Проект нефтеперерабатывающего завода

ПМК наряду с платиной содержат и другие металлы, усиливающие каталитические свойства (рений, иридий, германий, олово, свинец). Полиметаллические катализаторы превосходят монометаллические по каталитическим свойствам: они более активны, стабильны и могут работать при низких давлениях, имеют более высокий срок службы и дешевле.

Сырье процесса: фракция 100-140°С,  фракция 140-180°С, бензины - отгоны гидроочисток, бензин коксования. Продукты: углеводородный газ, ВСГ, головка стабилизации, стабильный высокооктановый бензин.

Установка гидроочистки.

    Каталитическая  гидроочистка - эффективный  процесс удаления из нефтяных  фракций серы, азота и кислорода, содержащиеся в виде соответствующих органических  соединений, что снижает содержание в продуктах непредельных и смолистых соединений.
     Процесс ведут при температуре 340-400°С, давлении 3-5МПа, объемной
скорости 2-4 ч-1 кратности циркуляции ВСГ 100-1000 нм3/м3 сырья. Сырье
процесса: прямогонные дизельные фракции – 180-240, 240-280°С, 280-350°С, легкий газойль коксования, ВСГ.  Содержание серы в керосиновых фракциях составляет 0,03% мас., что меньше допускаемого содержания серы в реактивных топливах по ГОСТу. Поэтому керосиновые фракции в гидроочистке не нуждаются. Продукты: гидроочищенные дизельные фракции, бензин - отгон, сероводород, аммиак и вода, углеводородный газ. В процессе гидроочистки  применяют  алюмокобальтмолибденовые и алюмоникельмолибденовые катализаторы.

Установка каталитического крекинга (43 -107).

    Данная установка получила широкое применение в связи с осуществлением на ней мероприятий по углубленной переработке нефти. С помощью каталитического крекинга из тяжелых газойлевых фракций получают высокооктановый компонент бензина, сырье для производства технического углерода, легкий газойль являющийся компонентом дизельного топлива, ценные олефиносодержащие газовые фракции. Данная установка включает два блока: блок гидроочистки и блок каталитического крекинга.

Блок гидроочистки. Блок гидроочистки предназначен для уменьшения в сырье содержания серы, азота и металлов, а также для снижения коксуемости сырья. Более низкое содержание серы в сырье позволяет получать малосернистые продукты. Азотистые и металлоорганические соединения являются каталитическими ядами. Сырье: вакуумный газойль, ВСГ. Продукты: гидроочищенный вакуум - дистиллят, бензин - отгон, газ и сероводород. Процесс ведут при температуре 350-390°С, давлении 4-5МПа, объемной   скорости  0,5-2ч-1,  кратности циркуляции ВСГ-500 нм3/м3 сырья и в присутствии алюмоникельмолибденового катализатора.

Блок каталитического крекинга. Целевым назначением процесса каталитического крекинга является получение высокооктанового бензина с октановым числом 76-82 п., используемый как компонент товарного продукта, а также легкого газойля, используемого как компонент дизельного топлива. Параметры процесса: температура в реакторе 515-530°С, в регенераторе 650-700°С, давление в реакторе 0,1 МПа, в регенераторе 0,24МПа. Объемная скорость 20ч-1, кратность циркуляции катализатора 10-12, время контакта 2,2-3,5с. Сырье процесса: тяжелая фракция, выкипающая при температуре 350-490°С.

    Катализаторы: аморфный алюмосиликатный и цеолитонаполненный марок: микросферические(10-15мкр) - МКЦР-10, МЦ-5. Аморфные представляют собой пористое вещество с развитой внутренней поверхностью (S уд =100-600 м /ч). Цеолитонаполненные катализаторы представляют собой цеолиты, которые равномерно распределены в объеме аморфного алюмосиликата. Цеолит -это активная фаза. Цеолитонаполненные превосходят аморфные, поэтому в промышленности применяют, в основном, только их. Индекс активности -выход бензинов в стандартных условиях - у аморфных катализаторов 32-42%, у цеолитонаполненных - 45-55%. Индекс стабильности - изменение активности катализатора во времени - у первого вида - около 40%, у второго - около 50%.

Продукты процесса: газ и головка стабилизации (характеризуется высоким содержанием Сз-С4, отправляют на ГФУ непредельных углеводородов), бензин (содержит до 40% ароматики, до 20% олефинов, химически стабилен, имеет высокое октановое число), легкий газойль (содержит до 50% ароматики, имеет низкое цетановое число (30-40п), идет на гидроочистку, получают компонент дизельного топлива), тяжелый  газойль, кокс выжигаемый.

Производство битума

   В состав каждого НПЗ обычно входит битумное производство в объеме    4-7 % масс на нефть. На заводах топливного производства битум получают из смеси гудрона и мазута. Для производства битумов применяется глубокая вакуумная перегонка мазута и окисление нефтепродуктов воздухом при высокой температуре. Сырьем является гудрон, поверхностно-активные вещества. Продукты: дорожные и строительные битумы, отгон- служащий компонентом котельного топлива, а также газы окисления.

