Производство дизельного топлива

 

 

Содержание

 

 

 

Введение

Дизельные  топлива  относятся  к  углеводородным  системам,  оказывающим масштабное загрязняющее  действие  на  окружающую  среду.  Повышение экологического  качества  дизельного  топлива  актуально  уже  потому,  что  по существующим  прогнозам  потребность  в  этом  виде  топлива  будет  расти  быстрыми темпами  и  к 2013  г.  мировой  объем  производства  увеличится  до 34%  от  объема перерабатываемой нефти. Наиболее  опасными  компонентами  дизельного  топлива  являются  сернистые соединения,  которые  сгорают  в  двигателях  в  основном  до  диоксида  серы.  Сернистый ангидрид  вызывает  коррозию  металлов,  разрушение  дорог,  кислотные  дожди.  С продуктами  сгорания также  выбрасываются  твердые частицы,  основная  масса  которых приходится  на  сажу.  Экологическая  опасность  дизельной  сажи  увеличивается за счет адсорбции на ее поверхности полициклических ароматических углеводородов.

В  связи  с  постепенным  внедрением в  Российской  Федерации стандартов  на  высокоочищенное  дизельное  топливо,  соответствующее стандартам  Евро-2,  Евро-3,  что  дает  значительный  экологический  эффект, вследствие  снижения  содержания  вредных  веществ  в  выхлопных  газах дизельных  двигателей,  возникает  большая  потребность  в  мощностях  по гидроочистке  дизтоплива.

 

1. Теоретические основы процесса

1.1 Назначение процесса, характеристики сырья и получаемых продуктов

Моторные топлива - бензин, керосин, дизельное топливо - в основном получаются в процессе переработки нефти. В зависимости от состава нефти и способа ее переработки, моторные топлива могут различаться качеством, не всегда соответствующим требованиям ГОСТа на товарную продукцию.

Цель гидроочистки - улучшение качества продукта или фракции за счет удаления нежелательных примесей, таких, как  сера, азот, кислород, смолистые соединения, непредельные углеводороды.

Гидроочистку дизельных топлив проводят для повышения их качества путем удаления сернистых, смолистых, непредельных соединений и других примесей, ухудшающих эксплуатационную характеристику топлив. В результате гидроочистки повышается термическая стабильность, снижается коррозионная агрессивность топлив, уменьшается образование осадка при хранении, улучшаются цвет и запах топлива.

Важнейшими характеристиками дизельных  топлив являются: воспламеняемость, фракционный  состав, нагарообразование, вязкость, температура помутнения и др.

Воспламеняемость - склонность дизельного топлива к самовоспламенению, определяется периодом запаздывания его воспламенения и является почти таким же важным свойством, как и антидетонационная характеристика бензинов для карбюраторных двигателей. Период запаздывания зависит от цетанового числа.

Цетановое число - показатель самовоспламеняемости топлива, численно равный такому содержанию, в % (об.), цетана в смеси с α-метилнафталином, при котором самовоспламенение этой смеси и сравниваемого с ней испытуемого топлива одинаково. При высоком цетановом числе период запаздывания самовоспламенения достаточно короткий, топливо при впрыске его в камеру сгорания воспламеняется почти сразу, давление в цилиндре двигателя нарастает плавно, и он работает без стуков. При низком цетановом числе период запаздывания большой, впрыскиваемое в цилиндр топливо сразу не воспламеняется, а накапливается, и затем воспламеняется вся масса топлива. В этом случае давление в цилиндре нарастает скачкообразно, появляется детонация (стуки). Цетановые числа дизельных топлив зависят от их углеводородного состава.

Фракционный состав определяется конструктивными  особенностями двигателя и условиями  эксплуатации. Нефтеперерабатывающая  промышленность выпускает дизельные  топлива двух видов: легкие маловязкие топлива для быстроходных двигателей с частотой вращения вала 800-1000 об/мин и более; тяжелые высоковязкие топлива для тихоходных двигателей с частотой вращения вала до 600-700 об/мин.

Фракционный состав топлива оказывает  влияние на степень его распыления, полноту сгорания, дымность выхлопа, нагароотложение и разжижение картерного масла. При высоком содержании легких фракций увеличивается давление сгорания. Утяжеленное топливо хуже распыляется вследствие повышения поверхностного натяжения топлива.

