Установка каталитического риформинга, стадия подготовки сырья.

Введение 6
1 Выбор и обоснование места строительства 7
2 Химизм процесса гидроочистки 8
3 Катализаторы процесса гидроочистки 10
3.1 Основные свойства катализаторов 10
3.2 Производство катализаторов 12
3.3 Активность катализатора 14
4 Аппаратурное оформление установок гидроочистки 14
4.1 Выбор наиболее оптимального способа производства 15
5 Характеристика сырья, готовой продукции и вспомогательных материалов установки каталитического риформинга 16
5.1 Характеристика реагентов, катализаторов, адсорбентов, абсорбентов, растворителей установки каталитического риформинга представлена в таблице 3.1. 18
5.2 Характеристика вспомогательных материалов установки каталитического риформинга 25
5.3 Характеристика полуфабрикатов и готовой продукции установки каталитического риформинга 28
6 Основные факторы процесса гидроочистки 36
6.1 Качество сырья 36
6.2 Активность катализатора 36
6.3 Объемная скорость 36
6.4 Кратность циркуляции ВСГ к сырью 37
6.5 Концентрация водорода в циркулирующем газе 37
6.6 Температура 38
6.7 Давление 38
7. Описание технологической схемы блока предварительной гидроочистка сырья приводится согласно принципиальной технологической схемы установки каталитического риформинга Л-35/11-1000 №02-8/14-17/2020. 39
8 Расчет и выбор основного и вспомогательного технологического оборудования установки каталитического риформинга блока гидроочистки 40
8.1 Материальный баланс основного аппарата - реактора 41
8.2 Тепловой баланс реактора гидроочистки 47
8.3. Расчет и выбор технологического оборудования 50
8.3.1 Технологический расчет реактора гидроочистки 50
8.3.2 Расчет потери напора в слое катализатора 51
8.3.3 Конструктивный расчет 53
8.4 Технологический расчет вспомогательного аппарата теплообменника. 54
8.5 Расчет ориентировочной поверхности теплопередачи 55
8.6 Уточненный расчет поверхности теплопередачи 59
8.7 Расчет гидравлических сопротивлений 62
8.8 Конструктивный расчет теплообменника 63
9 Безопасность жизнедеятельности 64
9.1 Система управления охраной труда на предприятии 64
9.2 Безопасность производственной деятельности 65
9.2.1 Токсичные свойства полупродуктов, готовой продукции и отходов при производстве нефтяного кокса 65
9.2.2 Производственное освещение рабочих мест. Расчет искусственного освещения в операторной 76
9.2.3 Выбор вентиляции в помещении операторной и в рабочих зонах 77
9.2.4 Защита от статического электричества и молниезащита 78
9.3 ?беспечение безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях 79
9.3.1 Пожарная безопасность 79
9.3.2 Индивидуальные средства защиты 80
10 ?храна окружающей среды 81
10.1 Нормы и требования, ограничивающие вредное воздействие процессов производства и выпускаемой продукции на окружающую среду твёрдых и жидких отходов. 82
10.2 Выпуск сточных и химически загрязненных вод в канализацию 83
10.3 Характеристика промышленных выбросов в атмосферу 84
Заключение 87
Список использованных источников 88

Весь текст будет доступен после покупки

Основными направлениями развития нефтеперерабатывающей отрасли Российской Федерации является повышение эффективности использования нефти в нефтеперерабатывающей промышленности, обеспечение дальнейшего углубления ее переработки, сокращения потерь нефти, повышение качества выпускаемых нефтепродуктов.
Решение этих задач в то время, когда непрерывно возрастает доля переработки сернистых, высокосернистых нефтей, а в последнее время нефтей с высоким содержанием парафиновых углеводородов, требует коренного технического переоснащения нефтеперерабатывающей промышленности. Один из наиболее успешных путей снижения содержания серы бензиновой фракции – это гидрогенизационные процессы[1]. К гидрогенизационным процессам относятся:
• гидроочистка топливных и масляных фракций с целью удаления гетеросоединений, непредельных углеводородов, при более жестких режимах – частичного гидрирования ароматических углеводородов;
• гидрообессеривание и гидродеметаллизация тяжелых нефтяных остатков с целью получения малосернистых котельных топлив или сырья для последующей глубокой переработки (например, каталитического крекинга);
• гидрокрекинг вакуумных газойлей и тяжелых нефтяных остатков с целью углубления переработки нефти и расширения ресурсов моторных топлив[2,3].
Необходимость улучшения качества моторных топлив вызвана возросшей потребностью в нефтепродуктах высокого качества в связи с расширяющейся механизацией и ужесточенными требованиями к защите окружающей среды, экономией природных ресурсов нефти, которая достигается за счет сокращения удельных расходов топлив двигателями.
В свою очередь в быстроразвивающейся нефтепереработке необычно широко стали использовать каталитические процессы вначале гидроочистки топливных фракций, затем деструктивной гидрогенизации высококипящих дистиллятов и остатков нефти под названием гидрокрекинг.
Веской причиной интенсивного развития гидрокаталитических процессов в послевоенной нефтепереработке нашей страны и мира явилось непрерывное увеличение в общем, балансе доли сернистых и высокосернистых нефтей при одновременном ужесточении экологических требовании к качеству товарных нефтепродуктов.