  Параметры процесса: температура на выходе из печи 180-250°С, в окислительной колонне не выше 90оС, давление 0,3-0,8МПа, расход воздуха  50-400м3/т битума.

.Алкилирование.

       Назначение процесса: получение высокооктанового компонента бензина из легких   углеводородных   фракций   ( пропан- пропиленовой  фракции,  бутан-бутиленовой  фракции,  изобутановой). Процесс протекает при температуре     0-10°С,  давлении  0,3-1,2МПа,  объемной  скорости  0,1-0,6ч-1.  Катализатор –      88-96% серная кислота. Процесс  идет  с  выделением  тепла,  которое  отводят  в зависимости  от  конструкции  реактора  через  стенку  или  за  счет  испарения  части  сырья.  Сырье:  бутан-бутиленовая  фракция. Продукты: легкий  алкилат имеет фракционный состав НК – 195оС, октановое число по моторному методу 92-98 п.п.,является компонентом бензина; тяжелый  алкилат имеет фр. состав 195 – КК,является компонентом дизельного топлива;  пропан,  бутан,  пентан являются компонентом сжиженных газов.

ГФУ предельных и непредельных углеводородов.

      В состав НПЗ включаются установки для получения легких углеводородных фракций высокой чистоты  из  нефтезаводских  газов.  По типу  перерабатываемого сырья газофракционирующие установки подразделяются на ГФУ  предельных и ГФУ непредельных газов. Очищенные от кислых компонентов газы подвергают разделению. Сырьем процесса  ГФУ  предельных газов являются: газ и головка каталитического риформинга  и  гидроочистки. В процессе газофракционирования предельных газов получают пропан, и-бутан, н-бутан, и-пентан – являются компонентами сжиженных газов; н-пентан идет на установку изомеризации; газовый бензин – компонент автобензина; сухой газ - компонент топливного газа. Сырьем
ГФУ непредельных газов являются: газ и головка каталитического
крекинга, газ висбрекинга  и  установки  коксования. Получают: пропан-пропиленовую  фракцию – компонент сжиженных газов, бутан-бутиленовую фракцию – сырье установки алкилирования, газовый бензин – компонент автобензина, сухой газ –компонент топливного газа. Процесс ведут при температуре верха деэтанизатора (первой колонны) 0-5°С, давлении  4 МПа, во второй колонне давление 1,8 МПа, в третьей колонне - 1,8 МПа, температура верха 50°С, низа 110°С.             

Коксование.

       Так как имеется потребность в нефтяном коксе, а также для увеличения глубины переработки нефти используем установку коксования.

Замедленное коксование служит для получения нефтяного кокса, дополнительных количеств светлых нефтепродуктов из тяжелых остатков. Сырьем установки  служит гудрон. Продуктами  процесса  являются – кокс – используется в металлургической промышленности, тяжелый газойль – компонент котельного топлива, легкий газойль – компонент дизельного топлива, бензин – сырье установки каталитического риформинга, газ и головка стабилизации – сырье установки ГФУ. Процесс ведут при температуре 500-520оС и давлении приближенному  к  атмосферному.

Производство элементарной  серы .

Сероводород, полученный на установках кат. крекинга, гидроочистки реактивного и дизельного топлив целесообразно направлять на установку производства серы с целью получения элементарной серы как товарного продукта.

  Получение серы из сероводорода ведут по методу Клауса. Процесс ведут в две ступени. Первая - термическая (800-1000 °С), вторая - каталитическая (300-350 °С, катализатор - А12О3).

Производство водорода.

      Данная установка предназначена для производства водорода необходимого в некоторых используемых нефтеперерабатывающих процессах. Одним из источников водорода на  НПЗ является установка кат. риформинга. Однако, на предприятиях с глубокой переработкой нефти наблюдается нехватка водорода, поэтому следует предусмотреть специальную установку для его производства. Процесс получения водорода включает в себя следующие этапы:

   1) конверсию углеводородов водяным паром;

   2) конверсию водяным паром оксида углерода;

    3) очистку полученного газа от диоксида  углерода.

    Параметры процесса: на первом этапе t=800-900оС, Р=2,2-2,4 МПа; на втором этапе t =230-260оС, Р=2,2-2,4 МПа. Катализаторы процесса: на первой ступени – никелевые, на второй ступени – цинкохроммедные. Сырьем  является  сухой газ и химочищенная вода. Получают технический водород, двуокись углерода. Водород направляется на гидроочистку дизельных фракций.

     Количество чистого водорода, получаемого на данной установке, рассчитывается как разность между получением водорода на установках кат. риформинга и его потреблением на заводе. Исходя из получаемого водорода с учетом его теоретического выхода рассчитываем мощность установки по сырью.

4. Материальные балансы установок НПЗ.

         В табл.4.1 приведен  материальный баланс установки  АВТ.

    Таблица 4.1.

Материальный баланс установки АВТ

        Потери нефтепродуктов на блоке АВТ по практическим данным находятся в пределах 0,7-1,2 % мас.

     Определим планируемый отбор светлых от потенциала на установке из соотношения:

Отбор  светлых = 100 =  97 % отн.

В  табл. 4.2  приведены  материальные  балансы  установок проектируемого  нефтеперерабатывающего  завода.