Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра нефтехимии и химической технологии

ОТЧЕТ

о преддипломной практике

исследование установки висбрекинга гудрона ОАО «Башнефть-УНПЗ»

Студент Г.Р. Шаймарданова

Группа БТП-13-01

Руководители практики:

от кафедры Г.М Сидоров

от университета Н.Ю. Аязян

Содержание

Введение

1. Теоретические основы процесса

2. Технологическая схема установки

3. Характеристика перерабатываемого сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции

4. Материальный баланс

5. Технологический регламент процесса

6. Краткая характеристика основного оборудования

7. Цетановое число и цетаноповышающие присадки

8. Меры безопасности при эксплуатации производственного объекта

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Установка предназначена для обессеривания средних нефтяных фракций путем умеренной гидрогенизации, в результате которой органические соединения серы, кислорода и азота превращаются в углеводороды с выделением сероводорода, воды и аммиака, а олефины преобразуются в более стабильные углеводороды парафинового ряда на алюмоникелькобальтмолибденовом катализаторе в атмосфере водорода. Процесс гидроочистки проводится при относительно высокой температуре 280-400 оС и давлении до 60 кгс/см2.

Качество перерабатываемого нефтяного сырья оказывает существенное влияние на технологическую структуру и технико-экономические показатели НПЗ. Легче и выгоднее перерабатывать малосернистые и лёгкие нефти с высоким содержанием светлых, чем сернистые и высокосернистые, которые содержат смолисто-асфальтеновые вещества, переработка которых требует большей насыщенности НПЗ процессами облагораживания.

Установки гидроочистки имеют много общего по аппаратурному оформлению и схемам реакторных блоков, различаются по мощности, размерам аппаратов, технологическому режиму и схемам секций сепарации и стабилизации гидрогенизатов.

На промышленных гидрогенизационных установках применяют два способа сепарации ВСГ из газопродуктовой смеси: холодный и горячий.

1. Теоретические основы

Процесс гидроочистки основывается на реакции умеренной гидрогенизации, в результате которой органические соединения серы, кислорода и 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.

Относительная активность и глубина протекания реакций зависит от условий протекания процесса, физико-химических свойств перерабатываемого сырья, применяемого катализатора и его состояния.

Реакции сернистых соединений

В зависимости от строения сернистого соединения: меркаптаны, сульфиды ациклического и циклического строений, дисульфиды и простые тиофены превращаются в парафины или ароматические углеводороды с выделением сероводорода.

Процесс гидрообессеривания - экзотермический, протекает с выделением небольшого количества тепла.

Реакции кислородных и азотистых соединений

Реакции углеводородов

В процессе гидроочистки одновременно с реакциями сернистых соединений протекают многочисленные реакции углеводородов. К таким реакциям относятся: изомеризация парафиновых и нафтеновых углеводородов, насыщение непредельных, гидрокрекинг и другие. Изомеризация парафиновых и нафтеновых углеводородов происходит при любых условиях обессеривания, интенсивность гидрокрекинга усиливается с повышением температуры и давления. При более высоких температурах и низких давлениях происходит частичное дегидрирование нафтеновых и дегидроциклизация парафиновых углеводородов.

Факторами, влияющими на ход процесса гидроочистки, являются:

1) Качество сырья.

2) Активность катализатора.

3) Объемная скорость.

4) Соотношение водорода и сырья.

5) Температура.

6) Давление.

Качество сырья

Наличие в сырье непредельных углеводородов и высококипящих фракций с повышенным содержанием сернистых соединений приводит к значительному увеличению расхода водорода и ускорению закоксовывания катализатора, снижению его активности.

Наличие в сырье избытка легких фракций приводит к непроизводительной загрузке установки.

Активность катализатора

С течением времени происходит постепенное снижение активности катализатора из-за отложений кокса на его поверхности. Чем выше активность катализатора, тем быстрее протекают реакции обессеривания и тем больше глубина очистки.

