Рудин, Смирнов. Проектирование нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов

Подождите немного. Документ загружается.

Каталитический риформинг. С помощью этого процесса на современных

НПЗ получают высокооктановые базовые компоненты автомобильных бензинов,

а также индивидуальные ароматические углеводороды — бензол, толуол,

ксилолы. Наилучшим сырьем при производстве высокооктановых бензинов

являются прямогонные бензиновые фракции 85—180°С и 105—180°С, для

получения ароматических углеводородов используются узкие бензиновые

фракции 62—85°С, 85- 105°С, 105- 140°С или их смеси. Разработка процесса

риформинга ведется в НПО «Лен-нефтехим». Исследовательская часть

объединения выдаёт проектному подразделению следующие основные сведения

о процессе: характеристику сырья и катализата, выход и состав газообразных

продуктов, рекомендуемые режимы работы в цикле реакции (температура,

давление, кратность циркуляции водородсодержащего газа, объемная скорость

подачи сырья, температурный перепад по реакторам) и регенерации (количество

кокса, температура регенерации), тип катализатора и срок его службы,

продолжительность цикла реакции.

Для установок риформинга, имеющих в своем составе блок экстракции

ароматических углеводородов, выдаются, кроме того, рекомендации по выбору

типа экстрагента, температура и давление процесса, массовое соотношение

растворитель: сырье, количество рисайкла в % к сырью, данные по регенерации

растворителя и вторичной ректификации ароматических углеводородов.

Гидроочистка предназначена для снижения содержания серы в

дистиллятах. На НПЗ строятся установки гидроочистки прямогонных

бензиновых фракций (обычно комбинируются с установками риформинга),

керосиновых и дизельных фракций, вакуумных дистиллятов, масел, вторичных

бензинов. Одновременно с удалением серы уменьшается содержание в

продуктах непредельных и смолистых соединений. Процесс гидроочистки

разработан во ВНИИНП. Для проектирования установок выдаются следующие

данные: характеристика сырья и продуктов очистки, тип катализатора,

рекомендуемые режимы работы в циклах реакции (температура, давление,

объемная скорость подачи сырья, кратность циркуляции водородсодержащего

газа, содержание водорода в циркулирующем газе, продолжительность цикла

реакции, срок службы катализатора, тепловой эффект реакции) и регенерации.

Замедленное коксование служит для получения нефтяного кокса,

дополнительных количеств светлых нефтепродуктов из тяжелых остатков.

Детальное исследование процесса проводится БашНИИНП, а разработка

проектов новых и реконструкции старых установок ведется

Башгипронефтехимом.

Каталитический крекинг получил широкое распространение в связи с

намечаемым осуществлением мероприятий по углублению переработки нефти.

С помощью каталитического крекинга из тяжелых газойлевых фракций

получают высокооктановый компонент бензина, сырье для производства

технического углерода, ценные олефинсодержащие газовые фракции.

Исследования в области каталитического крекинга проводятся во ВНИИНП,

ГрозНИИ, Институте нефтехимического синтеза АН Азербайджанской ССР.

Гидрокрекинг предназначен для получения дополнительных количеств

светлых нефтепродуктов каталитическим разложением тяжелого сырья в

присутствии водорода. В зависимости от сырья и продуктов, которые

необходимо получить, используются одноступенчатые и двухступенчатые

схемы, системы с неподвижным, движущимся и суспендированным

катализатором. Процесс изучается во ВНИИНП.

Газофракционирование. В состав НПЗ включаются установки Цля

получения легких углеводородных фракций высокой чистоты из нефтезаводских

газов. По типу перерабатываемого сырья газофракционирующие установки

(ГФУ) подразделяются на ГФУ предельных и ГФУ непредельных газов, по

технологической схеме на установки абсорбционного и конденсационно-

компрессионного типов. Рекомендации по составу сырья, схемам очистки газов,

фракционирования выдаются проектным организациям Всесоюзным научно-

исследовательским институтом углеводородного сырья (ВНИИУС).

