контрольная управление тех процессами. контрольная управление тех процессом. Институт нефти и технологий (филиал)

• Название: Институт нефти и технологий (филиал)
• Анкор: контрольная управление тех процессами
• Дата: 24.02.2023
• Размер: 356.19 Kb.
• Имя файла: контрольная управление тех процессом.docx
• Тип: Документы; #953102

Минобрнауки России

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Югорский государственный университет»

Институт нефти и технологий (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего образования «Югорский государственный университет»

2022

Содержание

1.Бензины авиационные и автомобильные, их ассортимент. ГОСТ на авиационные и автомобильные бензины. Эксплуатационные свойства карбюраторных топлив. Работа четырехтактного двигателя и сгорание топлива………………………………………………………………….................3

2.Сырье и продукты каталитического гидрокрекинга. Влияние фракционного и химического состава сырья на выход и октановое число бензина…………10

3.Технологии направленные на производство экологически чистых моторных топлив…………………………………………………………………………….14

4.Задача……………………………………………………………….…………..17

5.Построение схемы автоматизации блока ректификации ТУ гидроочистки дизельной фракции………………………………………………………………19

6.Пневматические вторичные приборы. Классификация, назначение. Вычертить схему измерительного устройства вторичного прибора типа ПВ. Устройство, принцип действия, назначение………………………………...…20

Список литературы………………………………………………………………23

1. Бензины авиационные и автомобильные, их ассортимент. ГОСТ на авиационные и автомобильные бензины. Эксплуатационные свойства карбюраторных топлив. Работа четырехтактного двигателя и сгорание топлива.

Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры). В зависимости от назначения их разделяют на автомобильные и авиационные. Несмотря на различия в условиях применения автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства. Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации: иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах; иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др. В последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

Ассортимент, качество и состав авиационных бензинов

Авиационные бензины предназначены для применения в поршневых авиационных двигателях. В отличие от автомобильных двигателей, в авиационных используется в большинстве случаев принудительный впрыск топлива во впускную систему, что определяет некоторые особенности авиационных бензинов по сравнению с автомобильными. Более высокие требования к качеству авиационных бензинов определяются также жесткими условиями их применения. ГОСТ 1012-2013 предусматривает две марки авиационных бензинов: авиационный бензин Б-92, поставляемый по государственному оборонному заказу; авиационный бензин Б-91/115. Марка авиабензина означает его октановое число по моторному методу, указываемое в числителе, и сортность на богатой смеси - в знаменателе дроби. Бензин Б-91/115 предназначен для эксплуатации двигателей АШ-62ир, АИ-26В, М-14Б, М-14П и М-14В-26. Проведен большой комплекс исследований и испытаний, в результате чего разработан единый бензин Б-92 без нормирования показателя "сортность на богатой смеси". Как показали испытания, бензин Б-92 может применяться взамен бензина Б-91/115 в двигателях всех типов. Использование авиабензина Б-92 без нормирования показателя сортности позволяет наряду с обеспечением нормальной работы двигателей на всех режимах значительно расширить ресурсы авиабензинов и снизить содержание в них токсичного тетраэтилсвинца. В России вырабатывают две марки авиабензинов: Б-91/115 и Б-92. Установленные нормы к качеству указанных бензинов соответствуют требованиям АSТМ D 910 и европейским спецификациям на бензины марок 100 и 100LL.

В связи с тем, что к авиационным бензинам предъявляются более жесткие требования, чем к автомобильным, в их состав входят компоненты ограниченного числа технологических процессов:

прямой перегонки нефти, каталитического риформинга, алкилирования, ароматизации. В состав авиационных бензинов могут также входить продукты изомеризации прямогонных фракций. Продукты вторичныхпроцессов, содержащие олефиновые углеводороды, для получения авиационных бензинов не используются. Компонентный состав авиационных бензинов зависит в основном от их марки и в меньшей степени, чем для автомобильных бензинов, определяется набором технологических установок на нефтеперерабатывающем заводе. Базовым компонентом для выработки авиационных бензинов марок Б-92 и Б-91/115 обычно являются бензины каталитического риформинга. В качестве высокооктановых компонентов могут быть использованы алкилбензин, изооктан, изопентан и толуол. Бензины каталитического риформинга обладают высокой детонационной стойкостью на богатых и бедных смесях. Чем больше суммарное содержание в бензине ароматических углеводородов, тем выше его сортность на богатой смеси. Для обеспечения требований ГОСТ и ТУ по детонационной стойкости, теплоте сгорания, содержанию ароматических углеводородов к базовым бензинам добавляют изопарафиновые и ароматические компоненты - алкилбензин, изомеризат и толуол. В целях обеспечения требуемого уровня детонационных свойств к авиационным бензинам добавляют антидетонатор тетраэтилсвинец (от 1,0 до 3,1 г на 1 кг бензина) в виде этиловой жидкости. Для стабилизации этиловой жидкости при хранении авиабензинов добавляется антиокислитель 4-оксидифениламин или Агидол-1. Как и все этилированные топлива, для безопасности в обращении и маркировки, авиационные бензины должны быть окрашены. Бензины Б-91/115 и Б-92 окрашиваются в зеленый цвет красителями: жирорастворимым зеленым 6Ж или жирорастворимым зеленым антрахиноновым.

