Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Комитет общего и профессионального образования Ленинградской области

ГАПОУ ЛО «Киришский политехнический техникум»

18.01.28 Оператор нефтепереработки

Письменная экзаменационная работа

По теме:

«Установка ЛГ-35-8/300Б (Блок гидроочистки)»

Студент: Андриенко Д.С.

Преподаватель: Круглова Т.А.

Кириши - 2019



Задание

Учащийся гр. 216 «Оператор нефтепереработки»

Андриенко Дмитрий Сергеевич

Тема задания: «Установка Л-35-8/300Б (Блок гидроочистки)»

Содержание работы:

Введение

1. Назначение установки, состав по блокам

2. Характеристика сырья, готовой продукции

3. Описание технологической схемы блока гидроочистки

4. Теоретические основы процесса

5. Нормы технологического режима блока гидроочистки

6. Система КИП и А блока гидроочистки

7. Система блокировок блока гидроочистки

8. Возможные нарушения технологического процесса и способы устранения блока гидроочистки

9. Лабораторный контроль блока гидроочистки

10. Оборудование блока гидроочистки

11. Подготовка к пуску, пуск блока гидроочистки

12. Техника безопасности на рабочем месте

Презентация:

1. Принципиальная схема блока гидроочистки

2. Реактор

Рекомендуемая литература: П.Г. Баннов (I часть); регламент установки; инструкции по технике безопасности.

Преподаватель: Круглова Т.А.



Содержание работы

1. Назначение установки, состав по блокам

2. Характеристика сырья, готовой продукции

3. Описание технологической схемы

4. Теоретические основы процесса

5. Нормы технологического режима

6. Системы КИПиА

7. Система блокировок

8. Возможные нарушения и способы их устранения

9. Лабораторный контроль

10. Оборудование

11. Подготовка к пуску и пуск блока

12. Техника безопасности на рабочем месте

Список литературы



1. Назначение установки, состав по блокам

Назначение установки - производство бензола и толуола методом каталитического риформирования прямогонного бензина с последующей экстракцией ароматических углеводородов селективным растворителем и разделением ректификацией.

Установка ЛГ_35_8/300Б состоит из следующих технологических блоков:

- блок гидроочистки исходного сырья со стабилизацией гидрогенизата;

- блок каталитического риформинга гидроочищенного сырья со стабилизацией катализата;

- блок экстракции ароматических углеводородов из катализата риформинга с регенерацией экстрагента;

- блок вторичной ректификации экстракта;

- сырьевой и продуктовый парк.

2. Характеристика сырья, готовой продукции

Сырье установки:

Фракция бензиновая прямогонная 62_105єC:

1. Фракционный состав, єC:

- начало кипения, не ниже 68

- 10% перегоняется при температуре, не ниже 73

- конец кипения, не выше 110

2. Содержание воды - Отсутствие

3. Цвет Бесцветный

Готовая продукция:

1) Бензол нефтяной для синтеза, высший сорт

Характеристика:

1. Внешний вид и цвет - прозрачная жидкость, не содержащая посторонних примесей и воды не темнее раствора 0.003 г К₂Сr₂О₇в 1 дм³ воды

2. Плотность при 20єC, г/см3 0,878-0,880

3. Пределы перегонки 95%, єC, не более (включая температуру кипения чистого бензола 80,1є) 0,6

4. Температура кристаллизации, єC, не ниже 5,35

5. Массовая доля основного вещества, %, не менее 99,7

6. Массовая доля примесей, %, не более

- н-гептана 0.06

- метилциклогексана + толуола 0.13

- метилциклопентана 0.08

7. Окраска серной кислоты, номер образцовой шкалы, не более 0.1

8. Массовая доля общей серы, %, не более 0.00010

9. Реакция водной вытяжки Нейтральная

2) Толуол нефтяной высшего сорта

Характеристика:

1. Внешний вид и цвет: Прозрачная жидкость, не содержащая посторонних примесей и воды, не темнее раствора К₂Сr₂О₇ концентрации 0,003 г/дм³

