Гидроочистка нефтяных дистиллятов

Принятые обозначения  и сокращения

 

ВСГ         водородосодержащий газ

МЭА        моноэтаноламин

НПЗ         нефтеперерабатывающий завод

АКМ        алюмокобальтмолибденовый катализатор

АНМ        алюмоникельмолибденовый катализатор

ПК           поршневой компрессор

ОПС         окружающая природная среда

ООС         охрана окружающей среды

ЗВ             загрязняющие вещества

ТЭК          топливо - энергетический комплекс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Индивидуальное задание	2
Принятые обозначения  и сокращения	3
Введение	5
1 Описание установки гидроочистки нефтяных дистиллятов	8
2 Потребность установки в сырье, катализаторах, вспомогательных материалах и энергоресурсах	12
2.1 Сырье	12
2.2 Катализаторы и вспомогательные материалы	13
2.3 Теплоснабжение	15
2.4 Топливоснабжение	15
3 Основные технологические  решения и технология производства	16
3.1 Основные технологические  решения	16
3.2 Описание технологической  схемы	16
4 Характеристика производственной среды. Анализ опасностей и производственных вредностей	18
5 Охрана окружающей среды	23
Заключение	25
Список использованных источников	26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

НПЗ представляет собой совокупность основных нефтетехнологических процессов, а также вспомогательных и обслуживающих служб, обеспечивающих нормальное функционирование промышленного предприятия. Целевое назначение НПЗ – производство в требуемых объеме и ассортименте высококачественных нефтепродуктов и сырья для нефтехимии. Современные нефтеперерабатывающие предприятия характеризуются большой мощностью как НПЗ (исчисляемой миллионами тонн в год). так и составляющих технологических процессов. В этой связи на НПЗ исключительно высоки требования к уровню автоматизации технологических процессов, надежности и безопасности оборудования и технологии, квалификации и обслуживающего персонала.

Отличительной особенностью НПЗ является получение разнообразной продукции  из одного исходного нефтяного сырья. Ассортимент нефтепродуктов НПЗ исчисляется обычно около или более сотни наименований. Характерно, что в большинстве технологических процессов производятся преимущественно только компоненты или полупродукты. Конечные товарные нефтепродукты получаются, как правило, путем компаундирования нескольких компонентов, производимых на данном НПЗ, а также добавок и присадок. Это обуславливает иметь в составе НПЗ разнообразный набор технологических процессов с исключительно сложной взаимосвязью по сырьевым, продуктовым и энергетическим потокам.

Современные и перспективные  НПЗ должны:

1. обладать оптимальной мощностью, достаточной для обеспечения потребности экономического района в товарных нефтепродуктах;
2. обеспечивать требуемое государственными стандартами качество выпускаемых нефтепродуктов;
3. осуществлять комплексную и глубокую переработку выпускаемых нефтепродуктов;
4. быть высокоэффективным, конкурентоспособным, технически и экологически безопасным предприятием.

Набор технологических процессов должен обеспечивать оптимальную глубину переработки нефти и выпуск заводом заданного ассортимента нефтепродуктов высокого качества с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами. При минимизации капитальных и эксплуатационных затрат наиболее значительный эффект достигается, когда на НПЗ применяются крупнотоннажные технологические процессы и комбинированные установки. При комбинировании нескольких технологических процессов в единую централизованную управляемую установку в сочетании с укрупнением достигается:

- экономия капитальных  вложений в результате сокращения  резервуарных парков, трубопроводов,  технологических коммуникаций и  инженерных сетей, более компактного  расположения оборудования и  аппаратов, объединения насосных, компрессорных, операторных и  других помещений;

- экономия эксплуатационных  затрат в результате снижения  удельных расходов энергии, пара, топлива и охлаждающей воды  за счет объединения стадий  фракционирования, исключения повторных операций нагрева и охлаждения и др., а также в результате сокращения численности обслуживающего персонала (то есть повышения производительности труда) за счет централизации управления, более высокого уровня автоматизации и механизации;

- снижение потерь нефтепродуктов  и количества стоков, и следовательно, количества вредных выбросов в окружающую среду [2].

Технологические процессы НПЗ  принято классифицировать на две  группы: физические и химические. Химические процессы, применяемые на современных  НПЗ, по способу активации химических реакций подразделяются на термические и каталитические.

Гидрокрекинг является эффективным  и исключительно гибким каталитическим процессом, позволяющим комплексно решить проблему глубокой переработки  вакуумных дистиллятов (ГКВД) с получением широкого ассортимента моторных топлив в соответствии с современными требованиями и потребностями в тех или  иных топливах[1].

В данной работе рассмотрено  техническое перевооружение установки  гидрокрекинга или гидроочистки нефтяных дистиллятов Л-16-1 с внедрением схемы горячей сепарации, заменой  реакторного блока и блока  стабилизации.

Цель перевооружения:

- производить отбор дополнительного  товарного продукта – дизельного  топлива;

- повышение производительности  от 1,5 млн. т/год до 1,9 млн. т/год  по сырью;

- улучшение качества отбираемых  продуктов;

- замена морально и  физически устаревшего оборудования  на новое;

- повышение безопасности  установки при эксплуатации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Описание установки  гидроочистки нефтяных дистиллятов

Установка гидрокрекинга  или гидроочистки предназначена  для улучшения качества нефтяных дистиллятов за счет удаления химических соединений серы, азота, кислорода, смолистых  соединений, непредельных углеводородов.