Детонационная стойкость (ДС)является основным показателем качества авиа- и автобензинов; она характеризует способность бензина сгорать в ДВС с воспламенением от искры без детонации.

Детонацией называется особый ненормальный режим сгорания карбюраторного топлива в двигателе, при этом только часть рабочей смеси после воспламенения от искры сгорает нормально с обычной скоростью. Последняя порция несгоревшей рабочей смеси, находящаяся перед фронтом пламени, мгновенно самовоспламеняется, в результате скорость распространения пламени возрастает до 1500…2000 м/с, а давление нарастает 42 не плавно, а резкими скачками. Этот резкий перепад давления создает ударную детонационную волну, распространяющуюся со сверхзвуковой скоростью. Удар такой волны о стенки цилиндра и ее многократное отражение от них приводит к вибрации и вызывает характерный звонкий металлический стук высоких тонов.

При детонационном сгорании двигатель перегревается, появляются повышенные износы цилиндропоршневой группы, увеличивается дымность отработавших газов. При длительной работе на режиме интенсивной детонации возможны и аварийные последствия. Особенно опасна детонация в авиационных двигателях. На характер сгорания бензина и вероятность возникновения детонации в карбюраторных двигателях оказывают влияние как конструктивные особенности двигателя (степень сжатия, диаметр цилиндра, форма камеры сгорания, расположение свечей, материал, из которого изготовлены поршни, цилиндры и головка блока цилиндра, число оборотов коленчатого вала, угол опережения зажигания, коэффициент избытка и влажность воздуха, нагарообразование, тепловой режим в блоке цилиндров и др.), так и качество применяемого топлива.

Для бездетонационного горения наиболее благоприятны такие значения параметров, которые обеспечивают минимальное время сгорания, низкие температуры и наилучшие условия гомогенизации рабочей смеси в камере сгорания.

Из этого принципа следует, что при конструировании бензиновых двигателей следует стремиться к уменьшению диаметра цилиндров, увеличению их числа и числа оборотов коленчатого вала, обеспечению интенсивного теплообмена в системе охлаждения, использовать для изготовления блока цилиндров металлы с высокой теплопроводностью, например алюминий; следует отдать предпочтение таким формам камеры сгорания, которые обеспечивают наилучшие условия для перемешивания и одновременно отвода тепла рабочей смеси и т. д.

С повышением степени сжатия уменьшается время сгорания рабочей смеси и существенно улучшаются технико-экономические показатели двигателя, однако при этом в результате повышения температуры в камере сгорания возрастает вероятность возникновения детонации, а также неконтролируемого самовоспламенения топлива.

Вероятность возникновения детонации при работе на данном двигателе существенно зависит и от химического состава применяемого автобензина: наиболее стойки к детонации ароматические и изопарафиновые углеводороды и склонны к детонации нормальные парафиновые углеводороды бензина. Оценка детонационной стойкости бензинов проводится на стандартном одноцилиндровом двигателе с переменной степенью сжатия 43 (УИТ-65). Определение ДС сводится к подбору смеси эталонных углеводородов, которая при данной степени сжатия стандартного двигателя сгорает с такой же интенсивностью детонации, как и испытуемый бензин.

В качестве эталонных углеводородов приняты изооктан (2,2,4-триметилпентан) и н-гептан, а за меру ДС – октановое число (ОЧ). ОЧ изооктана принято равным 100, а гептана – нулю.

Октановое число бензинов – показатель ДС, численно равный процентному содержанию изооктана в эталонной смеси с н-гептаном, которая по детонационной стойкости эквивалентна испытуемому бензину в условиях стандартного одноцилиндрового двигателя. ОЧ бензинов выше 100 единиц определяют сравнением их ДС с изооктаном, в который добавлена антидетонационная присадка – тетраэтилсвинец (ТЭС).

