СОДЕРЖАНИЕ 
 
 

   Введение…………………………………………………… 

1.Назначение гидроочистки………………………………..

2.Теоретические основы процесса………………………… 

3.Сырье и продукция…………………………………………. 

4.Выбор установки гидроочистки…………...

5.Описание технологической схемы…………………………

6.Выбор катализатора………………………………………….

7.Расчет основного оборудования установки:……………….

1. Расчет реакторного  блока………………………………

2. Расход колонны  водорода на гидроочистку…………...

3. Потери водорода  с отдувом…………………………….

4. Материальный  балланс установки………………………

5. Материальный балланс реактора……………………….

5.2. Тепловой  баланс………………………………………

5.3. Расчет  объема катализатора………………………….

5.4. Размер  реактора……………………………………….

8. Экономическая  часть………………………………………

9. Охрана труда 

10. Автоматизация  и КИП………………………………... 

11. Гражданская оборона………………………………………

Приложение……………………………………………….

Литература……………………………………………...  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат

      Пояснительная записка состоит из       стр.,     таблиц,     рисунков и приложения. Проектом является установка гидроочистки дизельного топлива. Описан процесс гидроочистки его назначение и теоретические основы, обоснован выбор катализатора, выполнен расчет оборудования, в частности реактора и стабилизационной колонны, определены объем катализатора, рассчитаны материальный и тепловой балансы.

      Расчет  технико-экономических показателей  указал на рациональность принятого  решения. Решены вопросы защиты окружающей среды, охраны труда, противопожарной  техники.

      Ключевые  слова: катализатор, гидрогенизат, реактор, ВСГ.    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                    ВВЕДЕНИЕ 

       Применение  дизельных топлив с высоким содержанием  серы ведет к дополнительному  коррозионному износу деталей двигателей, при этом быстроходные форсированные  двигатели, которые широко внедряются на транспорте, подвергаются коррозии больше, чем двигатель со сравнительно небольшим числом оборотом.

       При сгорании сернистых дизельных топлив образуются окислы серы SO и SO₂, которые в зоне пониженных температур вместе с конденсирующимися парами воды образуют сернистую и серную кислоты и оказывают сильное корродирующее действие на металл двигателя. Борьбу с сернистой коррозией ведут способами: во-первых, применением устойчивых против коррозии металлов для гильз цилиндров и поршневых колец; во-вторых, применением присадок к топливам и маслам, нейтрализующих агрессивное действие продуктов сгорания серы; в-третьих, очисткой топлив от сернистых соединений. В настоящем дипломном проекте рассматривается третий способ борьбы с сернистой коррозией.

       Проблема очистки дизельных и других дистиллятных топлив от серы технически решена. Разработана несколько технологических процессов, обеспечивающих в той или иной степени удаления серы из топлив. К таким процессам относятся: очистка топлив серной кислотой, селективными растворителями, адсорбентами; гидроочистка и др.

       Наиболее  эффективные результаты обессеривания  получаются при легком гидрировании сернистых продуктов, т.е. при гидроочистке. Под гидроочисткой в отличие  от деструктивной гидрогенизации понимается процесс присоединения водорода к органическим веществам без изменения их углеродного скелета.

       Гидроочистка  проводится на специальных катализаторах  под давлением от 10 до 50ат при температуре 350-420ºС.

      Быстрому  увеличению числа установок гидроочистки способствовало внедрение в нефтепереработку процессов каталитического риформинга, дающих относительно большое количество дешевого побочного водорода. Кроме того, внедрению гидроочистки способствовала также гибкость процесса, допускающего обессеривание различных видов нефтепродуктов на одной и той же установке. 

1.НАЗНАЧЕНИЕ  ГИДРООЧИСТКИ 

      В настоящее время процесс гидроочистки применяют для очистки от серы легких и средних дистиллятных топлив (бензинов, лигроинов и керосинов), для очистки сырья, направляемого  на каталитический риформинг, для очистки дизельных топлив прямогонного и крекингового происхождения, для очистки сырья каталитического крекинга.

      В последнее время начали применять  гидроочистку для улучшения качества смазочных и изоляционных масел  и парафина.

        При гидроочистке не только удаляется сера из нефтепродуктов, но и улучшаются их цвет и запах, повышаются стабильность и цетановое число дизельных топлив и индекс вязкости смазочных масел, значительно улучшается качество парафина, используемого как сырье для производства жирных кислот.

      Следовательно, гидроочистка может быть включена в  технологическую схему любого нефтеперерабатывающего завода для очистки и улучшения  качества практически всех нефтепродуктов. 

2 .ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ  ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ  И ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ 

      2.1 Процесс гидроочистки дизельных  топлив и топлива для реактивных  двигателей основывается на реакциях  каталитического разложения сернистых,  азотистых и кислородсодержащих  соединений, протекающих в присутствии  катализаторов ГКД-202 и алюмокобольтмолибденовых (АКМ) или других катализаторов, допущенных к производству.

      Одновременно  с реакциями деструкции сернистых, азотистых и кислородсодержащих органических соединений и насыщения  непредельных углеводородов протекают  многочисленные побочные реакции: изомеризации нафтеновых и парафиновых углеводородов, гидрировании ароматических углеводородов, гидрокрекинга и другие.

