Курсовой проект Разработка поточной схемы переработки сосновской нефти по комплексному варианту. Производительность завода по нефти 37 млн.Т. В год

Подождите немного. Документ загружается.

Фракции охлаждаются в теплообменниках Т-01-02-03 , соответственно,

в аппаратах воздушного охлаждения Х02-03-04, и направляются на

дальнейшую переработку. Под нижние тарелки отпарных колонн вводится

перегретый водяной пар.

Тяжелый остаток нефти, в колонне К-01, продувается перегретым

водяным паром. Мазут, освобожденный в значительной мере от

низкокипящих фракций, с низа колонны К-01 направляется на блок ВТ.

В колонне К-01 имеется циркуляционное орошение ПЦ01-02, тепло

которого отдается нефти в теплообменнике Т-04-05.

Расход водяного пара в отпарные секции и в низ колонны принимается

2% на выводимы продукт.

Таблица 4

Материальный баланс установки АТ

ПРИХОД РАСХОД

Наименование

потока

% масс.

на нефть

Количество,

т/ч

Наименование

потока

% масс.

на нефть

Количество,

т/ч

Нефть

обессоленная и

обезвоженная

(подготовленная)

100 4476,10

Фракция жирного

газа

1,6000 71,62

Водяной пар 1ос 0,2620 11,73

Фр. легкого

бензина

3,7000 165,62

Водяной пар 2ос 0,3580 16,02

Фр. тяжелого

бензина

13,1000 586,37

Водяной пар 3ос 0,3820 17,10

Керосиновая

фракция

17,9000 801,22

Водяной пар низ

колонны

0,8920 39,93

Дизельная

фракция

19,1000 854,93

Мазут 44,6000 1996,34

Водяной пар 1,8940 84,78

ИТОГО 101,8940 4560,87 ИТОГО 101,8940 4560,87

Е-01

К-01

Нефть

Т-04

Т-01

Фр. тяжелого

бензина

В.П.

Фр. легкого

бензина

Х-02

Е-02

Х-01

Т-05

В.П.

Т-02

Х-03

Т-03

Х-04

С-01

С-02

С-03

Фр. керосина

Дизельная фр.

Мазут на

блок ВТ

В.П.

Нефть

П-01

Жирный газ

Рис.3 Схема установки двукратного испарения нефти с испарителем

3.2.2 УСТАНОВКА ВАКУУМНОЙ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ

Существуют две схемы переработки мазута - топливная и масляная.

При топливной получают только одну фракцию (350-500°С), используемую

обычно как базовый продукт для каталитического крекинга или

гидрокрекинга. При масляной переработке - три фракции: легкие

дистиллятные масла (выкипающие при 300-400°С), средние дистиллятные

масла (выкипающие при 400-450°С) и тяжелые дистиллятные масла

(выкипающие при 450-500°С).

Для мазута Сосновской нефти предпочтительно использовать схему

однократного испарения по масляному варианту, т.к. выход базовых масел

составляет 22% на нефть.

С установки АТ мазут направляется на установку вакуумной перегонки,

нагревается в печи П-01 до температуры ввода в колонну и поступает на

разделение в ректификационную колонну К-05 .

Головным продуктом ректификационной колонны является вакуумный

соляр, по выходе из колоны пары которой конденсируются в конденсаторе Х-

01 и собирается в вакуумном приемнике Е-01. Из приемника фракция

забирается насосом, часть верхней фракции подается на верхнею тарелку

колонны в качестве орошения, а остальное ее количество откачивается с

установки.

Кубовым продуктом ректификационной колонны К-05 является гудрон,

который прокачивается через теплообменник Т-01 и отводиться с установки.

В низ колонны, подается перегретый водяной пар.

В качестве боковых погонов из колонне К-05 выводятся фракции 350-

420С и, фр. 420-500, которые прокачиваются через теплообменник Т-02, Т-03 и

отворяться с установки.

В колонне имеется циркуляционное орошение, тепло которого отдается

нефти с установки АТ в теплообменнике Т-04.

Таблица 5

Материальный баланс установки ВТ

ПРИХОД РАСХОД

Наименование

потока

% масс.

на мазут

Количество,

т/ч

Наименование

потока

% масс.

на мазут

Количество,

т/ч

Мазут 100,00 1996,340

Легкий масленый

дистиллят

8,00 159,707

Водяной пар низ

колонны

1,50 29,945

Средний масленый

дистиллят

19,42 387,689

Водяной пар в С-02 0,29 5,815

Тяжелый масленый

дистиллят

21,91 437,345

Водяной пар в С-01 0,33 6,560 Гудрон 50,67 1011,598

Водяной пар 2,12 42,321

ИТОГО 102,12 2038,660 ИТОГО 102,12 2038,660

Рис.4

Схема установки однократного испарения мазута по масленому варианту

3.3 ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

3.3.1 ПЕРЕРАБОТКА ФРАКЦИИ ЛЕГКОГО БЕНЗИНА. ИЗОМЕРИЗАЦИЯ.