Определение ОЧ на установке УИТ-65 ведут при двух режимах: в жестком режиме с частотой вращения коленчатого вала двигателя 900 об/мин (метод принято называть моторным) и в мягком режиме с частотой вращения коленчатого вала двигателя 600 об/мин (исследовательский метод).

Октановое число бензина, найденное по исследовательскому методу (ОЧИМ), как правило, выше ОЧ, определенного моторным методом (ОЧММ). Разницу между ОЧИМ и ОЧММ называют чувствительностью. Последняя зависит от химического состава бензина: наибольшая у алкенов, несколько меньше у аренов, затем идут нафтеновые и самая низкая чувствительность у алканов.

Испаряемость автобензинов. Она обусловливает многие важнейшие их эксплуатационные свойства при применении в ДВС с принудительным воспламенением. В наибольшей степени испаряемость зависит от фракционного состава и давления насыщенных паров бензинов.

С фракционным составом и давлением насыщенных паров бензинов связаны такие эксплуатационные характеристики двигателя, как возможность его пуска при низких температурах и склонность к образованию паровых пробок в системе питания, приемистость автомобиля, скорость прогрева двигателя, расход горючего и другие показатели. Пусковые свойства бензинов улучшаются по мере облегчения их фракционного состава. Применение очень легких бензинов вызывает другие эксплуатационные затруднения, как, например, образование паровых пробок в системе питания. Применение бензинов с высоким содержанием низкокипящих фракций, кроме образования паровых пробок, может сопровождаться обледенением карбюратора, а также увеличением потерь бензина при хранении и транспортировании.

Таким образом, требования к содержанию низкокипящих фракций в бензине противоречивы. С позиции пусковых свойств бензинов желательно иметь большее содержание, а с точки зрения образования паровых пробок – предпочтительно меньшее содержание легкокипящих фракций. Оптимальное содержание их зависит от климатических условий эксплуатации автомобиля. Для территории бывшего СССР стандартом предусмотрена выработка автобензинов зимнего и летнего сортов (tН.К. для летнего вида составляет 35 °С, а t10% для летнего – 70 °С и для зимнего бензина – 55 °С).

Температуру перегонки 50 % бензина лимитируют, исходя из требований к приемистости двигателя (т. е. способности обеспечить быстрый разгон до требуемой скорости автомобиля) и времени его прогрева.

Экономичность работы двигателя и износ его деталей связывают с температурой перегонки 90 % бензина с температурой конца его кипения. При высоких значениях этих показателей тяжелые фракции бензина не испаряются, поступают в картер двигателя и разжижают смазку. Из-за снижения температуры 90 % отгона и конца кипения улучшаются эксплуатационные свойства бензинов, но при этом сокращаются их ресурсы.

Химическая стабильностьбензинов определяет способность противостоять химическим изменениям в процессах хранения, транспортирования и длительной их эксплуатации. Для оценки химической стабильности нормируют следующие показатели: содержание фактических смол и индукционный период.

О химической стабильности бензинов можно судить по содержанию в них реакционноспособных непредельных углеводородов или по иодному и бромному числам. Непредельные углеводороды, особенно диолефиновые, при хранении в присутствии воздуха окисляются с образованием высокомолекулярных смолоподобных веществ. Наихудшей химической стабильностью обладают бензины термодеструктивных процессов – термокрекинга, висбрекинга, коксования и пиролиза, а наилучшей – бензины каталитического риформинга, алкилирования, изомеризации, гидрокрекинга и прямой гонки.

Повышение химической стабильности бензиновых фракций достигается следующими способами: – облагораживанием бензинов: – введением специальных антиокислительных присадок.

Облагораживание бензинов термодеструктивных процессов возможно осуществить следующими способами:

– олигомеризационной очисткой (термической, каталитической или акустической) с последующей гидроочисткой и каталитическим риформированием;

– каталитическим крекингом нестабильных бензинов в смеси с вакуумными газойлями:

– непосредственной специальной гидроочисткой (в смеси с прямогонными фракциями или с подачей ингибиторов окисления) с последующим каталитическим риформированием или изомеризацией и т. д.

Достаточно эффективным и экономичным способом повышения химической стабильности бензинов является введение специальных антиокислительных присадок (ФЧ-16, ионол и др.). Антиокислительные присадки кроме предотвращения окисления алкенов весьма эффективны и в стабилизации свинцовых антидетонаторов.

Коррозионная активностьбензинов обусловливается наличием в них неуглеводородных примесей, в первую очередь сернистых и кислородных соединений и водорастворимых кислот и щелочей. При квалификационных испытаниях она оценивается кислотностью, общим содержанием серы, содержанием меркаптановой серы, испытанием на медной пластинке и содержанием водорастворимых кислот и щелочей. Из них более чувствительной и характеризующей действительную коррозионную активность бензинов является проба на медную пластинку. Содержание так называемой меркаптановой серы в товарных бензинах не должно превышать 0,01 %. При ее большем содержании бензины следует подвергать демеркаптанизации (щелочная экстракция и каталитическая регенерация раствора меркаптида натрия кислородом воздуха).

В технических условиях на автомобильные бензины регламентируется только общее содержание серы.

В настоящее время в России производят автобензины:

— по ГОСТ 32513-2013: АИ-80, АИ-92, АИ-95 и АИ-98 экологических классов К2, К3, К4, К5;

— по ГОСТ Р 51105–2020: Нормаль-80, Регуляр-92, Премиум-95 и Супер-98 ;

— по ГОСТ Р 51866 (EN–228): бензин-регуляр и премиальный бензин .

По техническим условиям выпускаются:

– бензины для экспорта А-80, А-92, АИ-95, АИ-98;

– бензины с марганцевыми антидетонаторами Нормаль-80 и Регуляр-92;

– бензины для зарубежных автомобилей Премиум-95 и Супер-98;

– неэтилированные бензины с улучшенными экологическими показателями (с содержанием бензола не более 3 %) АИ-80 эк, АИ-93 эк, АИ-98 и др.

Рабочим циклом двигателя внутреннего сгорания называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом рабочем цилиндре. Главная задача рабочего процесса заключается в превращение тепловой энергии от сгорания рабочего тела в механическую работу, в частности во вращательное движение коленчатого вала. Автомобильные двигатели чаще всего работают по четырёхтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.

Такт первый, впуск. Поршень совершает движение от верхней к нижней мёртвой точке. В это время внутри цилиндра возникает разряжение, открывается впускной клапан и поступает топливно-воздушная смесь. В завершение впуска давление в полости цилиндра составляет в пределах от 0,07 до 0,095 Мпа; температура — от 80 до 120 градусов Цельсия.

Такт второй, сжатие. При движении поршня от нижней к верхней мёртвой точке и закрытых впускном и выпускном клапане происходит сжатие горючей смеси в полости цилиндра. Этот процесс сопровождается повышением давления до 1,2—1,7 Мпа, а температуры — до 300-400 градусов Цельсия.

Такт третий, расширение. Топливно-воздушная смесь воспламеняется. Это сопровождается выделением значительного количества тепловой энергии. Температура в полости цилиндра резко возрастает до 2,5 тысяч градусов по Цельсию. Под давлением поршень быстро движется к своей нижней мёртвой точке. Показатель давления при этом составляет от 4 до 6 Мпа.

Такт четвёртый, выпуск. Во время обратного движения поршня к верхней мёртвой точке открывается выпускной клапан, через который выхлопные газы выталкиваются из цилиндра в выпускной трубопровод, а затем и в окружающую среду. Показатели давление в завершающей стадии цикла составляют 0,1-0,12 Мпа; температуры — 600-900 градусов по Цельсию.


2.Сырье и продукты каталитического гидрокрекинга. Влияние фракционного и химического состава сырья на выход и октановое число бензина.

Гидрокрекинг представляет собой каталитический химический процесс, используемый на нефтеперерабатывающих заводах для преобразования высококипящих составляющих углеводородов нефти (тяжелых остатков) в более ценные низкокипящие продукты, такие как: бензин керосин топливо для реактивных двигателей дизельное топливо Процесс протекает в среде водорода, при повышенных температурах (260-425 °C) и давлениях (12-17 МПа). В процессе гидрокрекинга высококипящие углеводороды с высоким молекулярным весом сначала расщепляются до низкокипящих низкомолекулярных олефиновых и ароматических углеводородов, а затем они гидрируются.

