Федеральное Государственное Образовательное Учреждение

Астраханский Государственный Университет

Кафедра ХТНГ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«Термокаталитические процессы переработки нефти»

Проект установки каталитического крекинга

фр. 350-500ºС Арланской нефти

производительностью 650 тыс.т/год

Выполнил:

ст. гр. ДХТ-41

Абдулаева М.Р.

_______________

Проверил:

ст.пр. Топчиева Л.П.

_______________

Проект защищен с оценкой_____________

Астрахань 2012

Содержание

Введение……………………………………………………………………….

1. Технологическая часть……………………………………………….

1.1.Теоретические основы процесса………………………………………..

1.1.1. Химизм процесса каталитического крекинга………………………..

1.1.2. Термодинамика процесса каталитического крекинга…………………

1.1.3. Применяемые катализаторы крекинга………………………………..

1.1.4. Основные параметры и их влияние на процесс………………………..

1.2. Технологические расчеты процесса и аппаратов…………………….

1.2.1. Обоснование выбора технологической схемы………………………..

1.2.2 Аппаратурное оформление процесса……………………………………

II. Расчетная часть……………………………………………………………

2.1.Расчет реактора…………………………………………………………….

2.2.Расчет печи…………………………………………………….

2.3. Расчет сепаратора………………………………………………………..

2.4 Расчет холодильника

Заключение…………………………………………………………………….

Приложение…………………………………………………………………….

Введение

Важнейшей задачей нефтеперерабатывающей промышленности нашей страны является углубление переработки нефти, ускоренное развитие произ­водства автомобильных, дизельных и других видов топлив, сырья для нефтехи­мии и микробиологии на основе использования новых эффективных катализа­торов и адсорбентов, современного высокопроизводительного оборудования, внедрения принципа комбинирования процессов в составе единой установки повышенной мощности. Потребности промышленности в указанных продуктах возрастают значительно быстрее по сравнению с объемом добычи и перера­ботки нефти, в связи с чем необходимо резкое повышение эффективности ис­пользования нефти в народном хозяйстве.

Повышение выработки моторных топлив на единицу перерабатываемой нефти требует опережающего развития вторичных каталитических процессов, позволяющих углубить переработку нефти и производить дополнительные ко­личества светлых нефтепродуктов из фракций мазута. В нашей стране мощно­сти по вторичным процессам сравнительно не велики и равны 30,14 % масс, от первичной переработки нефти преимущественно за счет процессов каталитического риформинга и гидроочистки (25,49 % масс),

Для глубокой переработки нефти с целью производства высокооктанового бензина решающее значение имеет каталитический крекинг, позволяющий из разнообразного малоценного тяжелого сырья получать высокооктановые бензины, сырье для нефтехимии и алкилирования, производства технического уг­лерода и кокса.

Разработанный в 1936 г. процесс каталитического крекинга в настоящее время является одним из основных процессов современных и перспективных НПЗ топливного профиля, обеспечивающих выработку больших количеств - атмосферного газойля, дистиллятов вакуумной перегонки и коксования деасфальтизата. Дополнение НПЗ процессом каталитического крекинга позволяет значительно увеличить выход бензина и фракции С₃ - С₄ за счет снижения выхода котельного топлива. При этом выработка нефтезаводского топлива не­сколько увеличивается. Схема НПЗ, включающая наряду с каталитическим крекингом висбрекинг вакуумного гудрона, изомеризацию н-бутана и алкилирование сжиженных нефтяных газов (вариант 2), приводит к еще большому росту выхода бензина при уменьшении выхода углеводородов С₄ в связи с производством дополнительного количества высокооктанового компонента бензина на установке алкилирования. Кроме того, увеличивается выход быто­вого топлива за счет снижения котельного топлива.

Радикальное улучшение процесса каталитического крекинга в 60 и 70-х го­дах связано с открытием каталитической активности цеолитов и созданием на их основе цеолитсодержащих катализаторов.

Высокая эффективность и гибкость каталитического крекинга, надежность использования оборудования и возможность создания автоматизированных ус­тановок большой мощности, решающая роль процесса в углублении переработ­ки нефти с целью увеличения производства высокооктановых бензинов обу­славливают его широкое внедрение в нефтеперерабатывающей промышленно­сти и создают благоприятные условия для дальнейшего использования.

