Риформинг

Содержание

Введение 3

1.Характеристика нефти по СТБ ГОСТ 51858-2003 и выбор варианта ее переработки 7

2. Выбор и обоснование поточной схемы глубокой  переработки нефти……………………………………………………………………………15

3. Выбор и обоснование технологической схемы установки риформинга 19

4.Расчет материального  баланса отдельных установок  и топливно-химического блока  и НПЗ в целом 25

5. Расчёт реакторного  блока 43

6. Расчёт сепараторов 49

7. Расчёт колонны  стабилизации риформата 52

8. Расчёт и  подбор компрессора ЦВСГ 54

9. Расчет мощности привода сырьевого насоса 55

10. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ  СРЕДЫ НА УСТАНОВКЕ 58

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 61

 

 

 

 

 

 

Введение

В настоящее время 90% мирового потребления энергии приходится на нефть (40%), газ (25%) и уголь (25%). Несмотря на значительную зависимость от ископаемых видов топлива, есть основания полагать, что весьма скоро одним из основных источников энергии будет водород. Поэтому на фоне современного экономического и экологического давления нефтеперерабатывающая  промышленность должна занять более  активную позицию и относиться к  решению проблем как к возможности  повысить свою конкурентоспособность  и пробиться в лидеры развития энергетики [1].

Поэтому в ближайшем будущем, в частности, перед белорусской  нефтепереработкой стоят следующие  задачи:

- углубление переработки  нефти;

- изменение структуры  качества товарных нефтепродуктов  с целью обеспечения их соответствия  международным нормам;

- достижение независимости  от импорта технологий, присадок, катализаторов, необходимых для  производства товаров современного  качества.

В том числе решение  экологических проблем, к которым  относятся как уже упомянутое улучшение качества моторных топлив и других нефтепродуктов с целью  повышения их экологической безопасности, так и проведение природоохранных  мероприятий непосредственно на технологических установках НПЗ [2].

В современной нефтепереработке используются четыре основных углубляющих  процесса: каталитический крекинг, гидрокрекинг, коксование. Поэтому необходимо внедрять на нефтеперерабатывающих предприятиях данные установки и совершенствовать уже имеющиеся. Например, постоянно  развиваются катализаторы каталитического  крекинга, которые на данном этапе  своего развития относятся к наноструктурированным композиционным материалам, включающим нанокристаллы цеолита НРЗЭY. Для получения различных целевых продуктов процесса могут использоваться разные катализаторы. Также уже разработаны добавки для дожигания монооксида углерода, которые не содержат платину, но по своей активности не уступают, на стадии завершения находится разработка металлостойкого катализатора, сохраняющего активность при накоплении в своем составе от 10000 до 15000 ppm ванадия и никеля и предназначенного для переработки мазута и тяжелого вакуумного сырья. Также ведутся разработки технологии каталитического крекинга, которая получила названия «глубокий каталитический крекинг» и представляет собой нефтехимический вариант каталитического крекинга. Целевыми продуктами данного процесса будут являться до 42% масс. легких алкенов и около 32% высокооктанового бензина (октановое число по исследовательскому методу 94-95) [2]. Процесс гидрокрекинга позволяет перерабатывать дистиллятное и остаточное сырье в продукты самого высокого качества.

На современном этапе  повышаются требования к качеству и  составу выпускаемых моторных топлив. Для перехода на выпуск автомобильного топлива, соответствующего высоким  европейским и мировым стандартам, необходимо наращивать выпуск высокооктановых  компонентов бензина с низким содержанием ароматических углеводородов, серы, бензола. По современным технологическим  критериям для производства «облагороженных» бензинов необходимо увеличивать мощности процессов изомеризации, алкилирования, получения оксигинатов. Это позволит существенно снизить в общем составе бензинового фонда долю компонентов процесса каталитического риформинга как основного источника ароматических углеводородов в выпускаемых бензинах. Структура бензинового фонда различных стран представлена в таблице 1 [3].

 

Таблица 1. Структура бензинового  фонда стран и регионов

Компонент	США	ЕЭС	РБ (ОАО «Нафтан»)
Фракция С4	7,0	5,0	4,0
Бензин прямогонный	3,0	7,1	19,0
Бензиновые фракции термических  процессов	0,5	0,5	10,0
Риформат	34,0	49,0	39,0
Бензин каталитического  крекинга	36,0	27,0	-
Изомеризат	5,0	5,0	19,0
Алкилат	11,2	5,1	6,0
Оксигенаты	3,3	1,3	2,0

 

Состав компонентов бензина, производимого на ОАО «Нафтан» является приблизительным и может меняться в зависимости от требуемого качества бензина. Доля риформата в некоторых случаях может достигать 100%.

