Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

postitatud http://www.allbest.ru/

VENEMAA HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM

Föderaalne riigieelarveline kõrgharidusasutus

"Penza osariigi tehnoloogiaakadeemia" (PGTA)

Kutseinstituut

kursuse projekt

Distsipliin: "Nafta ja gaasi keemia ja tehnoloogia"

Teema: "Toornafta hüdrokrakkimine"

Seda teeb õpilane:

Emeldjajev V.A.

Õpetaja kontrollis:

Pavlova E.A

Penza 2013

• Sissejuhatus
• 1. Toornafta hüdrokrakkimine
• 1.1 Hüdrokrakkimise reaktsioonide keemia ja mehhanismi tunnused
• 1.2 Hüdrokrakkimise katalüsaatorid
• 1.3 Hüdrokrakkimisprotsesside põhiparameetrid
• 1.4 Bensiinifraktsioonide hüdrokrakkimine
• 1.5 Selektiivsed hüdrokrakkimise protsessid
• 1.6 Petrooleumi fraktsioonide hüdrogeenimine
• 1.7 Vaakumdestillaadi hüdrokrakkimine 15 MPa juures
• 1.7.1 Üheastmeline vaakumdestillaadi hüdrokrakkimise protsess
• 1.7.2 Üheastmelise hüdrokrakkimise tehnoloogiline skeem vaakumgaasiõlist valdavalt diislikütuse tootmisega statsionaarses katalüsaatorikihis
• Järeldus
• Kasutatud allikate loetelu

Sissejuhatus

Venemaa naftatöötlemistööstus jääb oma arengus maailma tööstusriikidest kaugele maha. Tööstuse peamisteks probleemideks on nafta rafineerimise madal sügavus, toodetavate naftatoodete madal kvaliteet.

Venemaa rafineerimistehasid iseloomustab madal toornafta konverteerimise tase väärtuslikumateks rafineeritud toodeteks. Keskmiselt jääb Venemaa Föderatsioonis peamiste mootorikütuste (bensiin, diislikütus) toodang alla maailma tööstusriikide naftatöötlemise näitajatele ning kütteõli tootmise osakaal on kõrgeim.

Toodetud naftatoodete madal kvaliteet tuleneb enamiku Venemaa rafineerimistehaste naftatöötlemise mahajäänud struktuurist, kus hävitavate süvenemisprotsesside osakaal on väike,

Viimasel ajal on Venemaal täheldatud suundumust nafta rafineerimistööstuse olukorra paranemisele. Paranemise märgid on Venemaa naftaettevõtete nafta rafineerimisse tehtavate investeeringute märkimisväärne suurenemine, nafta rafineerimismahtude suurenemine, pliibensiini tootmisest keeldumise tõttu toodetud mootorikütuste kvaliteedi järkjärguline paranemine, kõrge kütuse tootmise osakaalu suurenemine. -oktaanarvuga bensiin ja keskkonnasõbralik. Paljudes Venemaa rafineerimistehastes on viimastel aastatel aktiivselt käimas uute süvaõli rafineerimiskomplekside (DGR) ehitamine. 2004. aastal käivitati Permi naftatöötlemistehases (OJSC LUKOIL) vaakumgaasiõli hüdrokrakkimise kompleks, 2005. aastal käivitati CGPN Slavnefti Jaroslavli naftatöötlemistehases ja vaakumgaasiõli hüdrokrakkimiskompleks Rjazani naftatöötlemistehases, mille omanik on TNK-BP. Katalüütilise krakkimise kompleks käivitati TAIF-i Nižnekamski rafineerimistehases. Kirishis asuvas Surgutneftegazi tehases ehitatakse vaakumgaasiõli hüdrokrakkimise kompleksi.

Rekonstrueeritud rafineerimistehastes hakati vastu võtma Euroopa kvaliteetseid naftatooteid ning ettevõtete asukohapiirkondades oli võimalik keskkonnaseisundit parandada.

1. Toornafta hüdrokrakkimine

Hüdrokrakkimisprotsess on mõeldud peamiselt madala väävlisisaldusega kütusedestillaatide tootmiseks erinevatest lähteainetest. Tavaliselt allutatakse vaakum- ja atmosfäärigaasiõlid, termilise ja katalüütilise krakkimise gaasiõlid, deasfalteerimisõlid ning harvemini kütteõlid ja tõrvad hüdrokrakkimisele, et toota mootoribensiine, reaktiiv- ja diislikütuseid, naftakeemia sünteesi lähteainet ja mõnikord veeldatud süsivesinikke. gaasid (bensiini fraktsioonidest). Vesinikku kulub hüdrokrakkimisel palju rohkem kui sama tüüpi toorainete vesinikuga töötlemisel.

Hüdrokrakkimine on katalüütiline protsess nafta destillaatide ja jääkide töötlemiseks mõõdukal temperatuuril ja kõrgendatud vesiniku rõhul hüdrogeenivate ja happeliste omadustega polüfunktsionaalsetel katalüsaatoritel (ja selektiivsete hüdrokrakkimisprotsesside puhul ka sõelaefektiga).