Весь текст будет доступен после покупки

Процесс гидроочистки основан на реакции умеренной гидрогенизации, в результате которой органические соединения серы, кислорода, азота превращаются в углеводороды с выделением сероводорода, воды и аммиака, а олефины преобразуются в более стабильные углеводороды парафинового ряда в зависимости от природы олефинов в исходном сырье.
В зависимости от строения сернистого соединения меркаптаны, сульфиды линейного строения и циклического, дисульфиды и простые тиофены при гидроочистке превращаются в парафиновые или ароматические углеводороды с выделением сероводорода.
Сернистые соединения присутствуют в бензинах прямой гонки в виде активных соединений: сероводорода, меркаптанов, а так же в виде нейтральных сернистых соединений: моно и дисульфидов, циклических сульфидов[29].
Основные реакции гидрообессеривания: связаны с разрывом связи углерод - сера и насыщением свободных валентных связей водородом;
одновременно происходит насыщение водородом олефиновых двойных связей у тиофенов;
ароматические кольца, например, у бензотиофенов при этом, как правило, не насыщаются, исключение составляют дибензотиофены.
На степень обессеривания преобладающее влияние оказывает молекулярная масса соединения. Скорость гидрообессеривания уменьшается с увеличением молекулярной массы нефтяных фракций.
Процесс очистки нефтепродуктов от серы состоит в основном из трех стадий:
стадия - гидроочистка топлива (бензина, керосина, дизельного топлива) от сернистых соединений;
стадия - стабилизация полученного в реакторах катализата;
стадия - очистка ЦВСГ раствором МЭА в абсорберах.
При обычных промышленных процессах гидрогенизационного обессеривания в условиях высоких температур и давлений, сравнительно высоком соотношении Н2, сырьё и гидрирующих катализаторах умеренной активности, все сернистые соединения разлагаются с образованием сероводорода, а образующиеся в результате разложения свободные валентные связи насыщаются водородом.
Ниже приведены схемы реакции сернистых, кислородных и азотистых соединений, протекающих при гидроочистке. Буквами R и R’ обозначен алкильный остаток.
Меркаптаны

R - S - H + H2 ? RH + H2S (1)

Дисульфиды

RS - SR + 3Н2 ? 2RH + 2H2S (2)

Сульфиды
а) ациклические

R - S - R1 + 2H2? RH + R1H + H2S (3)

б) моноциклические

(4)
в) бициклические
(5)

Тиофены
(6)

Бензотиофены
(7)
Металлы, содержащиеся в сырье, в условиях гидроочистки практически полностью отлагаются на катализаторе. Из всех сернистых соединений легче всего гидрируются алифатические сернистые меркаптаны, сульфиды, дисульфиды и труднее всего тиофены. При одних и тех же условиях гидроочистки степень гидрирования алифатических сернистых соединений достигает 95%, степень гидрирования тиофенов составляет от 40 до 50 %.
С увеличением молекулярного веса фракции уменьшается скорость обессеривания. Процесс гидроочистки бензина осуществляется при температуре 280-400 0 С, давлении равным 2,4 МПа, объемной скорости подачи сырья - 4,0 объема в час на один объем катализатора, по схеме на "проток", с пропуском через реактор балансового количества избыточного ВСГ риформинга[30].
Процесс гидроочистки бензина протекает с выделением незначительного количества тепла, которое расходуется на компенсацию тепловых потерь в окружающую среду.

