Исследование параметров процесса термоокислительного крекинга вакуумного газойля
Представлен способ углубленной переработки вакуумного газойля в светлые топливные фракции. Разработана и сконструирована установка термоокислительного крекинга, определены оптимальные условия проведения процесса. Фракционный состав продуктов крекинга.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.05.2018 |
| Размер файла | 257,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОГО КРЕКИНГА ВАКУУМНОГО ГАЗОЙЛЯ
Козловский Р.А. 1, Макаров М.Г. 2, Сучков Ю.П. , Луганский А.И. 4, Горбунов А.В. 5, Ушин Н.С. 6
1Доктор химических наук, 2Доктор химических наук, 3Кандидат химических наук, 4Кандидат технических наук, 5Аспирант, 6Аспирант, ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева»
Аннотация. В статье представлен способ углубленной переработки вакуумного газойля в светлые топливные фракции. Разработана и сконструирована установка термоокислительного крекинга, а также определены оптимальные условия проведения процесса.
Ключевые слова: инициированный крекинг, вакуумный газойль, бензин, дизельное топливо.
Abstract. The article considers the way of deep processing of vacuum gasoil to light fuel fractions. The reactor of thermal-oxidative cracking was designed and constructed, as well as the optimal conditions of this process are developed.
Keywords: initiated cracking, vacuum gasoil, gasoline, diesel fuel.
В настоящее время развитие переработки остаточных нефтяных фракций в России осуществляется низкими темпами по сравнению со странами западной Европы и США. Структура производства продукции на российских НПЗ за последние десять лет практически не изменилась и серьезно отстает от мирового уровня. Доля выработки топочного мазута в России (28%) в несколько раз выше аналогичных показателей в мире - менее 5% в США, до 15% в Западной Европе.
Стоит отметить, что порядка 80% мощностей переработки тяжелых нефтяных остатков - это НПЗ, построенные еще в 70-80-е года прошлого века. Для широкого внедрения процессов углубления переработки также следует учитывать такие факторы, как: большое время окупаемости процесса, повышенные энерго- и капиталоемкость [1].
Имея в виду данную актуальную проблему, коллективом авторов на базе ФГБОУ ВО «РХТУ им. Д.И. Менделеева» был разработан и исследован способ термоокислительного крекинга (ТОК) тяжелых нефтяных остатков. Данный процесс характеризуется повышенным выходом топливных фракций (бензин и дизельное топливо), а также получением в крекинг-остатке товарных марок битумов и котельных топлив. На основании результатов исследований процесса ТОК была спроектирована и построена проточная установка [2], на которой были проведены испытания процесса на примере вакуумного газойля марки VGO-HS.
Основными параметрами при проведении процесса термоокислительного крекинга является: количество подаваемого воздуха, температура проведения реакции, время пребывания вакуумного газойля в реакционной зоне. Целью первой серии экспериментов было исследованием влияния количества воздуха, подаваемого в реактор, на выход светлых фракций (начало кипения - 350°С) и на свойства получаемого тяжелого остатка ТОК.
Все эксперименты данной серии были выполнены при постоянной температуре 440°С, давлении 7 ати и времени пребывания сырья в реакционной зоне 20 минут.
По результатам эксперимента видно, что при повышении концентрации воздуха до 6 % масс.имеет место заметное увеличение выхода светлых фракций, но при концентрациях воздуха превышающее значение 6 % масс. скорость роста выхода светлых фракций падает. Одновременно с этим, при превышении значений выхода светлых фракций значений выше 35 % масс.наблюдается резкий рост вязкости получаемого тяжелого остатка (фракция Ткип>350°С). Исходя из этого, следует, что оптимальным количеством подаваемого воздуха является 6 % масс.
В этом случае получаемый тяжелый остаток термоокислительного крекинга может найти дальнейшее применение в дорожном хозяйстве и в качестве котельного топлива.
При концентрации воздуха 6 % масс.была проведена следующая серия экспериментов с варьированием времени пребывания сырья в реакторе и температуры. Опыты проводили при постоянной подаче кислорода воздуха 6% масс, времени пребывания 20-25 мин., давлении 7 ати и в интервале температур 430-450°С.
В таблице 1 представлен материальный баланс проведения процесса термоокислительного крекинга вакуумного газойля при оптимальных условиях.
По результатам испытаний установки с вакуумным газойлем установлено, что при проведении процесса в диапазоне температур 430-450°С, давлении 4-7 ати, при времени пребывания массы в реакторе 20-25 минут и подаче в реакторный узел порядка 6% масс.воздуха, при ТОК удается увеличить выход светлых фракций на 20-25% масс.по сравнению с традиционным термическим крекингом.
Таблица 1 - Материальный баланс процесса термоокислительного крекинга при оптимальных условиях проведения процесса (Т=4500С, t=20 мин.)
|
Взято, % масс. |
|||
|
без воздуха |
с воздухом |
||
|
Вакуумный газойль |
100,0 |
98,5 |
|
|
Воздух, в т. ч. |
5,9 |
||
|
Азот |
3,0 |
4,4 |
|
|
Кислород |
1,5 |
||
|
Итого |
103,0 |
104,4 |
|
|
Получено, % масс. |
|||
|
Азот |
3,0 |
4,4 |
|
|
Газ |
5,0 |
4,5 |
|
|
Вода |
- |
0,1 |
|
|
Фракция <3600С, в т.ч. |
55,5 |
67,4 |
|
|
Фракция <1800С |
9,4 |
12,7 |
|
|
Фракция 1800С - 3600С |
46,1 |
54,7 |
|
|
Фракция >3600С |
39,5 |
27,9 |
|
|
Итого |
103,0 |
104,4 |
Также анализ полученных результатов позволяет сделать вывод, что при проведении ТОК максимального значения выход светлых фракций достигает при температуре 450°С, времени пребывания массы в реакторе 20 минут и давлении 7 ати. На рис.1 для сравнения представлены диаграммы фракционного состава продуктов после проведения традиционного крекинга и инициированного крекинга при оптимальных параметрах проведения процесса.
Анализ полученных продуктов показал, что топливные фракции ТОК практически соответствуют стандартам качества, что, тем не менее, не исключает необходимости проведения более глубокой переработки данных фракций, в частности на установках каталитического риформинга (для фракции <1800С) и гидроочистки (для фракции 1800С - 3600С) из-за повышенного содержания серы [3].
Рис. 1. Фракционный состав продуктов крекинга (t=450?C, ф = 20 мин)
термоокислительный крекинг вакуумный газойль
Учитывая показатели выхода светлых фракций, капитальные и эксплуатационные затраты, процесс термоокислительного крекинга может быть конкурентоспособным процессом углубленной переработки тяжелых нефтяных остатков.
Литература
1. Чернышева Е.А. Проблемы и пути развития глубокой переработки нефти в России // Бурение и нефть. -- 2011. -- № 5. -- С. 37-44.
2. Горбунов А.В., Луганский А.В., Ушин Н.С. Термоокислительный крекинг тяжелых нефтяных остатков // Успехи в химии и химической технологии. - 2015. - том XXIX - №7.
3. Швец В.Ф., Сучков Ю.П., Козловский Р.А., Луганский А.И., Горбунов А.В. Термоокислительный крекинг мазута. Исследование процесса в проточном реакторе // Ж. Химическая промышленность. -- 2013. -- № 10. -- С. 19-25.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Назначение процесса гидрокрекинга вакуумного газойля, его технологический режим, нормы. Требование к сырью и готовой продукции. Расчет материального баланса установки. Исследование влияния процесса гидрокрекинга на здоровье человека и окружающую среду.
курсовая работа [289,0 K], добавлен 13.06.2014Характеристика вакуумных дистилляторов и их применение. Выбор и обоснование поточной схемы глубокой переработки нефти. Расчет основных аппаратов (реактора, колонны разделения продуктов крекинга, емкости орошения) установки каталитического крекинга.
курсовая работа [95,9 K], добавлен 07.11.2013Описание технологической схемы установки каталитического крекинга Г-43-107 (в одном лифт-реакторе). Способы переработки нефтяных фракций. Устройство и принцип действия аппарата. Назначение реактора. Охрана окружающей среды на предприятиях нефтехимии.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 12.03.2015Анализ влияния технологических режимов на количество и качество продукции. Оптимальные режимы работы установок каталитического крекинга по критерию снижения себестоимости переработки. Управленческие промышленные технологии, технологии управления данными.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 07.10.2013Физико-химические основы процесса каталитического крекинга. Дистиллятное сырье для современных промышленных установок каталитического крекинга. Методы исследования низкотемпературных свойств дизельных фракций. Процесс удаления из топлива парафина.