Таким образом, для обеспечения  требуемых показателей необходимо принятие следующих мер:

1) для повышения октанового  числа:

- совершенствование каталитического  крекинга (повышение октанового  числа бензина каталитического  крекинга);

- вовлечение в товарные  бензины оксигенатов, разработка новых процессов производства оксигенатов МТАЭ, ЭТБЭ, разработка процесса алкилирования фракций С₄ и С₅ каталитического крекинга метанолом;

- развитие процессов димеризации бутенов с последующим гидрированием (фактически получение изооктана);

- вовлечение в бензины  антидетонационных присадок, прежде  всего на основе ароматических  аминов;

2) для снижения содержания  ароматических углеводородов:

- гидрирование ароматических  углеводородов в процессе гидроочистки  бензинов;

- уменьшение доли фракций  риформинга в товарных бензинах;

- совершенствование процесса  каталитического риформинга. Разработан процесс каталитического риформинга, получивший название «Экоформинг», выход бензина в данном процессе достигает 90-92% масс., октановое число по исследовательскому методу 93-95, содержание ароматических углеводородов 35-40% масс. В схеме этого процесса компоненты традиционно полученного риформинг-бензина подвергаются дополнительным превращениям в реакциях селективного гидрирования и гидрокрекинга. Похожими показателями обладает второй новый процесс – «Пентаформинг».

3) для снижения содержания  бензола возможно выделение бензолсодержащей фракции 70-90°С ректификацией. Одновременно должна решаться проблема ее утилизации путем:

- гидрирования бензола  в циклогексан;

- получения чистого бензола  для нефтехимии;

- алкилирования фракции с возвратом алкитлита в товарный бензин (ограничивается общим требованием снижения содержания ароматических углеводородов);

4) для снижения содержания  серы целесообразно развитие  процессов гидроочистки бензинов;

5) проблема содержания  олефинов решается одновременно  с обессериванием в процессе гидроочистки [3].

К качеству дизельного топлива  на современном этапе также предъявляются  более жесткие требования. С 1 января 2005 года вступил в действие новый  Европейский стандарт EN 590, предусматривающий ограничение содержания серы в дизельном топливе не более 50 ppm, а также цетанового числа не менее 51. Поэтому зачастую необходима компенсация нехватки высокоцетановых фракций специальными присадками – промоторами воспламенения. Процесс гидрокрекинга позволяет получить дизельное топливо высокого качества, значение цетанового чила обычно превышает 50 единиц, невелико содержание серы (до 0,01% масс.), низкая температура застывания, топлива характеризуются высокой стабильностью и стойкостью к окислению [4].

Топлива современного уровня качества могут быть выработаны только при условии использования соответствующих  присадок:

- антидетонаторов;

- промотеров воспламенения;

- депрессорно-диспергирующих (для обеспечения низкотемпературных свойств дизельных топлив и мазутов;

- противоизносных (для  сохранения необходимых смазочных  смойств малосернистых дизельных топлив).

В основном присадки закупаются за рубежом. При сравнительно небольших  объемах импорта это допустимо, но в будущем, когда практически  все топлива будут вырабатываться в соответствии с нормами Евро, зависимость от импорта будет  угрожать самостоятельности всей топливной  отрасли [2].

Таким образом основная задача нефтяного комплекса – структурная перестройка перерабатывающей отрасли с целью выработки высококачественных нефтепродуктов отвечающих современным и перспективным требованиям.

Целью данного курсового  проекта является проектирование топливно-химического  блока НПЗ мощностью 12 млн. тонн нефти  в год, обеспечив глубину переработки  нефти не менее 85%  и получая  не менее 7%масс. на нефть сырья для химической промышленности и производство нефтяных битумов. К расчету принять установку каталитического риформинга.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Характеристика  нефти по СТБ ГОСТ 51858-2003 и выбор  варианта ее переработки

 

Выбор технологической схемы  первичной и последующей переработки  нефти в большой степени зависит  от её качества. Данные о Медынской нефти взяты в справочной литературе[2]. Показатели качества нефти представлены в таблицах 1.1 и 1.2.

 

Таблица 1.1 – Показатели качества Медынской нефти

Показатели	Единицы измерения	Значение показателя
Плотность нефти при 20°С	кг/м3	847,8
Содержание в нефти: хлористых солей	мг/л	57
Воды	% масс.	0,46
Серы	% масс.	1,07
парафина	% масс.	5,8
Фракции до 360°С	% масс.	59,4
Фракции 360-500°С	% масс.	17,1
Фракции 500-570°С	% масс.	12,9
Плотность гудрона (остатка) при 20°С (фр.>500°С)	кг/м3	983,1
Вязкость нефти: при t=20°С при t=50°С	мм2/с мм2/с	11,27 5,24
Выход суммы базовых масел с  ИВ≥90 и температурой застывания≤-15°С	% масc.на нефть	9,46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.2 – Потенциальное  содержание фракций в Медынской нефти

Номер компанента	Компаненты, фракции	Массовая доля компонента в смеси, xi
1	H2	0
2	CH4	0,00072
3	C2H6	0,00101
4	C2H4	0
5	H2S	0
6	∑C3	0,00229
7	∑C4	0,00918
8	28-62°С	0,02183
9	62-85°С	0,02176
10	85-105°С	0,03122
11	105-140°С	0,06211
12	140-180°С	0,07733
13	180-210°С	0,07284
14	210-310°С	0,21688
15	310-360°С	0,0936
16	360-400°С	0,05347
17	400-450°С	0,05792
18	450-500°С	0,0549
19	500-570°С	0,09394
20	>570°С	0,129
	Итого	1,0000

 

По физико-химическим свойствам, степени подготовки, содержанию сероводорода и легких меркаптанов нефть подразделяют на классы, типы, группы, виды. Согласно « СТБ ГОСТ Р 51858-2003 Нефть. Общие технические условия» Медынская нефть будет иметь: