Химия и технология нефти и газа. Установка Л-35-11-1000 производительность 1млн т/год

Содержание

 

Введение 3

1 Технологическая часть 4

1.1 Назначение, краткая характеристика процесса 4

1.2 Теоретические основы процесса 5

1.3 Характеристика сырья, готовой продукции 7

1.4 Влияние основных факторов на выход и качество продукции 10

1.5 Устройство и принцип работы основных аппаратов 12

1.6 Описание технологической схемы 16

1.7 Нормы технологического режима 18

1.8 Аналитический контроль процесса 20

1.9 КИП и А 22

1.10 Охрана труда 23

1.11 Охрана окружающей среды 24

2 Расчетная часть 26

2.1 Материальный баланс установки 26

2.2   Расчет основных  аппаратов                                                       27

2.3   Расчет вспомогательного  оборудования                                        40

3     Графическая  часть

Список использованной литературы                                                    49

 

Введение

 

Бензины являются одним из основных видов горючего для двигателей современной техники. Автомобильные  и мотоциклетные, лодочные и авиационные  поршневые двигатели потребляют бензины.

В настоящее время производство бензинов является одним из главных  в нефтеперерабатывающей промышленности и в значительной мере определяющим развитие этой отрасли.

Развитие производства бензинов связана со стремлением улучшить детонационную стойкость бензина, оцениваемую октановым числом. С точки зрения детонационной стойкости прямогонные бензины тем хуже, чем больше в них линейных и малоразветвленных алканов. Для получения более разветвленных углеводородов используют процесс каталитического риформинга.

Каталитический риформинг бензинов является важнейшим процессом современной нефтепереработки и нефтехимии. Он служит для одновременного получения высокооктанового базового компонента автомобильных бензинов, ароматических углеводородов – сырья для нефтехимического синтеза и водородсодержащего газа – технического водорода, используемого в гидрогенизационных процессах нефтепереработки. Установки каталитического риформинга имеются практически на всех отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах.

Значение процессов каталитического  риформинга в нефтепереработке существенно возросло в 1990-е годы в связи с необходимостью производства неэтилированного высокооктанового автобензина.

Процесс каталитического риформинга в последние годы был связан с разработкой и применением сначала биметаллических и затем полиметаллических катализаторов, обладающих повышенной активностью, селективностью и стабильностью.

1.Технологическая часть

 

1.1 Назначение, краткая характеристика процесса

 

Процесс каталитического  риформинга предназначен для повышения детонационной стойкости и получение индивидуальных аренов таких как бензола, толуола, ксилолов – сырья для нефтехимии. Важное значение имеет получения в процессе дешевого водородсодержащего газа для использования других гидрокаталитических процессов. В качестве сырья применяется бензиновая фракция 85-180°С при получении высокооктанового бензина.  Технологическая схема секции 200 каталитического риформинга установки Л-35-11/1000 должна обеспечивать получение выбранного ассортимента продуктов из заданного сырья наиболее экономичным способом. При выборе схема должна обеспечивать большой межремонтный пробег и высокие технико-экономические показатели. При выборе схемы необходимо определять: оптимальную мощность установки, возможность и целесообразность комбинирования с другими установками, схему размещения оборудования на территории установки. При составлении схемы следует учитывать и применять самые прогрессивные решения. В последнее время появилась тенденция сочетать технологически связанные процессы на комбинированных установках. Такое комбинирование имеет следующие преимущества: уменьшаются число индивидуальных установок, протяженность трубопроводов и число промежуточных резервуаров, более эффективно используются энергетические ресурсы самих процессов; значительно снижается расход электроэнергии, воды; более широко и эффективно используются современные средства контроля и автоматики; резко уменьшается расход металла, площадь и обслуживающий персонал. В результате комбинирования резко сокращаются капитальные затраты и себестоимость продукции, увеличивается производительность труда.

 

 

1.2 Теоретические основы процесса

 

В результате реакций, протекающих  на бифункциональных катализаторах ри-форминга, происходит глубокое изменение углеводородного состава бензиновых фракций. Основным и важнейшим направлением процесса каталитического риформинга является ароматизация  циклоалканов.

 

1.2.1 Дегидрогенизация циклоалканов

 

Циклоалканы являются самыми желательными компонентами сырья, так как реакция дегидрогенизации легко активируется, давая в качестве продукта водород, ароматические углеводороды. Реакция высокоэндотермична. Она активируется металической функцией катализатора и ускоряется с повышением температуры и понижением давления.

                                     С₆Н₁₁-СН₃ С₆Н₅-СН₃+ 3Н₂                             

 

1.2.2 Дегидроциклизация алканов

 

Дегидроциклизация алканов  протекает через промежуточную  стадию образования алкилциклопентанов и алкилциклогексанов с последующим  дегидрированием алкилциклогексанов.

                            СН₃-(СН₂) ₄-СН₃ С₅Н₈-СН₃ + Н₂                         

 

1.2.3 Гидрокрекинг

 

Гидрокрекингу подвергаются алканы и в меньшей степени  циклоалканы. Гидрокрекинг алканов  идёт в несколько стадии через  образование и распад карбений-ионов. Среди продуктов реакции преобладают  пропан и более высокомолекулярные алканы.