3 Катализаторы процесса гидроочистки

3.1 Основные свойства катализаторов

Условия проведения процесса гидроочистки, характер и глубина протекающих реакций в значительной степени зависят от применяемого катализатора и его состояния. Катализаторы ускоряют реакции в сотни и миллионы раз дают возможность проводить процессы на поверхности контакта как бы в одну стадию, в то время как в отсутствие катализатора эти процессы протекают во много стадий или вообще неосуществимы.
Катализаторы обладают драгоценным свойством избирательности, т.е. в зависимости от характера, состава и метода их получения катализаторы способны проводить реакцию лишь в одном направлении, подавляя побочные. Катализатор гидроочистки должен обладать высокой избирательностью: реакцией разрыва связей С-С или насыщения ароматических колец в его присутствии практически не должны протекать. Он должен обладать высокой активностью в реакциях разрыва связей С-S, C-N, C-O и приемлемой активностью в реакциях насыщения непредельных соединений (образующихся при легкой деструкции или содержащихся в сырье).
Возможность протекания любой химической реакции, а также количество получаемых продуктов и непревращенных химических реагентов определяется термодинамикой процесса. При определенных условиях некоторые реакции проходят на 100%, т.е. все исходные реагенты превращаются в продукты.
Другие процессы лимитируются химическим равновесием, т.е. превращению подвергается только часть исходных реагентов. Количество находящихся в равновесии продуктов определяется термодинамикой процесса. Термодинамика не определяет время, требующееся для достижения равновесия или полного завершения данной химической реакции[17].
Кинетика определяет скорость протекания химической реакции или количество сырья, которое исчезает за определенный промежуток времени, скажем, за одну секунду. Кинетика, которая определяет скорость реакции, зависит от рабочих условий, но также может изменяться в широких пределах за счет использования надлежащим образом выбранных катализаторов. Конкретный катализатор, как правило, ускоряет протекание одной реакции (или семейства реакций).
Расширение применения каталитических процессов при переработке нефти обусловлено развитием технологий гидроочистки дистиллятов с получением топлив для улучшения их качества. Перед производственниками возникает проблема правильного выбора катализатора для увеличения эффективности процесса. Рынок предлагает катализаторы, различающиеся как по химическому составу, диаметру гранул и прочностным свойствам, так и по стоимости.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Капустин В.М., Глаголева О.Ф. Технология переработки нефти. В 2-х частях. Ч.1. Первичная переработка нефти. – М.: Химия,КолосС, 2006. – 400с.
2.Капустин В.М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти. В 4-х частях. Часть вторая. Физико-химические процессы. – М.: Химия, 2015. -400с.
3.Fang Xiang Cheng, Guan Ming Hua. Процесс гидроочистки. Beijing, Zhong Guo Shi Hua, 2006
1 Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов/ С.А. Ахметов. – Уфа: Гилем, 2002 – 672 с
4. Солодова Н. Л. Гидроочистка топлив: учебное пособие / Н. Л. Солодова, Н. А. Терентьева. Казань: Изд-во Казан.гос. технол. ун-та, 2008. – 103 с.
5. Орочко Д.И. Гидрогенизационные процессы в нефтепереработке/ Д.И. Орочко, А.Д. Сулимов, Л.Н. Осипов. - М.: Химия, 1971.-352 с.
6. Галямов Р. Р. Выпускная квалификационная работа «Совершенствование технологии гидроочистки моторных топлив»
7. Эмирджанов Р. Т. Основы технологических расчетов в нефтепереработке и нефтехимии: Учеб. Пособие для вузов / Р. Т. Эмирджанов, Р. А. Лемберанский. – М.: Химия,1989. – 192 с.
8. Олтырев А.Г. Закономерности производства и применения катализаторов промышленных процессов гидроочистки и риформинга бензиновых фракций: автореф. дис. ... – М., 2009. – 24 с
9. Левинтер М.Е., Ахметов С.А. Глубокая переработка нефти. - М.: Химия, 1992.
10. Молоканов, Ю. К. Процессы и аппараты нефтегазопереработки / Ю. К. Молоканов. - М.: Химия, 1980.

Весь текст будет доступен после покупки