На территории Республики Казахстан расположено 202 нефтяных и газовых месторождения. Прогнозные извлекаемые ресурсы нефти оцениваются в размере 7,8 млрд. тонн, а природного газа — в 7,1 трлн.мЗ. Около 70% этих ресурсов сосредоточено в западных областях Казахстана. Подавляющая их часть связана с подсолевыми месторождениями и залегает на глубинах около пяти и более тысяч метров.
Программа направлена на комплексное и ускоренное развитие нефтехимической отрасли промышленности Республики Казахстан с созданием отечественной базы сырьевых ресурсов и действующих технологий, производств по глубокой очистке и переработке углеводородного сырья с выпуском нефтехимической продукции по цепочке добавленных стоимостей в соответствии с мировыми достижениями.
Казахстан для развития нефтехимической отрасли промышленности обладает крупными запасами углеводородного сырья — природные и попутные газы, нефть и продукты ее переработки, а также нефтебитуминозные породы. Основные месторождения освоены в западных регионах Казахстана. По прогнозным геологоразведочным данным северные, центральные и восточные районы также имеют немалые запасы. / 7 /…
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
1.1. Назначение, краткая характеристика процесса, выбор схемы.
Каталитический риформинг является в настоящее время наиболее распространенным методом каталитического облагораживания прямогонных бензинов.
Каталитический риформинг используется для повышения детонационной стойкости прямогонных бензинов с получением компонента автоили авиабензинов. Важную роль играет риформинг в обеспечении водородом процесса гидроочистки нефтяных остатков. / 1 /
В состав установки входят следующие блоки:
— предварительная гидроочистка сырья на катализаторах S-12Т и ГО-70
— каталитическое риформирование бензиновых фракций на платиноворениевом катализаторе R-56 (США).
В состав блока предварительной гидроочистки сырья входят:
— реакторный блок предварительной гидроочистки;
— блок отпарки гидрогенизата;
— газовоздушная регенерация катализатора гидроочистки.
В состав блока риформинга входят:
— реакторный блок риформинга;
— блок стабилизации риформата в режиме дебутанизации;
— осушка циркуляционного водородсодержащего газа;
— газовоздушная регенерация катализатора риформинга.
Целевой продукцией установки риформинга является дебутанизированный катализат с октановым числом до 96 пунктов по и.м., используемый в качестве высокооктанового компонента автобензинов.
Побочными продуктами секции являются:
1. Водородсодержащий газ, используемый для гидродепарафинизации фракций
413 — 503К и 503 — 623К в секциях 300−1 и 300−2.
2. Нестабильная жидкая «головка», передаваемая на газофракционирование .
3. Жирный газ стабилизации катализата, выводимый на ГФУ, либо в топливную сеть.
4. Углеводородный газ отпарки гидрогенизата, выводимый на ГФУ, либо в топливную сеть. / 3 /…
1.2. Теоретические основы процесса.
Каталитический риформинг — сложный химический процесс, включающий разнообразные реакции, позволяющие коренным образом преобразовать углеводородный состав бензиновых фракции. Основой процесса служат следующие типы реакций: / 2 /
1) Дегидрирование шестичленных нафтенов.
С6Н12 С6Н6 + 3Н2
2) Дегидроизомеризация пятичленных нафтенов.
С5Н9 СН3 С6Н12 С6Н6 + 3Н2
3) Дегироциклизация парофинов.
н-С6Н14 С6Н6 + 4Н2
4) Изомеризация парафинов.
н-С6Н14 изо-С6Н14
5) Гидрирование сернистых соединений
СН3
НС С — С2 Н5
+ 4Н2 С2Н5 -С — С2Н5 + Н2S
НС СН
\ / Н
S
6) Деструктивная гидрогенизация (гидрокрекинг)
С11Н24 + Н2 С3Н8 + С8Н18 / 3 /
Влияние температуры.
Температура оказывает значительное влияние на скорость протекающих реакций, которые в конечном итоге влияет на выход отдельных продуктов.
При увеличении температуры реакций выход катализата снижается, а степень его ароматизации возрастает.
Повышение температуры наряду с увеличением выхода ароматики ускоряет реакции расщепления углеводородов, главным образом, парафиновых…
Влияние давления.
Парциальное давление водорода в зоне реакции оказывает существенное влияние на процесс ароматизации.
По термодинамическим соображениям, увеличение парциального давления водорода оказывает отрицательное влияние на ход процесса ароматизации бензина…
Влияние объемной скорости подачи сырья.
