Спроектировать лифт-реактора для крекирования вакуумного газойля

Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Декабря 2011 в 08:49, курсовая работа

Описание работы

Важнейшей задачей нефтеперерабатывающей промышленности нашей страны является углубление переработки нефти, ускоренное развитие производства автомобильных, дизельных и других видов топлив, сырья для нефтехимии и микробиологии на основе использования новых эффективных катализаторов и адсорбентов, современного высокопроизводительного оборудования, внедрения принципа комбинирования процессов в составе единой установки повышенной мощности.

Содержание

1. Выбор и обоснование метода производства. 3
2. Физико-химические основы процесса 4
3. Характеристика сырья, полупродуктов, готовой продукции, вспомогательных материалов. 8
4. Технологическая схема установки каталитического крекинга с прямоточным лифт-реактором 17
5. Расчет реактора каталитического крекинга 20
5.1 Материальный баланс 20
5.2 Количество циркулирующего катализатора и расход водяного пара 21
5.3 Тепловой баланс реактора. 22
5.4 Размеры реактора. 24
5.4 Расчет лифт-реактора 28
6. Заключение 29
7. Список используемой литературы 30

Скачать полностью (387.57 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Работа содержит 1 файл

курсовая лифт-реактор.doc

— 850.50 Кб (Скачать)

Для переработки сырья коксуемостью более 10 % масс, и содержанием металлов 10 - 30 г/т и более требуется обязательная его предварительная подготовка.

Реакции крекинга. Механизм их до конца неясен, но на основании анализа образующихся продуктов качественно можно выделить следующие реакции. Основные реакции:

крекинг парафинов (дает парафин и олефин);
крекинг олефинов (дает олефин + олефин);
деалкилирование АрУ (отрыв или крекинг алкильных цепей);
крекинг нафтенов (дает циклогексан + олефин без разрыва кольца). Вторичные реакции (определяют состав конечных продуктов крекинга):
перенос водорода (нафтен + олефин дают ароматику + алкан);
изомеризация (алкан дает изоалкан);
перенос аклильных групп (бензол + ксилол дают два толуола);
конденсация бензольных колец;
диспропорционирование олефинов низкой молекулярной массы.

В схематическом виде основные направления превращения углеводородов при крекинге можно представить следующим образом:

Катализаторы крекинга. В настоящее время используются только цеолитсодержащие катализаторы (ЦСКК), включающие в свой состав от 3 до 25 % цеолита типа "Y" в РЗЭ-форме (размер входных окон 0,74 нм, а внутренних полостей 1,2 нм). Матрица ЦСКК - аморфный алюмосиликат или оксид алюминия.

Чистый цеолит не применяется, так как он очень активен, непрочен и дорог, а ввод его в матрицу дает оптимальное распределение кислотных центров (в итоге лучшую селективность), прочность, термостойкость.

Лучшие микросферические цеолитсодержащие катализаторы имеют следующие свойства:

Активность - выход бензина в % на стандартном сырье и в стандартных условиях.
Равновесная активность - установившаяся в системе в рабочих условиях активность катализатора.
Стабильность - это свойство сохранять активность во времени.
Индекс стабильности - способность сохранять активность в течение 6 ч в стандартных условиях.
Селективность - это отношение выхода бензина к суммарной конверсии сырья, выраженное в процентах (обычно 50-75 %).
Термостабильность - свойство сохранять активность при многократном нагреве катализатора (выжиге кокса).
Паростабильность - свойство сохранять активность при многократном воздействии водяного пара при 750 °С (крекинг идет в присутствии водяного пара).
Прочность на истирание или удар - это потеря массы катализатора в стандартных условиях за определенное время.
Регенерационная способность - скорость выжига кокса.

3. Характеристика сырья, полупродуктов, готовой продукции, вспомогательных материалов.

3.1 Общая характеристика производства

3.2. Грозненская комбинированная установка ГК-3 входит в состав цеха 11 Нефтеперерабатывающего завода.

