Отчет по практике на примере ОАО «НУНПЗ»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ НЕФТИ  И ГАЗА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОТЧЕТ

 

О ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРАКТИКЕ НА УСТАНОВКЕ ЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ 21-10/300 ОАО «НОВОЙЛ»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент

группы ТПв-02-02       Т.И.Калимуллин

 

Проверили руководители:

от предприятия ведущий  инженер-технолог   В.А.Хлыбов

 

от кафедры, профессор       М.Н.Рахимов

 

 

 

 

 

 

 

Уфа 2007

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Общие сведения о  практике	3
2. Теоретические основы технологического процесса.	4
2.1 Состав и свойства  сырья коксования	6
2.2 Основные факторы  процесса коксования	7
2.3 Производство малосернистого  игольчатого кокса	11
3 Технологическая схема  установки 21-10/300	13
3.1 Основные положения пуска и остановки производственного объекта при нормальных условиях. Особенности остановки и пуска в зимнее время	15
4 Характеристика перерабатываемого  сырья.	21
5. Вспомогательные материалы  процесса	23
6 Нормы технологического режима	24
7 Характеристика продуктов  процесса	26
8 Аналитический контроль  технологического процесса.	29
9 Краткая характеристика  технологического оборудования  и предохранительных клапанов	38
9.1 Краткая характеристика  технологического оборудования	38
9.2 Краткая характеристика предохранительных клапанов	42
10 Котлонадзорные аппараты  на установке	43
11 Контрольно-измерительные  приборы	48
12 Обеспечение установки  реагентами, энергоносителями и  другими ресурсами	57
13 Техника безопасности  и охрана природы на установке	62
14 Производственный план  и себестоимость продукции	77
Список использованных источников	82

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРАКТИКЕ

 

1.  Место прохождения практики – установка замедленного коксования        21-10/300 топливного производства ОАО «НУНПЗ», предназначена для получения нефтяного кокса или нефтяной спекающей добавки и выработки дополнительного количества светлых нефтепродуктов из тяжелых нефтяных остатков.

       

• Производительность по сырью – 400 тыс. тонн в год.

 

• Год ввода в действие производственного объекта – 1955 год.

 

• Количество технологических линий, потоков и их назначение – одна    технологическая линия, состоящая из  блока ректификации,  реакторного блока, блока очистки коксового газа моноэтаноламином (далее МЭА), предназначенная для получения нефтяного кокса              (НСД-2) методом замедленного коксования.

 

• Наименование научно-исследовательской и проектной организации, разработавшей технологический процесс и выполнившей проект – ВНИПИнефть (Гипронефтезаводы).
• Разработчик процесса производства НСД – 2 -  ГУП ИНХП РБ.

 

• Генеральный проектировщик предприятия: - ГУП «Башгипронефтехим».

1.2 Календарные сроки практики: с 20.08.2007 по 30.09.2007.

 

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

 

В качестве сырья коксования служат тяжелые нефтяные остатки, представляющие собой смесь высокомолекулярных углеводородов и соединений, содержащих углерод, водород, серу, кислород, азот и в небольших количествах металлы.

Коксование тяжелых  остатков можно рассматривать как  форму глубокого термического расщепления, которое осуществляется обычно при температурах 475-510˚С и давлении от атмосферного до 4 кгс/см2. При этом кроме кокса получаются газообразные и жидкие продукты.

Нефтяные коксы представляют собой твердый пористый продукт  от черного до серого цвета с металлическим блеском. Элементарный состав кокса:

90-97% углерода,

1,5-8% водорода,

остальное – азот, кислород, сера, металлы.

Основную массу нефтяного  кокса составляют карбоиды – сложные  соединения, богатые углеродом и  бедные водородом, характеризующиеся полной нерастворимостью в бензоле.

Химические превращения  углеводородов под воздействием температуры весьма разнообразны и  сложны, но их можно подразделить на две основные группы:

Реакции распада, при  которых молекулы исходного сырья  расщепляются на более мелкие молекулы.

