- •1. Литературный обзор - нефть и газ как сырье для переработки
- •1.1 Химическая природа и групповой углеводородный состав нефтей и нефтяных газов
- •1.1.1 Парафиновые углеводороды
- •1.1.2 Непредельные углеводороды
- •1.1.3 Нафтеновые углеводороды
- •1.1.4 Ароматические углеводороды
- •1.1.5 Неуглеводородные соединения нефти
- •1.2 Обзор поточных схем переработки нефти
- •1.2.1 Общие сведения
- •1.2.2 Схема неглубокой переработки сернистой нефти
- •1.2.3 Схема глубокой переработки сернистой нефти
- •2. Анализ состава и свойст сосновской нефти
- •2.1 Краткая характеристика месторождений самарской области
- •2.2 Технологическая характеристика сосновской нефти
- •2.3 Разгонка нефти и Расчет физических свойств фракций нефти
- •3. Выбор и обоснование схемы переработки нефти
- •3.1 Блок подготовки нефти к переработки
- •3.2 Первичная перегонка нефти
- •3.2.1 Установка Атмосферной перегонки нефти
- •3.2.2 Установка вакуумной перегонки нефти
- •3.3 Вторичная переработка нефти
- •3.3.1 Переработка фракции легкого бензина. Изомеризация.
- •3.3.2 Переработка фракции тяжелого бензина. ГидроФорминг.
- •3.3.3 Переработка гудрона. Коксование
- •3.4 Блок очистки нефтепродуктов
- •3.4.1 Гидроочистка дистиллятных фракций
- •Ниже приведено описание установки гидроочистки на примере керосиновой фракции Сосновской нефти:
- •3.4.2 Очистка базовых масел
- •3.4.3 Гидрокрекинг тяжелого газойля
- •3.5 Переработка нефтезаводских газов
- •3.6 Сводный Материальный баланс и поточная схема переработки
3.2.2 Установка вакуумной перегонки нефти
Существуют две схемы переработки мазута - топливная и масляная. При топливной получают только одну фракцию (350-500°С), используемую обычно как базовый продукт для каталитического крекинга или гидрокрекинга. При масляной переработке - три фракции: легкие дистиллятные масла (выкипающие при 300-400°С), средние дистиллятные масла (выкипающие при 400-450°С) и тяжелые дистиллятные масла (выкипающие при 450-500°С).
Для мазута Сосновской нефти предпочтительно использовать схему однократного испарения по масляному варианту, т.к. выход базовых масел составляет 22% на нефть.
С установки АТ мазут направляется на установку вакуумной перегонки, нагревается в печи П-01 до температуры ввода в колонну и поступает на разделение в ректификационную колонну К-05 .
Головным продуктом ректификационной колонны является вакуумный соляр, по выходе из колоны пары которой конденсируются в конденсаторе Х-01 и собирается в вакуумном приемнике Е-01. Из приемника фракция забирается насосом, часть верхней фракции подается на верхнею тарелку колонны в качестве орошения, а остальное ее количество откачивается с установки.
Кубовым продуктом ректификационной колонны К-05 является гудрон, который прокачивается через теплообменник Т-01 и отводиться с установки.
В низ колонны, подается перегретый водяной пар.
В качестве боковых погонов из колонне К-05 выводятся фракции 350-420С и, фр. 420-500, которые прокачиваются через теплообменник Т-02, Т-03 и отворяться с установки.
В колонне имеется циркуляционное орошение, тепло которого отдается нефти с установки АТ в теплообменнике Т-04.