Объемная скорость

Объемная скорость характеризует время пребывания сырья в зоне реакции. С увеличением времени пребывания в зоне реакции увеличивается глубина очистки. С увеличением объемной скорости уменьшается время контакта с катализатором, при этом глубина превращения уменьшается. При выборе объемной скорости учитывают температуру, давление, состав сырья.

Соотношение водорода к сырью

Процесс гидрообессеривания проводится с избыточным количеством водорода.

Температура

Реакции гидрирования сернистых соединений протекают в определенном температурном интервале. Наиболее благоприятными температурами являются 330-400оС. При температуре ниже 300 оС замедленно протекают реакции гидрирования ароматических соединений, а при температуре выше 400оС ускоряются реакции гидрокрекинга и коксообразования. По мере снижения активности катализатора его гидрообессеривающая способность поддерживается повышением температуры в зоне реакции.

Давление

Давление существенно влияет на ход обессеривания нефтепродуктов. Для того чтобы достичь одной и той же степени обессеривания необходимо при низком давлении снижать объемную скорость. Более высокое давление позволяет увеличивать объемную скорость (ускоряет реакцию).

Процесс гидрообессеривания при применении новых катализаторов фирмы ART GmbH происходит под давлением до 60 кгс/см2.

Быстрое понижение давления без предшествующего понижения температуры может привести к образованию отложений кокса.

гидроочистка цетановый реагент катализатор

2. Технологическая схема установки

Дизельное топливо (сырье) подается сырьевым насосом 12 на смешение с водородсодержащим газом. Смесь газа и сырья нагревается в межтрубном пространстве теплообменников реакторного блока 13 и в печи 1 до температуры реакции, далее поступает в реакторы гидроочистки 2 и 3, где происходит разложение серу-, азот- и кислородсодержащих соединений, а также гидрирование непредельных и отчасти ароматических углеводородов.

Смесь водородсодержащего газа и продуктов гидрирования отдает свою теплоту газосырьевой смеси, проходя через трубное пространство теплообменников 13, и охлаждается в холодильнике 4. Затем смесь поступает в сепаратор высокого давления 5, где циркулирующий газ отделяется от жидкого гидроочищенного продукта. Из сепаратора 5 водородсодержащий газ направляется на очистку от сероводорода в абсорбер 18, где сероводород поглощается раствором моноэтаноламина. Очищенный газ поступает на прием компрессора 14, которым возвращается в систему циркуляции водорода. Водородсодержащий газ со стороны смешивается с циркулирующим водородсодержащим газом перед компрессором. Если в результате реакции содержание водорода в циркулирующем газе резко снижается, часть этого газа отдувается после абсорбера 18.

В жидком гидрогенизате после сепаратора 5 содержатся растворенные водород, метан, этан, пропан и бутан. Для их выделения гидрогенизат направляется в сепаратор низкого давления 6, где выделяется часть растворенного газа. С целью окончательной стабилизации гидрогенизат под собственным давлением из сепаратора 6 поступает через теплообменник 7 в колонну стабилизации 8.

С верха колонны пары бензина и газ попадают в конденсатор-холодильник 10, откуда сконденсированный бензин и газ направляются в сепаратор 11 на разделение. Газ из сепараторов 6 и 11 поступает в абсорбер 19 для отмывки от сероводорода раствором моноэтаноламина, после чего отводится с установки. Бензин из сепаратора 11 насосом 9 также подается на отмывку от сероводорода раствором щелочи или отдувку углеводородным газом, после чего выводится с установки. Стабилизированное гидроочищенное дизельное топливо охлаждается в теплообменнике 7 и в холодильнике, после чего также откачивается с установки.

Полученный на установке гидроочистки сероводород передается на установки для получения серы или серной кислоты.

