Разработка поточной схемы нефтепрерабатывающего завода

• процесс проводится на цеолитном катализаторе (ИК-30-БИМТ), не содержащем благородные металлы, в реакторах со стационарным слоем катализатора при t=350-450 ˚С и Р≤20 атм;
• в качестве сырья могут использоваться нестабильные газовые конденсаты или прямогонные нефтяные фракции НК 35 - (350-360) ˚С без предварительной их разгонки;
• содержание общей серы в сырье не лимитируется;
• длительность межрегенерационного пробега катализатора в режиме с подъемом температуры составляет 150 – 230 ч. в зависимости от условий проведения процесса и состава получаемых продуктов;
• общий срок службы катализатора составляет не менее 40 циклов регенерации.

     По  предлагаемой новой технологии из нефти  необходимо выделить широкую фракцию  (НК – КК 360 ˚С), которая направляется на одностадийную каталитическую переработку по технологии БИМТ. Далее полученный продукт разгоняется стандартной ректификацией на товарные высококачественные моторные топлива, а именно высокооктановый бензин, зимнее дизельное топливо и сжиженный газ С₃ –С₄. При этом полученные топлива не требуют какой-либо доработки или введения каких-либо добавок для соответствия существующей НТД.

     В случае тяжелых газовых конденсатов  на процесс БИМТ можно направлять весь газовый конденсат без предварительной разгонки на бензиновую и дизельную фракции.

     Технология  позволяет значительно упростить  существующую в настоящее время  классическую схему нефтепереработки с одновременным уменьшением  в несколько раз стоимости.

     Процесс VCC был разработан на основе  накопленного в Германии опыта промышленного использования процессов ожижения угля. Основная ступень – жидкофазное гидрирование сырья, которое смешивают с порошкообразным катализатором одноразового использования в количестве около 2 % масc. на сырье. В качестве добавки (катализатора) используют контакт Байера (железистый шлам – отход алюминиевой промышленности) или буроугольный кокс. Суспензию сырья и добавки смешивают с циркулирующим водородсодержащим газом и свежим водородом, нагревают до 380 °С и подают в реактор колонного типа, где сходит превращение сырья при температуре 430 -  470 °С и давлении 12 - 30 МПа. В зависимости от свойств сырья и требуемой глубины его превращения процессы можно осуществлять и без катализатора. Процесс феба - комби - крекинг характеризуется высокой гибкостью в отношении ассортимента и выхода продуктов. Изменяя параметры процесса, выход продуктов можно варьировать в широких пределах: бензина – 17 - 35 %, средних дистиллятов – 30 - 40 %, вакуумного газойля – 12 - 32 %, остаток около – 5 %. Основное достоинство процесса - отсутствие ограничений относительно качества сырья. Гибкость процесса обеспечивается и тем, что газофазный реактор может работать как в режиме гидроочистки, так и в режиме гидрокрекинга.

     Период  эксплуатации установки ограничивается в основном сроком службы катализатора газофазного реактора. Расход водорода составляет 300-500 нм³/т исходного сырья (в среднем 3.7 % масс.).

     Процесс каталитического крекинга MSCC фирмы UOP (в сотрудничестве с BARCO). Это процесс селективной переработки газойлей и остаточного сырья в более ценные продукты крекинга – легкие олефины, бензин и дистилляты. В процессе миллисекундного каталитического крекинга применяют псевдоожиженный катализатор и новые контактные устройства. Отличительной чертой процесса является осуществление первоначального контакта сырья с катализатором в течение очень короткого времени (0,1 секунды) без применения лифт-реактора, после чего проводится быстрое отделение продуктов первоначальной реакции от катализатора. Преимущества установки в облегченном пуске и лучшей работоспособности установки, помимо преимуществ короткого времени контакта, связанных с увеличением выходов, монтаж реакторов процесса MSCC обходится дешевле, чем монтаж системы с лифт – реактором. Так как реактор имеет относительно малые размеры по сравнению с лифт – реактором, его можно полностью монтировать на заводе – изготовителе, снижаются металлоемкость и капиталоемкость.