Установка ГК-3 была введена в действие в сентябре 1968 года.

3.3. Грозненская комбинированная установка ГК-3 предназначена для переработки обессоленной, обезвоженной нефти и нефтепродуктов, получаемых из нефти с получением полуфабрикатов, сырья для других процессов.

Блок КК состоит из следующих частей:

1. Реакторный блок (РБ).

2. Нагревательно-фракционирующая часть (НФЧ).

3. Газофракционирующая часть (ГФЧ).

Наименование сырья, материалов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции	Обозначение государственного или отраслевого стандарта, технических условий, стандарта предприятия и другой документации	Наименование показателей качества, подлежащих обязательной проверке	Норма по нормативному или техническому документу (заполняется при необходимости)	Область применения готовой продукции, полуфабрикатов, назначение используемых веществ и материалов
1	2	3	4	5
2.1.1 Исходное сырьё
1. Нефть обессоленная	ДК 05-21303-01-2001	Принимается по результатам анализов установки ЭЛОУ-10/6 цеха 11 НПЗ	-	Сырьё для блока АТ
2. Сырьё каталитического крекинга	ДК 05-21303-07-2003	Принимается по результатам анализов парка 5 цеха 11 НПЗ	-	Сырье для блока КК установки ГК-3 из парка 5
3. Дистиллят вакуумный (гидроочищенный)	ДК 05-21303-07-2003	Принимается по результатам анализов из емкости поз. Е-23	-	Является компонентом сырья блока КК в смеси с сырьём каталитического крекинга из парка 5 цеха 11

Таблица 3 – Характеристика исходного сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции, обращающихся в технологическом процессе

