Сериков Т.П., Оразбаев Б.Б. Новые установки Атырауского НПЗ: Установка гидроочистки и депарафинизации дизельного топлива
Подождите немного. Документ загружается.
140
катализатор
(ТК-551)
Вес нетто, тонны 2,89 катализат
ора в
ре
акторе
20-R-001
слой В
Продолжение таблицы 1.1
1 2 3 4 5
3.3
Гидродесульф
урационный
катализатор
(НС-Т)
По
импорту,
UOP
4-выступный, мм
Начальное наполнение, м3
Плотность загрузки, т/ м3
Вес нетто, тонны
2,5
3,66
0,779
2,85
Применяет
ся в
качестве
катализатор
а в
ре
акторе
20-R-001
слой С
3.4
Металлопредо
храняющий
катализатор
металлозащит
ы (N-204)
По
импорту,
UOP
4-выступный, мм
Начальное наполнение, м3
Плотность загрузки, т/ м3
Вес нетто, тонны
1,3
16,08
0,609
9,79
Применяет
ся в
качестве
катализатор
а в
ре
акторе
20-R-001
слой Д
3.5
Гидродесульф
урационный
катализатор
(НС-Т)
По
импорту,
UOP
4-выступный, мм
Начальное наполнение, м3
Плотность загрузки, т/ м3
Вес нетто, тонны
1,3
78,41
0,9
70,57
Применяет
ся в
качестве
катализатор
а в
ре
акторе
20-R-001
слой Е
3.6
Депарафинизи
рующий
катализатор
(НС-80)
По
импорту,
UOP
Цилиндры, мм
Начальное наполнение, м3
Плотность загрузки, т/ м3
Вес нетто, тонны
1,6
47,93
1,078
51,67
Применяет
ся в
качестве
катализатор
а в
ре
акторе
20-R-002
слой А
3.7 По 4-выступный, мм 1,3 Применяет
141
Послеочистит
ельный
катализатор
(НС-Т)
импорту,
UOP
Начальное наполнение, м3
Плотность загрузки, т/ м3
Вес нетто, тонны
14,8
0,9
13,32
ся в
качестве
катализатор
а в
ре
акторе
20-R-002
слой В
Продолжение таблицы 1.1
1 2 3 4 5
3.8 Инертный
шарик
По
импорту,
UOP
Диаметр, мм
Начальное наполнение, м3
Плотность загрузки, т/ м3
Вес нетто, тонны
3
1,79
1,36
2,43
Применяетс
я в качестве
катализатор
а в ре
акторе
20-R-
001/002
3.9 Инертный
шарик
По
импорту,
UOP
Диаметр, мм
Начальное наполнение, м3
Плотность загрузки, т/ м3
Вес нетто, тонны
6
2,27
1,36
3,09
Применяетс
я в качестве
катализатор
а в ре
акторе
20-R-
001/002
3.10
Инертный
шарик
По
импорту,
UOP
Диаметр, мм
Начальное наполнение, м3
Плотность загрузки, т/ м3
Вес нетто, тонны
19
2,78
1,36
3,78
Применяетс
я в качестве
катализатор
а в ре
акторе
20-R-
001/002
3.11
Кальцирован
ная сода
(Na2CO3)
По
сертифика
ту завода-
изготовите
ля
Содержание хлорида, ppm,
не более
Начальное наполнение,
тонны
500
7,5
Используетс
я при
нейтрализац
ии
3.12 Нитрат
натрия
(NaNO3)
По
сертифика
ту завода-
изготовите
ля
Начальное наполнение,
тонны
0,75 Используетс
я при
нейтрализац
ии
3.13
Диметилдису
льфид
По
сертифика
ту завода-
изготовите
Начальное наполнение,
тонны
23 Сульфидиро
вание
катализатор
а
142
ля.