Таблица 1 - Спецификация принципиальной технологической схемы ГО ДТ Л-24-7

Рисунок 1 - Принципиальная технологическая схема установки гидроочистки дизельного топлива Л-24-7

3. Характеристика исходного сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции

Таблица 2 - Характеристика исходного сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции

4. Материальный баланс установки

Таблица3 -Материальный баланс установки

5. Технологический регламент процесса

Таблица 4 - Технологический регламент процесса

6. Краткая характеристика основного технологического оборудования

Таблица 5- Краткая характеристика основного технологического оборудования

7. Цетановое число и цетаноповышающие присадки

Высокооборотные двигатели, использующиеся в современных автомобилях, рассчитаны на дизельное топливо с цетановым числом 51-53 единицы, то есть на горючее, соответствующее стандарту «ЕВРО» (согласно европейским стандартам минимально допустимое значение цетанового числа 48). Однако мощности НПЗ стран СНГ позволяют изготавливать топливо с максимальным цетановым числом лишь 45 - 48 единиц.

Цетановое число - это характеристика воспламеняемости дизельного топлива, определяющая период задержки горения рабочей смеси (промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения). Чем выше цетановое число, тем меньше задержка и тем более спокойно и плавно горит топливная смесь.

Цетановое число численно равно объёмной доле цетана (С16Н34, гексадекана), цетановое число которого принимается за 100, в смеси с б-метилнафталином (цетановое число которого, в свою очередь, равно 0), когда эта смесь имеет тот же период задержки воспламенения, что и испытуемое топливо в тех же условиях.

При малом цетановом числе продолжительность задержки воспламенения велика и смесь хорошо подготавливается, зато меньше времени остается на собственно горение. При этом горение происходит интенсивнее и сопровождается быстрым нарастанием давления в камере сгорания, что, в свою очередь, приводит к повышенному износу цилиндро-поршневой группы и механизма газораспределения, стуку в работе двигателя.

В качестве присадок, ускоряющих процесс предпламенного окисления топлива применяются соединения двух классов:

- алкилнитратного типа (изопропилнитрата [ИПН], циклогексилнитрата [ЦГН], 2-этилгексилнитрата [2-ЭГН]);

- перикисного типа (диалкил- и диарилпероксиды) .

Механизм действия промоторов воспламенения основывается не на подавлении предпламенных реакций, как в случае антидетонаторов, а, наоборот, на их ускорении и способствовании разветвлению окислительных цепей и образованию новых реакционных центров, вследствие замены первичной реакции разложения углеводорода топлива более выгодной в энергетическом отношении реакцией разложения присадки:

Радикалы НОО способствуют накоплению пероксидов, НО содействует развитию цепей окисления, а ????2 и NO участвуют в возникновении дополнительных центров высокотемпературного воспламенения.

Принцип действия промоторов воспламенения объясняют легким распадом молекул по связи О-О и О-N с невысокой энергией активации (около 150 кДж/моль). При этом возникающие свободные радикалы инициируют воспламенение топлива. При добавке алкилнитратов повышение цетанового числа составляет 2-3 единицы на каждые 0,1% добавки и тем выше, чем выше цетановое число исходного топлива.

Изопропилнитрат - прозрачная жидкость с эфирным запахом. При добавлении 1 % ИПН в дизельное топливо его ЦЧ должно повыситься не менее чем на 10-12 ед.

Циклогексилнитрат: ЦГН имеет ряд преимуществ перед ИПН. Он более гидролитически устойчив, менее взрывоопасен и менее летуч: давление насыщенных паров при 99°С ЦГН и ИПН составляет соответственно 8,7 и 91,5 кПа

Практический интерес представляют органические соединения на основе пероксидов: диалкил- и диарилпероксиды. Эти соединения устойчивы при хранении и нагревании, не разлагаются в контакте с водой, олефинами и другими соединениями, которые могут присутствовать в товарных топливах. Преимуществом пероксидов является их хорошая совместимость с противоизносными присадками, отсутствие коррозионной агрессивности, меньшая токсичность и взрывоопасность, хорошая совместимость с присадками других типов. Энергия разрыва по связи RO-OR составляет 142-155 кДж/моль.

8. Меры безопасности при эксплуатации производственного объекта

Процесс гидроочистки идет при высоких температурах с переработкой и получением легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, взрывоопасных газов и поэтому вся установка относится к взрывопожароопасному производству.

