книги из ГПНТБ / Сыркин, А. М. Соединения нефти и методы ее переработки учебное пособие для студентов нехимических специальностей
.pdfТ а б л иц а 28
Выход продуктов при гидрокрекинге гудрона на установке изомакс
Сырье и продукты |
Выход, ч вес |
Плотность |
Выход, ч |
|
|
|
объемы. |
Свежее сырье ......................................
Потребление водорода.......................
Продукты
100,0 |
1,0086 |
100,0 |
1,57 |
|
|
Аммиак.................................................... |
|
0,18 |
|
|
|
|
Сероводород........................................... |
|
2,62 |
|
|
|
|
Q .............................................................. |
|
|
0,7 |
|
|
|
с * ......................................... |
|
|
0,7 |
|
|
|
|
|
|
1.0 |
0,578 |
1,6 |
|
|
|
|
0,9 |
|||
с5 ........................ |
|
|
0,7 |
0,628 |
1.1 |
|
Се . . .................................................... |
1,3 |
' 0,695 |
1.9 |
|||
С;—205°с................................. |
|
7,0 |
0,763 |
9,2 |
||
205—345°С.............................. |
|
17,2 |
0,861 |
20,1 |
||
345—565°С.............................. |
|
49,3 |
0,938 |
53.0 |
||
О статок.................................................. |
|
20,0 |
1,071 |
18,8 |
||
В сего ............................................... |
• . |
101,6 |
|
— |
Ю5,7 |
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 29 |
|
|
Качество сырья и продуктов гидрокрекинга ВОС изомакс |
|
||||
|
|
Сырье |
|
П р о д у |
т ы |
|
|
П о к а з а т е л и |
|
бензин |
легкий |
накуумн. |
накуумн. |
|
|
гудрон |
газойль |
газойль |
||
|
|
С7—205°С |
остаток |
|||
|
|
|
205—345°С 345—565°С |
|||
Плотность, Р ^ ° .................... |
1,0086 |
0,7628 |
0,8610 |
0,9382 |
1,0713 |
|
Содержание: |
з.о |
0,01 |
0,2 |
0,6 |
|
|
серы, |
% в е с ........................ |
1,0 |
||||
азота, |
% в е с ........................ |
0,44 |
0,018 |
0,109 |
0,301 |
0,601 |
железа, П П М ....................... |
12 |
— |
— |
0,5 |
— |
|
ванадия, П П М .................... |
60 |
— |
— |
0,05 |
— |
|
Температура застывания, °С |
— |
— |
- 2 0 |
13 |
— |
|
119
несколько уменьшить содержание серы и азота. Мощность уста новки деасфальтизации равна 7075 м3/сутки.
Установка имеет секцию производства водорода паровой кон версией природного газа мощностью 3,8 млн м3/сутки.
Основной продукт установки изомаксфракция 343°С+ идет на каталитический крекинг флюид. В свою очередь, с каталити ческого крекинга газойль 260°С+ в смеси прямогонными дистил лятами направляется на двухступенчатый изомакс с рециркуля цией до полного превращения в бензин и реактивное топливо. Такое комбинирование гидрокрекинга и каталитического кре кинга позволяет увеличить выход высокооктанового бензина и повысить производительность каталитического крекинга по све жему сырью.
§ 12. Установки гидрокрекинга «Юникрекинг»
Юникрекинг — регенеративный процесс гидрокрекинга с не подвижным слоем катализатора используется для облагоражи вания бензинов или превращения их в сжиженные газы, а так же для производства средних дистиллятов высокого качества.
Применяют одно- и двухступенчатый варианты. Причем одно ступенчатый процесс может рентабельно перерабатывать любое дистиллятное сырье в бензин и легкие углеводороды. Одноступен чатый гидрокрекинг дает больше С* и легкого гидрогенизата, но меньше фракции 82°С + . На установке применен бифункциональ ный катализатор.
На рис. 21 показана принципиальная схема двухступенчатого юникрекинга.
Схема одноступенчатого варианта отличается тем, что непревращенный газойль первой ступени примешивается к сырью, а не идет в реактор второй ступени.