     Процесс олигомеризации «ПОЛИНАФТА» был  разработан французским институтом нефти. Сырьем являются непредельные углеводороды С₃ - С₄, процесс протекает в присутствии гетерогенного катализатора – IP 501 на основе сферического алюмосиликата, очень прочный, не токсичный, легко регенерируемый, со сроком службы до 6 лет. Легкие олефины в этом процессе превращаются в изоолефины С₆ и выше, которые используются как высококачественные компоненты бензинов и реактивных топлив. Высокая гибкость процесса позволяет получать  100 % выход бензина, а при необходимости до 70 % керосина и 30 % бензина. По своим показателям процесс сравним с алкилированием, но он требует меньше затрат, катализатор значительно дешевле, нет опасных отходов. Октановое число полученного топлива 94 - 95 по ИМ и не уступает ОЧ алкилата /5, стр.245/.

     Процесс EUROCLAUS фирмы Jacobs Engineering Group - процесс получения элементной серы из газов, содержащих H₂S и уходящих с установки очистки газов алканоламинами. Достижима большая степень извлечения серы до 99,7 % (в обычном процессе Клауса 97 %)  без какой-либо очистки остаточных газов. В процессе имеется термическая стадия, сопровождаемая тремя каталитическими. Между стадиями серу выводят из газа конденсацией. Два реактора заполнены стандартным катализатором Клауса, а последний реактор – катализатором селективного окисления.

     Для выделения и очистки водорода из газовых потоков с НПЗ: отдувочных газов гидроочистки или гидрокрекинга, отходящих газов каталитического  риформинга или КК предназначен процесс  получения водорода «Мембранное  разделение PRISM».

     На  установке мембранного разделения PRISM газ входит в секцию предварительной очистки, где освобождается от унесенной жидкости и после подогрева поступает в мембранные сепараторы. Мембранные сепараторы – это компактные пучки полых волокон, помещенные в сосуд высокого давления. Сжатый исходный газ входит в мембранный сепаратор и проходит по внешней стороне волокон (пространство кожуха). Водород селективно проникает сквозь мембрану внутрь полых волокон (пространство трубок), где давление ниже. Достоинство этих сепараторов – сопротивляемость воздействию воды, пыли, а также малый перепад давления.

     Обычно  степень чистоты товарного водорода 90 - 98 % и в ряде случаев 99,9 %. Экономический  эффект обусловлен высоким коэффициентом  выделения продукта, чистотой продукта, высокой надежностью и низкой стоимостью установки, сравнительной легкостью эксплуатации при минимальных затратах на ремонт.

     Для данной нефти в курсовой работе разработана  поточная схема топливного варианта с глубокой переработкой нефти, представленная на рисунке 3.1. 
 

     Заключение 

     В процессе выполнения курсовой работы изучены физико-химические характеристики Шкаповской нефти республики Башкирия. Разработана поточная схема топливного варианта с глубокой переработкой нефти. В её состав вошли такие углубляющие процессы, как миллисекундный каталитический крекинг и феба-комби-крекинг. Включена нетрадиционная новая технология БИМТ, предусмотрена установка по производству водорода «PRISM».

     По  данному варианту переработки нефти  можно получить ряд целевых продуктов, отвечающих требованиям нормативно – технической документации, а именно:

-  бензин марки Премиум Евро-95 (53,95 %);

-  дизельное топливо зимнее (16,89 %);

- дизельное  топливо летнее (6,76 %);

-  сжиженные газы (10,77 %);

-  гранулированная сера (1,07 %).

     В результате эксплуатации нефтеперерабатывающего завода, работающего по разработанной  поточной схеме, можно достичь глубины  переработки нефти, равной 90 %, то есть европейского уровня.

Следует отметить, что предложенная технология позволяет осуществлять практически безотходную переработку нефти с получением высококачественных продуктов, соответствующих требованиям мирового рынка. 
 
 
 
 
 

Приложение  А

Библиография 

1.    Нефти СССР. Справочник, том 1. издательство  “Химия”, М.:1971 г.504 с. 

2.    Козин В.Г. Разработка поточной схемы и расчет товарного баланса

       нефтеперерабатывающего завода. Методические  указания /Казанский 

       Государственный Технологический  Университет.-Казань,1993г.-52 с, 

3.    Рудин М.Г., Смирнов Г.Ф. Проектирование нефтеперерабатывающих и

       нефтехимических заводов,-Л.; Химия, 1984г.-256 с.

4.    Ахметов С.А. Технология глубокой  переработки нефти и газа: Учебное 

       пособие для вузов. Уфа.; Гилем, 2002 г.-672 с.

5.    Козин В.Г., Солодова Н.Л., Башкирцева Н.Ю. Современные технологии

       производства компонентов моторных  топлив. Казань: Хэтер( ТаРИХ),

       2003 г. – 264с.