Нефтеперерабатывающая промышленность

Фракция 85–180⁰С является сырьём установки каталитического риформинга получения базового компонента бензина Аи – 95.

Таблица 3.1 – Характеристика сырья цеоформинга и риформинга

Фракция	Выход на нефть, % масс.	с420	Сод-е S, % м.	Содержание углеводородов, % масс.
				Ароматических	Нафтеновых	Метановых
62 – 85	2,4	0,7170	следы	11	50	39
85 – 180	22,3	0,7780	следы	26	39	35

На АТ отбирается дизельная  фракция 180 – 350, которая поступает  на установку депарафинизации дизельного топлива.

Таблица 3.2 – Характеристика дизельной фракции

Фракция	Выход на нефть, % масс.	с420	Температура застывания, ˚С	Сод-е S, % м.
180 – 350	44,0	0,8498	– 33	0,01

Часть мазута с АТ направляется в вакуумный блок, часть – на установку каталитического крекинга. Туда же после ВТ поступает фракция 350–450. Этот процесс является одним  из ведущих процессов современной  нефтепереработки. Целевое назначение каталитического крекинга – это  производство с максимально высоким  выходом высокооктановых компонентов  бензинов изомерного строения и ценных сжиженных газов – сырья для  последующих производств высокооктановых  компонентов бензинов.

В основу установки положен  процесс Эйч-Оу-Си-П (НОС-Р). На этой установке  перерабатывают мазут, в котором  содержание никеля составляет 8–9 мг/кг, а ванадия 12–16 мг/кг /1/.

Мазут Одоптинской нефти  удовлетворяет этим показателям (V – 4 мг/кг, Ni – 7,2 мг/кг). Следовательно, данный гудрон может перерабатываться на данной установке.

Таблица 3.3 – Характеристика сырья каталитического крекинга

Фракция	Выход на нефть, % масс.	с420	Сод-е S, % м.	Т-ра застывания, ˚С
350 – 450	15,5	0,9065	0,60	19

Гудрон с ВТ направляется на установку замедленного коксования (УЗК). Для получения электродных  коксов содержание серы не должно быть более 2%, для получения анодной  массы – не более 3,5%. УЗК позволяет  получить крупнокусковой кокс.

Газы коксования содержат значительное количество непредельных, совместно с газами каталитического  крекинга они отправляются на ГФУ  непредельных углеводородов.

Бензин коксования имеет  низкое октановое число и является сырьём каталитического риформинга, лёгкий газойль подвергается гидроочистке с целью гидрирования непредельных. Тяжёлый газойль используется как  сырьё каталитического крекинга.

Таблица 3.4 – Характеристика сырья деструктивных процессов

Остаток после отбора фракции  до темпер.	Выход на нефть, % масс.	с420	Т-ра заст., ˚С	Сод-е S, % м.	Коксуемость, %	Содержание металлов, % масс.
						V	Ni
450˚С	15,1	0,9869	24	1,92	11,19	6,04*10-5	1,09*10-4

С установки ГФУ непредельных бутан-бутиленовая фракция направляется на производство МТБЭ, который используют в качестве присадки для повышения  октанового числа бензинов. Синтез МТБЭ осуществляется по реакции этерификации (взаимодействие изобутилена и метанола), в качестве катализатора используют ионообменную смолу. Октановое число  МТБЭ 118 (ИМ).

Далее отработанная бутан-бутиленовая  фракция поступает на на установку  алкилирования. Назначение данной установки  – производство высокооктанового изокомпонента  бензинов. Целевой продукт процесса – алкилат, состоящий практически  нацело из изопарафинов, имеет высокое  октановое число.

Преимуществом данной установки  алкилирования является то, что процесс  протекает в подвижном слое катализатора на твердом носителе. Использование  твердого катализатора позволяет снизить  эксплуатационные затраты на получение  алкилата. Исключаются проблемы, связанные  с использованием серной кислоты: необходимость  утилизации отработанных кислот, необходимость  выделения и последующей нейтрализации  алкилата.

Комбинирование установок  производства МТБЭ и алкилирования  позволяет снизить нагрузку установок  алкилирования и повысить октановое  число алкилата.