2. Плотность при 20єC, 0,865-0,867

3. Пределы перегонки, 98% по объёму (включая температуру кипения чистого толуола 110,6єC), єC, не более 0,7

4. Массовая доля толуола, %, не менее 99,75

5. Массовая доля примесей, %, не более 0,25

- неароматических углеводородов 0,10

- бензола 0,10

- ароматических углеводородов С8 0.05

6. Окраска серной кислоты, номер образцовой шкалы, не более 0,15

7. Испытание на медной пластинке Выдерживает

8. Реакция водной вытяжки Нейтральная

9. Испаряемость - Испаряется без остатка

10. Массовая доля общей серы, %, не более 0,00015

3) Рафинат

Характеристика:

Фракционный состав:

- температура начала перегонки, єC, не ниже 50

- 97,5% перегоняется при температуре, єC, не выше 170

4) Ксилолы суммарные

Характеристика:

1. Углеводородный состав, % масс.:

2. сумма неароматики С8, не более 0.2

3. Описание технологической схемы блока гидроочистки

Сырье из резервуаров Е-250,251 через фильтры А-6,7 поступает на приём подпорных насосов ЦН-1,2 и направляется под давлением 1.0ч2.0 кгс/см2 в приёмный коллектор сырьевых насосов ЦН-3,4. Далее насосами ЦН-3,4 сырьё подаётся на тройник смешения с циркуляционным водородсодержащим газом риформинга от дожимных компрессоров ПК-1,2. Газосырьевая смесь проходит межтрубное пространство трех последовательно расположенных теплообменников Т-1/1, Т-1/2,Т-1/3, в которых за счёт тепла газопродуктовой смеси, выходящей из Р-1, нагревается и далее поступает в печь П-1. После нагрева в печи П-1 газосырьевая смесь поступает в реактор гидроочистки Р-1.

В реакторе Р-1 на катализаторе гидроочистки в присутствии водорода протекают реакции гидроочистки сырья, а также частичный гидрокрекинг с образованием углеводородных газов.

Из реактора Р-1 газопродуктовая смесь направляется в кипятильник Т-3 отпарной колонны К-1, затем проходит последовательно трубные пучки теплообменников Т-1/3, Т-1/2, Т-1/1, где охлаждается потоком газо-сырьевой смеси, воздушные холодильники ВХ-1, ВХ-203 и окончательно захолаживается в водном холодильнике Х-1.

Охлажденная газо-продуктовая смесь поступает в сепаратор С-1, где происходит её разделение на гидрогенизат, водородсодержащий газ и воду. ВСГ из С-1 поступает в сепаратор Е-19, затем проходит осушку и очистку от хлорсодержащих соединений в адсорбере К-8, после чего проходит очистку от механических примесей н априёмом фильтре компрессоров и далее поступает на компрессор ПК-1,2.

Жидкая фаза из Е-19 выводится в сепаратор Е-12, либо в факельную сеть установки. Жидкая фаза из К-8 выводится на факельную линию.

Избыток ВСГ из С-1 выводится с установки на линию №381.

Нестабильный гидрогенизат из С-1 после нагрева в теплообменнике Т-2 продуктом низа К-1 поступает в колонну стабилизации гидрогенизата К-1 на 16 тарелку. В колонне К-1 происходит отпарка углеводородных газов, аммиака, воды и сероводорода. Отпаренные продукты сверху колонны К-1 направляются в воздушный холодильник-конденсатор ВХК-1, затем в водяной холодильник - конденсатор ХК-1 и далее поступают на сепарацию в ёмкость Е-1.

Колонна К-1 имеет 28 тарелок с трапециевидными клапанами: 16 двух поточных(низ) и 12 однопоточных (верх).

Отсепарированный газ из ёмкости Е-1 выводится с установки на ГРП через общую линию вывода углеводородных газов. Орошение на верхотпарной колонны К-1 подаётся насосами ЦН-7, 8, балансовый избыток продуктов отпарки колонны К-1 из Е-1 выводится в линию стабильной головки на ГФУ.

