курсовая работа. ПРЕЗЕНТАЦИЯ Жума Процесс гидроочистки керосиновых дистиллятов.. Министерство высшего и средне специального образования республики узбекистан национальный университет узбекистана имени мирзо улугбека химический факультет специальность 5A140503 химия и технология нефти и газа предмет Технология горючих, масел и
 Скачать 3.71 Mb.
|
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕ СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УЗБЕКИСТАНА ИМЕНИ МИРЗО УЛУГБЕКА ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ специальность: 5A140503 ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА Предмет:Технология горючих, масел и важных веществ на основе нефти тема: Теоретические основы и технология процесса гидроочистки нефтяных фракций при получении горючих. . . 27.08.2021 г. доцент М.А.ЭшмухамедовПлан презентации
Серасодержащие примеси: -меркаптаны, тиолы, дитиолы, тиофен и т.д.RSH + H2 → H2S + RHКислородсодержащие соединения: карбоновые кислоты и т.д.CnH2n-1COOH + H2 → H2O + RHАзотсодержащие соединения: пиридин, хинолин, акридин, пиррол и т.д.R(Ar)NH2 R-NH-R → NH3 + RHОбщие сведения о процессах гидроочистки топливных фракций нефтиРаспространение гидрокаталитических процессов на НПЗ связано с:
Назначение процессов гидроочистки топливных фракций нефтиОни негативно влияют на последующие стадии переработки нефти (углубляющие и облагораживающие процессы), т.к.:
Нефть Первичная переработка нефти Фракции нефти Облагораживающий процесс гидроочистки Товарные продукты Вторичный процесс (риформинг, крекинг и др.) Нефть содержит в своем составе значительное количество соединений серы, азота и кислорода. На стадии первичной переработки нефть «разгоняют» на фракции, при этом соединения S, N, О2 остаются в дистиллятах. Следовательно, для удаления серы, азота, кислорода из топливных фракций необходимо осуществить их облагораживание путем гидроочистки. Химизм процесса
Реакции кислородных и азотистых соединений. Кислородсодержащие соединения:
Эта реакция при температуре до 50 °С идет слева направо, т.е. с поглощением сероводорода, а при температуре от 80 °С до 130 °С реакция идет справа налево, т.е. с выделением сероводорода. Температуру выше 130 °С поднимать не разрешается, так как МЭА разлагается и теряет абсорбирующие свойства.
Гидроочистка бензиновых фракций - один из основных процессов облагораживания нефтепродуктов, ключевая технология, обеспечивающая получение продуктов, соответствующих экологическим стандартам.Процесс направлен на уменьшение содержания сернистых, азотистых и кислородсодержащих соединений, содержащихся в бензиновых фракциях.Гидроочистка бензинов применяется в целях подготовки сырья для установок каталитического риформинга.Различают гидроочистку:
(бензинов коксования, висбрекинга, каталитического крекинга).Первичная переработка нефти Бензиновая фракция Каталитический крекинг Коксование Висбрекинг Гидроочистка Каталитический риформинг Товарные бензины Дизельная фракция Бензин Бензин Бензин Мазут Гудрон Бензины прямой перегонки и бензины вторичного происхождения перерабатывают, смешивая в определенных пропорциях друг с другом, или добавляя к дизельному топливу. Назначение процесса гидроочистки дизельных фракций нефтиГидроочистка предназначена для улучшения качества дизельных фракций нефти путём удаления серы, азота, кислорода, смолистых соединений, непредельных соединений в среде водорода на катализаторе.На Омском НПЗ эксплуатируют:
Л-24/6, Л-24/7, Л-24/9;блокам риформинга бензиновЛ-35/11-1000, Л-35/11-600.Рисунок 1. Структурная формула азотсодержащих соединений нефти Рисунок 2. Внешний вид катализаторов гидроочистки
Н2 + Углеводороды Очищенная фракция (дизельная, бензиновая) NH3 + Н2 + Углеводороды H2S + Очищенная фракция (дизельная, бензиновая) Меркаптаны Нафтеновые кислоты Н2 + Углеводороды H2О + Очищенная фракция (дизельная, бензиновая) Катализаторы - необходимые для реализации процесса гидроочистки химические вещества, ускоряющие химическую реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции.Внешне представляют собой твердые гранулы, могут быть разными по окраске.В состав катализаторов гидроочистки входят компоненты:
(оксид алюминия, алюмосиликат, цеолит).Рисунок 3. Катализатор гидроочистки дизельных фракций НК-232 (Новокуйбышевский завод катализаторов) Рисунок 4. Катализатор гидроочистки дизельных фракций НК-233 (Новокуйбышевский завод катализаторов) Рисунок 5. Катализатор ИК-ГО-1 для глубокой гидроочистки дизельных топлив (Институт катализа СО РАН) Реактор гидроочистки представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами.Корпус реактора изготавливается из двухслойной стали.Рисунок 6. Двухсекционный реактор гидроочистки дизельного топлива: 1 – корпус; 2 – распределитель и гаситель потока; 3 – распределительная непровальная тарелка; 4 – фильтрующее устройство; 5 – опорная колосниковая решетка; 6 – коллектор ввода водорода; 7 – фарфоровые шары; 8 – термопара. Верхний слой катализатора засыпается на колосниковую решетку. Нижний – на фарфоровые шарики, которыми заполняется сферическая часть нижнего днища. Сырье, подаваемое в штуцер в верхнем днище,равномерно распределяется по всему сечению и сначала для задерживания механических примесей проходит через фильтрующие устройства, состоящие из сетчатых корзин, погруженные в верхний слой катализатора. Промежутки между корзинами заполнены фарфоровыми шариками.Рисунок 6. Двухсекционный реактор гидроочистки дизельного топлива Рисунок 7. Загрузка фарфоровых распределительных шаров в верхнюю часть реактора Газосырьевая смесь проходит через слой катализатора в обеих секциях и поштуцеру нижней секциивыводится из реакторауже продуктовая смесь.Рисунок 6. Двухсекционный реактор гидроочистки дизельного топлива Рисунок 8. 130-ти тонный реактор гидроочистки дизельного топлива Рисунок 9. Принципиальная технологическая схема установки гидроочистки прямогонных бензинов Сырье - прямогонная фракция бензина с установок АВТ поступает в сырьевую емкость Е-1, откуда поступает на прием насоса Н-1 и подается на смешение с ВСГ в «тройник» смешения. Газожидкостная смесь нагревается в теплообменнике Т-1 (межтрубное пространство) за счет тепла гидрогенизата из реактора Р-1 и поступает на нагрев в четырех поточную печь П-1. Рисунок 9. Принципиальная технологическая схема установки гидроочистки прямогонных бензинов Нагретая парогазовая смесь поступает в реактор гидроочистки Р-1, где происходит реакция гидрогенизации сернистых соединений с образованием сероводорода. Газо-продуктовая смесь из реактора Р-1 через теплообменник нагрева газо-сырьевой смеси Т-1 поступает на охлаждение в воздушный конденсатор-холодильник ХВ-1, откуда направляется на разделение в сепаратор С-1. Рисунок 9. Принципиальная технологическая схема установки гидроочистки прямогонных бензинов Гидрогенизат из С-1 поступает на 20-ю тарелку отпарной колонны К-1. Часть бензина с низа колонны К-1 подается в качестве горячей струи на нагрев в четырех поточную печь П-1 и далее в низ колонны. Остальное количество бензина под собственным давлением поступает в колонну разделения бензина К-2 на 23-ю тарелку. Рисунок 9. Принципиальная технологическая схема установки гидроочистки прямогонных бензинов Пары легкого бензина подаются на орошение верха колонны К-1. Легкий бензин откачивается насосом в парк. Часть тяжелого бензина с низа колонны подается в качестве горячей струи в четырех поточную печь П-2 и далее в низ колонны. После реактора газопродуктовая смесь частично охлаждается в сырьевых теплообменниках и поступает в секцию горячей сепарации ВСГ.Принципиальная технологическая схема установки гидроочистки дизельного топлива ЛЧ-24-2000 секция горячей сепарации ВСГ Гидрогенизаты горячего (С-1) и холодного (С-2) сепараторов смешиваются и направляются в стабилизационную колонну К-1, где подачей подогретого в П-1 ВСГ из очищенного продукта удаляются углеводородные газы и (отгон) бензин. Принципиальная технологическая схема установки гидроочистки дизельного топлива ЛЧ-24-2000
Технологические параметры процесса гидроочистки топливных фракций Таблица 1. Усредненные показатели работы современных промышленных установок гидрооблагораживания различных видов сырья Парциальное давление водорода и кратность циркуляции ВСГ
Технологические параметры процесса гидроочистки топливных фракций Таблица 2. Материальный баланс установок гидроочистки бензина (I), керосина (II),дизельного топлива (III) и вакуумного дистиллята (IV) Технологические параметры эксплуатации различных установок гидроочистки