На установке осуществляется гидроочистка нефтяных дистиллятов  на алюмоникельмолибденовом или алюмокобальтмолибденовом катализаторе в среде водорода при давлении 30-50 кгс/см² при температуре до 425 С.

Номинальная производительность установки гидроочистки составляет 1900 т/год. Среднее число часов  работы в году (с учетом простоя  на ремонте) составляет 8000 ч.

При гидрокрекинге получаются гидроочищенный вакуумный газойль и компонент дизельного топлива. Ассортимент и характеристики получаемой продукции приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Ассортимент  и характеристика получаемой продукции

 

Наименование продукции	Кол-во тыс. т/год	Качество	Направление использования
1 Гидроочищенный вакуумный газойль	1410,48	1 до 350 С выкипает  не более 2%; 2 Массовая доля серы  не более 0,4%; 3 Сероводород отсутствует	Направляется на установку  каталитического крекинга для получения  высококачественного бензина
2 Компонент дизельного  топлива	320,0		Товарный продукт в  качестве топлива для дизельных  и газотурбинных двигателей

 

При гидрокрекинге также  получаются сероводород, углеводородный газ на собственные нужды, ВСГ отдув в общезаводскую сеть и бензин нестабильный. Количество и характеристики попутной продукции приведены в таблице 2.

 

Таблица 2 – Количество и  характеристики попутной продукции 

 

Наименование продукции	Количество, тыс. т /год	Характеристика	Направление использования
Сероводород	31,12	Объемная доля сероводорода, не менее 95,0%	Используется в качестве сырья на установке получения  элементарной серы
Углеводородный газ на собственные нужды	22,326	Массовая доля сероводорода, не более 0,01 %	В качестве топливного газа
ВСГ отдув в общезаводскую  сеть	25,344	Массовая доля сероводорода, не более 0,01 %	В качестве топливного газа
Бензин нестабильный	112,00	Температура конца перегонки, не выше 170 С	Компонент сырья установки

 

Для получения желаемых результатов по снижению содержания в топливе токсичных компонентов в технологии заложен жесткий режим процесса гидроочистки. Параметры гидроочистки поддерживают в определенных пределах в зависимости от качества очищаемого продукта и требуемой степени очистки. Чем тяжелее очищаемый продукт, чем больше в нем непредельных углеводородов, тем выше должно быть парциальное давление водорода в водородосодержащем газе на входе в реактор. С повышением парциального давления водорода улучшается степень очистки, уменьшается коксообразование, увеличивается срок службы катализатора [4]. В процессе гидроочистки используют не чистый водород, а газ, в котором объемное содержание водорода 50-95%, остальную часть составляют метан, этан, пропан и бутан. В результате реакций гидроочистки водород поглощается, образуются углеводородные газы, сероводород и вода. Поэтому содержание водорода в водородосодержащем газе на входе в реактор выше, чем на выходе. Расход водорода восполняется подачей водорода с установок риформинга, производства водорода или из других источников. При наличии гидрокрекинга необходима организация производства водорода, так как водорода риформинга недостаточно. Поэтому расход водорода при гидрокрекинге и связанная с этим глубина процесса существенно влияют на экономические показатели завода в целом.

Гидрокрекинг протекает  с суммарным экзотермическим  эффектом, зависящим от глубины превращения. Для поддержания заданного температурного режима выделяющееся тепло частично или полностью отводится из реакционной  зоны подачей части циркуляционного  газа, минуя нагревательную печь[7].

Смесь сырья с водородосодержащим газом, нагретую в теплообменнике и  печи, подвергают гидроочистке в реакторах  над АКМ катализатором. Избыточную теплоту реакции отводят путем  введения в реакторы холодного циркуляционного  газа. Из реакторов газо-продуктовая  смесь после охлаждения поступает  в адсорбер раствором МЭА, вновь  возвращается в цикл.

Гидрогенизат из сепаратора высокого давления после дросселирования направляется в сепаратор низкого давления и после подогрева в теплообменнике – в стабилизационную колонну. Дизельное топливо при выходе из колонны разделяется на два потока: один из них, пройдя печь, в виде рециркулята возвращается в колонну, а второй после охлаждения поступает на защелачивание и водную промывку. Очищенное дизельное топливо выводится с установки [3].

Результаты гидрокрекинга  представлены в таблице 3.

 

 

 

Таблица 3 – Материальный баланс

 

Наименование продукта	% масс	кг/ч	тыс. т/год
Взято:          Вакуумный  газойль           ВСГ   Итого:   Получено:           Гидроочищенный вакуумный газойль           Компонент  дизельного топлива           Бензин  нестабильный           Сероводород            Углеводородный  газ на собственные нужды           ВСГ  отдув на общезаводскую топливную  сеть           Потери   Итого:	100,0   2,0   102,0       74,24     16,84     5,89   1,64     1,18       1,33   0,88   102,00	237500,0   4750,0   242250,0       176310,0     40000,0     14000,0   3890,0     2792,0       3168,0   2090,0   242250	1900,0   38,0   1938,0       1410,48     320,0     112,0   31,12     22,336       25,344   16,72   1938,00