курсовая работа [375,4 K], добавлен 16.12.2015Основы процесса каталитического крекинга. Совершенствование катализаторов процесса каталитического крекинга. Соответствие качества отечественных и зарубежных моторных топлив требованиям европейских стандартов. Автомобильные бензины, дизельные топлива.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 11.12.2014Процесс каталитического крекинга гидроочищенного сырья, описание технологической схемы. Физико-химические свойства веществ, участвующих в процессе. Количество циркулирующего катализатора, расход водяного пара. Расчет и выбор вспомогательного оборудования.
курсовая работа [58,0 K], добавлен 18.02.2013Каталитический крекинг как крупнотоннажный процесс углубленной переработки нефти. Количество катализатора и расход водяного пара, тепловой баланс. Расчет параметров реактора и его циклонов. Вычисление геометрических размеров распределительного устройства.
курсовая работа [721,3 K], добавлен 16.05.2014Технологическая схема каталитического крекинга. Выбор и описание конструкции аппарата реактора для получения высокооктановых компонентов автобензинов из вакуумных газойлей. Количество катализатора и расход водяного пара. Параметры реактора и циклонов.
курсовая работа [57,8 K], добавлен 24.04.2015Общая схема и этапы переработки нефти. Процесс атмосферно-вакуумной перегонки. Реакторный блок каталитического крекинга. Установка каталитического риформинга, ее назначение. Очистка и переработка нефти, этапы данного процесса, его автоматизация.
презентация [6,1 M], добавлен 29.06.2015Переработка нефти и её фракций для получения моторных топлив, химического сырья. Общая характеристика процесса крекинга нефти и природного газа: история появления, оборудование. Виды нефтепеработки: каталитический и термический крекинг, катализаторы.
курсовая работа [587,5 K], добавлен 05.01.2014Схема переработки нефти. Сущность атмосферно-вакуумной перегонки. Особенности каталитического крекинга. Установка каталитического риформинга с периодической регенерацией катализатора компании Shell. Определение качества бензина и дизельного топлива.
презентация [6,1 M], добавлен 22.06.2012История, состав, сырье и продукция завода. Промышленные процессы гидрооблагораживания дистиллятных фракций. Процессы гидрокрекинга нефтяного сырья. Гидроочистка дизельных топлив. Блок стабилизации и вторичной перегонки бензина установки ЭЛОУ-АВТ-6.
отчет по практике [8,1 M], добавлен 07.09.2014Характеристика процесса замедленного коксования; его назначение. Химизм газофазного термолиза различных классов углеводородов. Термические превращения высокомолекулярных компонентов нефти в жидкой фазе. Устройство и принцип работы шатровых печей.
курсовая работа [902,2 K], добавлен 14.04.2014Схема вакуумного агрегата и ее описание. Расчет параметров рабочей среды жидкостно-парового струйного эжектора. Расчетная схема сепаратора парожидкостного потока. Определение критериев циклонного процесса в сепараторе. Подбор циркуляционного насоса.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 28.04.2015Кривая истинных температур кипения нефти и материальный баланс установки первичной переработки нефти. Потенциальное содержание фракций в Васильевской нефти. Характеристика бензина первичной переработки нефти, термического и каталитического крекинга.
лабораторная работа [98,4 K], добавлен 14.11.2010Изучение работы вакуумной системы автоцистерны и выявление недостатков ее работы: попадания воды в полость вакуумного насоса, расхода масла шиберным насосом в процессе его эксплуатации. Разработка направлений модернизации вакуумного шиберного насоса.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 07.10.2013Проблемы переработки нефти. Организационная структура нефтепереработки в России. Региональное распределение нефтеперерабатывающих предприятий. Задачи в области создания катализаторов (крекинга, риформинга, гидропереработки, изомеризации, алкилирования).
учебное пособие [1,6 M], добавлен 14.12.2012Гидрокрекинг: общее понятие, виды катализаторов, главные преимущества и недостатки, сырье. Легкий газойль каталитического крекинга. Прямогонная фракция дизельного топлива. Бензиновые и керосиновые фракции, моторные топлива и масла, вакуумный газойль.
презентация [748,9 K], добавлен 29.01.2013Висбрекинг как наиболее мягкая форма термического крекинга, процесс переработки мазутов и гудронов. Основные задачи висбрекинга на современных нефтеперерабатывающих заводах: сокращение производства тяжелого котельного топлива, расширение ресурсов сырья.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 04.04.2013
