Разработка поточной схемы завода с обоснованием варианта и глубины переработки пронькинской нефти

Установка каталитического  риформинга.

Каталитический  риформинг - сложный химический процесс, включающий разнообразные реакции, которые позволяют коренным образом  преобразовать углеводородный состав бензиновых фракций и тем самым  значительно улучшить их антидетонационные свойства.

Реакторный  блок нашей установки риформинга состоит из трех реакторов и трех секций печи. Поскольку риформинг  протекает со значительным эндотермическим  тепловым эффектом, необходим подогрев не только первичного сырья, но и продукта его частичного превращения. Для повышения парциального давления водорода в блоке риформинга также применена циркуляция водородосодержащего газа, подаваемого на смешение с сырьем компрессором.

Смесь сырья и водородосодержащего  газа, пройдя систему теплообменников  и секцию печи, входит в первый реактор с температурой ~ 500oC. В первом реакторе превращается большая часть сырья (главным образом нафтеновые углеводороды ), что сопровождается падением температуры в реакторе. Ввиду того, что скорость реакции в результате снижения температуры уменьшается, смесь не прореагировавшего сырья с продуктами реакции вновь возвращается в печь, далее поступает во второй реактор риформинга, снова возвращается в печь и, наконец, в третий реактор, реакторы применяемые нами со стационарным слоем катализатора, это обеспечивает простоту конструкции и обслуживания реакторов. Катализаторы применяемые нами высокоэффективны и стабильны, это полиметаллические катализаторы селективного протекания основных реакций риформинга углеводородов, обеспечивающего получение высокооктановых компонентов моторных топлив, увеличивающих вклад реакции дегидроциклизации н-парафинов (гексан, гептан) в процесс риформинга. направление протекания основных реакций риформинга (дегидроциклизация парафинов, изомеризация нафтенов и гидрокрекинг углеводородов) в присутствии алюмоплатинового катализатора который обладает высокой активностью (выход стабильного риформата 85,8% мас.), стабильностью (более 70% отн.) и селективностью в реакциях риформинга углеводородов. в разработанной нами установке катализатор распределяется по реакторам неравномерно, большая его часть загружается в последние по ходу сырья реакторы. это обеспечивает лучшие показатели готового продукта.

После прохождения  реакторов, газожидкостная смесь поступает  в сепаратор высокого давления С-1, где от нее отделяется ВСГ, готовые  продукты поступает на блок ректификации , водородосодержащий газ возвращается в производство.

Установка гидроочистки

Гидроочистка — процесс химического превращения веществ под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на снижение содержания сернистых соединений в товарных нефтепродуктах. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг молекул углеводородов. Наиболее распространённый процесс нефтепереработки.

Гидроочистка проходит в сравнительно мягких условиях, однако и ему свойственна совокупность ряда параллельных и последовательных реакций, в которых участвуют все компоненты, содержащиеся в исходной сложной смеси. Основные реакции гидрирования углеводородов: насыщение алкеновых связей, насыщение ароматических связей, крекинг алканов, деалкилирование алкилбензолов, крекинг цикланов, гидроизомеризация алканов, гидроизомеризация цикланов.

При гидроочистке на алюмокобальтмолибденовом катализаторе не наблюдается заметного  гидрирования бензольного кольца. Реакция изомеризации парафиновых и нафтеновых углеводородов в зависимости от свойств катализатора наблюдается, в той или иной мере при любых условиях обессериванияОсновные реакции серусодержащих соединений. Реакции каталитического гидрогенолиза сераорганических соединений, лежащие в основе процесса гидроочистки нефтепродуктов, изучены довольно подробно Сернистые соединения взаимодействуют также с металлическими и окиснометаллическими катализаторами, переводя их в сульфидную форму. Основные реакции кислородсодержащих соединений. Эти соединения обычно легко вступают в реакции гидрирования с образованием соответствующих углеводородов и воды.

Установка Л-24-6 состоит  из двух самостоятельных блоков для  одновременной переработки двух видов сырья.