1. Газ предельный	ДК 05-21303-03-2004			1. Объёмная доля компонентов, %: 1.1. Метана 1.2. Этана 1.3. Пропана 1.4. Суммы бутанов 1.5. Суммы пентанов, не более 1.6. Суммы непредельных углеводородов С2-С5, не более 2. Плотность при 20⁰С, г/дм3 3. Наличие жидкого остатка при температуре +20⁰С		0,1-8 0,3-8 7-65 35-65 10 0,1 2-3 не нормируется	Используется в качестве компонента сети богатых газов компании.
Примечание: 1.Показатели по пунктам 1.1, 1.2 браковочными не являются, т.к. объемная доля метана и этана зависит от наличия газа в нефти и не регулируется процессом производства. 2.Для обеспечения газом потребителей, включая город Ангарск, объемная доля пентанов может быть увеличена по согласованию с производственной службой компании.
2. Головка стабилизации предельная	СТП 02-04-2004			Массовая доля компонентов, % 1.1. этана 1.2. суммы углеводородов С5 и выше, не более 1.3. Сероводорода		не нормируется, определение обязательно 55 отсутствие	Используется в качестве сырья на установках ГФУ цеха 17/19 НПЗ и объекта 179 ХЗ, а также в качестве сырья при производстве растворителя для производства бутиловых спиртов на ХЗ.
Примечание: при использовании головки стабилизации в качестве сырья для производства растворителя показатель по сумме углеводородов С5 и выше браковочным не является.
3. Газ топливный (до очистки)	ДК 05-21303-12-2003		1. Объемная доля сероводорода, %, не более 2. Объёмная доля компонентов, % 3. Плотность при 20⁰С, г/дм3		9 не нормируется, определение обязательно не нормируется, определение обязательно		Используется как сырьё установки 1571 цеха 17/19 НПЗ.
4. Головка стабилизации непредельная	СТП 02-36-2005		Массовая доля суммы предельных и непредельных углеводородов С5 и выше, %, не более Массовая доля сероводорода, %, не более Плотность при 20⁰С, кг/м3		25 2,0 не нормируется, определение обязательно		После очистки от сернистых соединений на уст. 75 используется в качестве сырья для уст. ГФУ цеха 17/19 НПЗ.
5. Бензин прямогонный	ДК 05-21303-02-2001		Фракционный состав: 1.1. Температура начала кипения, ⁰С, не ниже летом зимой 1.2. Температура конца кипения, ⁰С, не выше Коррозионные свойства 3. Содержание мех.примесей и воды 4. Плотность при 15 ⁰С, г/см3		35 - 215 не коррозионный (выдерживает испытание на медной пластинке) отсутствие не нормируется, определение обязательно		Используется в качестве сырья на установках вторичной перегонки бензинов
6. Фракция бензиновая – сырье установки Л-35/6-300	ДК 05-21303-10-2001		1. Фракционный состав: 1.1. Температура начала кипения, ⁰С, не ниже: - для стабильного катализата 1.2. Температура конца кипения, ⁰С, не выше: - для стабильного катализата 2. Содержание воды		62 175 отсутствие		Используется в качестве сырья на установке Л-35/6-300 цеха 8/14 НПЗ
7. Фракция бензиновая- сырье блоков риформинга	ДК 05-21303-11-2003		1. Фракционный состав: 1.1. Температура начала кипения, ⁰С, не ниже 1.2. Температура конца кипения, ⁰С, не выше 2. Содержание воды		70 175 отсутствие		Используется в качестве сырья для производства компонента автобензина или нестабильного катализата на блоке 913 цеха 57/60 химического завода
8. Сырьё для каталитического риформинга	СТП 02-08-2006		Фракционный состав: 1.1. Температура начала кипения, ⁰С, не ниже 1.2. Температура конца кипения, ⁰С, не выше - прямогонная бензиновая фракция - фракция 80-130⁰С бензина КК 2. Цвет 3. Содержание влаги Плотность при 20⁰С, г/см3, не выше		80 180 140 бесцветный отсутствие не нормируется, определение обязательно		Используется в качестве сырья на установке Л-35/11-1000
9. Фракция бензиновая 1300С-КК		ДК 05-21303-70-2003	1. Плотность при 20⁰С, кг/м3, в пределах 2. Фракционный состав, °С: - температура начала кипения, не ниже - температура перегонки 10% объёма, не выше - температура конца кипения, не выше 3. Массовая доля серы, % не более 4. Содержание воды		815-850 125 165 220 0,35 отсутствие		Используется в качестве сырья на блоке 913 цеха 57/60 химического завода.
10. Лёгкий газойль каталитического крекинга – компонент флотского мазута	ДК 05-21303-05-2001		1. Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, не ниже 2. Содержание воды 3. Температура застывания, °С, не выше		76 отсутствие минус 15		Используется в качестве компонента флотского мазута
Примечание: при изготовлении флотского мазута с применением депрессорных присадок температура застывания его компонентов не нормируется
11 . Лёгкий газойль каталитического крекинга – компонент топлива мариндизель	ДК 05-21303-05-2001		1. Фракционный состав: - 90% перегоняется при температуре, °С, не выше 2. Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, не ниже 3. Содержание воды 4. Температура застывания, °С, не выше			350 76 отсутствие минус 13	Используется в качестве компонента топлива мариндизеля
12. Лёгкий газойль каталитического крекинга – компонент сырья установки Л-24/6	ДК 05-21303-05-2001		Фракционный состав: 1.1. 50% перегоняется при температуре, °С, не выше 1.2. 96% перегоняется при температуре, °С, не выше 2. Содержание воды			290 360 отсутствие	Используется в качестве компонента сырья на установке Л-24/6

4. Технологическая схема установки каталитического крекинга с прямоточным лифт-реактором

Каталитический крекинг протекает при температуре 450-550⁰С в присутствии синтетического алюмосиликатного или цеолитсодержащего катализатора с поглощением тепла.