Режим первой ступени (гидроочистки)
Температура, °С |
|
343—427 |
Объемная скорость, час~1 |
|
0,5 -5 |
Давление, ати |
|
70—210 |
Отношение Н2: сырье, нм3/м3 |
350—2100 |
|
Очищенное сырье содержит серы 5-10 —3 |
I, азота 1• 10 ~3 % , |
|
Режим второй ступени (гидрокрекинга) |
||
Температура, °С |
i |
343—427 |
Объемная скорость, час~1 |
1— 10 |
|
Давление, ати |
|
70—210 |
Отношение Н2: сырье, нм3/м3 |
70—2100 |
|
Глубина разложения за проход |
25—70% объема. |
|
На установке имеется |
система водной |
промывки водородсо |
держащего газа в сепараторе высокого давления для удаления аммиака и сероводорода. На установке юникрекинга установле
но
добавочного водорода; 51—циркуляционный компрессор; 6—сепаратор высоко го давления; 7—главная фракционирующая колонна; 8—огневой кипятильник фракционирующей колонны; 9—стабилизационная колонна; 10—пропановая колонна
П о т о к и : I—вакуумный газойль; II—циркулирующее сырье; III —доба вочный водород; IV'—сепараторный газ; V—средний бензин; VI—тяжелый бензин; VII—топливный и сжиженный нефтяной газы; V III—бутановая фракция; IX—легкий бензин
но два компрессора добавочного водорода, так что во время ре монта одного из них установка работает на пониженной произво дительности.
Характеристика основных видов сырья юникрекинга показа на в табл. 30, качество продуктов — в табл. 31.
Легкий бензин юникрекинга направляют на компаундирова ние 95-октанового бензина. Тяжелый бензин содержит много нафтеновых углеводородов и является ценным сырьем катали тического риформинга.
§ 13. Установка ультракрекинга фирмы «Амоко»
Установка ультракрекинга производительностью 6400 м*/сутки дает 120—125% объемн. депропанизированного бензина.
Установка имеет следующие особенности:
1)для подачи свежего водорода с платформинга и циркули рующего газа установлены центробежные компрессоры с приво дом от турбин;
2)работой установки управляет аналоговая вычислительная
машина, дублированная системой ручного управления.
6 Заказ 617 |
121 |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 30 |
Характеристика |
сырья |
для юникрекинга |
|||
|
|
|
|
С ы р ь е |
|
Показатели |
|
Ваку |
цирк |
цирк. кат. газойль |
|
|
|
умный |
газ. |
|
|
|
|
газойль |
флюид |
термофор |
|
Плотность, |
}'\0 . |
0 ,9 0 1 3 |
0 ,9 2 4 8 |
0 ,9 1 0 0 — |
0 ,9 0 1 3 — |
|
|
|
|
0,9 2 7 9 |
0 ,9 1 0 0 |
н. к . . . . |
254 |
207 |
2 0 4 - 2 5 4 |
2 2 1 — 227 |
|
10% . . . . |
310 |
263 |
— |
— |
|
3 0 % . . . . |
34 6 |
282 |
— |
_ |
|
5 0 % . . . . |
379 |
2Э9 |
2 8 5 - 3 1 0 |
3 0 2 - 3 0 7 |
|
70% . . . . |
413 |
3 2 7 |
— |
_ |
|
9 0 % . . . . |
452 |
349 |
3 2 4 — 363 |
3 4 3 - 3 4 9 |
|
к . к . . . . |
482 |
374 |
3 4 9 — 388 |
3 6 6 - 3 7 1 |
|
Содержание, |
|
|
|
|
|
в е с ................... |
|
|
|
|
|
азота . . . |
0 ,2 1 5 |
0 ,135 |
0 ,0 9 - 0 ,0 1 7 |
0 ,1 5 — 0 ,1 6 |
|
серы . . . |
1,08 |
1,21 |
0 ,9 0 - 1 , 3 0 |
0 ,9 0 — 1,00 |
|
Анилиновая |
точ |
|
36 |
|
|
ка, °С ................ |
68 |
|
|
||
Углеводородный |
|
|
|
|
|
состав, % вес . |
|
|
|
|
|
парафиновые . . |
18 |
12 |
|
|
|
олефиновые . . |
0 |
5 |
|
|
|
нафтеновые . . |
34 |
21 |
|
|
|
ароматические |
32 |
55 |
|
|
|
гетероцикличес |
|
7 |
|
|
|
кие . . . |
• . . |
16 |
|
|
|
Сырье пропускают через обычный и коалесцирующий филь тры для удаления мехпримесей и воды. Имеются три параллель
но соединенных реактора.
