Спроектировать лифт-реактора для крекирования вакуумного газойля

Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Декабря 2011 в 08:49, курсовая работа

Описание работы

Важнейшей задачей нефтеперерабатывающей промышленности нашей страны является углубление переработки нефти, ускоренное развитие производства автомобильных, дизельных и других видов топлив, сырья для нефтехимии и микробиологии на основе использования новых эффективных катализаторов и адсорбентов, современного высокопроизводительного оборудования, внедрения принципа комбинирования процессов в составе единой установки повышенной мощности.

Содержание

1. Выбор и обоснование метода производства. 3
2. Физико-химические основы процесса 4
3. Характеристика сырья, полупродуктов, готовой продукции, вспомогательных материалов. 8
4. Технологическая схема установки каталитического крекинга с прямоточным лифт-реактором 17
5. Расчет реактора каталитического крекинга 20
5.1 Материальный баланс 20
5.2 Количество циркулирующего катализатора и расход водяного пара 21
5.3 Тепловой баланс реактора. 22
5.4 Размеры реактора. 24
5.4 Расчет лифт-реактора 28
6. Заключение 29
7. Список используемой литературы 30

Работа содержит 1 файл

курсовая лифт-реактор.doc

— 850.50 Кб (Скачать)

    Для переработки сырья коксуемостью более 10 % масс, и содержанием металлов 10 - 30 г/т и более требуется обязательная его предварительная подготовка.

    Реакции крекинга. Механизм их до конца неясен, но на основании анализа образующихся продуктов качественно можно выделить следующие реакции. Основные реакции:

        • крекинг парафинов (дает парафин и олефин);
        • крекинг олефинов (дает олефин + олефин);
        • деалкилирование АрУ (отрыв или крекинг алкильных цепей);
        • крекинг нафтенов (дает циклогексан + олефин без разрыва кольца). Вторичные реакции (определяют состав конечных продуктов крекинга):
        • перенос водорода (нафтен + олефин дают ароматику + алкан);
        • изомеризация (алкан дает изоалкан);
        • перенос аклильных групп (бензол + ксилол дают два толуола);
        • конденсация бензольных колец;
        • диспропорционирование олефинов низкой молекулярной массы.

    В схематическом виде основные направления превращения углеводородов при крекинге можно представить следующим образом:

 

    Катализаторы крекинга. В настоящее время используются только цеолитсодержащие катализаторы (ЦСКК), включающие в свой состав от 3 до 25 % цеолита типа "Y" в РЗЭ-форме (размер входных окон 0,74 нм, а внутренних полостей 1,2 нм). Матрица ЦСКК - аморфный алюмосиликат или оксид алюминия.

    Чистый цеолит не применяется, так как он очень активен, непрочен и дорог, а ввод его в матрицу дает оптимальное распределение кислотных центров (в итоге  лучшую селективность), прочность, термостойкость. 

    Лучшие микросферические цеолитсодержащие катализаторы имеют следующие свойства:

  1. Активность - выход бензина в % на стандартном сырье и в стандартных условиях.
  2. Равновесная активность - установившаяся в системе в рабочих условиях активность катализатора.
  3. Стабильность - это свойство сохранять активность во времени.
  4. Индекс стабильности - способность сохранять активность в течение 6 ч в стандартных условиях.
  5. Селективность - это отношение выхода бензина к суммарной конверсии сырья, выраженное в процентах (обычно 50-75 %).
  6. Термостабильность - свойство сохранять активность при многократном нагреве катализатора (выжиге кокса).
  7. Паростабильность - свойство сохранять активность при многократном воздействии водяного пара при 750 °С (крекинг идет в присутствии водяного пара).
  8. Прочность на истирание или удар - это потеря массы катализатора в стандартных условиях за определенное время.
  9. Регенерационная способность - скорость выжига кокса.

    3. Характеристика сырья, полупродуктов, готовой продукции, вспомогательных материалов.

    3.1 Общая характеристика производства

    3.2. Грозненская комбинированная установка ГК-3 входит в состав цеха 11 Нефтеперерабатывающего завода.

