
Глубина переработки нефти
.pdfТаблица 8.11 - Состав ВСГ
Компонент |
Содержание, % об. |
Н2 |
95,0 |
СН4 |
4,6 |
С2Н6 и выше |
0,4 |
Итого: |
100,0 |
8.Температура газо-сырьевой смеси на входе в реактор - 4100С
9.Температура в слое катализатора - 4300С
. Температура хладоагента (ВСГ) на входе в реактор - 700С.
. Насыпная плотность катализатора - 711 кг/м3.
Результаты расчета материального баланса установки гидрокрекинга сведены в таблицу 8.12
Таблица 8.12 - Материальный баланс установки гидрокрекинга
Продукты |
% мас., на сырье |
% мас., на нефть |
т/год |
кг/ч |
Приход: 360 - 5000С |
100,000 0,832 |
12,2 0,1 |
1456072 12115 |
175854 1436 |
Н2 |
|
|
|
|
Итого: |
100,832 |
12,3 |
1468187 |
177290 |
Расход: С1 - С4 |
6,825 25,718 |
0,83 3,14 3,23 2,45 |
99377 374473 |
12002 45226 |
Бензин нк-165 С |
26,481 19,976 |
2,65 |
385582 290865 |
46568 35129 |
Реактивное топливо |
21,832 |
|
317890 |
38365 |
Дизельное топливо |
|
|
|
|
Тяжелый газойль |
|
|
|
|
Итого: |
100,832 |
12,3 |
1468187 |
177290 |
8.11 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА
На установку каталитического риформинга поступает сырье с установки АВТ (фракция 70-180°С), в количестве
консорциум н е д р а
2700000т/г или 22,5%мас на нефть. Материальный баланс установки рассчитываем с применением кафедральной программы OCTAN . Причем, расчет ведем таким образом, что используется только два реактора риформинга. При этом выход ароматических углеводородов равен 45,386 %мас.
Результат по материальному балансу после второго реактора представлен в таблице 8.13
Таблица 8.13Материальный баланс установки каталитического риформинга
Продукты |
%мас. на сырье |
кг/ч |
т/г |
%мас. на нефть |
Приход: Фракция |
100 100 |
326087 326087 |
2700000 2700000 |
22,5 22,5 |
70-180°С Итого: |
|
|
|
|
Расход: Риформат |
75,312 14,877 9,811 |
245581,85 |
2033417,376 |
16,95 3,35 2,2 |
С1-С2 С3-С4 |
|
48512,76 |
401685,64 |
|
|
|
31992,39 |
264896,984 |
|
Итого: |
100,000 |
326087 |
2700000 |
22,5 |
8.12 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ЭП-400
На установку пиролиза поступает сырье с различных установок: рефлюкс с АВТ(432000 тыс.т/год), рефлюкс с каталитического риформинга(264897 тыс. т/год), дизельное топливо с установки гидроочистки (638103 тыс.т/год). В
итоге имеем 1335000 тыс. т/год. Выходы получаемых продуктов на этой установке приняты по литературным данным.
Результаты расчета материального баланса сведены в таблицу 8.14
Таблица 8.14 - Материальный баланс установки ЭП - 400
Продукты |
% мас., на сырье |
% мас., на нефть |
т/год |
кг/ч |
консорциум н е д р а
Приход: С3 - С4 (с АВТ) С3 - |
32,36 19,84 |
3,6 2,2 5,3 |
432000 264897 |
52174 |
С4 (с катриформинга) ДТ (с |
47,80 |
|
638103 |
31992,4 |
ГО ДТ) |
|
|
|
77065,6 |
Итого: |
100,00 |
11,1 |
1335000 |
161232 |
Расход: Метан-водородная |
18,00 30,00 |
2,00 3,34 1,66 |
240300 400500 |
29022 |
фракция Этилен Пропилен |
15,00 12,00 10,00 |
1,33 1,11 1,66 |
200250 160200 |
48370 |
Бутан-бутиленовая фракция |
15,00 |
|
133500 200250 |
24185 |
ТСП Пиробензин* |
|
|
|
19348 |
|
|
|
|
16122 |
|
|
|
|
24185 |
Итого: |
100,00 |
11,1 |
1335000 |
161232 |
8.13 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ АЛКИЛИРОВАНИЯ
Выходы получаемых продуктов на этой установке рассчитаны по следующему уравнению реакции:
i-С4Н10 + н-С4Н8 = С8Н18
Выход С8Н18: 43,08*114/56 = 87,69 % мас. на сырье Расход i-С4Н10: 43,08*58/56 = 44,62 % мас. на сырье,
где 114, 58 и 56 - молярные массы С8Н18, i-С4Н10 и н-С4Н8 соответственно, кг/кмоль; 43,08 - содержание н-С4Н8
в сырье, % мас.
Результаты расчетов занесены в таблицу 8.15
Таблица 8.15 - Материальный баланс установки алкилирования
Продукты |
% мас., на сырье |
% мас., на нефть |
т/год |
кг/ч |
консорциум н е д р а
Приход: ∑С4 |
100,00 |
1,97 |
238101 |
|
28757 |
Итого: |
100,00 |
1,97 |
238101 |
|
28757 |
Расход: Алкилат |
87,69 10,77 1,54 |
1,74 0,21 0,02 |
208790 |
|
25216,2 3097 |
н-С4Н10 i-С4Н10 |
|
|
25643,5 |
3667,5 |
443,8 |
(остаток) |
|
|
|
|
|
Итого: |
100,00 |
1,97 |
238101 |
|
28757 |
8.14 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОРОДА
Выходы получаемых продуктов на этой установке рассчитаны по следующим уравнениям реакций:
1.СН4 + 2Н2О = СО2 + 4Н2
2.С2Н6 + 4Н2О = 2СО2 + 7Н2
при условии, что содержание в газах СН4 и С2Н6 равны 35 % мас. и 65 % мас. соответственно.
Результаты расчета материального баланса установки сведены в таблицу 8.16
Таблица 8.16 - Материальный баланс установки Н2
Продукты |
% мас., на сырье |
% мас., на нефть |
т/год |
кг/ч |
Приход: С1 - С2 (с |
100 235 |
0,44 1,03 |
52774 |
6373,67 |
катриформинга) Н2О |
|
|
123906 |
14964,25 |
Итого: |
335 |
1,47 |
176680 |
21337,92 |
Расход: Н2 СО2 |
48 287 |
0,21 1,26 |
25240 |
3048,31 |
|
|
|
151440 |
18289,61 |
Итого: |
335 |
1,47 |
176680 |
21337,92 |
8.15 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ТОПЛИВНО-ХИМИЧЕСКОГО БЛОКА НПЗ
консорциум н е д р а
Расчет составлен на базе данных расчета материальных балансов установок, входящих в состав топливно-
химического блока НПЗ.