Для нагрева свежего сырья, циркулирующего газа и фрак ционирующих колонн используют теплопотоки из реакторов. Основную массу NH3 и часть H2S удаляют водой, подаваемой в охлажденный поток из реактора.
Свежий Н2 с установок ультраформинга промывают водой и сжимают компрессором с приводом от газовой турбины. Пуск газовой турбины производится вспомогательной паровой турби ной, находящейся с ней на одном валу. Горячие выхлопные газы турбины используются для получения пара.
122
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 31 |
К ачество |
продуктов юникрекинга |
|
|
||
Производительность установки, м*\сутки |
2830 |
3250 |
|||
Циркулирующее сырье, |
% объема. • .................... |
54 |
46 |
||
Выходы бензина, %объемн....................................... |
|
103 |
|
||
депутанизированнсго ............................................... |
|
|
101 |
||
недебутанизированного........................................... |
|
124 |
123 |
||
в том числе: |
|
|
|
17 |
|
б у тан ы ............................................................... |
|
|
|
18 |
|
легкий бензин............................................... |
|
• |
50 |
53 |
|
средний б е н зи н .............................................. |
|
|
22 |
18 |
|
тяжелый б е н з и н |
............................................ |
|
32 |
31 |
|
Расход Hs, нм3/м3 ....................................................... |
|
|
|
403 |
400 |
Л . бензин (к. к. 104сС) |
. . |
• ................................ |
|
|
|
Октановое число с. 0,8 |
мл/л |
Т З С ........................ |
|
|
|
И. М................................................................................. |
|
|
|
97 |
97 |
|
|
|
|
94 |
— |
Средний бензин (к. к. 160СС ) ............................... |
|
|
|||
Октановое число с. |
0,8 |
лл/л Т Э С ........................ |
|
|
|
|
|
|
|
90 |
91 |
М. М...................................... |
|
- ........................................ |
|
85 |
— |
Углеводородный состав, % объема: |
|
27 |
|||
парафиновые |
................................................... |
|
|
24 |
|
нафтеновые ....................................................... |
|
|
|
52 |
50 |
ароматические |
............................................... |
|
|
24 |
23 |
Тяжелый бензин (к. к. |
2Ю°С) . ........................ |
|
|
||
Октановое число с. |
0,8 |
мл/л |
ТЭС . .................... |
|
92 |
|
|
|
|
89 |
|
М. М................................................................................. |
|
|
|
83 |
— |
Углеводородный состав, % объема: |
20 |
23 |
|||
парафиновые. . |
...........................• . . . |
||||
нафтеновые ........................... |
|
|
.................... |
44 |
40 |
ароматические |
........................................ |
|
• . |
36 |
37 |
Свежий водород соединяется с циркулирующим и сжимается другим центробежным компрессором с приводом от паровой тур бины; нагревается сначала теплообменом с потоком из реактора, а затем в печах, после чего смешивается с горячим сырьем и направляется в реакторы.
6' |
123 |
Сырье установки — легкий прямогонный и тяжелый газойль каталитического крекинга
В секции фракционирования получают топливный газ, серо водород, этан-пропан, бутан, пентан-гексан, легкую и тя желую бензиновые фракции и циркулирующий газойль (возвра щаемый в реакторы). Тяжелую и легкую бензиновые фракции направляют на ультраформинг либо используют как компонент бензина.
Сероводород идет на получение серной кислоты. Технологи ческие стоки подают в отпарную колонну, а сухой газ сжигают в одной из печей.
§ 14. Гидрокрекинг бензинов
Гидрокрекинг можно использовать для облагораживания бен зинов прямогонных и вторичного происхождения.
Во ВНИИНП п ВНИИнефтехиме разработан процесс одно ступенчатого регенеративного гидрокрекинга прямогонных бен зиновых фракций 105—180°С и 140—180ТТ
Условия процесса: |
800—350 |
Температура, °С |
|
Давление, ата |
50—100 |
Объемная скоорсть |
1,5 час- 1 |
Отношение Нг: сырье, нм3/м3 |
1500 |
Тепловой эффект процесса |
60 ккал/кг |
Цеолитсодержащий катализатор подвергается регенерации через 6 месяцев работы и имеет общий срок службы 1,5 года. Гидроочистка сырья не требуется.
Получаемый в процессе гидрогенизат служит сырьем для ка талитического риформинга.