Реакции полимеризации  и уплотнения, при которых молекулы, получившиеся в результате первоначального  распада, соединяются в новые  молекулы другого строения. В результате образуются высокомолекулярные продукты, обедненные водородом.

В тех случаях, когда  целевым продуктом коксования является кокс, основными реакциями являются реакции уплотнения, приводящие к  образованию карбоидов (кокса).

В газах и дистиллятах  коксования концентрируется почти  весь водород, содержащийся в сырье. Кислород, сера, азот, металлы и зольная часть концентрируются в коксе.

В процессе замедленного коксования сырье нагревается в  печи до температуры 475-510˚С. Так как  сырье представляет собой тяжелый  остаток, богатый смолами, асфальтенами, то имеется большая опасность, что при высокой температуре оно будет коксоваться в змеевике печи. Поэтому, чтобы обеспечить нормальную работу реакционного змеевика печи, необходимо короткое время нагрева сырья в печи за счет высокой удельной теплонапряженности радиантных труб, высокой скорости сырья в трубах печи, что достигается специальной конструкцией нагревательной печи, подачей турбулизатора.

Процесс замедленного коксования является непрерывным по подаче сырья  на коксование, по выходу газообразных и дистиллятных продуктов, периодическим по выгрузке кокса из реакторов и происходит в несколько стадий. Экспериментальные данные позволили весь процесс коксования условно разделить на три этапа.

На первом этапе процесса превалируют реакции распада, в  результате чего образуется большое количество дистиллятных фракций, часть которых испаряется, а часть наиболее тяжелых фракций остается в остатке. Параллельно с идущими реакциями распада незначительно протекают реакции с образованием промежуточных соединений, конденсации и реакции глубокого уплотнения до кокса.

Второй этап реакций  коксования характеризуется некоторыми качественными отличиями от первого. Интенсивность реакций распада  и газообразования здесь примерно такая же, как и в первом этапе, но отмечается резкое снижение содержания в газах непредельных углеводородов, а молекулярные веса всех компонентов остатка непрерывно возрастают. На этом этапе возрастает роль реакций циклизации. Реакции уплотнения на данном этапе также протекают незначительно.

Третий этап реакций  коксования характеризуется непрерывным ростом содержания асфальтенов в остатке до предельного количества (24-26%) с одновременным возрастанием количества нерастворимых в бензоле (кокса). Содержание смол и масел в остатке, а также молекулярные веса масел, смол и асфальтенов, непрерывно уменьшается. Эти изменения завершаются превращением жидкого остатка в твердый углеродистый остаток – кокс.

На первом этапе процесса при  коксовании в необогреваемых камерах, сначала разогреваются стенки реактора горячим сырьем, при этом происходит довольно значительное снижение температуры сырья с 460-470˚С до 420˚С.

В результате усиленной дефлегмации  паров, которые конденсируются на верхних  частях реактора и возвращаются в  коксующийся остаток, на дне камеры накапливается жидкая масса, представляющая собой тяжелую часть загруженного сырья. При низком уровне жидкости в камере дистиллят, уходящий сверху реактора, состоит в основном из малоизмененных легких фракций сырья. В этом случае испарение превалирует над процессом разложения, что и обуславливает повышенное значение плотности дистиллята, вязкости, коксового числа, содержания серы и т. д. По мере поступления дополнительного тепла с более горячим сырьем температура остатка постепенно повышается. К концу первой стадии замедленного коксования устанавливается устойчивый тепловой баланс процесса.