 

4. Материальные  балансы технологических установок

В таблицах 4.1–4.15 представлены материальные балансы технологических  установок, предусмотренных для  переработки нефти на проектируемом  НПЗ. При составлении материального  баланса следует принять, что  секция обессоливания и обезвоживания  должны обеспечивать подготовку всей нефти, поступающей на НПЗ. Согласно действующим нормам технического проектирования, число рабочих дней в году принято  равным 334. На установку ЭЛОУ АВТ  поступает нефть, подготовленная на промыслах по нормам І группы.

4.1Расчёт материального  баланса установки ЭЛОУ–АТ

Производительность установки  по нефти 4 млн. тонн/ год.

Таблица 4.1 – Материальный баланс ЭЛОУ АТ

Продукты	% масс.	тыс. т/год	т/сут	кг/ч
Поступило: Обезвоженная и обессоленная нефть, в том числе: Нефть Вода Получено: Газ и головка стабилизации Фр. н.к. – 62 єС Фр. 62 – 85 єС Фр. 85 – 180єС Фр. 180 –350 єС Фр. 350 – 450 єС Вода Потери Всего:	100,5 100,0 0,5 0,2 0,6 2,4 22,3 44 29,8 0,5 0,7 100,5	4020 4000 20 8 24 96 892 1760 1192 20 28 4020	12035,93 11976,05 59,88 23,95 71,86 287,43 2670,66 5269,46 3568,86 59,88 83,83 12035,93	501497,01 499001,99 2495,01 998,00 2994,01 11976,05 111277,45 219560,88 148702,60 2495,01 3493,01 501497,01

 

4.2Расчёт материального  баланса установки вакуумного  блока

Таблица 4.2 – Материальный баланс вакуумного блока

Продукты	% масс.	тыс. т/год	т/сут	кг/ч
Поступило: Мазут Получено: Вакуумный газоиль Гудрон Потери Всего:	100 56,17 43,13 0,7 100	794,67 446,37 342,74 5,56 794,67	2379,25 1336,43 1026,17 16,66 2379,25	99135,48 55684,40 42757,13 693,95 99135,48

4.3 Расчет материального  баланса установки Цеоформинг

Процесс Цеоформинг позволяет  получать бензин, который по своим  эксплуатационным и физико – химическим характеристикам соответствует  автобензину Аи – 95. Разработанная  технология не требует применения водорода и связанного с ним компрессорного оборудования. В процессе отсутствуют  газовые, жидкие и твердые отходы.

Каталитическое превращение  сырья в реакторе осуществляется при температуре 350–450˚С, давлении 5–15 атм.

Катализаторы процесса ИК – 28 и ИК – 30 не содержат благородных  и тяжелых металлов. Одна тонна  катализатора за период его эксплуатации позволяет переработать 5–8 тысяч  тонн сырья.

Таблица 4.3 - Материальный баланс установки Цеоформинг

Продукты	% масс. на сырьё	% масс. на нефть	тыс. т/год	Кг/ч
1	2	3	4	5
Поступает: Фр. 62–85оС Всего: Получено: Бензин АИ-93 У/В газ Сольвет Потери Всего:	100 100 65 28 6 1 100	2,4 2,4 1,56 0,672 0,144 0,024 2,4	96 96 62,40 26,88 5,76 0,96 96	11976,05 11976,05 7784,43 3353,29 718,56 119,76 11976,05

4.4 Расчет материального  баланса установки каталитического  риформинга с целью получения  базового компонента бензина  Аи–95

Процесс каталитического  риформинга предназначен для получения  высокооктанового компонента автомобильных  бензинов. Сырьём служит прямогонная  фракция 85–180С, а также бензин-отгоны с установок: гидроизомеризации  дизельного топлива и УЗК.

Также на установке вырабатывается водородсодержащий газ, который  используется в гидрокаталитических  процессах. Головка стабилизации каталитического  риформинга, содержащая в основном углеводороды С₃-С₄, используется как сырье газофракционирующей установки.