Характерной особенностью установки является наличие раздельной системы циркуляции водородсодержащего газа в обоих блоках. Это дает возможность «каскадного» использования его в другом блоке, перерабатывающем сырье, для которого не требуется высокая концентрация водорода в циркуляционном газе.

При гидроочистке в качестве свежего водорода применяется избыточный водородсодержащий газ с установки каталитического риформинга или технический водород со специальных водородных установок.

Смесь сырья с водородсодержащим  газом, нагретую в теплообменнике и  печи, подвергают гидроочистке в реакторах над АКМ катализатором. Избыточную теплоту реакции отводят путем введения реакторы так называемого холодного циркуляционного газа.

Из реакторов газо-продуктовая  смесь после охлаждения поступает  сепаратор высокого давления. Выделившийся газ, очищенный абсорбере раствором МЭА, вновь возвращается в цикл.

Для поддержания заданной концентрации водорода на входе блок часть циркуляционного газа отдувается и добавляется соответствующее  количество свежего водорода.

Гидрогенизат из сепаратора высокого давления после дросселирования направляется в сепаратор низкого давления и после подогрева в теплообменнике - в стабилизационную колонну.

Дизельное топливо при  выходе из колонны разделяется на два потока: один из них, пройдя печь, в виде рециркулята возвращается в колонну, а второй после охлаждения поступает на защелачивание и водную промывку.

Очищенное дизельное  топливо выводится с установки. Верхний гродукт колонны стабилизации охлаждается в конденсаторе-холодильнике и разделяется в сепараторе на углеводородный газ, отгон и воду; часть отгона возвращается в колонну на орошение, а другая теть после защелачивания и водной промывки выводится с установки.

На ряде заводов внедрен  узел отдува сероводорода из бензина  чищенным углеводородным газом. Углеводородный газ подвергается раздельной очистке от сероводорода раствором МЭА: газ из сепааратора низкого давления очищается в абсорбере под давлением ) 0,5 МПа; газ из бензинового сепаратора очищается от сероводорода при 0,13 МПа, затем используется как топливо для печей.

Насыщенный раствор МЭА регенерируется в отгонной колонне, из которой уходит смесь сероводорода и паров воды. После охлаждения в конденсаторе-холодильнике она разделяется в сепараторе. Сероводород выводится с установки для получения серной кислоты или элементарной серы, а вода подается на орошение в отгонную колонну. После отгонной колонны регенерированный раствор охлаждается в теплообменнике, холодильнике и возвращается в цикл. Температурный режим отгонной колонны поддерживается подачей пара в рибойлер.

При потере активности катализатора проводится его газовоздушная или паровоздушная регенерация.

Депарафинизация

Установка гидроочистки/депарафинизации  дизельного топлива ключает 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.

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.

Это промышленный процесс, применяемый при производстве низкозастывающих топлив, маловязких масел и жидких парафинов. Карбамидная депарафинизация отличается от депарафинизации избирательными растворителями возможностью проведения процесса при положительных температурах. Процесс основан на способности карбамида образовывать кристаллические комплексы с парафиновыми углеводородами нормального строения с числом углеродных атомов не менее шести.

Комплексообразование  целесообразнее по условиям равновесия проводить при высокой концентрации карбамида и относительно низкой температуре (20...45 °С), что является важным достоинством процесса. Другим существенным преимуществом карбамидной депарафинизации является значительно более высокая селективность по отношению к нормальным парафиновым углеводородам, что определяет большой выход денормализата (75...90 % мае). Однако селективность карбамида снижается с повышением температуры кипения сырья депарафинизации. Поэтому карбамидная депарафинизация применяется преимущественно для получения низкозастывающих дизельных топлив и маловязких масел. Необходимым условием процесса комплексообразования является наличие в системе активатора - облегчающего и ускоряющего образование комплекса. В качестве активаторов процесса наибольшее распространение получили вода, спирты (метиловый, этиловый, изо-пропиловый) и кетоны (ацетон, МЭК). Активатор, являясь полярным веществом, способствует гомогенности среды, ослабляет связи парафиновых углеводородов с другими компонентами сырья, способствует перестройке кристаллической структуры карбамида из тетрагональной в гексагональную, повышая тем самым его активность. Для понижения вязкости масляного сырья в процессе применяют растворители (бензол, бензин, дихлорэтан). Часто функцию растворителя выполняют вещества, являющиеся одновременно активатором процесса - высшие кетоны и спирты.

Гидрокрекинг

Установка гидроконверсии (легкого гидрокрекинга) предназначена  для переработки прямогонного вакуумного газойля в режимах гидроочистки или легкого гидрокрекинга. Процесс  легкого гидрокрекинга является промежуточным между гидроочисткой при давлении 3,0–5,0 МПа и гидрокрекингом при давлении более 10,0 МПа. Он используется для производства компонента товарного дизельного топлива и гидроочищенного вакуумного газойля, который является хорошим сырьем для процесса каталитического крекинга вследствие высокого содержания насыщенных углеводородов и пониженного содержания азота, серы, по сравнению с прямогонным сырьем. Параметры процесса легкого гидрокрекинга практически такие же, как при гидроочистке вакуумного газойля, в частности парциальное давление водорода для обоих процессов находится на уровне 3,5–4,5 МПа. Основное отличие заключается в более высоком температурном режиме процесса легкого гидрокрекинга и применении специально разработанных для него катализаторов.

Из-за термодинамических  и кинетических ограничений, которые  являют-ся следствием низкого давления водорода в зоне реакции, уровень  конверсии при легком гидрокрекинге  довольно низкий по сравнению с гидрокрекингом высокого давления и составляет 25–40%. В секции гидроконверсии предусмот-рена технологическая схема обычного одностадийного процесса с двумя после-довательно соединенными реакторами. В первом реакторе находится катализа-тор гидроочистки, а во втором – специальный катализатор легкого гидрокре-кинга.

Сущность процесса гидроочистки в первом реакторе заключается в  реак-циях гидрогенолиза и частичной  деструкции молекул, в результате которой  со-единения серы, кислорода и азота  превращаются в углеводороды с выделением сероводорода, воды и аммиака. Одновременно происходит насыщение непре-дельных и разрушение металлоорганических соединений.

Сущность процесса легкого  гидрокрекинга во втором реакторе заключа-ется в реакциях гидродеструкции: гидродеалкилирование нафтенов и аромати-ки, гидродециклизация  полинафтенов, частичный гидрокрекинг парафинов. Общая последовательность реакций преобразования химического и группового углеводородного состава (в диапазоне от гидроочистки до гидрокрекинга) по степени ужесточения необходимых для реакции условий распределяется в следующей очередности:

гидрогенолиз (гидрообессеривание, деазотизация, удаление смол) с раскрытием гетероциклов;

гидрирование полиароматических  соединений с переводом их в нафте-но-ароматические  и нафтеновые углеводороды;

гидрирование моноароматических углеводородов;

гидродециклизация с  разрывом колец нафтеновых углеводородов  и гидроизомеризация н-парафинов;

гидродеалкилирование  нафтенов и ароматики;

гидрокрекинг (парафинов  и других) с расщеплением тяжелых  углево-дородов на более легкие по молярной массе.

Химизм этих реакций  аналогичен рассмотренному ранее.

Установки гидрокрекинга  высокого давления отличаются от установок  гидроочистки и легкого гидрокрекинга, как правило, использованием полочных реакторов с подачей в межполочное  пространство в качестве квенча холодно-го ВСГ.

Висбкрекинг

Висбрекинг - наиболее мягкая форма термического крекинга, представляет собой процесс неглубокого разложения нефтяных остатков (мазутов и гудронов) в относительно мягких условиях (под давлением до 5 МПа и температуре 430-490°С) с целью снижения вязкости остатков для получения из них товарного котельного топлива. Процесс эндотермический, осуществляется в жидкой фазе. Возможности висбрекинга по увеличению выработки светлых нефтепродуктов ограничены требованиями к качеству получаемого остатка. Степень превращения сырья в этом процессе минимальная, отбор светлых нефтепродуктов из гудрона не превышает 5—20%, а из мазута — 16-22%. При этом получается более 75% условно непревращенного остатка — котельного топлива.

На современных нефтеперерабатывающих заводах висбрекинг позволяет: