Содержание

1. Введение ……………………………………………….……3

2.Литературный обзор.........................................................................................6

2.1 Подготовка и первичная переработка нефти………………….……6

2.2 Теоретические основы процесса деметаллизации…………….……8

2.3 Обзор способов применения процесса деметаллизации………....10

2.3.1 Способ деасфальтизации и деметаллизации остатка от

вакуумной перегонки……………………………………………………10

2.3.2 Способ деметаллизации сырой нефти в процессе

ее переработки……………………………………………………….…..11

2.4 Катализаторы гидродеметаллизации…………………………….…13

2.4.1 Способы получения катализаторов…………………………….…17

2.5 Некоторые методы очистки от микроэлементов……………….….19

2.6 Гидроксилапатит……………………………………………….…….23

2.6.1Область применения ГА…………………………………………...23

2.6.2 Методы получения ГА……………………………………….…….26

2.7 Дезактивация катализаторов гидроочистки

нефтяных фракций……………………………………………………….28

2.8Регенерация промышленных катализаторов…………………….….30

2.9 Извлечение ванадия и никеля из отработанных

катализаторов…………………………………………………………….33

2.10 Характеристики промышленных катализаторов

деметаллизации …………….………………………………………..…..35

3. Характеристика месторождения Каламкасс…………………………….....37

4.Эксперементальная часть

4.1 Методика проведения эксперимента на примере

РИВ с неподвижным слоем катализатора………………………………39

4.2 Методика проведения эксперимента на примере прямоточного

реактора…………………………………………………………………..41

4.3 Методика разгонки нефти…………………………………………...41

4.4 Методика получения ГА осаждением………………………………44

4.5 Методика получения ГА двойным твердофазным синтезом…….45

4.6 Методика атомно-адсорбционного анализа……………………….47

4.7 Экспериментальные данные…………………………………………48

4.8 Обсуждение результатов…………………………………………….55

4.9 Выводы………………………………………………………………..56

5.Технологическая часть

5.1 Выбор технологической схемы и его обоснование………………..57

5.2Описание технологической схемы, варианты аппаратурного оформления……………………………………………………………….59

5.3. Принципиальная технологическая схема………………………..62

6.Расчетная часть

6.1Расчет реактора со стационарным слоем катализатора…………..63

6.2 Расчет реактора с движущемся слоем катализатора……………..65

6.3 Расчет трубчатой печи……………………………………………..67

6.4 Расчет вспомогательного оборудования………………………….96

7. Общие разделы диплома

7.1 Экологическая часть……………………………………………….104

7.2 Охрана труда……………………………………………………….118

7.3 Экономический раздел…………………………………………….133

8. Литература…………………………………………………………………..149

1. Введение

Прогресс общества не мыслим без развития его энергетической базы. Потребление энергии увеличивается в США в среднем на 3% в год, в Европе - на 4%, в Японии на 6%,а в развивающихся странах еще более быстрыми темпами. Нефть и газ сегодня - преобладающие источники энергии: на их долю приходятся 75% потребления энергии в Европе, Японии, США. Потребности в энергоресурсах везде растут быстрее объема добычи нефти, которая обходится всё дороже, и становится труднее, а рост разведанных запасов практически прекратился. В наши дни экономика государств зависит от нефти больше, чем от любого другого продукта. Наличие собственных ресурсов, возможность организовывать экспорт нефти и нефтепродуктов, позволяют различным государствам добиваться успехов в экономическом и социальном развитии. Вместе с тем колебание мировых цен на нефть и конъюнктура на мировом нефтяном рынке приводят к серьёзным изменениям в экономической политике, как нефтеперерабатывающих стран, так и государств, промышленность которых базируется на привозной нефти.

Прогнозы специалистов показывают, что после 2002 года возможности мировой добычи нефти сократились, а потребности в нефти постоянно увеличивается. Мировых запасов нефти хватит примерно на 70 лет, а в то время как запасы угля – на 200 лет.

Такая перспектива породила 2 проблемы:

С одной стороны, поиски альтернативных источников углеводородных жидкостей, с другой – углубленная (до 65%) переработка нефти с отбором фракций до 560-580С. В основе углубленной переработки нефти лежит её квалифицированная перегонка. Ещё недавно мощности установок не превышали 2-3 млн. т./год, а в настоящее время существует ряд установок с мощностью 6-9 млн. т./год и более до 12 млн. т/год  21 .

Углубленная переработка нефти приводит к появлению возрастающего количества нефтяных остатков, богатых не углеводородными соединениями, а соединениями содержащих азот, серу, кислород и имеющих в своём составе конденсированные ароматические соединения. Это значительно усложняет их переработку, так как увеличиваются расходы на процесс переработки.

Высокая степень глубины переработки и улучшение экономики могут быть достигнуты комбинированием процессов переработки. Более глубокая переработка уменьшает количество остатков, таких как битум, тяжёлый мазут или кокс. Для увеличения выхода светлых фракций можно использовать один из деструктивных процессов или их комбинацию. Выбор процесса и схемы переработки определяется технологическими и экономическими критериями.

Еще одной важнейших проблем переработки нефти, является содержание в ней большого количества металлов в их число входят:

щелочные, щелочноземельные, металлы подгруппы меди, цинка, бора, ванадия, многие металлы переменной валентности, а также типичные неметаллы).

Ничтожные концентрации этих элементов значительно влияют на процессы нефтепереработки и дальнейшее использование нефтепродуктов.

Большинство элементов, находящихся в нефти в микро количествах, являются катализаторными ядами, быстро дезактивирующими промышленные катализаторы нефтепереработки.

Необходимо добавить , что углубленная переработка нефти решается по- разному в европейских странах, Японии , США. Для Европы и Японии в ближайшие годы наиболее актуальной задачей является деструктивная переработка тяжёлых дистиллятных фракций. Для США решается задача деструктивной переработки остатков. Для России конкретные тенденции пока не обозначены. Тем не менее, на территории Российской Федерации месторождения тяжёлых нефтей составляют значительную долю от общих запасов и, следовательно, вовлечение их в сферу переработки является важнейшей задачей для нашей страны.

Нефти месторождения Каламкас являются классическим примером тяжёлых высокосмолистых сернистых нефтей.

Целью работы является расчет и технико-экономическое сравнение установки деметаллизации мазута с реактором со стационарным слоем катализатора и реактором с дисперсным катализатором.