2018_150302_МОНХП_НТФ_Сальников_Петр_Александрович. Основными задачами при этом являются

• Название: Основными задачами при этом являются
• Дата: 28.04.2022
• Размер: 1.33 Mb.
• Имя файла: 2018_150302_МОНХП_НТФ_Сальников_Петр_Александрович.doc
• Тип: Документы; #502779
• страница: 1 из 11

ВВЕДЕНИЕ

Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность – часть единого топливно-энергетического комплекса, которая, сосредотачивая в своем составе переработку нефти и газа, производство моторных топлив и продуктов нефтехимии различного ассортимента, относится к числу отраслей, оказывающих существенное влияние на технический прогресс и развитие страны в целом.

Одним из наиболее распространенных процессов нефтепереработки является процесс каталитического риформинга, с помощью которого получали высокооктанового компонентов автомобильного бензина и индивидуальных ароматических углеводородами [1]. Большое значение имеет получение в процессе дешевого водородсодержащего газа для использования в других гидрокаталитических процессах.

Значение процессов каталитического риформинга в нефтепереработке существенно возросло в 1990-е гг. в связи с необходимостью производства неэтилированного высокооктанового бензина [3].

В настоящее время продолжается рост потребления моторных топлив и ароматических углеводородов, а также ужесточаются требования по охране окружающей среды и экономии нефтересурсов. При этом в России доля бензина каталитического риформинга в товарном бензине составляет более 50% и тенденции к ее снижению не наблюдается, то есть качество получаемого катализата непосредственно влияет на качество товарного бензина.

Цель дипломной работы заключается в расчете оборудования установки каталитического риформинга Л-35-11/1000 ОАО «КНПЗ», а именно сырьевого насоса Н-1 и сырьевого теплообменника Т-1/1.

Основными задачами при этом являются:

‑ описание особенностей проведения процесса и технологической схемы установки;

‑ определение назначения и основных технологических параметров рассчитываемого оборудования;

‑ выполнение технологического и механического расчетов сырьевого теплообменного аппарата Т-1/1 и разработка технической документации на него;

‑ выполнение технологического расчета сырьевого насоса Н-1 и разработка технической документации на него;

‑ описание вопроса ремонта теплообменных аппаратов на нефтеперерабатывающем производстве;

‑ описание основных мероприятий по охране труда и охране окружающей среды на установке.

1. Теоретические основы и технология процесса каталитического риформинга

1.1 Назначение процесса каталитического риформинга

Каталитический риформинг – процесс переработки бензиновых фракций для получения высокооктановых бензинов, выделения товарных ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов) и производства технического водорода.

На рис. 1.1.1 [4] представлена схема вариантов проведения процесса каталитического риформинга. Первый вариант производство высокооктанового компонента бензина (КРб), второй вариант производство индивидуальных ароматических углеводородов: бензола, толуола, ксилолов, которые используются в качестве сырья для последующего органического синтеза (КРа).

Важное достоинство процесса – образование дешевого водородсодержащего газа, необходимого для гидрогенизационных процессов.

1.2 Химические основы процесса каталитического риформинга

Каталитический риформинг – сложный процесс, включающий разнообразные превращения углеводородов. Прямогонные бензиновые фракции, служащие сырьем каталитического риформинга, содержат парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды С₆‑С₁₀. В результате реакций, протекающих на катализаторах риформинга, происходят глубокие изменения углеводородного состава [1].

При каталитическом риформинге протекает целый ряд реакций превращения углеводородов, играющих различную роль в процессе, особенно в зависимости от его назначения (рис. 1.2.1).

Главные реакции – это дегидрирование нафтенов и дегидроциклизация н-алканов, а остальные реакции – побочные (изомеризация, гидрокрекинг, гидрирование) [4].

Ароматические углеводороды образуются при риформинге в результате реакций дегидрирования шестичленных нафтеновых углеводородов, дегидроизомеризации алкилированных пятичленных нафтеновых углеводородов и дегидроциклизации парафиновых углеводородов. Изопарафиновые углеводороды получаются главным образом при изомеризации и деструкции более высокомолекулярных парафиновых углеводородов. Одновременно протекают реакции расщепления парафиновых углеводородов и деалкилирования ароматических углеводородов, а также их уплотнения, которое приводит к отложению кокса на поверхности катализатора.

Наибольшее значение из реакций, в которых участвуют нафтеновые углеводороды в условиях каталитического риформинга, имеют реакции дегидрирования.

У нафтеновых углеводородов наиболее полно и быстро протекает дегидрирование шестичленных соединений. Так, дегидрирование циклогексана и его производных до соответствующих ароматических углеводородов проходит по схемам [5]
Реакция дегидрирования нафтенов играет весьма важную роль в повышении октанового числа бензина. При высоком содержании нафтеновых углеводородов в сырье резко возрастает выход ароматических углеводородов, например выход бензола – на 30–40%.

Помимо дегидрирования нафтеновые углеводороды, в том числе и циклогексановые, подвергаются изомеризации в циклопентаны, гидрогенолизу и гидрокрекингу.

Изомеризация пятичленных нафтенов в шестичленные с дальнейшим их дегидрированием до ароматических углеводородов проходит по схеме
Парафиновые углеводороды подвергаются изомеризации, дегидрированию до олефинов, дегидроциклизации и гидрокрекингу. Изомеризация н-алканов, протекающая при риформинге, приводит к образованию разветвленных углеводородов
При каталитическом риформинге протекают также реакции дегидрирования парафиновых углеводородов до олефиновых, но это мало повышает октановое число катализата и снижает его стабильность при хранении. При температурах, необходимых для протекания дегидрирования парафинов, одновременно идет и циклизация этих углеводородов. Поэтому при дегидрировании часть их в начале образует нафтеновые углеводороды, которые потом превращаются в ароматические (дегидроциклизация)
Дегидроциклизация парафиновых углеводородов является наиболее трудной из реакций, ведущих к образованию ароматических углеводородов. Она включает сильно затрудненную молекулярную перестройку парафинового углеводорода в нафтеновый [5].

Алкилароматические углеводороды, содержащиеся в сырье и образующиеся в результате риформинга, могут подвергаться изомеризации и деалкилированию. С увеличением давления эти реакции ускоряются. Например, м-ксилол частично переходит в о- и п-ксилолы и толуол
Образующийся при этом метан, так же как легкие углеводороды (от метана до бутанов включительно) – продукты реакции гидрокрекинга – пополняют собой углеводородную составляющую водородсодержащего газа.

Наряду с деалкилированием протекают и реакции уплотнения, продуктами которых являются конденсированные ароматические углеводороды (алкилнафталины, алкилинданы и др.) в количестве 0,5 0,7% на исходное сырье риформинга [7].

На современных катализаторах реакции деметанирования практически не протекают.

Гидрокрекинг парафинов одна из основных реакций каталитического риформинга. В результате гидрокрекинга снижается средняя молекулярная масса парафинов, содержащихся в сырье риформинга, что ведет к повышению октанового числа. С другой стороны, гидрорекинг сопровождается газообразованием и, следовательно, снижением выхода жидких продуктов риформинга, а значит и уменьшением селективности процесса. Таким образом, скорости гидрокрекинга должны быть ограничены определенными пределами, которые обеспечивают достаточную эффективность каталитического риформинга [6].