Модернизация участка каталитического крекинга

Введение 9
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 11
1.1 Процесс каталитического крекинга………………………………………. 11
1.2 Катализаторы каталитического крекинга……………………………….15
1.3 Влияние условий промышленной эксплуатации на старение алюмосиликатных катализаторов…………………………………………….. 18
1.4 Химия каталитического крекинга…………………………………………..22
1.5 Влияние основных факторов на результаты крекинга…………………26
2 ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 30
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 31
3.1 Методика проведения испытания 31
3.1.1 Модернизация реактора КК 32
3.1.2 Модернизация установки Г-43-107 путем автоматизации технологического процесса 44
3.1.3 Методика расчета 49
3.2. Обсуждение эксперимента 53
Вывод 56
Список использованной литературы 57

Весь текст будет доступен после покупки

В 2017 году глубина переработки нефти в России составила 82,1 %, что на 2,2 % больше результата 2016 года [1]. Однако в Европе и в США данный параметр выше и держится на отметке 85 % и 96 %, соответственно, и продолжает расти [2]. Одним из важнейших процессов, обеспечивающих глубокую переработку нефти, как за рубежом, так и в России, является процесс каталитического крекинга (КК). Он является самым крупнотоннажным процессом вторичной переработки нефти и занимает второе место по объему перерабатываемого сырья после ее первичной перегонки [3]. Общая мощность установок каталитического крекинга в мире (около 350) превышает 500 млн. тонн по сырью [4].
КК позволяет перерабатывать сырье различный типов тяжелых нефтяных фракций: вакуумные и атмосферные газойли и мазуты, газойли коксования, висбрекинга, кубовые остатки гидрокрекинга, комбинации перечисленных потоков, их смеси с растительным сырьем и др. Технология каталитического крекинга обеспечивает производство около четверти бензина от мирового фонда. Наряду с увеличением потребности в моторном топливе ежегодное увеличение спроса на пропилен составляет около 5-6 %, поэтому олефинсодержащий газ каталитического крекинга, характеризующийся высоким содержанием углеводородов С3–C4, представляет ценность для нефтехимической промышленности. Отличительной чертой высококипящих фракций нефти является высокое содержание гетероатомных серо-, азот- и кислородсодержащих соединений. Получающийся в процессе крекинга легкий газойль используется в качестве компонента дизельного топлива.

Весь текст будет доступен после покупки

2 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Процесс каталитического крекинга
Процесс КК протекает в паровой фазе при температуре 450-550 оС невысоком давление 0,15-0,2 МПа, объемной скоростью 0,6-200 ч-1 и при кратности циркуляции катализатора 2-14 т/т [10].
В процессе каталитического крекинга протекают следующие важнейшие химические реакции [11]:
? Крекинг алканов CnH2n+2 > CmH2m + CpH2p+2 , где n = m + p
? Крекинг алкенов CnH2n > CmH2m + CpH2p , где n = m + p
? ?-распад ароматических алкильных цепей: ArCnH2n+1 > ArCmH2m-1 + CpH2p+2 , где n = m + p
? Крекинг циклоалканов: CnH2n (нафтен) > CmH2m(олефин) + CpH2p(олефин)
? Перенос водорода: циклоалкан + алкены > ароматика + алкены прекурсор кокса + алкены > кокс + алкены
? Изомеризация: алкен > разветвленный алкен
? Конденсация:

Конверсия (или степень превращения) сырья, выход целевых продуктов и их качество являются основными показателями процесса каталитического крекинга. Конверсия сырья подразумевает под собой суммарный выход продуктов, отличающихся от исходного сырья фракционным составом и рассчитывается по формуле:
Х = 100 – ЛГ – ТГ,
где Х – конверсия (степень превращения) сырья, %; ЛГ – выход легкого газойля, мас. %; ТГ – выход тяжелого газойля, мас. %.
Конверсия выше 80 мас. % считается высокой, в пределах 67-77 мас. % – средней и менее 67 мас. % – низкой. Максимальный выход бензина обычно достигается при конверсии 75-82 мас. % в зависимости от используемого сырья.
За длительный период своего развития процесс каталитического крекинга значительно совершенствовался не только в отношении способа контакта сырья и катализатора, но и применяемых катализаторов, представляющих в настоящее время сложные многокомпонентные системы.
В настоящие время существует несколько типов реакторов непрерывного процесса КК применяемых на НПЗ подразделяются на [12]:
? Реакторы с кипящим (псевдоожиженным) слоем микросферического катализатора, витающего в потоке паров сырья. Далее закоксованный катализатор выводятся на регенерацию, проходящую также в кипящем слое. При таком проведении процесса выход бензина составляет 49-52 мас. % с октановым числом 90,0-92,5 пунктов по исследовательскому методу. Отечественные типовые установки – 1А/1М, 1Б, 43-103, 43-104, ГК-3; зарубежные установки – Fluid, модели I, II, III и IV, Ortho Flow, модели А, В и С.
? Реакторы с движущимся сверху вниз слоем шарикового катализатора на встречу поднимающемуся потоку сырья. Закоксованный катализатор отправляется на регенерацию, а продукты на разделение. Выделяющееся при сгорании кокса тепло используется для генерации пара. Отечественная типовая установка – 43-102; зарубежные установки – Thermofor, Hydro-flow, Houdrysid.
? Процесс миллисеконд (Milli Second Catalytic cracking – MSCC) – характерная особенность заключается в отсутствие лифт-реактора. Пары сырья впрыскиваются в реактор перпендикулярно направлению нисходящего потока катализатора. Это позволяет добиться повышения выхода бензиновой фракции за счет снижения общего времени реакции, которое составляет несколько миллисекунд.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Энергетический бюллетень. – 2017. – №56. – С. 9.
2. Глубина переработки нефти в России, Европе и США [Электронный ресурс] // Neftegaz.ru. URL: https://neftegaz.ru/analisis/view/8485-Glubinapererabotki-nefti-v-Rossii-Evrope-i-SShA (дата обращения 12.09.2018).
3. Магарил, Р. З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти: учебное пособие для вузов / Р. З. Магарил. – Ленинград: Химия, 1985. – 280 с.
4. Ахметов, С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учебное пособие для вузов / С. А. Ахметов. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с. 101
5. Левинтер, М. Е., Ахметов С. А. Глубокая переработка нефти: учебное пособие для вузов / М. Е. Левинтер, С. А. Ахметов. – Москва: Химия, 1992. – 224 с.
6. McFarlane, R. C. Dynamic simulator for a Model IV fluid catalytic cracking unit / R. C. McFarlane [et al.] // Computers & Chemical Engineering. – 1993. – Vol. 17, Is. 3. – P. 275-300.
7. Магарил Р.З. Теоретические основы химических процесссов переработки нефти:учеб.пособ. – М.: КДУ, 2008. – 280 с.
8. Каминский, Э.Ф. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты / Э. Ф. Каминский, В. А. Хавкин. – Москва: Техника, 2001. – 384 с.
9. Солодова, Л. Н. Современное состояние и тенденции развития каталитического крекинга нефтяного сырья / Н. Л. Солодова, Н. А. Терентьева // Вестник Казанского технологического университета. – 2012. – Т. 15, № 1. – С. 141-147.

Весь текст будет доступен после покупки