Любая сера и азот, присутствующие в сырье для гидрокрекинга, в значительной степени также гидрируются и образуют газообразный сероводород (H2S) и аммиак (NH3), которые впоследствии удаляются. В результате продукты гидрокрекинга практически не содержат примесей серы и азота и состоят в основном из парафиновых углеводородов. Установки гидрокрекинга способны перерабатывать широкий спектр сырья с различными характеристиками для производства широкого набора продуктов. Они могут быть спроектированы и эксплуатироваться для максимизации производства компонента для смешивания бензина или для максимизации производства дизельного топлива.

Сырье

Наиболее распространенные типы сырья:

Вакуумный газойль – фракция, поступающая с установки вакуумной перегонки мазута, является наиболее распространенным сырьем для большинства установок гидрокрекинга. Это целевое сырье в том случае, если НПЗ пытается максимизировать общее производство дизельного топлива.

Тяжелый газойль коксования – продукт, схожий по фракционному составу с вакуумным газойлем и получаемый на установке замедленного коксования. ТГК может использоваться в качестве сырья установки гидрокрекинга, который ввиду высокого давления и среды водорода лучше справляется с ненасыщенными углеводородами, чем установка каталитического крекинга.

Газойль каталитического крекинга. Этот низкокачественный поток дизельного топлива может подвергаться гидрокрекингу для получения реактивного топлива и бензина.

Газойль первичной переработки – эта прямогонная фракция дизельного топлива может быть подвергнута гидрокрекингу для увеличения производства бензина путем генерирования дополнительной загрузки нафты для установок риформинга.

Продукты

Гидрокрекинг может производить широкий спектр продуктов в зависимости от того, какое сырье он перерабатывает и как он спроектирован и работает:

Дистиллят гидрокрекинга – это высококачественное дизельное топливо (с высоким цетановым числом и низким содержанием серы)

Непревращенный остаток ГК – это непрореагировавший вакуумный газойль, продукт с низким содержанием серы, который может быть использован в качестве сырья для установок каталитического крекинга или парового крекинга.

Керосин – это высококачественное реактивное топливо с низким содержанием серы и высоким показателем высоты некоптящего пламени.

Тяжелый бензин – это высококачественное сырье установок риформинга с умеренным содержанием азота и серы и низким содержанием серы.

Легкий бензин – это бензин с низким октановым числом и с низким содержанием серы.

Изобутан – ценный продукт на нефтеперерабатывающем заводе с установкой алкилирования, которая требует изобутана в качестве сырья.

Катализаторы гидрокрекинга бифункциональны, т.е. имеют два типа активных центров: Кислотные центры (цеолиты, алюмосиликаты и Al2O3) и Центры, отвечающие за гидрирование-дегидрирование (металлы – Ni, Co, Mo, W, редко Pt и Pd). Третьей составляющей является связующий компонент (кислотный компонент – оксид алюминия, алюмосиликаты; оксиды кремния, титана, циркония и др.), задача которого обеспечить механическую прочность и пористую структуру.



Типичная схема установки одностадийного гидрокрекинга: 1 – печь, 2 – реактор гидроочистки, 3 – реактор гидрокрекинга 1-й ступени, 4 – компрессор циркулирующего ВСГ, 5 – сепаратор ВСГ, 6 – абсорбер сухого газа, 7 – фракционирующая колонна, 8 – сепаратор высокого давления, 9 – сепаратор низкого давления, 10 – реактор гидрокрекинга 2-й ступени, 11– печь



Типичная схема установки одноступенчатого гидрокрекинга с рециркуляцией: 1 – печь, 2 – реактор гидроочистки, 3 – реактор гидрокрекинга 1-й ступени, 4 – компрессор циркулирующего ВСГ, 5 – сепаратор ВСГ, 6 – абсорбер сухого газа, 7 – фракционирующая колонна, 8 – сепаратор высокого давления, 9 – сепаратор низкого давления




Типичная схема установки двухступенчатого гидрокрекинга: 1 – печь, 2 – реактор гидроочистки, 3 – реактор гидрокрекинга 1-й ступени, 4 – компрессор циркулирующего ВСГ, 5 – сепаратор ВСГ, 6 – абсорбер сухого газа, 7 – фракционирующая колонна, 8 – сепаратор высокого давления, 9 – сепаратор низкого давления, 10 – реактор гидрокрекинга 2-й ступени, 11 – печь

3.Технологии направленные на производство экологически чистых моторных топлив.