Продолжение таблицы 1.1
1 2 3 4 5
3.14
Каустическа
я сода
(NaОН)
По
сертифик
ату
завода-
изготовит
еля
Массовая доля NaОН, %
Начальное наполнение,
тонны
10
762
Регенераци
я
катализато
ра
3.15
Ингибитор
коррозии
UNICOR C
По
им
порту,
Dorf Ketal
Ежегодный расход, т/г 1,64 Система
верхнего
погона
отпарной
колонны
3.16 Амин
свежий
Проект
компании
КТI
Массовая доля амина, % 20 - 25 Применяет
ся для
очистки
отходящег
о газа от
серы и
сернистых
соединени
й
3.17 Амин
насыщенны
й
Проект
компании
КТI
Массовая доля амина, %,
не более
10
4 Энергоресурсы
4.1
Топливный
газ
Cтандарт
предприя
тия
1 Плотность, кг/нм3
2 Содержание:
- водорода, %
- серы общей, %
Применяет
ся в
качестве
топлива и
газа
поддавлива
ния
143
4.2 Вода
оборотная
Инструкц
ия Nalco
1 Водородный показатель,
рН
5,8 – 8,5 Применяет
ся в
качестве
хладоагент
а
2 Содержание:
- хлоридов, мг/дм3, не
более
1500
- сульфатов, мг/ дм3, не
более
600
Продолжение таблицы 1.1
1 2 3 4 5
- общая минерализация,
мг/дм3, не более
3300
3 Взвешенные вещества,
мг/дм3, не более
20
(не
более 10
после
фильтра
)
4.3 Азот ГОСТ
9293-74
1 Содержание:
- объемная доля азота, %,
не менее
99,9999
Применяе
тся для
опрессовк
и и
инертизац
ии
технологи
ческих
систем
- объемная доля
кислорода, %, не более
0,0001
- массовая концентрация
водяных паров в
газообразном азо
те, при
20 °С и 101,3 кПа, г/м3, не
более
0,005
4.4 Воздух
КИП
Cтандарт
предприя
тия
1 Содержание:
- азота, %, не менее 98
- воды, ppm, не более 10
- мехпримеси, % отсутств
144
уют
4.5 Воздух
технический
Cтандарт
предприя
тия
1 Содержание:
- масла, % отсутств
ие
- воды, % отсутств
ие
- мехпримеси, % отсутств
ие
Продолжение таблицы 1.1
1 2 3 4 5
4.6 Пар
водяной СД
Стандарт
предприя
тия
4.7
Конденсат
водяного
пара
Стандарт
предприя
тия
1 Содержание:
- железа, мг/л
- нефтепродуктов, мг/л
2 Жесткость , мг/л
3 рН
Примечание: Здесь и по всему регламенту в случае установки приборов
контроля давления со шкалой в системе СИ необходимо показания
приборов в МПа умножить на 9,81.
145
2 – р а з д е л
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ ГИДРООЧИСТКИ/
ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
2.1. Описание технологического процесса гидроочистки и
депарафинизации дизельного топлива
В технологическом процессе установки ГОиДДТ используются
реакции двух типов - реакции гидроочистки и реакции депарафинизации.
Эти реакции проводятся при повышенных температурах и давлении в
атмосфере водорода.
Реакции гидроочистки
Основными реакциями гидроочистки, протекающими на
металлических центрах катализатора, являются реакции удаления серы и
азота, а также реакция сатурации олефинов. Продуктами этих реакций
являются свободный от примесей нефтепродукт, а также сероводород
(H
2
S) и аммиак (NH
3)
. К другим реакциям очистки относятся реакции
удаления кислорода, металлов и галлоидных соединений, а также реакции
сатурации ароматических нефтепродуктов. В каждой из этих реакций,
поглощается водород и выделяется тепло.
Сера может встречаться в различных формах во всем диапазоне
перегонки сырья. Более легкие соединения, такие как меркаптаны и
дисульфиды легко превращаются в H
2
S. Превращение более тяжелых
гетероатомных ароматических соединений, закипающих при более
высоких температурах, проходит гораздо тяжелее.
Механизмы десульфуризации всех этих соединений показаны в
следующих уравнениях. Большинство реакций являются прямыми, а
146
наиболее сложной является реакция десульфуризации ароматических
соединений серы. Она начинается с размыкания кольца и удаления серы,
после чего следует сатурация результирующего олефина.
Примеры реакций:
Меркаптан
С–С–С–С–SH + H
2
→ С–С–С–С + H
2
S
Сульфид
С–С–S–С–С + 2 H
2
→ 2 С–С + H
2
S
Дисульфид
С–С–S–S–С–С + 3 H
2
→ 2 С–С + 2 H
2
S
Циклосульфид
С–С
| |
∕
→ С–С–С–С + H
2
S
С С + H
2
\ ∕
\
→ С–С–С + H
2
S
S
|
C
Тиофен
С–С
║ ║
∕
→ С–С–С–С + H
2
S
C C + H
2
\ ∕
\
→ С–С–С + H
2
S
S
|
C
Реакции денитрогенизации протекают намного труднее реакций
десульфуризации. Побочные реакции могут давать азотные соединения,
которые труднее гидрогенизировать, чем исходное вещество. Сатурации
гетероциклических азотосодержащих колец также мешают большие
побочные группы.
Этапы механизма реакции отличаются от этапов десульфуризации.
За денитрогенизацией пиридина следует ароматическая сатурация кольца,
гидрогенолиз кольца, и, наконец, денитрогенизация.
Примеры реакций:
Пиридин
147
С
∕ \\
С С
∕
→ С–С–С–С–С + NH
3
║ | + 5H
2
C С
\
→ С–С–С + NH
3
\ ∕∕ |
N С
Хинолин
С С С
∕ \\ ∕ \\ ∕ \\
С С С С С–С–С–С
║ | | + 4H
2
→ ║ | + NH
3
C С C C С
\ ∕∕ \ ∕∕ \ ∕∕
C N C
Пиррол
C–С
║ ║
∕
→ С–С–С–С + NH
3
C–С + 4H
2
\ ∕
\
→ С–С–С + NH
3
N |
| C
H
Сатурация олефинов реакции проходит очень быстро с большим
выделением тепла. Примеры реакций:
Линейный олефин
С–С=С–С–С–С + H
2
→ С–С–С–С–С–С (и изомеры)
Циклические олефины
С С
∕ \ ∕ \
С С С С
|| || + 5H
2
→ | |
C С C С
\ ∕∕ \ ∕∕
С С
148
Все рассмотренные выше реакции являются экзотермическими и
вызывают повышение температуры в реакторе. Реакция сатурации
олефина и некоторые реакции десульфуризации обладают одинаково
большими скоростями протекания, но самое большое количество тепла
дает реакция сатурации олефинов.
Реакции депарафинизации
Целью депарафинизации является снижение температуры
помутнения и застывания дизельного топлива в зимний период времени
года. Парафины, содержащиеся в дизельном топливе, способны осаждаться и
образовывать кристаллы, ограничивающие текучесть дизельного топлива по
мере снижения температуры.
Депарафинизация осуществляется за счет расщепления этих
парафиновых соединений на меньшие молекулы нефтепродуктов с сильно
сниженными способностями к парафинообразованию. Взаимодействие
парафинов на катализаторе начинается с образования олефинов в
металлических центрах и образования карбониевых ионов из этих
олефинов в кислотных центрах.
Основные процессы при депарафинизации на катализаторе можно
изобразить общей реакцией:
С
N
H
2N+2
+ H
2
→ С
A
H
2A+2
+ С
B
H
2B+2
Механизм протекания реакций начинается с образования олефина на
металлическом центре катализатора. Этот олефин затем быстро
адсорбируется на кислотный центр для образования карбониевого иона.
Этот карбониевый ион может изомеризоваться и образовать более
устойчивый карбониевый ион или расщепиться и образовать другой
карбониевый ион и олефин. Карбониевые ионы могут вступать в реакцию
с олефинами. В конце концов, реакция завершается гидрогенизацией
олефина.
Механизм можно изобразить следующими реакциями:
CH
3
CH
3
| Металл |
R-CH
2
-CH
2
-CH-CH
2
→ R-CH=CH-CH-CH
3
(образование олефина)
Н
2
CH
3
CH
3
| кислота |
R-CH=CH-CH-CH
3
→ R-CH
2
-CH2-C-CH
3
(образование карбониевого
Н
2
+ иона)
149
CH
3
СН
3
| кислота + |
R-CH
2
-CH
2
-C-CH
3
→ R-CH
2
+ CH
2
=C-CH
3
(крекинг)
+
СH
3
CH
3
| | || кислота | | ||
R-CH
2
-C-СH
3
+ R-CH=CH-R → CH
3
-CH=C-CH
3
+ R-CH-CH
2
-R
+ +
(реакция карбониевого иона и олефина)
CH
3
CH
3
| металл |
CH
3
-CH=C-CH
3
→ CH
2
-CH
2
-CН-CH
3
(гидрогенизация олефина)
H
2
Гидрокрекинг алкилированных ароматических нефтепродуктов
включает в себя множество сложных реакций, таких как изомеризация,
деалкилирование, образования кольца и т.д. К основным реакциям
относятся деалкилирование и перенос алкиловой группы.
Относительные скорости протекания реакций зависят от прочности
адсорбции реагентов поверхностью катализатора. Самые сложные реакции
протекают для парафиновых соединений.
2.2 Описание технологической схемы
Установка гидроочистки/депарафинизации дизельного топлива
включает в себя следующие блоки:
• блок расходной емкости сырья;
• блок реакторов;
• блок отпарной колонны;
• блок колонны фракционирования продуктов;
• блок компрессоров подпиточного газа;
• блок абсорбера аминовой очистки отходящего газа;
• блок скруббера СНГ.
2.2.1 Блок расходной емкости сырья