СОДЕРЖАНИЕ

Введение.

1. Сущность физико-химического процесса переработки сырья и описание технологической схемы:

1. сущность процесса;

2. химизм процесса;

3. описание технологической схемы со схемой;

4. характеристика технологического оборудования.

2. Требования к качеству нефтепродуктов и реагентов:

2. лабораторный контроль;

2. характеристика сырья и получаемых продуктов.

1. Обоснование выбора параметров оптимального режима в зависимости от требования к качеству готовой продукции:

1. нормы технологического режима и метрологическое обеспечение;

2. основные факторы процесса;

3. два алгоритма.

4. Пуск, остановка и вывод на режим.

5. Особенности техники безопасности при ведении процесса.

6. Выбросы в атмосферу и сточные воды.

7. Пути уменьшения выбросов и экологического последствия.

Графическая часть: технологическая схема установки.

Литература

Введение

Водород, его свойства и применение в нефтепереработке

Водород (Hydrogenium) Н - первый, наиболее легкий и простейший по строению атома, элемент периодической системы Менделеева: ат. в. 1,0080. При обычных условиях Н – газ, не имеющий цвета и запаха.

Водород широко распространен в природе, он входит в состав воды, глин, каменного и бурого угля, нефти, природных газов, а также всех растительных и животных организмов. Содержание его в земной коре составляет 1 вес.%, в морской воде 10,12 вес.%. В свободном состоянии встречается крайне редко, в больших количествах содержится в вулканических и других природных газах.

Гидрогенизационные процессы

Гидрогенизационные процессы нашли широкое применение в нефтепереработке и нефтехимии. Их используют для получения стабильных высокооктановых бензинов, улучшения качества дизельных и котельных топлив, а также смазочных масел. В нефтехимической промышленности с помощью реакций гидрирования получают циклогексан и его производные, многие амины, спирты и ряд других мономеров.

При более рациональной переработке нефти возникает необходимость в увеличении выхода светлых нефтепродуктов, что может быть обеспечено двумя путями или их сочетанием.

Первый путь – переработка остаточных продуктов первичной перегонки нефти на установках термокаталитических процессов с получением более легких продуктов. Одновременно получают менее ценные продукты: крекинг-остатки, коксовые и каталитические газойли, кокс. Происходит как бы перераспределение водорода, содержащегося в сырье, между продуктами получаемыми на указанных установках ( в светлых – больше водорода, а в темных - меньше). Второй путь – переработка остаточных продуктов первичной перегонки нефти и термокаталитических процессов в присутствии водорода, вводимого в систему. В результате образуется больше светлых нефтепродуктов и меньше кокса и других продуктов, объединенных водородом.

Промышленные процессы, используемые для второго пути, называются гидрогенизационными. Они протекают в среде и при расходовании водорода под влиянием катализаторов в соответствующих условиях. Роль этих процессов на современных нефтеперерабатывающих заводах непрерывно возрастает. Это объясняется повышением требований к качеству нефтепродуктов, получаемых их сырья с увеличивающейся в нем доли сернистых и высокосернистых соединений.

Гидрогенизационные процессы можно разделить на несколько основных групп.

Недеструктивная гидрогенизация - одноступенчатый каталитический процесс, которому можно подвергать все виды дистиллятного сырья. Кроме облагораживания нефтяных и иных углеводородных фракций не деструктивная гидрогенизация позволяет осуществлять ряд синтезов. Так, синтетический бензин образуется из CO и Н₂ при 180 -210°С под Р=0,7-15 мПа на катализаторах, содержащих кобальт, медь, двуокись тория и кизельгур.

Деструктивная гидрогенизация – одно- или многоступенчатый каталитический процесс присоединения молекул водорода под высоким давлением, сопровождающийся расщеплением высокомолекулярных углеводородов и гетерогенных соединений содержащихся в сырье, и образованием низкомолекулярных углеводородов используемых в качестве моторных топлив.

Гидрогенизационные процессы требуют больших капиталовложений и резко увеличивают эксплуатационные расходы.

Затраты тем больше, чем выше применяемое в процессе давление, чем более тяжелое перерабатывается сырье и чем больше в нем серы.

Соответственно увеличивается расход водорода. Так при увеличении давления в 3 раза расход водорода возрастает в 3,2-3,3 раза.

Выбор типа процесса, катализатора и технологии зависит от его цели. Основной целью гидрирования и гидроочистки является улучшение качества продукта без значительного изменения его углеводородного состава.

Сущность физико- химического процесса технологии переработки сырья

и

Описание технологической схемы

1. Сущность процесса

Установка предназначена для получения технического водорода, необходимого для обеспечения комбинированной установки каталитического крекинга Г-43-107. Год ввода в действие установки получения водорода - 1983.Водород производится методом паровой каталитической конверсии углеводородов в трубчатой печи под давлением.