Общая технологическая схема установки гидроочистки Технологические аппараты и оборудование: 1,15,19,21 – насосы; 2 – трубчатая печь; 3 – реактор; 4-6,10 – теплообменники; 7,12,14 – аппараты воздушного охлаждения; 8 – водяной холодильник; 9,13,17,20 – сепараторы; 11 – стабилизационная колонна; 16 – центробежный компрессор; 18, 22 – абсорберы. Назначение установки, ее краткая характеристика Основные параметры процессаКатализатор - AlCoMo (АКМ) или AlNiMo (АНМ).Температура процесса - 260 - 4300С.Давление гидрирующего газа: Р=10 – 100 кгс/см2.Форма катализаторов гидроочистки: АКМ или АНМТехнологическая описание установки гидроочисткиПрименение водорода на установку производят от установки кат.риформинга.Сырье является неочищенная дизельная топливная фракция, перекачивается насосом вместе с циркуляционным газом проходя через теплообменники поступает в зону реакционной печи - 2. здесь смесь нагревается до Т= 380 – 4250С.Далее газ нагретый сверху установки поступает на реактор –со стационарным слоем катализатора AlCoMo (АКМ).Температура при входе и выходе от реактора не повышает до 4000С.Далее газ нагревая после реактора в теплообменнике - 4, 5, 5 охлаждается до 1600С, затем поступает в аппарат воздушного охлаждения (АВО) в холодилниках – 8 где охлаждается до 380С.Далее смесь поступает в сепаратор высокого давления -№9 где происходит разделение водородсодержащего газа и гидрогенизата.Водородсодержащий газ в своем составе имеет сероводород, поднимается на вверх абсорбера снизу колонны.В это время сверху колонны потоками струй подается раствор МЭА, который захватывает собой нежелательные компоненты Серы, Азота и Кислорода и поступает в секцию очистки №-2.Далее H2S и NH3 уходит в атмосферу. А раствор МЭА подается на регенерацию.Очищенный водородсодержащий газ от нежелательных компонентов возвращается с помошью компрессора №-16 для смешивания со сырьем.Гидрогенизат в сепараторе высокого давления №-9 поступает в теплообменник,Ю где нагревается до 2400С.Здесь температура поддерживается за счет водяного пара.Легкие СН-газы поступает через аппарат воздушного охлаждения (АВО) при температуре 1350С и после этого поступает в сепаратор №-13 (двухфазный сепаартор) Насосом №-45 на верх орошения в колонну №-11 и далее балансовая количества выводится с установки.Углеводородный газ в своем составе имеет также нежелательные компоненты, поступает в низ абсорбера №-22 и происходит аналогичный процесс как в абсорбере №-18.Сверху колонны абсорбера подается раствор МЭА который захватывает (поглощает) нежелательные компоненты и раствор МЭА поступает через секции очистки и освобождается от газа.Очишенный углеводородный газ выводится с установки.УКРЕПЛЕНИЕ ПРОЙДЕННОГО УРОКАЗначить, цель процесса достигнута.. Из неочищенного дизельного топлива получена очищенная дизельная топлива.Основной аппарат установки – реактор со стационарным слоем катализатора АКМ (А1СоМо).Температура процесса 380 – 4250С.Температура в теплообменниках 4, 5, 6 – 1600С;В холодильниках №-8 380С.В теплообменнике №-10 - 2400С;В аппарате АВО 1350С;В аппарате №-14 АВО 500С;Абсорбент процесса очистки – МЭА.Побочные продукты - бензин, СМН-газы и водородсодержащий газ.Повторение урока, анализ пройденного урока.Что мы узнали?1). Очистка от гетероатомных соединений;2). Катализатор АКМ и АНМ;3). Температура процесса 380 – 425сС;4). Абсорбент МЭА (моноэтаноламин) поглошающий газ H2S;5). Используем Н2 содержащий газ.Построем кластер - изучения и повторения и укрепления урока: Слушатели могут найти и другие причины.(игра: кто больше найдет детали процесса)Целевым продуктом процесса гидроочистки является стабильные диз. Топлива.Выход составляет в среднем 97% (масс.).Побочный продукт: бензин, отгон;СН – газы второй ступени сепарации и стабилизации;
Преимушества гидроочистки для повышения качества топлива: 1).Значительные улучшение основных характеристик нефтепродуктов; 2). Уменьшение коррозии технических оборудования; 3). Снижение негативных влияний продуктов сгорания топлива на атмосферу; 4). Улучшение запаха и цвета смазочных масел ( по сравнению контактной очисткой с глинами) Повторение урока с ответом ДА или НЕТ1). Гидроочистка – это гидрообессеривания нефтяных топлив;2). Основным аппаратом гидроочистки является – печь;3). Катализаторы процесса АКМ и АНМ;4). Абсорбентом является – водородсодержащий газ;5). Выход продукта из установки 97%;6). Побочные продукты процесса: МЭА, водяной пар.Студенты (магистры) отвечают на эти вопросы: ДА или НЕТСпасибо за вниманиеСписок использованных источников