Гидрокрекинг протекает  на кислотных центрах катализатора, однако, начальная и конечная стадии процесса образование алкенов и  гидрирования продуктов распада протекают на металлических участках катализатора, которым свойственна дегидрирующая функция.

Суммарные уравнения реакций  гидрокрекинга:

                              С₈Н₁₈ + Н₂ С₃Н₈ + С₅Н₁₂                             

                                С₈Н₁₈ + Н₂ 2С₄Н₁₀                                    

1.2.4 Изомеризация алканов

Изомеризация алканов  на катализаторах риформинга протекает  через промежуточную стадию образования  карбоний-ионов. В условиях риформинга изомеризация приводит к образованию  малоразветвленных изомеров                         

                                              СН₃-СН-СН₂-СН₂-СН₃

                   СН₃-(СН)₄- СН₃                      СН₃                            

                                               СН₃-СН₂-СН-СН₂-СН₃

                                                             С₃Н   

Одной из важнейших реакций  риформинга является изомеризация алкилциклопентанов в алкилциклогексаны и циклогексан

                                    С₅Н₉-СН₃ С₆Н₆ + 3Н₂                              

1.2.5 Гидрогенолиз алканов

 

При пуске установки на неосерненном катализаторе, заметное значение приобретает реакция гидрогенолиза  алканов, приводящая, в отличие от гидрокрекинга, к преимущественному  образованию легких алканов, особенно метана.

                                       +Н₂               +Н₂

                      С₈Н₁₈    С₇Н₁₆ + СН₄ С₆Н₁₄ + 2СН₄                      

1.3 Характеристика сырья,  готовой продукции, вспомогательных  материалов

Таблица 1 - Характеристика сырья, выпускаемой продукции, вспомогательных материалов, реагентов, катализаторов.

Наименование сырья, материалов, реагентов, катализаторов, изготавляемой  продукции.	Показатели качества, обязательные для проверки	Норма по ГОСТ, ТУ	Область применения изготовляемой  продукции
1	2	3	4
Гидроочищенная  фракция 85-180°С	Фракционный состав, °С - начало кипения, не  ниже - 10 %, не ниже	65 87	Сырьё секции 200
	- конец кипения, не  выше Содержание: - сера, ррm, не более - азот, ррm, не более - вода, ррm, не более - хлорорганические соединения, ррm, не более - мышьяк, ррb, не более - свинец, ррb, не более - железо, ррb, не более 2	183   0,5 1 5   1 5 5 5 3
Бензин каталитического  риформинга	Октановое число, не менее: - по исследовательскому  методу, в пределах - по моторному, не менее Фракционный состав, °С: В летний период: (с 01.04. по 01.10.), - начало кипения, не  ниже - конец кипения, не  выше В зимний период: (с 01.10 по 01.04) -начало кипения, не  ниже -конец кипения, не выше	90-100 80       35 205     30 205	В качестве компо-нента товарных бензинов и сырья для выработки  ком-понента авиацион-ного бензина  и вы-сокооктановых ком-понентов  бензина.
ВСГ (водород содержащий газ)	Содержание водорода, % массовых, не менее	70	Используется в качестве свежего газа в секции 100, 300, 500, или  как товар

 

 

Продолжение таблицы 1

1		2	3	4
Бензин каталитического  риформинга		Октановое число, не менее: - по исследовательскому  методу, в пределах - по моторному, не менее Фракционный состав, °С: В летний период: (с 01.04. по 01.10.), - начало кипения, не  ниже - конец кипения, не  выше В зимний период: (с 01.10 по 01.04) -начало кипения, не  ниже -конец кипения, не выше	90-100 80       35 205     30 205	В качестве компо-нента товарных бензинов и сырья для выработки  ком-понента авиацион-ного бензина  и вы-сокооктановых ком-понентов  бензина
ВСГ (водород содержащий газ)	Содержание водорода, % массовых, не менее		70	Используется в качестве свежего газа в секции 100, 300, 500, или  как товар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1	2	3	4
Углеводородный газ	Углеводородный состав, % массовых: -с числом атомов углерода 5 и выше (С5+), не более	20	Направляется в  топливную сеть. Или отправляется как товар – «газ пиролиза»
Катализатор риформинга  RG-482	Содержание платины, % массовых, не менее Насыпная плотность, г/см3, в пределах Объем пор, см3/г, не менее Удельная поверхность, м2/г, не менее Размеры экструдата, мм. - диаметр - длина, в пределах Потери при прокаливании при 1200°С, % массовых, не более	0,3 0,66-0,67   0,6   210   1,2 4-5     5,0	Используется в реакторах  сек- ции 200: Р201, Р202, Р203, Р204.
Катализатор риформинга  RG-482	Объем пор, см3/г,не менее Удельная поверхность, м2/г, не менее	0,60   210	Используется для дозагрузки в реакторах секции 200: Р201, Р202, Р203, Р204