Стабильный гидрогенизат из К-1 направляется в межтрубное пространство теплообменика Т-2 и далее через фильтры А-8,9 на приём насосов ЦН-5,6 и далее уходит на блок риформинга.



4. Теоретические основы процесса

Органические соединения серы, кислорода, азота, а также металлорганические соединения являются ядами для применяемых в процессе риформирования алюмоплатиновых катализаторов. Блок гидроочистки предназначен для очистки сырья установки от этих соединений.

Процесс гидроочистки основывается на реакциях гидрогенизации, в результате которых органические соединения серы (меркаптаны, сульфиды, дисульфиды, тиофены и др.) кислорода (фенолы и др.) и азота (пиррол, пиридин, хинолин и др.) превращаются в углеводороды с выделением сероводорода, воды, аммиака.

Металлорганические соединения также подвергаются превращению. При этом металлы практически полностью адсорбируются на применяемом в процессе гидроочистки алюмо-кобальт-молибденовом катализаторе.

Газообразные продукты реакций (сероводород, аммиак, пары воды, углеводородный газ) удаляются из нестабильного гидрогенизата путём отпарки в ректификационной колонне.

В процессе гидроочистки одновременно с реакциями превращения органических соединений серы, кислорода, азота и металлорганических соединений протекают также реакции изомеризации парафиновых углеводородов, насыщения непредельных углеводородов, гидрокрекинга, гидрирования хлорорганических соединений.

Основные реакции:

Гидрирование сернистых соединений

В результате реакций из сераорганических соединений образуется сероводород и углеводороды, строение которых зависит от строения исходных сернистых соединений.

1. Из всех сернистых соединений легче гидрируются алифатические (меркаптаны, сульфиды) и труднее ароматические - тиофены.

Меркаптаны:

Сульфиды:

Дисульфиды:

тиофен	н-бутан

2. Гидрирование кислородных соединений

фенол	бензол

3. Гидрирование азотных соединений

пиррол	н-бутан

пиридин	н-пентан

4. Гидрирование олефиновых соединений

н-гексен-2	н-гексан

5. Гидрирование хлорорганических соединений

каталитический риформинг прямогонный бензин бензол толуол

Влияние изменений основных условий процесса

Основными параметрами, влияющими на процесс гидроочистки, являются: температура, парциальное давление водорода, объёмная скорость подачи сырья, активность катализатора и кратность циркуляции водородсодержащего газа. Режим процесса должен обеспечивать получение гидрогенизата с содержанием сернистых соединений не более 1 ppm.

Температура

С увеличением температуры жесткость процесса возрастает, вследствие чего скорость реакций гидрообессеривания, гидрирования непредельных, дегидрогенизации нафтенов увеличивается.

Однако при температуре выше 420°C интенсивность реакций гидрообессеривания и особенно гидрирования непредельных углеводородов не повышается. Это связано с возрастаниеминтенсивности реакций деструктивной гидрогенизации (гидрокрекинга). При гидрокрекинге снижается выход жидких продуктов, увеличивается отложение кокса на катализаторе и, вследствие этого, сокращается срок его службы.

Гидроочистка бензиновой фракции проводится при температуре 280ч400°C.

Подбор оптимальной температуры гидроочистки зависит от состава сырья. Тяжелое, термически менее стойкое сырьё очищается при более низких температурах, чем более легкое, при одинаковом давлении процесса.

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

Давление

Давление следует рассматривать комплексно - учитывать общее давление в системе и парциальное давление водорода в циркулирующем газе. С увеличением парциального давления водорода увеличивается скорость реакции гидрирования и достигается более полное удаление серы, азота, кислорода и металлов, и также насыщение непредельных углеводородов. Повышение давления в системе способствует возрастанию срока службы катализатора.

Это связано с повышением концентрации реагирующих веществ в единице объёма.

Объёмная скорость подачи сырья

Объёмная скорость - это отношение объёма сырья, подаваемого в реактор, в час к объёму катализатора в реакторе:

(час^-1),

где: - объёмная скорость,

В - объём катализатора в реакторе, м³,

- объём сырья, подаваемого в час, м³.