Результаты расчета представлены в таблице 8.17
Таблица 8.17 Материальный баланс топливно-химического блока НПЗ
Продукты |
т/год |
% мас., на нефть |
|
Приход: нефть Н2О (на ДИПЭ) О2 (на Н2SО4) Н2О (на Н2) |
12000000 |
100,00 0,05 0,32 |
|
|
6306 38529 |
1,03 |
|
|
123906 |
|
|
Итого: |
12168741 |
101,4 |
|
Расход: топливный газ, в т.ч. С1 - С2 (с АГФУ) С1 - С4 (с ГК) С1 - |
21324 |
0,18 0,83 0,10 |
|
С4 (с ГО ВГ) С1 - С4 (с ГО ДТ) С1 - С4 (с изомеризации) С1 - С2(с |
99377 |
0,05 |
0,08 2,52 |
КР) Н2, СН4 (с ЭП - 400) С3Н8 (с ДИПЭ) н-С4Н10 (с |
12038 6480 |
2,00 |
0,08 0,21 |
алкилирования) i-С4Н10 (остаток с алкилирования) нк - 1800С |
9120 |
0,02 |
4,39 0,30 |
(катализат с каткрекинга) ДИПЭ изомеризат нк - 1650С (с |
348911,64 |
7,524 3,14 16,95 |
|
гидрокрекинга) нк - 1800С (катализат с катриформинга) нк - 1800С |
240300 |
1,66 |
1,74 3,23 |
(с ЭП - 400) алкилат 120 - 2400С (с гидрокрекинга) 180 - 3600С (с |
9810 |
29,48 1,28 2,45 |
|
ГО ДТ) 180 - 3600С (с каткрекинга) 240 - 3600С (с гидрокрекинга) |
25643,5 |
10,07 6,30 1,12 |
|
котельное топливо в т.ч. гудрон (с АВТ) > 3600С (с каткрекинга) > |
3667,5 |
2,65 |
3,88 7,08 |
3600С (с гидрокрекинга) битум нефтехимические продукты в т.ч. |
526632,8 |
0,98 |
3,34 1,66 |
Н2SО4 C2 C3 ТСП Потери |
35737 |
1,11 |
2,156 |
|
902880 |
|
|
|
374473 |
|
|
|
2033417,4 |
|
|
|
200250 |
|
|
|
208790 |
|
|
|
385582 |
|
|
|
3535504 |
|
|
|
153776,2 |
|
|
|
290865 |
|
|
|
1209094 |
|
|
|
756000 |
|
|
консорциум н е д р а
|
135204 |
|
|
317890 |
|
|
465600 |
|
|
852245 |
|
|
117995 |
|
|
400500 |
|
|
200250 |
|
|
133500 |
|
|
258720 |
|
Итого: |
12168741 |
101,4 |
Таким образом, как видно из таблицы, глубина переработки нефти равна 89,93%, а выход сырья для нефтехимии составляет 7,08 % мас. на нефть
9. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРОЕКТИРУЕМОЙ УСТАНОВКЕ
Многие химические предприятия, в том числе и НПЗ находятся рядом с жилым массивом, что и определяет особые требования к поддержанию безопасной экологической обстановки. Проведение природоохранных мероприятий,
постоянный контроль за выбросами и сбросами веществ - одни из направлений работы завода по защите окружающей среды.
Экологическая характеристика установки оценивается четырьмя показателями:
количеством газообразных выбросов;
количеством неутилизированных отходов;
количеством потребляемой воды;
количеством потерь нефтепродуктов.
консорциум н е д р а
Количество газообразных выбросов связано с расходом топлива, содержанием в нем сернистых и азотистых соединений и методом пропарки (продувки) аппаратов перед их ремонтом. Для уменьшения вредных выбросов в атмосферу необходимо технологические насосы заменить на более совершенные с двойным торцевым уплотнением /25/.
Основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу, являются углеводороды (75%),
гетероциклические соединения, оксиды серы, азота и углерода /26/.
В коксе, отлагающемся на катализаторе крекинга, всегда находится сера, количество которой определяется видом используемого сырья, типом катализатора и условиями проведения процесса. При выжиге кокса на регенераторе сера выделятся в виде оксидов SOх, причем 90% - SO2 и 10% - SO3.
Снижение выбросов SOх достигается гидроочисткой сырья, очисткой дымовых газов регенерации катализатора,
использованием специальных катализаторов или добавок, связывающих оксиды серы. В качестве компонентов для связывания оксидов серы используются различные формы оксидов алюминия, модифицированные оксиды магия,
висмута, редкоземельных элементов, щелочноземельных элементов и др. Входящие в состав катализатора оксиды металла взаимодействуют с оксидами серы, образуя сульфаты, которые, попадая вместе с регенерированным катализатором в восстановительную среду реактора, разлагаются с образованием H2S и MeO.
