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

сократить производство тяжелого котельного топлива;

уменьшить количество прямогонных  дистиллятов для разбавления  тяжелых, высоковязких остатков (гудронов), используемых в качестве котельного топлива;

расширить ресурсы сырья для каталитического крекинга и гидрокрекинга;

выработать дополнительное количество легких и средних дистиллятов, используемых как компоненты моторных и печных топлив.

Сырье и продукция. Сырьем установок являются остатки первичной перегонки нефти – мазут  выше 350°С и гудрон выше 500°С. 
Продукция:

• Газ – содержит непредельные и предельные углеводороды и сероводород, после очистки от сероводорода может быть использован как сырье газофракционирующих установок или в качестве топливного газа;
• Бензин; характеристика: октановое число 66-72 (моторный метод), содержание серы при переработке остатков из сернистых нефтей – 0,5-1,2 %; в бензине термического крекинга содержится до 25% непредельных углеводородов (алкенов и алкадиенов), поэтому он обладает низкой химической стабильностью; Может быть использован в качестве сырья риформинга или компонента товарного бензина после процесса гидрооблагораживания. При использовании непосредственно в качестве компонента товарного бензина к бензину термического крекинга добавляют ингибиторы, препятствующие окислению;
• Керосино-газойлевая фракция является ценным компонентом флотского мазута; после гидроочистки может применяться как компонент дизельных топлив;
• Крекинг-остаток используется как котельное топливо, имеет более высокую теплоту сгорания, более низкую температуру застывания и вязкость, чем прямогонный мазут.

Остаточное  сырье (гудрон) прокачивают через  теплообменники, где нагревают за счет тепла отходящих продуктов до температуры 300 °С и направляют в нагревательно-реакционные змеевики параллельно работающих печей. Продукты висбрекинга выводят из печей при температуре 500 °С и охлаждают подачей квенчинга (висбрекинг остатка) до температуры 430 "С и направляют в нижнюю секцию ректификационной колонны К-1. С верха этой колонны отводят парогазовую смесь, которую после охлаждения и конденсации в конденсаторах-холодильниках подают в газосепаратор С-1, где разделяют на газ, воду и бензиновую фракцию. Часть бензина используют для орошения верха К-1. а балансовое количество направляют на стабилизацию.

Из аккумулятора К-1 через отпарную колонну К-2 выводят фракцию легкого газойля (200...350 °С) и после охлаждения в холодильниках направляют на смешение с висбрекинг-остатком или выводят с установки. Часть легкого газойля используют для создания промежуточного циркуляционного орошения колонны К-1.

Кубовая жидкость из К-1 поступает самотеком в колонну К-3. За счет снижения давления с 0,4 до 0.1...0,05 МПа и подачи водяного пара в переток из К-1 в К-3 происходит отпарка легких фракций.

Парогазовая смесь, выводимая с верха К-3. после охлаждения и конденсации поступает в газосепаратор С-2. Газы из него направляют к форсункам печей, а легкую флегму возвращают в колонну К-1.

Из аккумулятора К-3 выводят тяжелую флегму, которую смешивают с исходным гудроном, направляемым в печи. Остаток висбрекинга с низа К-3 после охлаждения в теплообменниках и холодильниках выводят с установки.

Для предотвращения закоксовывания реакционных змеевиков  печей (объемно-настильного пламени) в них предусматривают подачу турбулизатора — водяного пара на участке, где температура потока достигает 430...450 °С.

 

Битумная  установка

Нефтяные битумы представляют собой жидкие, полутвердые  или твердые нефтепродукты, состоящие  из асфальтенов, смол и масел (мальтенов): асфальтены придают твердость и высокую температуру размягчения; смолы повышают цементирующие свойства и эластичность; масла являются разжижающей средой, в которой растворяются смолы, набухают асфальтены.