      2.2. Реакции каталитического разложения  сернистых соединений в присутствии  водорода протекают по следующим  схемам:

      Меркаптаны (тиолы): R – SH + H₂ → RH + H₂S

      Дисульфиды:    RS – SR + 3H₂ → 2RH + 2H₂S

      Сульфиды  ациклические: R – S – R + 2H₂ → RH + RH + H₂S

      Моноциклические:

            

       Бициклические:

      Тиофены:   

      Бензотиофены:

      

      Глубина протекания этих реакций зависит  от температуры, парциального давления водорода, активности катализатора и  других факторов.

      Константа равновесия реакции водорода с сернистыми соединениями при температурах от 300⁰ до 400⁰ С достаточно велика, т.е. реакции протекают практически до конца.

      Глубина сероочистки нефтепродуктов гидрированием  может быть доведена до очень большой величины и фактором, лимитирующим глубину сероочистки в процессе гидроочистки, является только скорость реакции гидрирования.

      Скорость  реакции гидрирования сернистых  соединений уменьшается по мере утяжеления фракционного состава сырья. На скорость гидрирования сернистых соединений оказывает влияние наличие в сырье азотистых соединений, а также характер строения самих сернистых соединений. Циклические соединения типа тиофена наиболее трудно поддаются превращениям.

      Скорость  гидрирования сернистых соединений возрастает с повышением температуры и парциального давления водорода.

      Гидроочистка  сернистых нефтепродуктов прямой перегонки  нефти протекает с относительно небольшим выделением тепла от 50 до 84 кДж/кг сырья.

      При реакции гидроочистки одновременно с удалением серы происходит разложение азотистых и кислородсодержащих соединений.

      Реакции гидрирования кислородсодержащих соединений протекают с выделением воды по следующим  схемам: 

      Фенол:         

      Гидроперекись циклогексана:

      

      Гидроперекись гептана: C₇H₁₅OOH + 2H₂ → C₇H₁₆ + 2H₂O

      Органические  кислоты: R – COOH + 2H₂ → RH + 2H₂O

      Кислородсодержащие  соединения легко реагируют с  водородом. 
 
 

      Реакции азотсодержащих соединений с выделением аммиака протекают по схемам:

      пиридин:  

       хинолин:  

      пирол:

      Азотистые соединения, как правило, подвергаются гидрированию труднее, чем сернистые  и кислородсодержащие соединения.

      2.3 Олефиновые углеводороды в процессе  гидроочистки легко гидрируются,  превращаясь в соответствующие  парафиновые углеводороды: CH₃ – CH = CH – CH₂ –CH₃ +H →C₆H₁₄

      Олефиновые  углеводороды при высоких температурах быстрее углеводородов других классов образуют кокс, который осаждается в печах и на катализаторе.

      2.4 Металлоорганические соединения  в процессе гидроочистки в  равной степени разрушаются, а  выделяющиеся при этом металлы  отлагаются на катализаторе.

      2.5 Основные параметры технологического процесса. Их влияние на гидроочистку дизельных фракций.

      На  процесс гидроочистки влияют следующие  условия: качество сырья, объемная скорость подачи сырья, соотношение объемов  водородсодержащего газа и сырья, объёмная доля водорода в циркулирующем водородсодержащем газе, температура, давление, активность катализатора.

      2.5.1 Качество сырья.

      Технологические условия процесса гидроочистки дизельных  топлив различного происхождения различны и по сравнению с условиями  гидроочистки бензинов и керосинов  более жесткие.

      Скорость  гидрогенизационного обессеривания  уменьшается с увеличением молекулярного  веса очищаемой фракции. Объясняется  это увеличением вязкости фракции  и увеличением содержания тиофеновой серы, трудно удаляемой в процессе гидроочистки.

      При переработке фракций вторичного происхождения характер гидрирования изменяется – концентрация водорода в водородсодержащем газе, должна быть выше.

      Изменение содержания серы, непредельных соединений (йодного числа) влияет на расход водорода и выделение тепла.

      Изменение фракционного состава (температуры вспышки) сырья влечет за собой изменение режима на блоке стабилизации.

2.5.2 Температура

      Процесс гидроочистки дизельных дистиллятов  проводится при температуре 340-420⁰С.

      В начале рабочего цикла устанавливается  минимальная температура, обеспечивающая заданную глубину очистки сырья.

      Правильно выбранный интервал рабочих температур обеспечивает как требуемое качество, так и длительность меж регенерационного пробега и общего срока службы катализатора. Степень обессеривания  возрастает с повышением температуры. Рост степени обессеривания пропорционален повышению температуры до определенных пределов. При температуре выше максимально допустимой увеличивается скорость реакций разложения по сравнению со скоростью реакции гидрирования сернистых соединений, в связи, с чем уменьшается избирательность действия катализатора по отношению к сере и рост степени обессеривания замедляется, возрастает выход газа, легких продуктов и кокса. Увеличивается расход водорода и количество образовавшегося на катализаторе кокса. Поэтому температуру необходимо поддерживать низкой,  насколько это совместимо с требуемым количеством продукта, чтобы свести до минимума скорость дезактивации катализатора.