Комбинированный процесс гидрокрекинга бензина и катали тического риформинга назван изориформингом. Такой процесс позволяет получать высокооктановый бензин АИ-93.
Аналогичный процесс разработан за рубежом. Принципиаль ная схема секции гидрокрекинга показана на рис. 2 2 .
Комбинирование гидрокрекинга бензина и каталитического риформинга дает следующие преимущества:
1) не нужна гидроочистка бензина; 2 ) больше выход высокооктановой фракции С5—Се и сжи
женного газа.
Но капитальные вложения и удельные эксплуатационные зат раты оказываются несколько выше, чем в случае комбинирова ния каталитического риформинга и гидроочистки.
Большого распространения изориформинг пока не получил. Бензины термических процессов (коксования, термического крекинга и пиролиза) трудно подвергать обычной гидроочистке, т. к. при нагревании эти продукты легко осмоляются и забива-
124
Аппараты: 1—печь; 2—реактор; 3—компрессор добавочного водорода; 4—ком
прессор _циркулирующего газа; |
5—эжектор; |
€—сепаратор; 7—бензиновая |
||
колонна; 8—отпарная колонна |
II—добавочный во |
|||
П о т'о к и: I —сырье (тяжелый прямогонный бензин); |
||||
дород; III —циркулирующий газ, IV—циркулирующий и |
добавочный водо |
|||
род; V—водяной пар; VI—охлаждающая вода; |
VII—фракция С4 и легче на |
|||
газофракционирование; V III—жидкая фракция |
(С4 и легче); IX—фракция |
|||
С |—С„; X—дегекс авизированный |
бензин на |
каталитический |
риформинг; |
|
XI—охлаждающий газ; X II—продувка |
|
|
||
ют теплообменную аппаратуру. Кроме того, большой |
тепловой |
|||
эффект процесса создает опасность перегрева катализатора с по следующей его дезактивацией.
Поэтому для облагораживания крекинг-бензинов рекоменду ется процесс гидрокрекинга в трехфазном кипящем слое. Для создания трехфазного кипящего слоя нужен тяжелый разбави тель (мазут, гудрон). Полученная бензиновая фракция может быть использована как низкооктановый компонент бензина или после гидроочистки направлена на каталитический риформинг.
Г Л А В А VIП
ПЕРЕРАБОТКА НЕФТЕЗАВОДСКИХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ
Углеводородные газы — это дешевое топливо и доступный источник сырья для нефтехимического синтеза.
Углеводородные газы делятся на природные (добываемые на газовых месторождениях), попутные (добываемые вместе с нефтью), газоконденсатные и искусственные (нефтезаводские), образующиеся при деструктивной переработке нефти.
Природные и газоконденсатные газы состоят в основном из метана. В них могут быть примеси двуокиси углерода, сероводо рода, азота. В попутных газах содержание метана ниже, чем у природных, и больше содержится этана, пропана, бутанов. Ха рактерным для природных и попутных газов является отсут ствие непредельных углеводородов. Состав природных и попут
ных газов некоторых месторождений СССР показан в табл. |
32. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
32 |
|
Состав |
природных |
и попутных газов, % объема. |
|
|
|||||
М ес то р о ж д ен и я |
H .S |
|
со, |
с н , |
с,н„ |
С.н„ |
1С.Н,„ |
лС.Н1( |
С , |
Природные |
|
|
|
|
|
|
0,03 |
0,02 |
|
Саратовское . |
|
3,0 |
0.2 |
94,7 |
1,8 |
0,25 |
|
||
Газоконденсат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шебеленекое . |
|
1.4 |
0,4 |
88.5 |
3,8 |
2,9 |
1,7 |
|
1,3 |
Попутные |
|
|
|
|
|
|
|
5,2 |
2.8 |
Ишимбайское . |
4.0 |
3,7 |
О ,8 |
53.6 |
14,9 |
12,7 |
2,5 |
||
Ромашкинское |
— |
1 1 .0 |
— |
46,5 |
21,4 |
14,4 |
1,3 |
3,2 |
2,2 |
126
Т а б л и ц а 33
Углеводородный состав нефтезаводских газов, % вес
Процесс
н , |
сн. Сгн , |
с,н. Cs Hfl С,н„ |
X |