Если исходное сырье поступает из резервуаров, то для его нагрева на установке имеются теплообменники и трубчатая печь 1. Если же оно поступает в горячем виде непосредственно с АВТ. тогда сырье вводят в реакторы, минуя теплообменники и печи. В реактор колонного типа 6 вводят непрерывно сырье (с температурой 140...200), сжатый воздух и битум-рециркулят. На верх колонны для регулирования температурного режима и для понижения концентрации кислорода подают водяной пар и воду. Окисление сырья в колонне осуществляется в барботажном Поток сырья, направляемый в реакторы змеевикового типа, сначала поступает с температурой 260-270°С в смеситель 2, где смешивается со сжатым воздухом и битумом-рециркулятом, затем в змеевиковый реактор 3. Процесс окисления сырья кислородом воздуха начинается в смесителе 2 в пенном режиме и продолжается в змеевике реактора 3. Для съема тепла экзотермической реакции окисления в межтрубное пространство реактора 3, вентилятором подается воздух. Смесь продуктов окисления из реактора 3, поступает в испаритель 4, в котором газы отделяются от жидкости. Отработанный воздух, газообразные продукты окисления, пары нефтепродуктов и воды направляются через конденсаторы-холодильники (воздушного охлаждения) в сепаратор 5. С верха сепаратора несконденсировавшиеся газы и пары направляются в печи дожига.

ГФУ

ГФУ служит для  разделения смеси лёгких углеводородов  на индивидуальные, или технически чистые, вещества.

ГФУ входит в  состав газобензиновых, газоперерабатывающих, нефтехимических и химических заводов. Мощность ГФУ достигает 750 тыс. т сырья в год. Для переработки на ГФУ поступает сырьё — газовые бензины, получаемые из природных и нефтезаводских газов, продукты стабилизации нефтей, газы Пиролиза и Крекинга. В состав сырья входят в основном углеводороды, содержащие от 1 до 8 атомов углерода в молекуле. Разделение смесей углеводородов осуществляется ректификацией в колонных аппаратах.

Схема разделения газового бензина в ГФУ включает предварительный нагрев в теплообменнике газового бензина и подачу его  в пропановую колонну. Из верхней  части колонны отводятся пары пропана, которые конденсируются в конденсаторе-холодильнике и поступают в ёмкость орошения. Часть пропана возвращается на верх колонны как орошение, а избыток отводится в виде готового продукта. Жидкость с низа колонны после подогрева поступает для дальнейшего разделения по такой же схеме в следующую колонну, где из неё выделяется в виде верхнего продукта смесь бутанов, а из нижней части отводится бензин. Аналогичным образом производится разделение бутанов на изобутан и нормальный бутан, а бензина — на изопентан, нормальный пентан, гексаны и т. д. Примерное содержание чистого вещества (в %) в товарном продукте того же наименования при переработке газового бензина: пропан 96; изобутан 95; нормальный бутан 96; изопентан 95; стабильный бензин 74.

Совершенствование технологической схемы ГФУ направлено на снижение энергетических и капитальных затрат, автоматизацию контроля и управления процессом путём установки хроматографических анализаторов качества продуктов на потоках и электронных вычислительных машин.

 

Компоудирование

Технологический процесс представляет собой смешивание компонентов топлива и введение присадок с последующие гомогенизацией смеси. Компоненты топлива и присадки насосами Н1 - Н4 заканчиваются в диспергатор Д1, где происходит тщательное перемешивание смеси. Дозирование производится при помощи счётчиков Т1..Т3. Необходимое количество компонента устанавливается оператором на пульте управления модуля Б2. Автоматика поддерживает расход каждого компонента или присадки в пропорции к расходу базового компонента с точностью 0,5% об. Работа блока может быть запрограммирована либо по необходимому количеству произведённого нефтепродукта, либо по времени работы. 
В конце работы оператор может получить рапорт о работе блока за необходимый период времени с выводом на печать. В рапорте отражается: продолжительность работы, количество произведённого нефтепродукта, количество израсходованных компонентов и т.д Режим работы блока компаундирования - непрерывный, автоматический. Количество обслуживающего персонала - 2. Количество смешиваемых компонентов - от 2 до 7. Благодаря усовершенствованной конструкции блок компаундирования не производит выбросов углеродных газов через дыхательные клапаны, количество запорной арматуры и фланцевых соединений сведено к минимуму. Аппарат смешивания блока не требует регистрации в органах Ростехнадзора.