Содержание легких фракций в  дизельном топливе характеризуется температурой вспышки. Дизельные топлива, содержащие значительное количество легких фракций, быстрее испаряются, пожароопасны и непригодны для применения в закрытых помещениях.

Высокотемпературные свойства дизельных  топлив характеризуются их склонностью к нагарообразованию при сгорании топлива и повышенному отложению осадков в двигателе.

Нагарообразование зависит от химического  состава топлив: наличия в нем  смол, непредельных углеводородов, кислородных  и сернистых соединений. В результате сгорания сернистых соединений образуются оксиды серы. При работе дизелей на топливах, содержащих смолистые вещества и углеводороды, склонные к окислению, наблюдается повышенное нагарообразование на деталях двигателя и закоксование отверстий распылителей форсунок, резко падает мощность и повышается износ двигателя. Наличие в топливе кислородсодержащих соединений характеризуется содержанием фактических смол. В связи с этим предусматривается ограничение содержания в дизельном топливе смол и непредельных углеводородов.

На количество отложений в двигателе  также влияет коксуемость и зольность  дизельных топлив. Зола может вызвать  износ деталей двигателей. Повышенное нагарообразование в двигателе  наблюдается при сгорании топлива, содержащего органические кислоты. Продукты сгорания также корродируют топливную аппаратуру; аналогичное действие оказывают водорастворимые кислоты и щелочи. Низкотемпературные свойства дизельных топлив характеризуются следующими показателями: вязкостью, температурой помутнения, температурой застывания.

Вязкость дизельного топлива зависит  от углеводородного состава и  температуры. Наибольшей вязкостью  обладают нафтеновые углеводороды, наименьшей - парафиновые . С понижением температуры  значение вязкости возрастает. Вязкость дизельного топлива влияет на степень распыления топлива в камере сгорания и однородность рабочей смеси. Маловязкое топливо распыляется более однородно, чем высоковязкое. Высокая степень распыления и однородность смеси обеспечивают полноту сгорания топлива, сокращают его удельный расход.

Для эксплуатации дизельного топлива  большое значение имеет его прокачиваемость, особенно при низких температурах воздуха. Прокачиваемость топлива зависит  от вязкости. С увеличением вязкости топлива возрастает сопротивление  в топливной системе. При больших потерях напора нарушается нормальная подача топлива к насосу и он начинает работать с перебоями.

Номинальная мощность блока стабилизации дизельного топлива составляет 3600  тыс.т/год по сырью и определяется балансовым количеством сырья на предприятии и необходимостью получения товарного дизельного топлива. В качестве сырья используется неочищенное дизельное топливо, поступающая с установок АВТ и комплекса КТ-1/1. Характеристика исходного сырья и готовой продукции приведена в таблице 1. 

Таблица 1 Характеристика исходного сырья и готовой продукции

1	2	3	4	5		6
№	Наименование сырья  материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, изготовляемой продукции.	Номер государственного или отраслевого стандарта технических  условий стандарта предприятия.	Показатели качества, обязательные для проверки.	Норма по ГОСТ, ОСТ, СТП, ТУ.		Область применения изготавливаемой  продукции.
СЫРЬЕ
1	Фракция дизельная летняя прямогонная (АВТ)	СТП 401105-97 изм. №1	1. Фракционный состав: а) 50%  перегоняется при температуре, °С, не выше:	I Вариант	II Вариант
				280	305
			б) до 360 °С перегоняется, %, не менее:	95	94
			2. Температура помутнения, °С, не выше:	-3	-1
			3. Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже:	62	62
			4. Массовая доля серы, %, не более:	Не нормируется, определение обязательно
			5. Цвет на приборе ЦНТ, ед.ЦНТ, не более:	2,0	2,0

 

 

Таблица 1 Характеристика исходного сырья и готовой продукции (продолжение)