Выход ароматических углеводородов и концентрации их в продуктах зависит от объемной скорости подачи исходного сырья…
1.3. Описание технологической схемы процесса. Нормы технологического режима.
Cырьё — фр. 335 — 468К поступает на прием подпорных насоса Н- 1 и
Н — 2. Затем сырье, разделившись на два параллельных потока позиции поступает в два тройника смешения с водородсодержащим газом (ВСГ).
Циркуляционный ВСГ по линии нагнетания поршневых компрессоров
ПК- 3, ПК- 4 смешивается с избыточным ВСГ поступающим из блока риформинга и перед теплообменниками Т- 1 и Т- 2 циркуляционный ВСГ раздваивается на две параллельных потока и поступает в тройники смешения.
ВСГ и газосырьевая смесь параллельными потоками проходит по межтрубному пространству теплообменников Т- 1 и Т- 2 где нагревается встречными потоками газопродуктовой смеси из реактора
Р- 1 до температуры 503 — 583К и объединенным потоком поступает в печь гидроочистки П- 1 для нагрева до температуры реакции. После нагрева в печи П- 1 до температуры 588 — 613К газосырьевая смесь направляется в реактор Р- 1, где происходят реакции гидрогенизации на катализаторе гидроочистки ГО-70 и S-12т…
1.4. Качество сырья, готовой продукции, вспомогательных материалов.
Сырьем секции каталитического риформинга является выделенная в секции 100 ЭЛОУ-АТ фракция 335 — 468К нефти. Целевой продукцией секции 200 является дебутанизированный катализат с октановым числом до 96 пунктов по и.м., используемый в качестве высокооктанового компонента автобензинов…
1.5. Автоматизация основного аппарата.
Процесс каталитического риформинга является одним из сложных управляемых процессов. Он проводится при высоких температуре и давлении.
Важными регулируемыми параметрами процесса каталитического риформинга, являются подержание постоянство температуры и давления в аппарате. Необходимо поддерживать температуру на минимально возможном заданном значении, так как при повышении температуры выше положенного, усиливается коксообразование, что значительно влияет на качество продукции и длительность действия катализатора. …
1.6. Охрана труда.
В широком смысле охрана труда — система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.
Охрана труда как институт труда трудового права — это совокупность норм, направленных на обеспечение условий труда, безопасных для жизни и здоровья работников, обязательных для исполнения работодателями и их должностными лицами. Институт охраны труда включает следующие группы норм трудового права: / 7 /
1) правила и инструкции по охране труда;
2) специальные правила охраны работников, занятых на тяжелых работах и работах с вредными или опасными условиями труда;…
1.7. Охрана окружающей среды.
Охрана окружающей среды — комплекс мер, предназначенных для ограничения отрицательного влияния человеческой деятельности на природу.
Загрязнение окружающей среды является глобальной проблемой человечества. Поэтому в нефтеперерабатывающей промышленности этому фактору следует уделять особое внимание.
Существует много различных источников загрязнения окружающей среды (воды, воздуха и почвы). Источники загрязнений воздуха подразделяют на источники выделения и источники выбросов вредных веществ в атмосферу. Источники выделения вредных веществ — технологические установки, аппараты, агрегаты, сооружения оборотного водоснабжения и т. д., которые в процессе эксплуатации выделяют вредные вещества. / 6 /…
2.2. Материальный баланс реакторного блока риформинга.
Необходимые данные для расчета.
Над катализатором при риформинге протекают следующие реакции:
Превращение нафтеновых углеводородов в ароматические:
C_n H_(2_n) C_n H_(2_(n-6))+3H2
Превращение нафтеновых углеводородов в парафиновые:
С_n H_(2_n)+H2 C_n H_(2_(n+2))
Гидрокрекинг нафтеновых углеводородов:
С_n H_(2_(n+2))+(n-3)/3 H2 n/15(CH4+C2 H6+C3 H8+C4 H10+C5 H12)
Гидрокрекинг парафиновых углеводородов:
С_n H_(2_(n+2))+n/15(CH4+C2 H6+C3 H8+C4 H10+C5 H12)
Для указанных реакций можно записать четыре дифференциальных уравнения, описывающих уменьшение уменьшение количества углеводородов в результате химических превращений:
-(dN_н)/(dϑ_R)=R1 κ_1 ρ_1-k1/k_(p1) ρ_A ρ_(H2)^3 (1), /4/
-(dN_H)/(dϑ_R)=k2 ρ_H ρ_(H2)-k1/k_(P2) ρ_п
-(dN_H)/(dϑ_R)=k3 ρ_H/π
-(dN_п)/(dϑ_R)=k4 ρ_H/π