Опасным фактором является также наличие на установке нагревательных печей и электрооборудования высокого напряжения. Для обеспечения безаварийной работы установки и достижения минимального уровня взрывопожароопасности процесса предусмотрены следующие мероприятия:

- процесс осуществляется по непрерывной схеме и в герметичных аппаратах;

- установка разделена на технологические блоки, снабженные быстродействующими запорными или отсекающими устройствами;

- контроль и управление процессом выполнен дистанционно и автоматически из отдельно стоящей операторной, в которой созданы нормальные условия для работы обслуживающего персонала;

- предусмотрена предварительная сигнализация нарушения параметров, которые могут привести к потере качества продуктов и созданию опасных условий работы оборудования;

- осуществляется автоматическая блокировка с отключением агрегатов и оборудования в случаях выхода технологического параметра за недопустимые нормы, причем система противоаварийной защиты не зависит от работы системы управления;

- в емкостях с легковоспламеняющимися жидкостями предусмотрено по три измерителя уровня и сигнализации верхнего уровня, которые выполнены от двух независимых датчиков;

- на аппаратах, где возможно повышение давления до максимально допустимого, установлены предохранительные клапаны;

- предусмотрена откачка из аппаратов при авариях с последующим дренированием продукта в заглубленные емкости и откачкой его с установки;

- на установке предусмотрены сигнализаторы довзрывных концентраций. Сигналы подаются в операторную при содержании горючих газов и паров в воздухе 20% и 45% от нижнего предела воспламенения;

- во избежание замерзания и застывания измеряемых продуктов предусмотрен обогрев приборов и импульсных линий;

Заключение

Установка гидроочистки дизельного топлива Л-24-7 предназначена для переработки сернистой дизельной фракции смеси западно-сибирской нефти и башкирских высокосернистых нефтей.

На установке получают следующие продукты:

· Гидроочищенное дизельное топливо;

· Бензин- отгон;

· Углеводородный газ;

· Сероводород.

Предусматривается возможность получения и вывода легкого газойля (фракция 200-350 °С) и очищенного от сероводорода углеводородного газа.

Установка ЛЧ-24/7 состоит из:

- двух параллельно работающих реакторных блоков с узлами очистки циркулирующего водородсодержащего газа;

- двух параллельно работающих блоков стабилизации;

- блока очистки жирного углеводородного газа;

- блока очистки газов стабилизации;

- блока очистки бензина от сероводорода;

- блока регенерации раствора МЭА;

- блока защелачивания продуктов регенерации катализатора.

Максимальная суточная производительность установки на левом и правом блоках при работе на летнем диз. топливе составляет по 4500 тн/сут (187,5 тн/час), на зимнем диз. топливе по 4400 тн/сут (183,33 тн/час) по каждому блоку, при фонде рабочего времени 8000 часов.

В процессе эксплуатации на установке внедрен ряд технологических мероприятий, позволяющих значительно улучшить технико-экономические показатели работы установки, повысить безопасность обслуживания, снизить существенно выбросы вредных газов и продуктов в атмосферу и канализации

Список использованной литературы

1 Ахметов С.А. и др. Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых: Учебное пособие / С.А. Ахметов, М.Х. Ишмияров, А.А. Кауфман; Под ред. С.А. Ахметова. - СПб.: Недра, 2009. - 832 с.

2 Технологический регламент установки каталитического крекинга Г-43-107-М/1 ОАО "Башнефть-УНПЗ"

3 Ахметов С.А., Ишмияров М.Х.,. Веревкин А.П, Докучаев Е.С., Малышев Ю.М. Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа: Учеб. Пособие / Под ред. С.А. Ахметова. - М.: «Химия», 2005. -736 с.

4 Танатаров М.А. и др., Ахметшина М.Н., Фасхутдинов Р.А. Технологические расчеты установок переработки нефти. / М.А. Танатаров, М.Н. Ахметшина, Р.А. Фасхутдинов; Под ред. С.А. Ахметова. - М.: Химия, 1987. - 352 с.

Размещено на Allbest.ru