В странах с технически развитой нефтепереработкой процесс изомеризации всегда имел большое значение. Но с введением жестких экологических стандартов по содержанию в автобензинах бензола и ароматических углеводородов требования к технологии изомеризации существенно повысились и сводятся к следующему:

• 
  Получение изомеризата с октановым числом от 85 до 92 пунктов (ИОЧ);
  
• 
  Утяжеление сырья и изомеризата;
  
• 
  Высокая надежность эксплуатации, устойчивость к действию микропримесей и регенерируемость катализатора;
  
• 
  Оптимизация капитальных и эксплуатационных затрат.
  

Для решения экологических проблем практически во всех развитых странах мира были приняты меры по регулированию выбросов в атмосферу вредных компонентов отработанных газов автомобилей, а экологичность транспорта на стадии проектирования стоит в одном ряду с его потребительскими качествами и безопасностью. Так в настоящее время в США и странах ЕС введены нормы «Евро-4», которые значительно ужесточили требования к предельно допустимым концентрациям вредных веществ в выхлопных газах автомобилей за последние 10 лет.

Бензины, удовлетворяющие стандартам Евро-4 и Евро-5, характеризуются не только высокими экологическими параметрами, но и улучшенными потребительскими свойствами, к числу которых относятся: детонация, мощность двигателя, интенсивность износа двигателя, образование нагара, коррозионное воздействие на двигатель и т.д.

Одним из наиболее актуальных путей достижения качества топлива в соответствии с европейскими стандартами качества Евро-4, Евро-5 является строительство установок изомеризации. Применение технологий изомеризации при изготовлении бензинов позволяет сократить объем потребления МТБЭ, что в свою очередь приводит к сокращению себестоимости и, соответственно, цены бензина для конечных потребителей.

Целевым продуктом установки изомеризации является изомеризат, в котором отсутствует бензол и другие ароматические углеводороды, отсутствуют олефины, отсутствует сера, азот, тяжелые металлы, а октановое число составляет от 83 до 92 п. по исследовательскому методу в зависимости от технологических схем процесса.

Таким образом, изомеризация легких бензиновых фракций в настоящее время является одним из самых востребованных процессов, обеспечивающих производство экологически чистых автобензинов. Накоплен большой промышленный опыт по использованию различных технологий и технологических схем. Но совершенствование катализаторов и технологий продолжается постоянно.

С целью обеспечения коренного улучшения качества автомобильных бензинов требуется решение следующих задач:

• 
  снижение содержания сернистых соединений в бензиновых компонентах до уровня, при котором возможно производство товарных бензинов с содержанием серы не более 50 (10) ppm;
  
• 
  деароматизация компонентов и ограничение содержания олефиновых и ароматических углеводородов (в первую очередь бензола) до норм Евро-3 и Евро-4;
  
• 
  применение в составе автобензинов оксигенатов (спиртов и эфиров), моющих и многофункциональных присадок.
  

Известен способ получения моторных топлив путем гидрирования различных газойлевых фракций, а том числе от процесса каталитического крекинга. Процесс проводят при давлении водорода 25 - 30 МПа, температуре 340 - 380^oC, объемной скорости подачи сырья 0,5 - 0,7 час^-1, соотношении водород/ сырье - 1500 нм³/м³, в присутствии сульфидных никельвольфрамовых катализаторов. Получаемые среднедистиллятные топлива содержит менее 0,04 мас.% серы и менее 10 мас. % ароматических углеводородов и могут использоваться как реактивные или дизельные топлива (арктические и зимние), отвечающие современным экологическим требованиям.

Недостатком способа является относительно низкий выход целевых продуктов, повышенный расход водорода, также весьма высокое давление в процессе, что резко увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты.

Известен также способ получения средних дистиллятов путем гидрирования прямогонных сернистых газойлей при давлении водорода 5,1 МПа, температуре 316 - 329^oC. Процесс осуществляют в две стадии: сначала на сероустойчивом никельмолибденовом катализаторе, а затем на катализаторе, содержащем платину, палладий и др.

Способ обеспечивает снижение содержания ароматических углеводородов в топливе с 32 - 36 мас.% до 5 - 10 мас.% .

Недостатком способа является возможность его использования лишь для относительно легких дистиллятов с концом кипения, не превышающим 381^oC, что резко снижает сферу его практического использования.

Способ получения моторных топлив путем каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья при температуре 350 - 450^oC и давлении 5 - 21 МПа с выделением из гидрогенизата бензиновой, среднедистиллятной фракции и остатка, последующей каталитической деароматизации, выделенной среднедистиллятной фракции при температуре 250 - 350^oC и давлении 3 - 7 МПа.