Расчет материального  баланса установки каталитического  риформинга приведен в таблице 4.3

Таблица 4.4 – Материальный баланс установки каталитического  риформинга получения базового компонента бензина Аи–95

Продукты	% масс. на сырьё	% масс. на нефть	тыс. т/год	кг/ч
1	2	3	4	5
Поступило: Фр.85–180єС Бензин с УЗК Бензин-отгон с гидроочистки сырья КК Всего: Получено: Катализат ВСГ в том числе водород Головка стабилизации Газ Потери Всего:	91,86 7,90 0,24 100 82,30 5,80 (-1,3) 4,50 6,40 1,00 100	22,30 1,91 0,06 24,27 19,98 1,41 (-0,32) 1,09 1,55 0,24 24,27	892,00 76,64 2,37 971,01 799,14 56,32 (-12,62) 43,69 62,14 9,71 971,01	111277,45 9560,88 295,66 121133,98 99693,11 7025,95 (-1574,35) 5450,35 7752,00 1211,33 121133,98

4.5 Расчет материального баланса газофракционирующей установки предельных газов

Материальный баланс газофракционирующей  установки приведён в таблице 4.5.

Таблица 4.5 – Материальный баланс газофракционирующей установки (ГФУ)

Продукты	% масс. на сырьё		%масс. на нефть		тыс. т/год	кг/ч
1	2		3		4	5
Поступило: Газы до С4 Головка кат. Риформинга Всего:	15,50 84,50 100		0,2 1,09 1,29		8,00 43,60 51,60	998,00 5439,12 6437,13
Получено: Пропан Изобутан н – Бутан Изопентан н-пентан Газовый бензин Газ Потери Всего:		21,60 16,10 33,00 8,60 11,00 1,80 6,50 1,40 100	0,28 0,21 0,43 0,11 0,14 0,02 0,08 0,02 1,29	11,15 8,31 17,03 4,44 5,68 0,93 3,35 0,71 51,60		1390,97 1036,68 2124,50 553,89 708,58 116,02 417,91 88,57 6437,13

4.6 Расчет материального  баланса установки изомеризации

Назначение установки  изомеризации – повышение октанового числа нефтяных фракций С₅-С₆ путем превращения парафинов нормального строения в их изомеры, имеющие более высокое октановое число. На установку изомеризации поступает прямогонная фракция НК – 62˚С и н-пентан с ГФУ предельных углеводородов.

Расчет материального  баланса установки изомеризации представлен в таблице 4.6.

Таблица 4.6 – Материальный баланс установки изомеризации

Продукты	% масс. на сырьё	% масс. на нефть	тыс. т/год	кг/ч
1	2	3	4	5
Поступило: фр. н.к. – 62єС н – Пентан с ГФУ ВСГ В т.ч водород Всего:	79,44 20,56 1,03 0 101,03	0,60 0,16 0,01 0 0,77	24,00 6,21 0,311 0 30,52	2994,01 774,70 38,80 0 3807,39

4.7 Расчет материального  баланса установки каталитического  крекинга

Процесс каталитического  крекинга является одним из наиболее распространенных крупнотоннажных  процессов углубленной переработки  нефти и в значительной мере определяет технико-экономические показатели современных НПЗ топливного профиля.

Как уже указывалось, целевое  назначение каталитического крекинга – производство с максимально  высоким выходом высокооктанового бензина и ценных сжиженных газов. Получающийся в процессе легкий газойль  используется как компонент дизельного топлива, а тяжелый газойль –  как сырье для производства кокса.

Расчет материального  баланса установки каталитического  крекинга приведен в таблице 4.7

 

Таблица 4.7 – Материальный баланс установки каталитического  крекинга НОС-Р

Продукты	% масс. на сырьё	% масс. на нефть	тыс. т/год	кг/ч
1	2	3	4	5
Поступает: Мазут Фр. 350–450 Тяж. газоиль коксования Всего:	43,61 45,77 10,62 100,00	10,63 11,16 2,59 24,38	425,33 446,36 103,53 975,22	53060,13 55683,63 12915,42 121659,18
Получено: Газ+головка Бензин Лег. газоиль Остаток Кокс выжигаемый и Потери Всего:	24,40 52,10 11,98 4,15 7,37 100,00	5,96 12,70 2,91 1,01 1,80 24,38	237,95 508,09 116,83 40,47 71,87 975,22	29684,38 63384,48 14574,60 5048,65 8965,82 121659,18