Технологическая схема установки  компаундирования бензинов

Высокое качество получаемого  нефтепродукта достигается при  условии, что сырьё, поступающее  на переработку, и дозируемые компоненты (присадки) соответствуют требованиям, установленным технологическим регламентом на компаундирование.Базовыми компонентами автомобильных бензинов могут быть: бензин прямой гонки; риформат; бензин крекинга; бензин пиролиза; полимербензин; алкилат; изомеризат; бутан. Высокооктановые кислородосодержащие компоненты: МТБЭ, фетерол; ТАМЭ; этанол; метанол; изопропиловый спирт и т.д. В качестве присадок, повышающих октановое число бензина, можно рекомендовать: N-метиланилин технический; «Экстралин»; «АДА»; «ДАКС»; «БВД»; «Феррада»; «Автовэм»; КМТА; ММА; ВКД; «Стандарт-Макс» и др. С5 С9.

 

Производство  Н₂

В настоящее  время данным способом производится примерно половина всего водорода. Водяной пар при температуре 700—1000^оС смешивается с метаном под давлением в присутствии катализатора.

Нефтезаводской  газ сжимается компрессором 10 до 2,6 МПа, подогревается в подогревателе 7 до 300—400 ^оС и подается в реакторы 2 и 3 для очистки от сернистых соединений. В случае использования в качестве сырья бензина последний подают насосом, смешивают с водород-содержащим газом, испаряют и подогревают до той же температуры. При использовании природного газа к нему также добавляют водород-содержащий газ. К очищенному газу в смесителе 11 добавляется перегретый до 400—500 ^оС водяной пар, и полученную парогазовую смесь подают на паровую каталитическую конверсию углеводородов (в некоторых случаях парогазовую смесь дополнительно подогревают).

Конверсия углеводородов  ведется в печи 12 при 800—900 ^оС и 2,0— 2,5 МПа над никелевым катализатором. Реакционные трубы обогреваются в радиантной секции печи за счет сжигания отопительного газа. Отопительный газ подогревают до 70—100 ^оС, чтобы предотвратить конденсацию воды и углеводородов в горелках. Воздух для горения подается воздуходувкой 4 в воздухоподогреватель 6. где он за счет теплоты

отходящих дымовых  газов нагревается до 300—400 °С и  поступает в горелки.

Дымовые газы с  температурой 950— 1100 ^оС переходят из радиантной секции печи в конвекционную, где установлены котел-утилизатор 8 и пароперегреватель 9 для производства и перегрева пара, а также подогреватель сырья 7. Дымовые газы отсасываются дымососом 5 и выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу 7. Конвертированный газ, собранный в общий коллектор, направляется в котел-утилизатор 13, где охлаждается до 400—450 ^оС. 

Материальные балансы отдельных  установок и завода в целом

Материальный  баланс блока АТ (АВТ)

Статьи баланса	Потенциальное содержание в нефти, % масс.	Отбор от потенциала в долях от единицы	Фактический отбор, % масс. на нефть	Расход, тыс. т/год
Газ до С4 включительно	1,6	-	1,6	48
н.к. – 62	5,24	0,98	5,14	154,2
85 -180	21,41	0,98	20,90	627
180 - 360	24,88	0,87	21,65	649,5
350 – 500	22,37	1,1	24,61	738,3
Выше 500	24,00	1,15	25,6	768
Потери	0,5	-	0,5	15
Итого	100	-	100	3000

 

Распределение прямогонных фракций по технологическим  процессам

Фракция, оС	% на нефть	Процессы переработки, % на нефть
		каталитический риформинг	Висбкрекинг	ГО ДТ	легкий ГК и  КК	битум- ное произ-водство
Газ до С4 включительно	1,6	-	-	-	-	-
н.к. – 62	5,14	-	-	-	-	-
85 -180	20,90	20,90	-	-	-	-
180 - 350	21,65	-	-	21,65	-	-
350 – 500	24,61	-	-	-	24,61	-
Выше 500	25,6	-	12,8	-	-	12,8
Потери	0,5	-	-	-	-	-
Итого	100	20,90	12,8	21,65	24,61	12,8