Алкилирование изобутана олефинами позволяет получить из легких

углеводородных фракций (бутан-бутиленовой, пропан-про-пиленовой,

изобутановой) высокооктановые компоненты автомобильных и авиационных

бензинов. Исследования в области алкилирования олефинов изобутаном

сосредоточены в ГрозНИИ. На отечественных НПЗ в качестве катализатора

применяется концентрированная серная кислота, а за рубежом — серная

кислота и фтористый водород.

Изомеризация низших парафиновых углеводородов (бутана, пентана,

гексана, легкокипящих бензиновых фракций) применяется для выработки

высокооктановых компонентов автомобильного бензина и получения сырья для

производства синтетического каучука. Существуют различные модификации

процесса, которые различаются по типу* применяемого катализатора,

требованиям к СБФЬЮ, условиям проведения процесса. В СССР

эксплуатируются установки высокотемпературного типа, намечается внедрение

получившей распространение за рубежом низкотемпературной изомеризации.

Научно-исследовательские данные, необходимые для проектирования, выдаются

в том же объеме, как при проектировании установок каталитического

риформинга, НПО «Леннефтехим».

Производство масел. Современная схема производства масел из

восточных парафинистых нефтей включает очистку с применением

избирательных растворителей (деасфальтизацию гудрона, селективную очистку

деасфальтизата и вакуумных дистиллятных фракций, депарафинизацию

рафинатов селективной очистки) и гидрогенизационную или контактную

доочистку депарафинированных масел. Для проектирования установок очистки

с применением избирательных растворителей необходимы следующие данные:

выход продуктов в расчете на сырье, состав растворителя, температура и

давление процесса, соотношение между растворителем и сырьем на различных

ступенях извлечения и т.д. Эти данные выдаются ВНИИНП, а по отдельным

процесеам - ГрозНИИ и Институтом нефтехимического синтеза АН

Азербайджанской ССР.

Производство парафинов. Производство жидких и твердых парафинов

включает две стадии: выделение и очистку. Жидкие парафины выделяют из

дизельных фракций карбамидной депарафинизацией и адсорбцией на

молекулярных ситах. Твердые парафины получают, обезмасливанием гача —

побочного продукта установок депарафинизации масел, а также из дистиллятов

высоко-парафинистых нефтей методом фильтрпрессования и потения.

Доочистка парафинов проводится сернокислотным, адсорбционным или

гидрогенизационн.ым методом. Изучение проблем, связанных с производством

парафинов, выдача необходимых научно-исследовательских данных для

проектирования установок возложена на ГрозНИИ.

Производство битумов. Для производства битумов применяются глубокая

вакуумная перегонка мазута и окисление нефтепродуктов воздухом при высокой

температуре. В зависимости от типа перерабатываемой на НПЗ нефти, наличия

различных видов сырья (гудрона; асфальтов и экстрактов, получаемых при

производстве масел) головной институт по проблеме производства битумов —

БашНИИНП — выдает рекомендации по схеме получения битумов на

предприятии, ассорти-менту вырабатываемой продукции, а при необходимости

проектирования специальной установки — по схеме и технологическому

режиму этой установки.

Получение низших олефинов. Головными производствами

нефтехимических комплексов и заводов являются установки получения низших

олефинов, состоящие из отделений пиролиза углеводородного сырья,

газоразделения, переработки жидких продуктов пиролиза. Исследования в

области пиролиза и газоразделения ведутся Всесоюзным научно-

исследовательским институтом органического синтеза (ВНИИОС), а в области

переработки жидких продуктов пиролиза —ВНИИОС, Институтом горючих

ископаемых, ВНИИОлефин, а также НИИ сланцев. Для проектирования

процесса пиролиза выдаются следующие данные: характеристика сырья и

состав продуктов пиролиза, температура процесса, время пребывания сырья в

зоне реакции (время контакта), расход водяного пара, парциальные давления

углеводородов в зоне реакции. При разработке проекта отделения

газоразделения используют рекомендации по очистке пирогаза от сероводорода,

двуокиси углерода, ацетилена и диеновых углеводородов, осушке газа,

последовательности выделения легких углеводородов.

Оксосинтез. Процессы оксосинтеза включаются в схемы НХЗ для

получения различных кислородсодержащих соединений — спиртов, альдегидов,

кислот. В этих процессах используются реакции гидроформилирования —

взаимодействия ненасыщенных соединений с окисью углерода и водородом в

присутствии катализаторов, из которых в настоящее время наиболее широко

используются, карбонилы кобальта. Методом оксосинтеза в СССР получают

бутиловые спирты (через масляные альдегиды), спирты С

—С

. Намечается

организовать производство высших спиртов, пропионовой кислоты и других

продуктов. Современные установки производства бутиловых, спиртов методом

оксосинтеза состоят из отделений приготовления катализатора (кобальти-аации),

гидроформилирования, разложения и регенерации катализатора

(декобальтизации), гидрирования альдегидов в спирты, ректификации. В состав

установки включают также производство синтез-газа: (смеси окиси углерода и

водорода) на базе природного или нефтезаводского газа. Новыми

направлениями развития оксосинтеза являются процессы гидрокарбоксилирова-

ния олефинов (взаимодействия с окисью углерода и водой) с получением кислот,

гидрокарбалкоксилирования олефинов (взаимодействия с окисью углерода и

спиртами) с получением эфиров и др. Исследования в области оксосинтеза

проводятся в НПО «Лен-нефтехим».

2.4. СОСТАВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНЫХ БАЛАНСОВ ПРОИЗВОДСТВА

И СХЕМ МАТЕРИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ ЗАВОДА

Руководствуясь данными научно-исследовательских институтов и

материалами типовых, повторно применяемых и индивидуальных проектов-

технологических установок, составляют схему материальных потоков

предприятия, в которой увязываются между собой (по сырью и товарной

продукции) все установки и производства. В результате составления схемы

материальных потоков определяется количество и качество отдельных

компонентов товарной продукции, рассчитывается качество товарных продуктов

с учетом имеющихся в наличии компонентов, и, накбнец, составляется сводный

материальный баланс предприятия в целом.

Выше, на рис. 2.1—2.3, были приведены различные технологические

схемы переработки нефти, определяемые потребностью в тех или иных

нефтепродуктах. В табл. 2.2 и 2.3 содержатся материальные балансы отдельных

производств, входящих в состав НПЗ, схемы потоков которых изображены на

рис. 2.2 (НПЗ топливного профиля с глубокой переработкой нефти) и 2.3 (НПЗ

топливно-масляного профиля). На основе балансов отдельных производств

составлены сводные материальные балансы -НПЗ, приведенные в табл. 2.4.

При составлении технологических схем и материальных балансов НПЗ,

следует учитывать ряд соображений, некоторые из которых приводятся ниже.

1. Производительность установок или секций обессоливания должна

обеспечивать рбессоливание и обезвоживание всей нефти, поступающей на

завод. Расчет материального баланса НПЗ ведется на обессоленную нефть, и в

плановых и проектных документах всегда указывается мощность завода по

подготовленной нефти.

2. При составлении баланса по прямогонным бензинам следует

предусматривать полное использование бензиновых фракций (кроме легкого

бензина н. к. — 62° С) для каталитического риформирования. При этом фракции

62—85°С и 85^—105°C направляются на установку риформинга с блоком

экстракции ароматических углеводородов и применяются для получения,

соответственно, бензола и толуола. Поскольку потребность народного хозяйства

в бензоле значительно выше, чем в толуоле, при составлении балансов следует

предусматривать первоочередное использование фракции 62—85°С. Остаток

фракции 85—105°С, а также фракции 105—140°С, 140— 180°С направляются

на установки риформинга для получения высокооктанового компонента

автобензина. Использование на установках риформинга, работающих в режиме

облагораживания, фракции 62—85°С нецелесообразно, так как при ее

вовлечении в сырье не удается получить катализат с октановым числом выше 90

пунктов (по исследовательскому методу).

ТАБЛИЦА 2.2. Материальный баланс НПЗ по топливному варианту с глубокой

переработкой нефти