Таблица 5
Материальный баланс установки ВТ
ПРИХОД |
РАСХОД |
||||
Наименование потока |
% масс. на мазут |
Количество, т/ч |
Наименование потока |
% масс. на мазут |
Количество, т/ч |
Мазут |
100,00 |
1996,340 |
Легкий масленый дистиллят |
8,00 |
159,707 |
Водяной пар низ колонны |
1,50 |
29,945 |
Средний масленый дистиллят |
19,42 |
387,689 |
Водяной пар в С-02 |
0,29 |
5,815 |
Тяжелый масленый дистиллят |
21,91 |
437,345 |
Водяной пар в С-01 |
0,33 |
6,560 |
Гудрон |
50,67 |
1011,598 |
|
|
|
Водяной пар |
2,12 |
42,321 |
ИТОГО |
102,12 |
2038,660 |
ИТОГО |
102,12 |
2038,660 |
Рис.4
Схема установки однократного испарения мазута по масленому варианту
3.3 Вторичная переработка нефти
3.3.1 Переработка фракции легкого бензина. Изомеризация.
Каталитической изомеризацией легких бензиновых фракций Сосновской нефти можно значительно повысить октановое число бензина.
Подавляющая масса перерабатываемых нефтей характеризуется низкооктановыми бензиновыми фракциями. Подвергая фракцию изомеризации, можно повысить ее октановое число на 15—20 единиц за счет превращения содержащихся в ней нормальных парафиновых углеводородов.
Сущностью процесса изомеризации является каталитическое превращение легких нормальных парафиновых углеводородов в соответствующие углеводороды изостроения.
Исследование механизма изомеризации показало, что эта реакция, очевидно, имеет последовательный характер, т. е. изомеры с двумя и тремя метильными группами образуются через стадию образования изомеров с одной метальной группой. Таким образом, при углублении процесса концентрация высокоразветвленных изомеров в продукте изомеризации увеличивается и тем самым повышается его октановое число.
Продукты изомеризации используют не только в качестве высокооктановых компонентов, но и как сырье для нефтехимического синтеза. В основном это относится к изопентану, который путем дегидрирования перерабатывают в изопрен.
Промышленные катализаторы процесса изомеризации могут быть разделены условно на два вида:
- хлористый алюминий (обычно в виде комплекса с углеводородами);
- бифункциональные катализаторы, содержащие платину (или палладий) на кислотном носителе.
В присутствии хлористого алюминия изомеризацию проводят при мягком температурном режиме, что является несомненным достоинством процесса. Температуры промышленного процесса находятся в пределах 90—120° С. Повышение температуры ускоряет реакции изомеризации, но одновременно способствует протеканию побочных реакций крекинга.
Для увеличения выхода целевого продукта процесс ведут с рециркуляцией не превращенного сырья.
В процессе изомеризации Сосновской нефти получается газ, направляемый на ГФУ и изомеризат, являющийся высокооктановым компонентом автобензина.
Таблица 6 Материальный баланс установки изомеризации
ПРИХОД |
РАСХОД |
||||
Наименование потока |
% масс. на бензин |
Количество, т/ч |
Наименование потока |
% масс. на бензин |
Количество, т/ч |
Фракция легкого бензин |
100,00 |
165,62 |
Газ |
3,00 |
4,97 |
|
|
|
Изомеризат |
97,00 |
160,65 |
ИТОГО |
100,00 |
165,62 |
ИТОГО |
100,00 |
165,62 |
Рис.5 Принципиальная технологическая схема процесса изомеризации
1— колонна для разделения основной фракций; 2 — колонна для разделения пентанов и гексанов; 3 — колонна для разделения н-пентана и изогексанов; 4 — реактор для изомеризации суммарной гексановой фракции; 5 — реакторный блок изомеризации фракции С6 (без предварительного разделения); б — реактор для изомеризации н-пентана; 7 — колонна для разделения н-пентана и изопентанов; 8 — нагревательные печи; 9 — теплообменники; 10 — газосепараторы; 11 — компрессоры циркулирующего водорода; 12 — стабилизационная колонна. l — легкий бензин прямой гонки; ll — пентан-гексановая фракция; lll — фракция C7 и выше; IV — пентаны; V — изопентан; VI — гексаны; VII — изогексаны; VIII — водород; IX — углеводородный газ.