Сокращение выбросов SО2 при сжигании топлива также достигается переходом на низкосернистое топливо
(природный газ, низкосернистая нефть), удалением соединений серы.
Для снижения выбросов оксидов азота необходимо модифицировать процесс сжигания топлива, понижая максимальную температуру пламени и ограничивая избыток воздуха.
На установке каталитического крекинга с целью снижения выбросов оксидов углерода необходимо внедрить
консорциум н е д р а
схему дожига окиси углерода при регенерации катализатора за счет введения в систему «промотора» - катализатора,
способствующего окислению углерода в двуокись /27/.
Кроме этого, на заводах проектируются форсунки, обеспечивающие хорошее смешение с воздухом, внедряются системы контроля над полнотой сгорания топлив и т.д.
В последнее время на НПЗ стали использоваться газо-мазутные горелки с акустическим излучателем,
ультразвуковые форсунки, что позволяет получить значительный экономичный и экологический эффект - снижается шум и объем вредных выбросов в атмосферу.
С целью защиты воздушного бассейна необходимо предусмотреть освобождение установки при подготовках к ремонту от углеводородных газов и паров нефтепродуктов в закрытую систему сброса горючих газов на факел.
Неутилизированные отходы на установке каталитического крекинга представляют собой песок, пропитанный нефтепродуктами, полученный при уборке разливов нефтепродуктов, промасленную ветошь, изношенные одежду и обувь, изношенный прокладочный материал, шланги и т.д. Для этих отходов на установке оборудуется специальная бетонная емкость, из которой периодически отходы вывозятся на специальную свалку. Отработанный алюмосиликатный катализатор отвозится на кирпичный завод или дорожно-строительные предприятия.
Количество потребляемой воды на установке можно понизить за счет повторного использования, применяя ее сначала для охлаждения легких фракций, потом - тяжелых, т.к. тяжелые фракции могут выводиться с установки с более высокой температурой по сравнению с легкими. Для увеличения качества оборотной воды нужно усовершенствовать конструкцию градирен, внедряя градирни фирмы «Nema Warmetauscher» (Германия).
Все промышленные и бытовые сточные воды с установки по системам канализации отводятся на сооружения
консорциум н е д р а

Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
механической очистки, для извлечения нефтепродуктов и механических примесей, а также на сооружение полной биологической очистки. Кроме этого, на установке каталитического крекинга внедрен блок локальной очистки сульфидсодержащих стоков /25/.
Для исключения попадания дождевых и талых вод на площадку установки и разлитых нефтепродуктов за пределы установки территорию самой установки ограждают бордюром.
Потери нефтепродуктов на установках топливно-химического блока НПЗ в основном связаны с потерями легких углеводородов (С1 - С5), при подготовке аппаратов к ремонту, пуску и остановке установки. В связи с этим необходимо иметь линию сброса газа с подогревом в топливную сеть НПЗ или на факельное хозяйство.
Освобождение от жидких нефтепродуктов при подготовке аппаратов к ремонту и при отборе проб осуществляется через герметично-закрытый дренажный коллектор в заглубленные емкости.
Таким образом, существует несколько вариантов снижения загрязнения окружающей среды:
герметизация оборудования и трубопроводов, что позволяет снизить газообразные выбросы и потери нефтепродуктов;
совершенствование насосов, которое уменьшит потери нефтепродуктов;
внедрение аппаратов воздушного охлаждения, что позволит снизить не только расход потребляемой воды,
но и жидкие отходы производства.
Итак, проблемы окружающей среды связаны с экономическими вопросами, поскольку предприятие не обладает достаточным капиталом для реализации вышеупомянутых задач, а также для ремонта либо модернизации оборудования.
Однако решение экологических проблем сталкивается и с еще одним немаловажным препятствием - отсутствием
консорциум н е д р а