Большинство химических превращений углеводородов нефти, имеющих практическое значение, осуществляется в присутствии катализато­ров. Они позволяют снижать энергию активации химических реакций и тем самым значительно изменять их скорость. В самом общем виде в этом и заключается сущность и значение катализа. Проведение реакции в присутствии катализатора также позволяет значительно снизить температуру процесса по сравнению с термическими процессами. Другой важной осо­бенностью катализа является специфичность действия катализатора, т.е. катализатор не универсальное средство для всех реакций. Для определен­ных конкретных групп реакций необходим поиск и подбор своих наибо­лее активных и селективных катализаторов, обеспечивающих приемле­мые условия ведения процесса.

Процесс каталитического крекинга был разработан в конце 30-х-

начале 40-х годов XX столетия. Толчком к его появлению и стремительному развитию, как это часто бывает в нефтехимической промышленности, послужила быстро развивающаяся военная техника, которой в

больших объемах требовался высококачественный бензин.

На сегодняшний день процесс каталитического крекинга без преувеличения является одним из основных в современной нефтепереработке.

Технические достижения в его развитии позволяют ему оставаться высококонкурентным и одним из процессов, определяющих экономические

показатели НПЗ.

Процесс начинался с крекирования относительно легкого сырья атмосферных и легких вакуумных газойлей. В настоящее время все больше и больше появляется технологий, направленных на переработку мазутов и более тяжелых остатков. На современном этапе развития, с точки зрения используемого сырья, процесс стал всеяден. Из источника топливных компонентов он все больше превращается в источник сырья для нефтехи­мии и других процессов нефтепереработки. Сырьевая всеядность и возможность получения относительно дешевым способом сырья для различ­ных процессов открывают перед каталитическим крекингом блестящие перспективы, и можно с уверенностью сказать, что процесс будет еще дол­го занимать лидирующие позиции в нефтепереработке.

Процесс каталитического крекинга является одним из наиболее распро­страненных крупнотоннажных процессов углубленной переработки нефти и в значительной мере определяет технико-экономические показатели со­временных и перспективных НПЗ топливного профиля. Основное назначе­ние этого процесса - производство с максимально высоким выходом (до 50 % и более) высокооктанового бензина и ценных сжиженных газов — сы­рья для последующих производств высокооктановых компонентов бензинов изомерного строения: алкилата и метилтретбутилового эфира, а также сырья для нефтехимических производств. Получающийся в процессе лег­кий газойль используется обычно как компонент дизельного топлива, а

тяжелый газойль с высоким содержанием полициклической ароматики — как сырье для производства технического углерода или высококачествен­ного электродного кокса (например, игольчатого).

В качестве сырья в процессе каталитического крекинга в течение многих десятилетий традиционно использовали вакуумный дистиллят (газойль) широкого фракционного состава (350-500 °С). В ряде случаев в сырье кре­кинга вовлекаются газойлевые фракции термодеструктивных процессов, гидрокрекинга, рафинаты процессов деасфальтизации мазутов и гудронов. полупродукты масляного производства и др. В последние годы в мировой нефтепереработке наблюдается тенденция к непрерывному утяжелению сырья. На современных зарубежных установках перешли к переработке глубоковакуумных газойлей с температурой конца кипения 540 - 620 °С. На специально запроектированных установках каталитическому крекингу подвергают остаточное сырье: мазуты и даже гудроны, или их смеси с дистиллятным сырьем без или после предварительного облагораживания гид­роочисткой, деасфальтизацией или деметаллизацией. Современные ката­лизаторы крекинга представляют собой сложные системы, состоящие из 10-25% цеолита, равномерно распределенного в 75-90% аморфного алю­мосиликата, и сформированные в виде микросфер со средним размером частиц 60-65 мм или шариков диаметром 3-4 мкм. Активным компонен­том является цеолит.

Промышленные установки каталитического крекинга имеют однотип­ную схему по фракционированию продуктов крекинга и различаются, в основном, конструктивным оформлением и принципом работы реакцион­ного блока. В промышленности эксплуатируются установки разных поко­лений, однако, основное развитие получат комбинированные установки каталитического крекинга Г-43-107 с лифт-реактором и их модификации. В их состав входят, кроме собственно установки каталитического крекинга, блок гидроочистки сырья крекинга и блок газофракционирования и стабилизации бензина.

На основании вышеизложенного в данном курсовом проекте спроектирована установка каталитического крекинга.