Недостатком известного способа является осуществление процесса каталитического гидрокрекинга при относительно высоком давлении водорода, что требует применения металлоемкого и дорогостоящего оборудования, а также вовлечения в переработку значительного количества рисайкловых (непревращенных) фракций, последнее существенно снижает производительность способа.

Способ получения экологически чистых моторных топлив путем каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья при повышенных температуре и давлении со степенью конверсии 50 - 85% с выделением из гидрогенизатора бензиновой, среднедистиллятной фракции, выкипающей в интервале температур 130 - 360^oC, и остатка с последующей каталитической деароматизацией 50 - 95 мас.% среднедистиллятной фракции и смешением продукта деароматизации с оставшимися 5 - 50 мас.% среднедистиллятной фракции.

Причем в качестве нефтяного сырья в предлагаемом способе наряду с прямогонными дистиллятами можно использовать дистилляты каталитического и/или термического крекинга.

При этом процесс каталитического гидрокрекинга проводят при давлении 8 - 12 МПа и температуре 350 - 430^oC, а процесс каталитической деароматизации при давлении 3 - 6 МПа и температуре 250 - 370^oC.

Отличие заявляемого способа получения экологически чистых моторных топлив состоит в том, что процесс каталитического гидрокрекинга осуществляют со степенью конверсии 50 - 85 мас.%; выделяют среднедистиллятную фракцию, выкипающую в интервале температур 130 - 360^oC, 50 - 95 мас.% этой фракции подвергают каталитической деароматизации и затем продукт деароматизации смешивают с оставшимися 5 - 50 мас.% среднедистиллятной фракции.

Указанные отличия позволяют получить моторные топлива, соответствующие ГОСТу и современным экологическим требованиям на реактивное топливо и "ЭЧДТ". При этом давление в процессе гидрокрекинга ниже, чем в известном способе, расход водорода не превышает 2,8 мас.%. Высокая степень конверсии позволяет обойтись без рециркуляции "непревращенного сырья".

4. Определить размеры и число реакторов на установ­ке платформинга производительностью 9000 т/сут, если известно: сырьем служит фракция 80—170 °С ( =0,745; М = 110; Т_кр=570 °С; Р_кр=2,70 МПа, температура и давление в реакторе 500 °С и 4,04 МПа, объемная скорость подачи сырья =1,5 ч^-1; кратность циркуляции водорода 1000 м³/м³ сырья; скорость дви­жения паров сырья и циркулирующего водорода по всему сече­нию реактора u=0,4 м/с.

Решение.

Находят объем паров сырья по формуле . Приведенная температура



Приведенное давление

P_пр = 4,04/2,70= 1,496= 1,5

Фактор сжимаемости Z=0,80


Определяют объем циркулирующего газа (фактор сжимаемо­сти для водорода Z=1)


Находят общий объем катализатора в реактарах по уравне­нию (236):


Подсчитывают сечение и диаметр реактора по уравнениям (237) и (63):

Общая высота катализаторного слоя во всех реакторах


Число реакторов принимают равным трем. Распределение ка­тализатора по реакторам принимают 1:2:4. Расчет ведут по по­следнему реактору. Высота слоя катализатора





Высота цилиндрической части реактора по уравнению (239)


Общая высота реактора по уравнению (240)

5. Построение схемы автоматизации блока ректификации ТУ гидроочистки дизельной фракции.

6. Пневматические вторичные приборы. Классификация, назначение. Вычертить схему измерительного устройства вторичного прибора типа ПВ. Устройство, принцип действия, назначение.

Вторичные приборы пневматические показывающие и самопишущие предназначены для контроля технологических переменных – давления, расхода, уровня, температуры, состава веществ и других параметров, величины которых могут быть преобразованы в унифицированный аналоговый сигнал давления сжатого воздуха в пределах от 0,02 до 0,1 МПа.

Измерительные элементы вторичных пневматических приборов основаны на принципе компенсации усилий: усилия на приемном (чувствительном) элементе, возникающее от входного давления, уравновешивается усилием от натяжения пружины обратной связи. Приборы позволяют измерять, либо измерять и регистрировать один, два или три параметра; могут иметь дополнительно устройство сигнализации о выходе параметра за пределы заданного диапазона, станцию управления. В самопишущих приборах используется электрический (Э) или пневматический (П) приводы диаграммной ленты.

Шкалы приборов стопроцентные линейные или в единицах измерений контролируемых (регулируемых) величин по стандартным рядам: манометры, дифманометры, термометры, вакуумметры и др. Длина шкалы и ширина поля записи диаграммной ленты (в самопишущих приборах) 100 мм. Скорость движения диаграммной ленты 20, 40 и 60 мм/ч.