    Установка ГК-3 была введена в действие в сентябре 1968 года.

    3.3. Грозненская комбинированная установка ГК-3 предназначена для переработки обессоленной, обезвоженной нефти и нефтепродуктов, получаемых из нефти с получением полуфабрикатов, сырья для других процессов.

    Блок КК состоит из следующих частей:

    1. Реакторный блок (РБ).

    2. Нагревательно-фракционирующая часть (НФЧ).

    3. Газофракционирующая часть (ГФЧ).

 

    

    
Наименование сырья, материалов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции Обозначение  государственного или отраслевого  стандарта, технических условий, стандарта предприятия и другой документации Наименование показателей качества, подлежащих обязательной проверке Норма по  нормативному или техническому документу (заполняется при необходимости) Область применения готовой продукции, полуфабрикатов, назначение используемых веществ и материалов
1 2 3 4 5
2.1.1 Исходное сырьё
1. Нефть обессоленная ДК 05-21303-01-2001 Принимается по результатам анализов установки ЭЛОУ-10/6 цеха 11 НПЗ 
- Сырьё для блока АТ
2. Сырьё каталитического крекинга ДК 05-21303-07-2003 Принимается по результатам анализов парка 5 цеха 11 НПЗ 
- Сырье для блока КК установки ГК-3 из парка 5
3. Дистиллят вакуумный (гидроочищенный) ДК 05-21303-07-2003 Принимается по результатам анализов из емкости поз. Е-23 
 
 
- Является компонентом сырья блока КК в смеси с сырьём каталитического крекинга из парка 5 цеха 11

    Таблица 3 – Характеристика исходного сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции, обращающихся в технологическом процессе

    Таблица 3 – Характеристика исходного сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции, обращающихся в технологическом процессе

 

1. Газ предельный ДК 05-21303-03-2004 1. Объёмная доля компонентов, %:

1.1.  Метана

1.2.  Этана

1.3.  Пропана

1.4.  Суммы бутанов

1.5.  Суммы пентанов, не более

1.6.  Суммы непредельных углеводородов С2-С5, не более

2.  Плотность при 200С, г/дм3

3.  Наличие жидкого остатка при температуре +200С

 
0,1-8

0,3-8

7-65

35-65

10 

0,1

2-3 

не нормируется

Используется в качестве компонента сети богатых газов компании.
Примечание: 1.Показатели по пунктам 1.1, 1.2 браковочными не являются, т.к. объемная доля метана и этана зависит от наличия газа в нефти и не регулируется процессом производства.

2.Для обеспечения газом потребителей, включая город Ангарск, объемная доля пентанов может быть увеличена по согласованию с производственной службой компании.

2. Головка стабилизации предельная СТП 02-04-2004
  1. Массовая доля компонентов, %
1.1. этана 
 

1.2. суммы углеводородов С5 и выше, не более

1.3. Сероводорода

не нормируется, определение обязательно 

55 

отсутствие

Используется в качестве сырья на установках ГФУ цеха 17/19 НПЗ и объекта 179 ХЗ, а также в качестве сырья при производстве растворителя для производства бутиловых спиртов на ХЗ.
Примечание: при  использовании головки стабилизации в качестве сырья для производства растворителя показатель по сумме углеводородов С5 и выше браковочным не является.
3. Газ топливный (до очистки) ДК 05-21303-12-2003 1. Объемная доля сероводорода, %, не более

2. Объёмная доля компонентов, % 
 
 

3. Плотность при 200С, г/дм3 
 

 
9

не нормируется, определение обязательно

не нормируется, определение обязательно

Используется как сырьё установки 1571 цеха 17/19 НПЗ. 
 
