГКО — гидрокрекинг-остаток;

ГКП — гидрокаталитические процессы;

гл. — главный;

гл. обр. — главным образом;

ГО — гидроочистка (гидрообессеривание);

гомол. — гомолитический;

ГОС — гетероорганические соединения;

гос. — государственный;

гос-во — государство;

ГПН — глубокая переработка нефти;

ГТД — газотурбинный двигатель;

ГТТ — газотурбинное топливо;

ГФУ — газофракционирующая установка;

д. н. п. — давление насыщенных паров;

ДА — деасфальтизация;

давл. — давление;

ДВС — двигатель внутреннего сгорания;

ДД — дизельный двигатель;

деметал. — деметаллизация;

десорбц. — десорбционный;

деэ-р — деэмульгатор;

дистил. — дистиллятный;

ДМЭ — диметиловый эфир;

доп. — дополнительный;

ДП — депарафинизация;

др. — другой;

ДС — детонационная стойкость;

ДТ — дизельное топливо;

ДЭГ — диэтиленгликоль;

ед. — единица;

ж. д. — железная дорога;

ж.-д. — железнодорожный;

жид-сть — жидкость;

зап. — западный;

ЗК — замедленное коксование;

знач. — значительный, значительно;

ИЗ — изомеризация;

из-т — изомеризат;

индивид. — индивидуальный;

иссл. — исследование;

ист. — исторический;

ИТК — истинная температура кипения;

к. к. — конец кипения;

кап. — капитальный;

катал. — каталитический;

кат-з — катализ;

кат-р — катализатор;

кат-т — катализат;

кач-во — качество;

КВСС — конденсационно-вакуумсоздающая система;

КГДП — каталитическая гидродепарафинизация;

КИЗ — каталитическая изомеризация;

КК — каталитический крекинг;

ККМС — каталитический крекинг миллисекундный;

КО — крекинг-остаток;

кол-во — количество;

комб. — комбинированный;

конд-т — конденсат;

КОС — кислородсодержащие ГОС;

коэф. — коэффициент;

КП — каталитические процессы;

КПД — коэффициент полезного действия;

КР — каталитический риформинг;

кр-г — крекинг;

к-рый — который;

КТ — котельное топливо;

к-та — кислота;

к-тный — кислотный;

КУ — контактное устройство;

лаб. — лабораторный;

ЛГ — легкий газойль;

ЛГК — легкий гидрокрекинг;

легк. — легкий;

лимит. — лимитирующий;

мат. — материальный;

мат-л — материал;

матем. — математический;

метал. — металлический;

мех. — механический;

мир. — мировой;

ММ — молярная масса;

мн. — многие, много;

м-ние — месторождение;

мол. м. — молекулярная масса;

МОС — металлоорганические соединения;

мощн. — мощность;

МТ — моторные топлива;