Для питания приборов используется сжатый воздух давлением 0,14±0,014 МПа. Расход воздуха питания в зависимости от модификации прибора составляет 2-10 л/мин. Исполнение приборов – щитовое. Класс точности 1,0.

Приборы контроля пневматические показывающие и самопишущие ПВ2.2 и ПВ4.4 входят в систему приборов и регуляторов СТАРТ. Прибор ПВ2.2 предназначен для показания значения одного параметра и получения сигнала при выходе параметра за пределы заданного диапазона. Приборы ПВ4.4Э и ПВ4.4П предназначены для непрерывной записи на одной ленточной диаграмме значений трех параметров и показаний их на трех шкалах.



Схема измерительного устройства вторичных пневматических приборов
Действие приборов основано на компенсационном принципе измерения, заключающемся в уравновешивании усилий.

Изменение измеряемого параметра (в виде давления сжатого воздуха) вызывает перемещение дна сильфона 1 и связанного с ним рычага 3. При этом изменяется зазор между соплом 2 и заслонкой, находящейся на нижнем конце рычага 3, что приводит к изменению давления сжатого воздуха в линии сопла 2 и в силовом элементе 5. В результате этого изменяется величина прогиба чашечной мембраны силового элемента 5, что вызывает перемещение рычага 4, связанного тросиком и пружиной обратной связи с нижним концом рычага 3.

Таким образом, на рычаге 3 уравновешиваются усилия, возникающие на приемном и силовом элементах. Изменение величин этих усилий приводит к пропорциональному изменению степени сжатия пружины обратной связи. Так как нижний конец рычага 3 при работе практически не изменяет положения, изменение величин усилий вызывает пропорциональное им перемещение рычага 4, которое и передается на указатель 6 прибора.

В приборах ПВ4.4 используются три рассмотренных измерительных устройства. Лентопротяжный механизм выполнен в виде подающей и приемной катушек и направляющих валиков, приводимых в движение через редуктор от электрического или пневматического двигателя.

Приборы контроля пневматические показывающие и самопишущие со станцией управления ПВ3.2 и ПВ10.1 предназначены для работы в комплекте с регуляторами СТАРТ. Приборы позволяют осуществить контроль (ПВ3.2); контроль и запись (ПВ10.1) регулируемого параметра; ручное управление процессом; автоматическое регулирование процессом, а также автоматическое программное регулирование (ПВ3.2).

Каждый прибор имеет три измерительных устройства, станцию управления с задатчиком и кнопочным переключателем рода работы; прибор ПВ10.1 снабжен также лентопротяжным механизмом.

Приборы показывают на неподвижной шкале и непрерывно записывают (ПВ10.1) текущее значение регулируемого параметра, т. е. сигнала от датчика; заданное значение параметра; давление воздуха на выходе регулятора, т. е. положение регулируемого органа.

Другие вторичные пневматические приборы отличаются от рассмотренных выше числом показываемых и записываемых измеряемых параметров и наличием вспомогательных устройств; станции управления; устройства сигнализации; функционального преобразователя для извлечения квадратного корня, необходимого при работе с расходомерами переменного перепада давления. Выпускается пневматический интегрирующий прибор ПИК-1, предназначенный для измерения количества вещества путем суммирования значений расхода за определенный промежуток времени и др.

Список литературы

1. 
   Сотскова Е.Л. Основы автоматизации технологических процессов переработки нефти и газа : учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Е. Л. Сотскова, С. М. Головлева. — М. : Издательский центр «Академия», 2014. — 304 с
   
2. 
   Вержичинская, С. В. Химия и технология нефти и газа: учебное пособие / С. В. Вержичинская, Н.Г. Дигуров, С.А. Синицин.- Москва: ИНФРА-М, 2019. – 416 с. – ISBN 978-5-16-013576-2. – Текст: непосредственный.
   
3. 
   Потехин, В. М. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки: учебник / В. М. Потехин, В. В. Потехин. – Санкт-Петербург: Лань, 2019. – ISBN 978-5-8114-1662-2. – Текст: непосредственный.
   
4. 
   Рябов, В. Д. Химия нефти и газа: учебное пособие / В. Д. Рябов. - Москва: ИНФРА-М, 2019. – 335 с. – ISBN 978-5-16-100485-2. – Текст: непосредственный.