Основными технологическими стадиями являются следующие:

1. Компримирование исходного газа;

2. Предварительная очистка исходного газа от сероводорода раствором моноэтаноламина;

3. Гидрирование сероорганических соединений и непредельных углеводородов с последующим поглощением сероводорода;

4. Паровая каталитическая конверсия углеводородных газов в трубчатой печи;

5. Двухступенчатая конверсия окиси углерода;

6. Очистка конвертированного газа от углекислоты горячим раствором поташа;

7. Компримирование (дожатие) технического водорода;

8. Подготовка питательной воды;

9. Получение и перегрев водяного пара для процесса получения водорода

10. Утилизация тепла дымовых и конвертированного газов.

Установка выполнена в одну технологическую линию.

Проект установки производства водорода мощностью 15 тыс. тонн/год в перерасчёте на 100% водород выполнен на основании "Исходных данных на проектирование", разработанных ВНИИ НП и полученных с письмом № 21/7-9062 от 14.VII.77.

Генеральный проектировщик - ВНИПИНефть.

2. Химизм процесса

Процесс получения технического водорода является непрерывным и состоит из следующих основных стадий:

1. Компримирование исходного газа;

2. Предварительная очистка исходного газа от сероводорода;

3. Подогрев и очистка исходного газа от сернистых соединений;

4. Паровая каталитическая конверсия углеводородов в трубчатой печи под давлением.

5. Конверсия окиси углерода среднетемпературная (I ступень);

6. Конверсия окиси углерода низкотемпературная (II ступень);

7. Очистка конвертированного газа от двуокиси углерода раствором поташа и регенерация раствора;

8. Компрессия технического водорода до давления потребителя и для гидрирования сернистых соединений, содержащихся в сырье.

9. Вспомогательные операции:

10. Подготовка питательной воды и производство пара;

11. Использование тепла смеси пара и конвертированного газа;

12. Использование тепла дымовых газов.

При работе на природном газе он компримируется компрессорами В-101-1, В-101-р. При работе на водородосодержащем газе, последний поступает под собственным давлением.

Принимается трехстадийная схема извлечения сернистых соединений из углеводородного сырья, включающая предварительную очистку от сероводорода раствором моноэтаноламина, деструктивное гидрирование сероорганики и последующее поглощение образовавшегося сероводорода.

На стадии очистки раствором моноэтаноламина поглощение сероводорода происходит по следующей реакции:

2 R–NH₂ + H₂S  (R–NH₃)₂S

где R = CH₃–CH₂–O

На стадии гидрирования органических сернистых соединений, содержащихся в сырье, протекают следующие реакции:

RSH + H₂  RH + H₂S

CS₂ + 4 H₂  CH₄ + 2 H₂S

COS + 5 H₂  CH₄ + 2 H₂S + H₂O

Для осуществления полного гидрирования в исходном газе необходимо наличие водорода в количестве не менее 10% об. Процесс протекает на катализаторе. В случае наличия непредельных углеводородов в сырье, они гидрируются до предельных углеводородов.

Для поглощения сероводорода, содержащегося в сырье и образовавшегося в результате гидрирования, используется поглотитель на основе окиси цинка.

Реакция поглощения сероводорода:

ZnO + H₂S  ZnS + H₂O

Тепловой эффект приведенной реакции извлечения сернистых соединений вследствие незначительного содержания серы в исходном сырье не оказывает влияния на тепловой режим процесса сероочистки.

Паровая каталитическая конверсия углеводородов проводится в трубчатой печи с подводом тепла через стенки труб и является основной стадией процесса. В трубы печи загружен катализатор конверсии углеводородных газов.

В верхней части слоя катализатора происходит нагрев реагирующей смеси и водяного пара. На этом участке преобладают реакции:

n-1 3n+1 n +1

4C_nH_2n+2 +  H₂O   CH₄ +  CO₂ - Q

2 4 4

C_nH_2n+2 + (n - 1) H₂  n CH₄ + Q

причем скорость реакции конверсии и гидрирования гомологов метана тем выше, чем больше молекулярный вес углеводородов. Далее по ходу протекает реакция разложения метана. Изменение состава газа связано с реакциями:

CH₄ + H₂O  CO + 3H₂ - Q

Тепловой эффект реакции равен 49,3 ккал/моль.

CO + H₂O  CO₂ + H₂ + Q

Тепловой эффект реакции равен 9,8 ккал/моль. Паровую конверсию углеводородов ведут таким образом, чтобы на катализаторе не осаждался углерод (режим паровой конверсии ограничен давлением, температурой и расходом пара).