Каталитической изомеризацией легких бензиновых фракций

Сосновской нефти можно значительно повысить октановое число бензина.

Подавляющая масса перерабатываемых нефтей характеризуется

низкооктановыми бензиновыми фракциями. Подвергая фракцию

изомеризации, можно повысить ее октановое число на 15—20 единиц за счет

превращения содержащихся в ней нормальных парафиновых углеводородов.

Сущностью процесса изомеризации является каталитическое пре-

вращение легких нормальных парафиновых углеводородов в соот-

ветствующие углеводороды изостроения.

Исследование механизма изомеризации показало, что эта реакция,

очевидно, имеет последовательный характер, т. е. изомеры с двумя и тремя

метильными группами образуются через стадию образования изомеров с

одной метальной группой. Таким образом, при углублении процесса

концентрация высокоразветвленных изомеров в продукте изомеризации

увеличивается и тем самым повышается его октановое число.

Продукты изомеризации используют не только в качестве высо-

кооктановых компонентов, но и как сырье для нефтехимического синтеза. В

основном это относится к изопентану, который путем дегидрирования

перерабатывают в изопрен.

Промышленные катализаторы процесса изомеризации могут быть

разделены условно на два вида:

- хлористый алюминий (обычно в виде комплекса с углеводородами);

- бифункциональные катализаторы, содержащие платину (или палладий) на

кислотном носителе.

В присутствии хлористого алюминия изомеризацию проводят при

мягком температурном режиме, что является несомненным достоинством

процесса. Температуры промышленного процесса находятся в пределах 90—

120° С. Повышение температуры ускоряет реакции изомеризации, но

одновременно способствует протеканию побочных реакций крекинга.

Для увеличения выхода целевого продукта процесс ведут с

рециркуляцией не превращенного сырья.

В процессе изомеризации Сосновской нефти получается газ,

направляемый на ГФУ и изомеризат, являющийся высокооктановым

компонентом автобензина.

Таблица 6 Материальный баланс установки изомеризации

ПРИХОД РАСХОД

Наименование

потока

% масс. на

бензин

Количество,

т/ч

Наименование

потока

% масс.

на бензин

Количество,

т/ч

Фракция

легкого бензин

100,00 165,62 Газ 3,00 4,97

Изомеризат 97,00 160,65

ИТОГО 100,00 165,62 ИТОГО 100,00 165,62

Рис.5 Принципиальная технологическая схема процесса изомеризации

1— колонна для разделения основной фракций; 2 — колонна для разделения пентанов и гексанов; 3 — ко-

лонна для разделения н-пентана и изогексанов; 4 — реактор для изомеризации суммарной гексановой

фракции; 5 — реакторный блок изомеризации фракции С

(без предварительного разделения); б — реактор

для изомеризации н-пентана; 7 — колонна для разделения н-пентана и изопентанов; 8 — нагревательные

печи; 9 — теплообменники; 1 0 — газосепараторы; 11 — компрессоры циркулирующего водорода; 12 —

стабилизационная колонна. l — легкий бензин прямой гонки; ll — пентан-гексановая фракция; l l l — фракция

C7 и выше; I V — пентаны; V — изопентан; V I — гексаны; V I I — изогексаны; V I I I — водород; I X —

углеводородный газ.

3.3.2 ПЕРЕРАБОТКА ФРАКЦИИ ТЯЖЕЛОГО БЕНЗИНА. ГИДРОФОРМИНГ.

Установки каталитического риформинга являются в настоящее время

почти обязательным звеном нефтеперерабатывающего завода. Назначение

этого процесса — получение высокоароматизированных бензиновых

дистиллятов, которые используются в качестве высокооктанового компонента

или для выделения из них индивидуальных ароматических углеводородов:

бензола, толуола, ксилолов.

Сырьем для каталитического риформинга служат бензиновые фракции

прямой перегонки нефти. Поскольку выход этих фракций на нефть

относительно невелик (обычно не превышает 15—20%), общий объем сырья,

перерабатываемого на установках риформинга, а также мощность отдельных

установок не столь велики.

Основной реакцией, протекающей наиболее полно и избирательно при

каталитическом риформинге, является дегидрогенизация шестичленных

нафтенов. Каталитическому риформингу подвергают бензины различного

происхождения, но пределы выкипания их обычно строго обусловлены. Для

получения высокооктановых бензинов используется сырье широкого

фракционного состава. Установлено, что подвергать риформингу наиболее

легкую головку бензина, выкипающую до 80—85° С, нецелесообразно, так как

это вызывает повышенное газообразование за счет гидрокрекинга; при этом

заметного увеличения ароматизации сырья не происходит. С утяжелением

углеводородов реакционная способность их увеличивается, однако при

использовании сырья с к. к. выше 180—200° С процессы уплотнения на ката-

лизаторе довольно резко усиливаются. Таким образом, фракции бензина,

перерабатываемые с целью получения высокооктанового топлива, выкипают

примерно в пределах 80—180° С.