После накопления в остатке асфальтенов  до 24-26%, в короткий срок происходит превращение подвижного битуминозного  остатка в скелет твердого карбоидного  образования. Этот процесс сопровождается значительным вспучиванием коксующейся массы. Газы и пары, выделяющиеся из коксующейся массы, встречают при выходе тем большее сопротивление, чем выше вязкость коксующейся массы. В связи с этим в слое возникает давление, являющееся той силой, которая совершает работу вспенивания и при определенных условиях (например, при резком изменении давления в системе) приводит к выбросу значительной части жидкой загрузки из реактора в колонну. Обвод тепла с нагретым сырьем делает достаточным осуществление непрерывного процесса наращивания слоя кокса.

На второй стадии процесса происходит испарение сырья и, одновременно, протекают реакции распада и  глубокого уплотнения до кокса, в  результате получается многокомпонентная  система, состоящая из паров, газов  и жидкого вспученного остатка, содержащего до 30% карбоидных твердых частиц и до 20-25% асфальтенов. Особенности механизма коксования на второй стадии в наибольшей степени предопределяют качество кокса.

После прекращения подачи свежего  сырья в реактор, наступает третья стадия процесса замедленного коксования. При отсутствии поступления дополнительного тепла с нагретым сырьем происходит постепенное снижение температуры коксующего остатка и скорости реакций.

При недостатке тепла в верхней  части коксового слоя (~2-3 м) образуется кокс с высоким выходом летучих веществ. Отключение реактора должно производиться плавно и осторожно, т. к. на данном этапе также возможен переброс коксующейся массы. Это происходит по причине вынужденного снижения скорости паров в период переключения камер.

 

2.1 СОСТАВ И  СВОЙСТВА СЫРЬЯ КОКСОВАНИЯ

 

Определяющим фактором процесса коксования является качество сырья, в зависимости от которого подбираются все параметры процесса – температура, давление, коэффициент  рециркуляции.

Сырьем для коксования служат тяжелые остатки, получаемые в результате атмосферной и вакуумной перегонки нефти(мазуты, гудроны), пропановой деасфальтизации (асфальт деасфальтизации), экстракты селективной очистки масел, тяжелые остатки термического и каталитического крекинга. Эти тяжелые остатки представляют собой смесь высокомолекулярных углеводородов и соединений, содержащих кроме углерода и водорода еще и гетероатомы: серу, кислород, азот и в небольших количествах металлы – ванадий, никель, кобальт, железо, молибден, титан и др.

Основными показателями, характеризующими качество сырья процесса коксования, являются коксуемость, химический состав, содержание солей и серы. От этих показателей зависят качественные и количественные показатели процесса коксования и основные эксплуатационные свойства получаемого кокса.

Между коксуемостью и  содержанием асфальто-смолистых  веществ в сырье коксования существует четкая связь. Чем больше асфальто-смолистых  веществ в сырье, тем выше его  коксуемость, и, как правило, выше выход  кокса при коксовании. Наиболее предпочтительным сырьем являются тяжелые высокоароматизированные остатки первичного и вторичного происхождения. Как правило, остатки сернистых и высокосернистых нефтей имеют большую плотность и коксуемость, чем остатки малосернистых нефтей.

Содержание серы в сырье коксования зависит от природы исходной нефти, из которой получен остаток. При коксовании остатков большая часть сернистых соединений накапливается в коксе. Высокое содержание серы в коксе ухудшает его качество, является причиной растрескивания изделий при их производстве и термообработке и загазованности производственных помещений и окружающей среды.

При коксовании соли и  механические примеси, содержащиеся в  сырье, переходят в кокс и повышают его зольность. Соли и механические примеси попадают в нефть с пластовыми водами при её добыче в виде растворимых и нерастворимых (пески и глины) веществ, а также при защелачивании нефтей. Одним из источников образования золы в коксе являются содержащиеся в сырье коксования металлоорганические соединения, которые входят в состав асфальто-смолистых веществ. Высокое содержание золы в коксе ограничивает его применение в электродной промышленности, ухудшает электротехнические качества кокса (электропроводность, удельное электросопротивление). Частично соли могут высаживаться в реакционном змеевике печи, способствуя его преждевременному коксованию.