С увеличением объёмной скорости уменьшается время пребывания сырья в реакторе, т.е. время контакта сырья с катализатором. При этом уменьшается глубина гидрообессеривания сырья. В случае уменьшения объёмной скорости увеличивается глубина обессеривания.

Для легких нефтепродуктов (более термостойких) уменьшение глубины гидроочистки при повышенных объёмных скоростях может быть компенсировано за счёт повышения температуры.

Активность катализатора

Чем выше активность катализатора, тем с более высокой объёмной скоростью можно проводить процесс и глубже обессеривать сырьё.

Катализаторы гидроочистки достигают максимальной активности при переходе из окисной или восстановленной в сульфидную форму. Свежие и отрегенерированные катализаторы необходимо осернять при пуске. Во время осернения активные металлы меняют свою валентность от высшей к каталитически более активной низшей. Окончательное повышение активности до максимума происходит в течение первых суток работы на сырье. При этом окисный катализатор переходит в более активную форму - сульфидную. Со временем активность катализатора снижается вследствие отложения кокса на его поверхности. Частичную регенерацию катализатора можно произвести гидрированием коксовых отложений при помощи циркуляции водорода через реактор при температуре 400ч420°C. Однако регенерация этим способом не удается, если коксообразование произошло от падения давления в системе, превышения температуры выше допустимой. Поэтому даже кратковременное снижение давления в системе, превышение температуры процесса, прекращение циркуляции водородсодержащего газа - недопустимо.

Кроме того, катализатор постепенно «стареет» за счёт рекристаллизации активирующих добавок, изменения структуры поверхности носителя, а также за счёт адсорбции металлов и других веществ, блокирующих активные центры. В этом случае каталитическая активность снижается, катализатор заменяют или регенерируют.



Кратность циркуляции водородсодержащего газа

При теоретически необходимых количествах водорода реакции гидрирования сернистых соединений могут протекать практически нацело. Однако скорость реакции будет мала ввиду низкой концентрации (парциального давления) водорода в зоне реакции. Для достижения оптимальной скорости реакции процесс ведут с избытком водорода.

Относительное количество подаваемого водородсодержащего газа выражается объёмом газа в нм³ (нормальных кубических метрах), приходящегося на 1 м³ жидкого сырья. В данном процессе кратность циркуляции водородсодержащего газа соответствует не менее 80 нм³/м³ сырья.

Концентрация водорода в водородсодержащем газе может колебаться в пределах 70ч90% объёмных в зависимости от характера сырья.

5. Нормы технологического режима

1. Расход сырья на тройник смешения с ВСГ 38-64 м3/ч

2. Кратность циркуляции ВСГ к сырью не менее 80 м3

3. Концентрация водорода в циркулирующем ВСГ не менее 70%

4. Давление на выкиде компрессоров ПК-1,2 не более 48 кгс/см2

5. Давление на приеме компрессоров ПК-1,2 не менее 10 кгс/см2

6. Температура на входе Р-1 280-420єC

7. Температура стенки корпуса Р-1 Не более 260єC

8. Давление на выходе Р-1 23-40 кгс/см2

9. Режим отпарной колонны К-1:

- температура верха 80-120єC

- Температура низа 180-210єC

- Температура питания 120-170

- Расход орошения 1.5-10 т/ч

- Давление 9-14 кгс/см2

10. Температура на выходе из Т-1/3 в П-1 160-270єC

11. Температура после Х-1 30-50єC

12. Давление в С-1 20-37 кгс/см2

6. Система КИПиА

1. FV-0311 - регулирует расход орошения в К-1

2. FV-0312 - регулирует расход нестабильного гидрогенизата в К-1

3. LV-0361 - регулирует уровень воды в Е-1

4. LV-0368 - регулирует уровень воды в С-1

5. TV-0660 - регулирует температуру низа К-1

6. FV-0720 - регулирует расход сырья на установку.

7. LV-0770 - регулирует уровень в Е-1

8. LV-0771 - регулирует уровень стабильного гидрогенизата в К-1

9. PV-0821 - регулирует давление в Е-1

10. TV-2306 - регулирует температуру входа в Р-1

11. UV-0361a - отсекатель по уровню раздела фаз в Е-1

12. UV-0368a - отсекатель по уровню раздела фаз в С-1

13. UV-5-01 - прекращение подачи топливного газа на форсунки П-1.

14. FIRCSA-0720/1, FIRSA-0720/2 - Расход сырья после ЦН-3,4 на тройник гидроочистки

15. LIRA-0752 - уровень нестабильного гидрогенизата в С-1

16. PDIRA-100 - перепад давления на приемном фильтре ПК-1,2

17. LIRSA-0362/1,2 - уровень в Е-19

18. LIRA-0364 - уровень легкого бензина в К-8

7. Система блокировок и сигнализаций

Расход сырья после ЦН-3,4 на тройник гидроочистки FIRCSA-0720/1, FIRSA-0720/2 - Автоматическое закрытие электрозадвижки СК-1 на линии сырья в тройник гидроочистки. Отключение ЦН_1ч6, закрытие электрозадвижки СК-2 на линии сырья в тройник блока риформинга с задержкой 15 С при одновременном срабатывании двух датчиков расхода. Световая и звуковая сигнализация.

Уровень раздела фаз в Е-1 LIRSA-0361 - Автоматическое закрытие отсекателя UV-0361А на линии сброса воды в промканализацию. Световая и звуковая сигнализация.

Уровень в Е-19 LIRSA-0362/1,2 - Отключение ПК-1, ПК-2 при одновременном срабатывании двух датчиков. Световая и звуковая сигнализация

Уровень легкого бензина в К-8 LIRA-0364 - Световая и звуковая сигнализация

Уровень раздела фаз в С-1 LIRSA-0368 - Автоматическое закрытие отсекателя UV-0368А на линии сброса воды в промканализацию. Световая и звуковая сигнализация

Уровень нестабильного гидрогенизата в С-1 LIRA-0752 - Световая и звуковая сигнализация

Перепад давления на приемном фильтре ПК-1,2 PDIRA-100 - Световая и звуковая сигнализация

8. Возможные нарушения технологического режима и спопобы их устранения

Возможные производственные неполадки, аварийные ситуации	Причины возникновения производственных неполадок, аварийных ситуаций	Способы устранения
1. Повышенное содержание серы в стабильномгидрогенизате	Неудовлетворительная работа реактора гидроочистки Р-1.	Увеличить температуру на входе в Р-1.
2. Наличие сероводорода в стабильномгидрогенизате	Неудовлетворительная работа колонны К-1.	Увеличить температуру низа К_1.
3. Пониженное содержание водорода в циркулирующем газе гидроочистки	Высокая температура продукта после холодильника Х-1 и высокий уровень в сепараторе С-1.	Увеличить подачу воды в Х-1, снизить уровень в С-1.
4. Пониженная температура в низу колоны К-1	Снижение подачи теплоносителя в подогреватель Т-3	Увеличить подачу теплоносителя в Т-3
5. Пропуск нефтепродуктов через торцевые уплотнения насосов	Перекос нажимной втулки.	Остановить и отсечь насос, устранить перекос.
	Выход из стоя торцевого уплотнения.	Остановить и отсечь насос, перебрать торцевое уплотнение.

9. Лабораторный контроль блока гидроочистки

1. Гидрогенизат

Делается анализ на содержание серы и сероводорода.

- Содержание S до 1 ppm

- Содержание H2S не более 400мВольт

2. Стабильная головка

Массовая доля углеводородов, %

C3H8, не более 15% масс

EC5, не более 1% масс

3. Аммиачный раствор - водный для подавления коррозии. Поступает с реагентного хозяйства цех №9

Концентрация NH3, % масс, 0.3-1.0% масс.

4. Фракция бензиновая прямогонная 62-105єC

1) Фракционный состав:

- Начало кипения, єC, не ниже 68єC

- 10% перегонки при t, єC, не ниже 73єC

- конец кипения, єC, не выше 110єC

2) Содержание H2O - Отсутствие

3) Цвет Бесцветный



10. Оборудование

1) Насосы: ЦН-1,2; ЦН-3,4; ЦН-5,6; ЦН-7,8.