Содержание в сырье сернистых соединений должно быть мини-

мальным. Наиболее чувствительны к сернистым соединениям платиновые

катализаторы. Основными промышленными катализаторами риформинга

являются алюмоплатиновый и алюмомолибденовый.

Алюмомолибденовый катализатор содержит обычно около 10% окиси

молибдена, осажденной на окиси алюминия (90%). В циклическом процессе

гидроформинга катализатор попеременно окисляется и восстанавливается.

Достоинством алюмомолибденового катализатора является его

относительная сероустойчивость. При переработке бензинов с высоким

содержанием серы окись молибдена частично переходит в сернистый

молибден (MoS

), который также является активным катализатором. Поэтому

промышленный процесс гидроформинга характеризуется использованием

бензиновых фракций без их предварительной гидроочистки.

Процесс каталитического риформинга протекает при высокой

температуре и при значительном отрицательном тепловом эффекте реакции.

Исходя из этого, в зону реакции должно подводиться тепло либо путем ввода

теплоносителя, либо посредством разбивки объема катализатора на

несколько зон, со ступенчатым подводом тепла в каждую зону. Наиболее

распространен второй способ: каждый реактор содержит от 15 до 55% от

общего объема катализатора. Проходя через слой катализатора, нагретое

предварительно до 480—540° С сырье в смеси с циркулирующим водородом

подвергается риформингу. После каждой зоны смесь частично

прореагировавшего сырья и продуктов реакции поступает в нагревательный

змеевик трубчатой печи для восстановления исходной температуры. Каждая

из реакционных зон оформляется в виде отдельного аппарата.

Для переработки бензиновой фракции Сосновской нефти используем

процесс гидроформинг. Выше отмечалось, что основной особенностью этой

разновидности каталитического риформинга является применение алюмо-

молибденового катализатора, менее активного, чем платиновый, но не

требующего очистки сырья от серы. Принципиальная технологическая схема

промышленной установки гидроформинга показана на рис. 6.

Исходное сырье — бензиновый дистиллят заданного фракционного

состава — подается насосом через серию теплообменников 7, обогреваемых

парами из последнего реактора 1в (или 1г). Подогретое примерно до 140—

150° С сырье поступает в печь 3 и нагревается до 530—540° С. Трубчатая печь

двухкамерная, двух-поточная. В печь 2 компрессором 13 через

теплообменники 7 подают циркулирующий водородсодержащий газ,

который нагревается в печи от 200—210 до 550—570° С.

Смесь сырья и водородсодержащего газа поступает в реактор 1а (или

16), где осуществляется превращение сырья примерно на 60—70%. В

результате реакции температура паров снижается до 500— 510°С. Для

завершения реакции пары из реактора 1а проходят через змеевик

промежуточного подогрева, размещенный в печи 3, где перегреваются

примерно до 550° С и поступают в реактор 1в. Если целевым продуктом

является высокооктановый бензин, температурный режим установки мягче,

чем при получении концентратов ароматических углеводородов. В

последнем случае пары из реактора 1в без дополнительного нагрева

проходят через специальный реактор, назначением которого является

насыщение при мягком температурном режиме непредельных

углеводородов, содержащихся в дистилляте риформинга. Этот реактор

может быть заполнен или гидрирующим катализатором типа

алюмокобальтмолибденового, или частично алюмомолибденовым, а

частично отбеливающей землей.

Продукты из последнего реактора проходят теплообменные аппараты

7, холодильник 6 и, охлаждаясь до температуры около 40° С, поступают в

газосепаратор высокого давления 5. Назначение аппарата 5 — отделение

водородсодержащего газа от жидкого дистиллята. Нестабильный бензин из

нижней части аппарата 5 поступает в стабилизационную колонну

(дебутанизатор) 4, сверху которой уходит углеводородный газ, а снизу —

стабильный бензин.

Для обеспечения непрерывности процесса два реактора находятся в

рабочем периоде и два на регенерации или подготовке к подаче сырья.

Недостатком процесса гидроформинга является частая регенерация

катализатора, а также меньшая его активность.

Рис.6 Принципиальнаятехнологическая схема установки гидроформинга

1а, 1б — реакторы первой ступени; Iв, 1г — реакторы второй ступени; 2 — печь для нагрева

циркулирующего газа; 3 — печь для нагрева сырья и продуктов реакции после первой ступени реакторов; 4 —

стабилизационная колонна; 5 — газосепаратор высокого давления; 6 — холодильник; 7 — теплообменники; 8

— рибойлер; 9 — генератор инертного газа; 10 — холодильник циркулирующего инертного газа; 11 —

компрессор циркулирующего инертного газа; 12 — воздушный компрессор; 13 — компрессор

циркулирующего водородсодержащего газа.

1 — сырье; II — циркулирующий газ; III — продукты реакции I ступени; IV — циркулирующий

инертный газ; V — избыток водородсодержащего газа; VI — отгон стабилизации; VII — стабильный катализат;

VIII — воздух на регенерацию; IX — топливо; X — воздух; XI — вода; XII — газ регенерации.