ГлоссарийСепаратор — аппарат, предназначенный для разделения жидкой и паровой фаз (например, бензиновой фракции и углеводородных газов). В процессе работы любого сепаратора не происходит изменения химического состава разделяемых веществ. Абсорбер — аппарат для поглощения газов, для разделения газовой смеси на составные части растворением одного или нескольких компонентов этой смеси в жидкости, называемой абсорбентом (поглотителем). Абсорбер обычно представляет собой колонку с насадкой или тарелками, в нижнюю часть которой подается газ, а в верхнюю — жидкость; газ удаляется из абсорбера сверху, а жидкость — снизу. Кратность циркуляции ВСГ — Определяется как отношение объема циркулирующего газа, приведенного к нормальным условиям (0°С; 0,1 МПа), к объему сырья, проходящего через реактор в единицу времени (м3/м3 сырья).Объемная скорость подачи сырья — это количество объемов сырья, проходящего через объем катализатора в единицу времени.ГлоссарийКаталитический реактор гидроочистки — самый ответственный аппарат среди другой аппаратуры технологической схемы, представляет собой аппарат непрерывного действия с неподвижными слоями катализатора (до 5 слоев) и аксиальным (вдоль оси аппарата) вводом сырья.Ароматические углеводороды — органические соединения, состоящие из углерода и водорода и содержащие бензольные ядра, наиболее распространенными являются бензол, толуол, ксилол.Непредельные (ненасыщенные) углеводороды — углеводороды с открытой цепью, в молекулах которых между атомами углерода имеются двойные или тройные связи, например, бутилен, ацетилен и др.Серосодержащие (сероорганические) соединения — химические соединения, содержащие в молекуле связь углерод — сера (сульфиды, меркаптаны и др.)Прямогонные бензины — это фракции прямой перегонки нефти с интервалом кипения 32-180 °С.Отпарная колонна — тепломассообменный аппарат для выделения из жидких смесей легколетучих примесей (растворенных газов).Поршневой компрессор — устройство для сжатия и подачи водородсодержащего газа под давлением.Трубчатая печь — аппарат для высокотемпературного нагрева нефти и нефтепродуктов в процессе их переработки.Гидрогенизат — продукт, полученный в процессе гидроочистки прямогонных топливных фракций нефти или вторичных бензинов.Нестабильный гидрогенизат — продукт, полученный в процессе гидроочистки прямогонных топливных фракций нефти или вторичных бензинов и содержащий некоторое количество растворенных газов.Стабильный гидрогенизат — продукт, полученный в процессе гидроочистки прямогонных топливных фракций нефти или вторичных бензинов и прошедший стадию стабилизации, т.е. выделения углеводородных газов.Глоссарий МЭА (моноэтаноламин) — вещество, применимое для очистки углеводородных газов от сероводорода, образующегося в процессе гидроочистки.Регенерация — процесс восстановления эксплуатационных свойств катализаторов, в частности гидроочистки, путем выжига с их поверхности кокса.Парциальное давление — давление, которое имел бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же температуре.Термопара — промышленный датчик температуры.Штуцер — соединительный короткий отрезок трубы (патрубок), ввертываемый, привариваемый или припаиваемый к трубопроводам, резервуарам и т.д.Глоссарий ГлоссарийВодородсодержащий газ (ВСГ) — смесь углеводородных газов (метана, этана, пропана, бутана) и водорода, причем содержание водорода от 70 до 90 %.Циркуляционный ВСГ — обычно в процессе гидроочистки используется водородсодержащий газ, полученный в других процессах (например, в процессе каталитического риформинга). При этом контур ВСГ является замкнутым, он циркулирует по схеме гидроочистка — риформинг. Газопродуктовая смесь — продукты, полученные в процессе гидроочистки, представляющие собой смесь углеводородов, которые при температуре выхода из реактора находятся в газообразном состоянии.Контрольные вопросы
Литература
|