2) Теплообменники: Т-1/1, Т-1/2, Т-1/3, Т-2, Т-3.

3) Холодильники: ВХК-1, ХК-1, ВХ-203, ВХ-1, Х-1.

4) Печи: П-1

5) Реактора: Р-1.

6) Колонны: К-1, К-8.

7) Ёмкости: Е-1, Е-19.

8) Сепараторы: С-1.

9) Компрессора: ПК-1, ПК-2

10) Фильтры: А-6,7; А-8,9.

Насосы ЦН-1,2 принимают сырье с Е-250, Е-251.

Насосы ЦН-3,4 подают сырье на тройник смешения с ВСГ и в Т-1/1.

Насосы ЦН-5,6 подают стабильный гидрогенизат на блок риформинга.

Насосы ЦН-7,8 подают орошения наверх отпарной колонны К-1.

Теплообменники Т-1/1, Т-1/2, Т-1/3 нагревают газосырьевую смесь в межтрубном пространстве, а также охлаждают газопродуктовую смесь в трубном пространстве.

Холодильники ВХ-203, ВХ-1, Х-1 окончательно захолаживают газопродуктовую смесь.

ВХК-1, ХК-1 конденсируют и охлаждают пары верха К-1.

Печь П-1 нагревает газо-сырьевую смесь до 420 градусов.

В реакторе Р-1 происходят реакции гидроочистки в присутствии водорода.

Колонна К-1 отпарная, состоит из 28 тарелок, причем 16 двухпоточные, 12 однопоточные.

Колонна К-8 Адсорбер

Емкость Е-1 работает как сепаратор.

Емкость Е-19 работает как сепаратор.

Сепаратор С-1 разделяет газопродуктовую смесь на ВСГ и нестабильный гидрогенизат.

Компрессора ПК-1,2 отправляют ВСГ на тройник смешения.

Фильтры А-6,7; А-8,9 очищают сырье и стабильный гидрогенизат от механических примесей.

11. Подготовка к пуску, пуск блока гидроочистки

Подготовка установки к пуску заключается в тщательной проверке правильности выполнения всех ремонтных работ, выявлении готовности связей установки с общезаводским хозяйством.

В период подготовки необходимо выполнить мероприятия, обеспечивающие безаварийный пуск установки.

После пропарки и промывки аппаратов и трубопроводов водой необходимо тщательно освободить их от влаги во избежание занесения влаги на катализатор риформинга с сырьём, что может вызвать дезактивацию катализатора и преждевременное ужесточение температурного режима.

Перед пуском установки необходимо:

- очистить территорию установки от посторонних предметов, закрыть технологические лотки и колодцы, засыпать крышки колодцев промканализации песком;

- обеспечить установку средствами пожаротушения, аптечкой;

- обеспечить обслуживающий персонал средствами индивидуальной защиты и спецодеждой;

- обеспечить установку необходимыми материалами: смазочным маслом, слесарным инструментом, набивкой, ветошью, переносными светильниками, шланговыми противогазами в установленном количестве;

- аппараты и трубопроводы опрессовать, продуть инертным газом и проверить на проходимость. Проверить наличие табличек на аппаратах и их индексы;

- подготовить к включению в работу контрольно-измерительные приборы;

- обеспечить установку всей необходимой документацией;

- проверить связь и сигнализацию;

- при осмотре фланцевых соединений обратить внимание на наличие заглушек, полное количество шпилек, болтов, прокладок, затяжку соединений; все временные заглушки, кроме заглушек, установленных на трубопроводах, связывающих установку с МЦК, снять;

- на аппаратах и трубопроводах установить предохранительные клапаны в соответствии с перечнем и установленными давлениями (все предохранительные клапаны должны быть испытаны на стенде, опломбированы и снабжены табличкой с указанием установленного давления, даты регулирования, места установки и его номера);

- проверить свободу вращения движущихся частей насосов и вентиляторов, арматуры;

Размещено на Allbest.Ru

...