При каталитическом крекинге используется сырье фр. 350-500⁰С (вакуум погон) и протекают следующие основные реакции:

1. Расщепление углеводородов

С₁₀Н₁₄ ® С₆Н₆ + С₄Н₈

2. Дегидрогенизации

С₇Н₁₄ ®С₇Н₈ + 3Н₂

3. Изомеризации

СН₃

СН₃ - СН₂ - СН₂ - СН₂ - СН₃ ® СН - СН₂ - СН₂

СН₃

4. Гидрогенизации (в слабой форме )

С₈Н₁₆ + Н₂ ®С₈Н₁₈

5. Полимеризации

С₂Н₄ + С₂Н₄ ®С₄Н₈

Технологическая схема установки каталитического крекинга с прямоточным лифт-реактором

Промышленные установки каталитического крекинга имеют однотипную схему по фракционированию продуктов крекинга и различаются в основном конструктивным оформлением и принципом реакционного блока. В отечественной нефтепереработке эксплуатируются установки разных поколений: типа 43-102 с циркулирующим шариковым катализатором; типа 43-103, 1А/1М и ГК-3 - с кипящим слоем микросферического катализатора и типа Г-43-107 с лифт-реактором. Основное развитие в перспективе получат комбинированные установки каталитического крекинга Г-43-107 и их модификации. В их состав входят, кроме собственно установки каталитического крекинга, блок гидроочистки сырья крекинга производительностью 2 млн т/год и блок газофракционирования и стабилизации бензина.

Технологическая схема секций крекинга и ректификации установки Г-43-107 представлена на рис. 8.9. Гидроочищенное сырье после предварительного подогрева в теплообменниках и печи П смешивается с рециркуля- том и водяным паром и вводится в узел смешения прямоточного лифт-реактора P-I (рис. 8.10). Контактируя с регенерированным горячим цео- литсо держащим катализатором, сырье испаряется, подвергается катализу в лифт-реакторе и далее поступает в зону форсированного кипящего слоя P-I. Продукты реакции отделяются от катализаторной пыли в двухступенчатых циклонах и поступают в нижнюю часть ректификационной колонны K-I на разделение.

Закоксованный катализатор из отпарной зоны P-I по наклонному катач лизаторопроводу поступает в зону кипящего слоя регенератора Р-2, где осуществляется выжиг кокса в режиме полного окисления оксида углерода в диоксид. Регенерированный катализатор по нижнему наклонному ка- тализаторопроводу далее поступает в узел смешения лифт-реактора. Воздух на регенерацию нагнетается воздуходувкой. При необходимости он может нагреваться в топке под давлением. Дымовые газы через внутренние двухступенчатые циклоны направляются на утилизацию теплоты (на электрофильтры и котел-утилизатор).

BK-I для регулирования температурного режима предусмотрены верхнее острое и промежуточные циркуляционные (в средней и нижней частях) орошения. Отбор легкого и тяжелого газойля осуществляется через отпарные колонны К-2 и К-3. Нижняя часть колонны является отстойником (скруббером) катали- заторного шлама, который возвращается в отпарную зону P-1. Часть тяжелого газойля подается в узел смешения лифт-реактора как рецирку- лят. С верха колонны выводится смесь паров бензина, воды и газов крекинга, которая после охлаждения и конденсации разделяется в газосепараторе С-1 на газ, нестабильный бензин, направляемые в блок газофракционирования и стабилизации бензина. Водный конденсат после очистки от сернистых соединений выводится с установки.

Качество сырья крекинга, технологический режим и материальный баланс установки Г-43-107 приведены соответственно в табл. 8.6, 8.7 и 8.8.

Нагревательно-фракционирующая часть

Продукты крекинга в паровой фазе из реактора направляются под нижнюю каскадную тарелку колонны К-8, где происходит их ректификация.

С верха колонны К-8 выводится жирный непредельный газ, водяной пар и пары бензиновой фракции НК-195°С.

Боковыми погонами выводятся:

Информация о работе Спроектировать лифт-реактора для крекирования вакуумного газойля