1	2	3	4	5				6
			6.Плотность при 20 °С, кг/м3, не более:	860		860
2	Смесь сырья (ДТ+Л.Г.)	Из трубопровода на входе  на установку	1. Плотность при 20 °С, кг/м3, не более:	860
			2. Фракционный состав:	280
			а) 50%  перегоняется при  температуре, °С, не выше:
			б) до 360 °С перегоняется, %, не менее:	95
			3. Температура вспышки  в закрытом тигле, °С, не ниже:	62
			4. Температура помутнения, °С, не выше:	-3
			5. Массовая доля серы, %,  не более:	Не нормируется, определение  обязательно
			6. Содержание воды, механических примесей:	Не нормируется
3	Фракции дизельные установки  КТ-1/1	СТП 401220-98 изм. №1-5	1.Фракционный состав: а) 50%  перегоняется при  температуре, °С, не выше:	1	2		3
				С-001 (в/п)	С-001 (в/б)		С-100

 

 

Таблица 1 Характеристика исходного сырья и готовой продукции (продолжение)

1	2		3		4		5					6
					а) 50% перегоняется при  температуре, °С, не выше:		1		2	3
							-		275	-
					б) 96% перегоняется при  температуре, °С, не выше:		-		360	-
					в) выкипаемость до 360 °С, %, не менее:		94		-	96
					2.Температура помутнения, °С, не  выше:		-		-	-1
					3.Температура вспышки  в закрытом тигле, °С, не ниже:		-		-	62
					4.  Массовая доля  серы, %,  не более:		Не нормируется, определение  обязательно		Не нормируется, определение  обязательно	0,2
4	Газойль легкий процессов  каталитического крекинга и коксования		СТП 401204-97 с изм. №1-4		1.Фракционный состав: а) 50% перегоняется при  температуре, °С, не выше:		275
1		2		3		4		5			6
						б) 96%  перегоняется при  температуре, °С, не выше:		360
						в) для газойля лёгкого  установки 21-10/3М, 96% перегоняется в пределах температуры °С:		345-360
						2.Температура помутнения, °С, не выше:		-5
						3.Температура вспышки  в закрытом тигле, °С, не ниже:		62
						а) для газойля лёгкого  установки 21-10/3М, не ниже:		45
						4.Массовая доля сероводорода, %		0
5		Бензин коксования		СТП 401402-95 с изм. №1-3		Внешний вид:		Бесцветная прозрачная жидкость, не содержащая воды и механических примесей
						2. Фракционный состав: а) температура начала перегонки, °С, не ниже:		30

 

 

1	2	3	4	5		6
			б) температура конца кипения, °С, не выше:	160
			3. Давление насыщенных  паров, Па (мм.рт.ст.) не более:	93325 (700)
			4. Испытание на медной  пластине	Выдерживает
6	Свежий водородсодержащий  газ	СТП 401703-95, изм. №1	1. Содержание водорода, % об., не менее:	70		Используется в процессах  гидрирования
			2. Плотность при 20 °С, кг/м3	Не нормируется
			3. Углеводородный состав % масс.	Не нормируется
			4. Содержание Н2S, %  об.,  не более	0,001
ИЗГОТОВЛЯЕМАЯ ПРОДУКЦИЯ
1	Фракция дизельная летняя гидроочищенная	СТП401203-97изм. №1,2,3	1.Массовая доля серы, %  не более:	1 вид	2 вид	Используется в качестве компонента при получении товарных летних дизельных топлив, других видов  топлив
				0,2	0,05
			2.Дизельный индекс  для экспорта, не менее:	50

 

 

1	2	3	4	5	6
			3. Содержание сероводорода:	Отсутствует
			4. Плотность при 20 °С, кг/м3, не выше:	860
			5.Температура вспышки  в закрытом тигле, °С, не ниже:	62
			6.Температура помутнения, °С, не выше:	-5
			7.Температура застывания, °С, не выше:	-10
			8.Фракционный состав: а) 50% перегоняется при температуре, °С, не выше:	280
			б) 96% перегоняется при  температуре, °С, не выше:	360
2	Газ кислый	СТП 401216-95 изм. №1	1. Массовая доля Н2S+СО2, % масс., не менее:	98,0	Используется в качестве сырья на установку производства серы (УПС)
			2. Плотность при 20 °С, кг/м3:	Не нормируется