 
 
 
 
4. Головка стабилизации непредельная СТП 02-36-2005
  1. Массовая доля суммы предельных и непредельных углеводородов С5 и выше, %, не более
  2. Массовая доля сероводорода, %, не более
  3. Плотность при 200С, кг/м3
 
 
25 

2,0

не нормируется, определение обязательно

После очистки от сернистых соединений на уст. 75 используется в качестве сырья для  уст. ГФУ цеха 17/19 НПЗ.
5. Бензин прямогонный ДК 05-21303-02-2001
  1. Фракционный состав:
1.1. Температура начала кипения, 0С, не ниже

летом

зимой

1.2. Температура конца кипения, 0С, не выше

  1. Коррозионные свойства
 
 
 
 
 

3. Содержание мех.примесей и воды 

4. Плотность при 15 0С, г/см3

 
 
 
35

- 

215

не коррозионный (выдерживает испытание

на медной пластинке)

отсутствие 

не нормируется, определение обязательно

Используется в качестве сырья на установках вторичной перегонки бензинов
6. Фракция  бензиновая –

сырье установки Л-35/6-300

ДК 05-21303-10-2001 1. Фракционный состав:

1.1. Температура начала кипения, 0С, не ниже:

- для стабильного катализата

1.2. Температура конца кипения, 0С, не выше:

- для стабильного катализата

2.  Содержание воды

 
 
 
62 
 

175

отсутствие

Используется в качестве сырья на установке  
Л-35/6-300 цеха 8/14 НПЗ
7. Фракция бензиновая-

сырье блоков риформинга

ДК  05-21303-11-2003 1. Фракционный состав:

1.1. Температура начала кипения, 0С, не ниже

1.2. Температура конца кипения, 0С, не выше

2.  Содержание воды

 
 
70 

175

отсутствие

Используется в качестве сырья для производства компонента автобензина или нестабильного катализата на блоке 913 цеха 57/60 химического завода
8. Сырьё для каталитического риформинга СТП 02-08-2006
  1. Фракционный состав:
1.1. Температура начала кипения, 0С, не ниже

1.2. Температура конца кипения, 0С, не выше 
- прямогонная бензиновая фракция 
- фракция 80-1300С бензина КК 
2.  Цвет

3. Содержание влаги

  1. Плотность при 200С, г/см3, не выше 
 
 
80 
 

180

140

бесцветный

отсутствие

не нормируется, определение обязательно

Используется в качестве сырья на установке Л-35/11-1000
9. Фракция бензиновая

1300С-КК

ДК 05-21303-70-2003 1. Плотность при 200С, кг/м3, в пределах

2.  Фракционный состав, °С:

- температура начала кипения, не ниже

- температура перегонки 10% объёма, не выше

- температура конца кипения, не выше

3.  Массовая доля серы, % не более

4.  Содержание воды

 
815-850 
 
 

125 

165

220

0,35

отсутствие

Используется в качестве сырья на блоке 913 цеха 57/60 химического завода.
10. Лёгкий газойль каталитического крекинга – компонент флотского мазута ДК 05-21303-05-2001 1. Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, не ниже

2. Содержание воды 
3. Температура застывания, °С, не выше

 
76

отсутствие 

минус 15

Используется в качестве компонента флотского мазута
Примечание: при изготовлении флотского мазута с применением депрессорных присадок температура застывания его компонентов не нормируется
11 . Лёгкий газойль каталитического крекинга – компонент топлива мариндизель ДК 05-21303-05-2001 1. Фракционный состав: 
- 90% перегоняется при температуре, °С, не выше      
2. Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, не ниже

3. Содержание воды 
4. Температура застывания, °С, не выше

 
 
350 

76

отсутствие 

минус 13

Используется в качестве компонента топлива мариндизеля
12. Лёгкий газойль каталитического крекинга – компонент сырья установки Л-24/6 ДК 05-21303-05-2001
  1. Фракционный состав: 
    1.1. 50% перегоняется при температуре, °С, не выше 
    1.2.  96% перегоняется при температуре, °С, не выше 
    2. Содержание воды
 
 
290 

360

отсутствие

Используется в качестве компонента сырья на установке Л-24/6

 

    

4. Технологическая схема установки каталитического крекинга с прямоточным лифт-реактором 

    Каталитический крекинг протекает при температуре 450-5500С в присутствии синтетического алюмосиликатного или цеолитсодержащего катализатора с поглощением тепла.

