Установка каталитического крекинга

 

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ НЕФТИ И ГАЗА

 

 

 

 

 

 

 

УСТАНОВКА КАТАЛИТИЧЕСКОГО  КРЕКИНГА   

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

 

 

 

 

 

ВЫПОЛНИЛ:                                                                           СТ. ГР. ТП -04 -01

        М.И. СТАНЧЕВ

 

 

 

 

КОНСУЛЬТАНТ:                                               ПРОФЕССОР КАФЕДРЫ ТНГ

                  Н.К. КОНДРАШОВА

 

 

 

 

 

 

 

                                                

УФА 2008

Содержание

 

 

          Введение

1 Назначение процесса (место и роль установки в схеме НПЗ)

2 Сырье (виды, качество, способы подготовки)

3 Целевой продукт (качество  и выход)

4 Нецелевые (побочные  продукты), направления использования

5 Основы химизма и  механизма процесса

6 Катализаторы процесса. Состав, свойства и механизм действия

7 Влияние основных  факторов (температуры, катализатора, давления,   

объемной скорости подачи сырья и др.) на выход и качество целевого

продукта

8 Реактор (реакционный  аппарат) установки, устройство  и режим работы (описание с  эскизом)

9 Материальный баланс  процесса

         10 Существующие модели процесса в России и за рубежом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

 

1 Потехин В. М. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки: учебник для вузов /В.М. Потехин, В.В. Потехин. – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2005. – 912 с.

2 Ахметов С. А. Лекции  по технологии глубокой переработки  нефти в моторные топлива: учебное пособие. – СПб.: Недра, 2007. – 312 с.

3 Коган С. Ю. Переработка  остаточного сырья на установках  каталитического крекинга за  рубежом /Ю.С. Коган, М.Я.Конь. – М., 1988. – (Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность: обзор.

информ. /ЦНИИТЭнефтехим; вып. 8)

4 Гиниятуллин В. М. Разработка новых процессов и продуктов переработки сернистых нефтей /В.М. Гиниятуллин, С.Л. Ларионов, Э.Г. Теляшев и др. //Cборник научных трудов. Сернистые нефти и продукты их переработки. – Уфа, 1994. - № 32. – С. 5 – 9.

5 Бондаренко Б. И. Установки каталитического крекинга. – М.: Химия, 1970. – 303 с.

6 Владимиров А. И.  Каталитический крекинг с кипящим  (псевдоожиженным) слоем катализатора. Реакторно-регенераторный блок. – М.: Нефть и газ, 1992. - 47 c.

7 Каталитические процессы в нефтепереработке и нефтехимии : Избр.тр. / В. С. Гутыря. – Киев: Наук. Думка, 1988. – 376 с.

8 Зайналов Ф. И. Каталитический  крекинг с пылевидным катализатором. – М.: Химия, 1980. – 233 с.

9 Каминский Э.Ф. Глубокая  переработка нефти: технологический и экологический аспекты / Э. Ф. Каминский, В.А. Хавкин. – М.: Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП» , 2001. -384 с.

10 Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах /Под ред. С. Н. Хаджиева. – М.: Химия, 1982. – 280 с.

11 Никитин О. А. Углеводороды  – не просто сырье. www/tehsovet.ru/article-2007-8-3-942.

12 Войцеховский Б. В.  Каталитический крекинг. Катализаторы, химия, кинетика /Б. В. Войцеховский, А. Корма /Под ред. Н. С. Печуро. – М.: Химия, 1990. – 152 с.

13 Murphy J.R. XI World Petroleum Congress, London, 1983.

14 Cтрозер Ч. У. , Лоумас Д. А. //Каталистикс, 4-й ежегодный симпозиум. – Амстердам, 1983.

15 Технологический регламент ТР 2-03-02-001-200 производство 3, установка Каталитический крекинг ОАО Лукойл Бургас.

16 Ахметов С. А. Технология  глубокой переработки нефти и газа: учебное пособие для вузов. - Уфа: «Гилем», 2002. – 672 с. 

 

 

Аннотация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Согласно ежегодным исследованиям  «Нефтеперерабатывающая промышленность России» (АИ «ИНФОлайн»), основными проблемами отрасли остаются:

- недостаточная загрузка производственных мощностей (70–75%), что повышает себестоимость переработки;

          - низкий показатель выхода светлых нефтепродуктов (до 60%);

          - низкая глубина переработки нефти (до 73%);

          - низкие эксплуатационные и экологические свойства нефтепродуктов, прежде всего моторных топлив.

Тем не менее, по всем четырем проблемам положение постепенно

меняется:

          - на ряде НПЗ списана часть избыточных мощностей путем вывода из эксплуатации устаревших технологических установок (в основном старых  АТ и АВТ) или перепрофилирования их под другие процессы (АТ или АВТ – под висбрекинг, установок риформинга бензина – под изомеризацию). Часть списанных мощностей была заменена вновь вводимыми установками. В итоге структура основных фондов НПЗ улучшилась, вырос коэффициент загрузки мощностей; 

- ввод новых мощностей вторичных углубляющих процессов на НПЗ ежегодно увеличивает долю светлых нефтепродуктов и показатель глубины переработки нефти. Предполагается, к 2020 г. последняя достигнет 84% (сегодняшний показатель большинства западноевропейских заводов);

- на ряде заводов построены новые установки гидроочистки дизельных топлив, а на существующих установках заменены катализаторы. Растет доля малосернистых дизельных топлив, в т.ч. соответствующих европейским требованиям. Реконструкции установок, переход на новые катализаторы, ввод новых мощностей каталитического крекинга, риформинга, изомеризации и алкилирования позволяют ежегодно сокращать долю низкооктановых бензинов.

Выпуск этилированных  бензинов 2 года назад прекращен  полностью – это важное достижение. 

В России каталитический крекинг – главный способ углубления нефтепереработки. Им располагают 14 нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий, т.е. лишь каждый второй из крупных и средних НПЗ. Большая часть установок каталитического крекинга, будучи спроектированы и построены еще во времена СССР, морально и технически устарели.

 

 

 

Часть из них подверглась серьезной  реконструкции, а установка каталитического крекинга в Нижнекамске – это вообще бывшая установка дегидрирования изопентана в изопрен.

     Планируется построить установки каталитического крекинга на шести заводах, и суммарная вводимая мощность должна составить 12 млн. т/год. Отдельно строиться комплекс глубокой переработки нефти «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» (г. Кстово) мощность которого должна составить 1,8 млн. т/год по вакуумному газойлю.

Основное направление  развития нефтепереработки – модернизация и коренная реконструкция действующих  НПЗ с опережающим строительством мощностей по углублению переработки  нефти, повышению качества нефтепродуктов и производству катализаторов. По прогнозным оценкам, на развитие нефтеперерабатывающей промышленности России в 2001-2020 гг. потребуется 12-30 млрд. долл. капитальных вложений.

Как было показано выше, мощности по первичной переработке нефти в ближайшие годы на нефтеперерабатывающих предприятиях останутся практически на одном и том же уровне, достигнутом к настоящему времени. Поэтому рост производства бензинов может быть достигнут, главным образом, за счет увеличения переработки сырья на установках вторичных процессов, в том числе каталитического крекинга.

Таким образом, в курсовом проекте рассмотрим процесс каталитического  крекинга как наиболее актуальным и  экономически целесообразным на сегодняшний  день.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Назначение процесса

 

 

Каталитический крекинг  представляет термокаталитическая переработка нефтяного сырья. Сущность процесса заключается в глубоком изменении формы молекул исходного сырья при соприкосновении с поверхности катализатора, перераспределением водорода между легкими и тяжелыми углеводородами. При этом:

- молекула исходного сырья распадается на более мелкие;

- из молекул исходного сырья или из молекул, образовавшихся в результате распада молекул сырья, образуются новые молекулы.

В связи с протеканием указанных выше изменений молекул исходного сырья образуются следующие продукты: газ, бензин, легкий газойль, тяжелый газойль и кокс, отложившийся на поверхности катализатора, обедненный водородом.

Это один из важнейших процессов, обеспечивающих глубокую переработку нефти. Внедрение каталитического крекинга в промышленность в конце 30-х гг. 20 в. (США) способствовало создание эффективного с большим сроком службы катализатора на основе алюмосиликатов (Э. Гудри, 1936). Основное  достоинство процесса - большая эксплуатационная гибкость: возможность перерабатывать практически любые нефтяные фракции в высококачественные продукты; сравнительная легкость совмещения с другими процессами, например с алкилированием, гидрокрекингом, гидроочисткой, адсорбционной очисткой, деасфальтизацией и т. д.

Процесс проводят в присутствии  алюмосиликатных катализаторов  при температуре от 450 до 540 ^оС  и давлении е не выше 0,4 МПа.

Каталитический крекинг  отличается от других нефтеперерабатывающих  производств большой эксплуатационной гибкостью, что позволяет использовать практически любое (в т. ч. тяжелое) сырье для получения высококачественных нефтепродуктов.

Такой универсальностью объясняется весьма значительная доля каталитического крекинга в общем объеме переработки нефти. В США и  Канада  их удельный вес в 2000 г. составил  35,9 % от первичной переработки нефти, а на некоторых НПЗ этот показатель составляет более 50 %. Доля этого процесса на НПЗ   в других развитых стран составляет от 10 до 38 % , в Западной Европе около 16 % , в Японии - 17 %. , в России – 9 %.  В период с 2002 г. по 2006 г. в России мощности установок по каталитическому крекингу снизились на 0,4 % (но в перспективе до 2009 г. ожидается, что мощности вырастут по сравнению с 2002 г. на 42,9 % ).

 

 

 

 

 

Предполагается, что в 2010 г. на каталитический крекинг должно приходиться около 25 % перерабатываемой нефти в мире.

Структура вторичных  процессов на российских НПЗ в  настоящее время позволяет получить в среднем из 1 т нефти только 16 % бензинов и не менее 30 % мазута, в то время как на НПЗ в развитых странах мира получают до 43 % бензинов и не более 5-10 % мазута. В таблице 1 показаны качественные показатели  переработки нефти с указанием доли каталитического крекинга  от процессов первичной переработки. Как видно из таблицы 1 , процесс каталитического крекинга занимает ведущее место в зарубежной нефтеперерабатывающей промышленности. Он является основным для получения светлых нефтепродуктов и соответственно для углубления переработки нефти. Согласно прогнозу роста мировой производительности, который указан в таблице 2, следует, что мощность процесса возрастет на 16,3 млн. тонн до 2010 г. [11].

 

Таблица 1 – Качественные показатели переработки нефти 

Показатели	Россия	США	Западная Европа
Общий объем переработки нефти (загрузка мощностей первичной переработки, млн. т/год)	207,0	818,0	686,0
Мощность вторичных  процессов, % масс. от процессов первичной  переработки: каталитический крекинг гидроочистка каталитический риформинг гидрокрекинг термический крекинг  и висбрекинг гудрона коксование  алкилирование изомеризация производство высокооктановых  добавок (МТБЭ  и  ТАМЭ)	9,5 28,0 9,3 0,6 3,5 0,9 0,2 0,2 0,17	35,9 43,6 23,6 8,1 1,7 10,1 5,6 5,0 1,3	16,0 30,0 15,5 3,2 10,7 2,1 4,0 4,0 1,0
Глубина переработки  нефти, % масс.	71,0	93,0	87,0
Объем производства моторных топлив, млн. т/год бензинов дизельных топлив реактивных топлив	31,9 60,0 8,2	380,5 181,0 75,3	130,0 132,0 32,5