со |
2 |
3 |
|
|
|
X |
X |
X |
|
|
|
|
и |
CJ |
О |
о |
|
|
|
|
л |
•*: |
£ |
Всего не предель ных
Термический |
крекинг . |
0,2 |
16,0 |
2,5 |
1 7 ,0 |
9,0 |
21,5 |
4,5 |
9 ,8 |
5 .0 |
14,5 |
25,8 |
|
Замедленное |
коксование |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гудрона ....................... |
0,4 |
35,9 |
1,7 |
18,2 |
5,9 |
17,0 |
2,3 |
3,7 |
5 ,6 |
9 ,3 |
13,6 |
||
Пиролиз ........................ |
0,7 |
11.02 |
8 ,8 |
8,4 |
2 4 ,7 |
6 ,7 |
1,1 |
13,1 |
0,1 |
1,9 |
6 7 ,7 |
||
Каталитический |
крекинг |
0,8 |
6,5 |
3,1 |
6 ,0 |
15,0 |
13,5 |
4 ,0 |
16,0 |
22,7 |
7,14 |
38,1 |
|
Каталитический |
рифор- |
6,0 |
6.0 |
— |
17,0 — |
35,0 |
— |
— |
16,0 20,0 |
— |
|||
минг . ........................ |
|
|
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Г идрокрекинг................ |
— |
7,3 |
2 0 ,0 |
— |
27,1 |
— |
— |
25,0 20,6 |
— |
||||
Нефтезаводские |
газы |
содержат |
непредельные углеводороды |
||||||||||
(табл. 33), что позволяет использовать их как сырье для получе ния бензина и нефтехимических продуктов.
Наиболее высокое содержание непредельных в газе пироли за. В газах каталитического риформинга, гидрокрекинга и гид роочистки отсутствуют непредельные углеводороды. Каталити ческий крекинг и гидрокрекинг позволяют получать технический изобутан, являющийся сырьем для производства высокооктано вого компонента бензина на установках алкилирования. Ката литический риформинг дает водородсодержащий газ для про цессов гидрокрекинга и гидроочистки. В нефтезаводских газах содержатся примеси окиси и двуокиси углерода, сероводорода, влага.
Нефтезаводские газы подвергают очистке от примесей, осуш ке, ректификации с получением метановодородной, этан-этилено- вой, пропан-пропиленовой, бутан-бутиленовой и изобутиленовой фракций.
Очистку газов производят жидкими или твердыми поглотите лями. К жидким поглотителям относятся моно-, ди- и триэта- ноламины. Моноэтаноламины обладают наибольшей поглоти тельной способностью. Триэтаноламин поглощает только серово дород и не реагирует с двуокисью углерода.
Принципиальная технологическая схема установки очистки газов показана на рис. 23. Сущность очистки газов сводится к тому, что при пониженной температуре и высоком давлении се
роводород поглощается |
этаноламинами, а в условиях нагрева |
ния и низкого давления происходит десорбция сероводорода. |
|
Режим очистки: |
|
Температура, °С: |
25 |
ввод исходного газа |
|
низ абсорбера |
40 |
127
Р и с . |
S3. П ри нкгг а л т а я |
схема очистки нефтезаводских газов с помощью |
|||
А п п а р а т ы : |
1— гбеербер |
этаноламина |
2—десорбер* |
||
для улавливания сероводорода; |
|||||
8—хслсдилтгик; 4—теплообменник; 5—паровой подогреватель |
|||||
П о т о |
к| ь: |
1— г г з |
на очистку; II—насыщенный раствор |
этаноламина; |
|
I II—регенерированный |
раствор этаноламина; IV—очищенный газ; V—серово |
||||
дород; VI—водяной пар;VII—вода; V III—свежий эганоламин
верх абсорбера |
40 |
низ десорбера |
1 2 0 |
верх десорбера |
105 |
Давление, ата: |
40 |
в абсорбере |
|
в десорбере |
3 |
Для очистки газа применяют 15%-ный водный раствор этано ламина. Присутствующие в очищенном газе органические кисло ты и сероокись углерода необратимо реагируют с моноэтаноламнном, снижая активность раствора. Этаноламины вызывают коррозию простой стали.
§ 1. Осушка газа
Осушка газа необходима перед низкотемпературной ректи фикацией, а также для защиты от порчи некоторых катализато ров, например, алюмоплатинового на установках платформинга и серной кислоты на установках алкилирования.
128