    При  каталитическом крекинге используется сырье фр. 350-5000С (вакуум погон) и протекают следующие основные реакции:

    1. Расщепление углеводородов

    С10Н14 ® С6Н6 + С4Н8

    2. Дегидрогенизации

    С7Н14 ®С7Н8 + 3Н2

    3. Изомеризации

                                                          СН3

    СН3 - СН2  - СН2 - СН2 - СН3 ® СН - СН2  - СН2

                                                           СН3

    4. Гидрогенизации (в слабой форме )

    С8Н16 + Н2 ®С8Н18

    5. Полимеризации

    С2Н4 + С2Н4 ®С4Н8 

     Технологическая схема установки каталитического  крекинга с прямоточным лифт-реактором

     

     Промышленные  установки каталитического крекинга имеют однотипную схему по фракционированию продуктов крекинга и различаются в основном конструктивным оформлением и принципом реакционного блока. В отечественной нефтепереработке эксплуатируются установки разных поколений: типа 43-102 с циркулирующим шариковым катализатором; типа 43-103, 1А/1М и ГК-3 - с кипящим слоем микросферического катализатора и типа Г-43-107 с лифт-реактором. Основное развитие в перспективе получат комбинированные установки каталитического крекинга Г-43-107 и их модификации. В их состав входят, кроме собственно установки каталитического крекинга, блок гидроочистки сырья крекинга производительностью 2 млн т/год и блок газофракционирования и стабилизации бензина.

     Технологическая схема секций крекинга и ректификации установки Г-43-107 представлена на рис. 8.9. Гидроочищенное сырье после предварительного подогрева в теплообменниках и печи П смешивается с рециркуля- том и водяным паром и вводится в узел смешения прямоточного лифт-реактора P-I (рис. 8.10). Контактируя с регенерированным горячим цео- литсо держащим катализатором, сырье испаряется, подвергается катализу в лифт-реакторе и далее поступает в зону форсированного кипящего слоя P-I. Продукты реакции отделяются от катализаторной пыли в двухступенчатых циклонах и поступают в нижнюю часть ректификационной колонны K-I на разделение.

     Закоксованный катализатор из отпарной зоны P-I по наклонному катач лизаторопроводу поступает в зону кипящего слоя регенератора Р-2, где осуществляется выжиг кокса в режиме полного окисления оксида углерода в диоксид. Регенерированный катализатор по нижнему наклонному ка- тализаторопроводу далее поступает в узел смешения лифт-реактора. Воздух на регенерацию нагнетается воздуходувкой. При необходимости он может нагреваться в топке под давлением. Дымовые газы через внутренние двухступенчатые циклоны направляются на утилизацию теплоты (на электрофильтры и котел-утилизатор).

     BK-I для регулирования температурного режима предусмотрены верхнее острое и промежуточные циркуляционные (в средней и нижней частях) орошения. Отбор легкого и тяжелого газойля осуществляется через отпарные колонны К-2 и К-3. Нижняя часть колонны является отстойником (скруббером) катали- заторного шлама, который возвращается в отпарную зону P-1. Часть тяжелого газойля подается в узел смешения лифт-реактора как рецирку- лят. С верха колонны выводится смесь паров бензина, воды и газов крекинга, которая после охлаждения и конденсации разделяется в газосепараторе С-1 на газ, нестабильный бензин, направляемые в блок газофракционирования и стабилизации бензина. Водный конденсат после очистки от сернистых соединений выводится с установки.

     Качество  сырья крекинга, технологический  режим и материальный баланс установки Г-43-107 приведены соответственно в табл. 8.6, 8.7 и 8.8. 

    Нагревательно-фракционирующая часть

    Продукты крекинга в паровой фазе из реактора направляются под нижнюю каскадную тарелку колонны К-8, где происходит их ректификация.

    С верха колонны К-8 выводится жирный непредельный газ, водяной пар и пары бензиновой фракции НК-195°С.

    Боковыми погонами выводятся:

Информация о работе Спроектировать лифт-реактора для крекирования вакуумного газойля