Hüdrokrakkimine võimaldab saada laias valikus kvaliteetseid naftasaadusi (vedelgaasid C 3 - C 4, bensiin, lennuki- ja diislikütused, õlikomponendid) suure saagisega peaaegu igast nafta lähteainest, valides sobivad katalüsaatorid ja tehnoloogilised tingimused, on üks kuluefektiivsemaid, paindlikumaid ja kõige süvendavamaid nafta rafineerimisprotsesse.

Kaasaegses nafta rafineerimises rakendatakse järgmist tüüpi tööstuslikke hüdrokrakkimisprotsesse:

1) bensiinifraktsioonide hüdrokrakkimine, et saada kergeid isoparafiinseid süsivesinikke, mis on väärtuslik tooraine sünteetilise kummi, kõrge oktaanarvuga mootoribensiini lisandite tootmisel;

2) bensiinide selektiivne hüdrokrakkimine oktaanarvu tõstmiseks, reaktiiv- ja diislikütused nende hangumispunkti alandamiseks;

3) otsedestillatsiooniga petrooleumi fraktsioonide ja katalüütilise krakkimise gaasiõlide hüdrodearomatiseerimine nendes aromaatsete süsivesinike sisalduse vähendamiseks;

4) vaakumgaasiõlide kerge hüdrokrakkimine katalüütilise krakkimise lähteaine täiustamiseks koos diislifraktsioonide samaaegse tootmisega;

5) vaakumdestillaatide hüdrokrakkimine mootorikütuste ja kõrge indeksiga õlide aluse saamiseks;

6) õlijääkide hüdrokrakkimine mootorikütuste, määrdeõlide, madala väävlisisaldusega katlakütuste ja katalüütilise krakkimise lähteaine saamiseks.

1.1 Hüdrokrakkimisreaktsioonide keemia ja mehhanismi tunnused

Hüdrokrakkimist võib vaadelda kui kombineeritud protsessi, milles nii hüdrogenolüüsi (st C-S, C-N ja C-O sidemete purustamise) kui ka dehüdrohüdrogeenimise ja krakkimise (st C-C sideme purustamise) reaktsioonid viiakse läbi samaaegselt, kuid ilma koksi moodustamine, saades lähteainega võrreldes madalama molekulmassiga produktid, mis on puhastatud heteroaatomitest, ei sisalda olefiine, kuid on vähem aromatiseeritud kui katalüütilise krakkimise korral.

Toornafta hüdrokrakkimise tulemused (materjalide tasakaal ja toote kvaliteet) määravad suuresti katalüsaatori omadused: selle hüdrogeenimis- ja happelised aktiivsused ning nende vahekord. Olenevalt kasutusotstarbest võib kasutada katalüsaatoreid, millel on ülekaalus hüdrogeenimis- või krakkimisaktiivsus. Selle tulemusena saadakse vastavalt kerge või sügava hüdrokrakkimise produktid.

Toornafta hüdrokrakkimise katalüütilised protsessid põhinevad järgmistel reaktsioonidel:

1) väävli, lämmastiku, hapniku heteroorgaaniliste ühendite hüdrogenolüüs ning aromaatsete süsivesinike ja küllastumata ühendite hüdrogeenimine (st kõik need reaktsioonid, mis toimuvad hüdroviimistlusel);

2) parafiinsete ja nafteensete süsivesinike krakkimine, tsükliliste struktuuride dealküleerimine ja tekkivate madala molekulmassiga parafiinide isomeerimine.

Kõrgel vesiniku rõhul ja madalal temperatuuril läbiviidud hüdrokrakkimise protsessides katalüütilise krakkimise käigus tekkivad aromatiseerimis- ja polükondensatsioonireaktsioonid koksiks on termodünaamiliste piirangute ja koksi vesinikuga hüdrogeenimise tõttu tugevalt pärsitud.

Hüdrogenolüüs väävlit, lämmastikku ja hapnikku sisaldavad ühendid kulgevad mehhanismi järgi samamoodi nagu hüdrotöötlusprotsessides ning lõppevad vesiniksulfiidi, ammoniaagi, vee ja vastava süsivesiniku moodustumisega. hüdrokrakkimise katalüsaatoriga vaakumdestilleerija

Aromaatsete süsivesinike hüdrogeenimine viiakse läbi aromaatsete tsüklite järjestikuse küllastamise teel koos moodustunud nafteenitsüklite võimaliku purunemise ja dealküleerimisega.

Kõrgmolekulaarsete parafiinide hüdrokrakkimine kõrge happelise aktiivsusega katalüsaatoritel viiakse see läbi karbeeniumioonmehhanismi järgi, peamiselt madalaima C-C sideenergiaga keskosas oleva piluga. Nagu katalüütilise krakkimise puhul, toimub esiteks parafiinide dehüdrogeenimine katalüsaatori metalltsentrites, moodustades alkeenid. Seejärel muundatakse happelistes kohtades olevad alkeenid kergesti karbokatioonideks ja käivitavad ahela karbeeniumioonide protsessi. Hüdrokrakkimise kiirus suureneb ka alkaanide molekulmassi suurenemisega. Tertsiaarsete süsinikuaatomitega isoparafiinid lõhenevad palju kiiremini kui tavalised alkaanid. Kuna karbeeniumiioonide lagunemine alla kolme süsinikuaatomi sisaldavate fragmentide elimineerimisega on tugevalt endotermiline, siis hüdrokrakkimise käigus metaani ja etaani peaaegu ei teki ning isobutaani ja isopetaanide saagis on kõrge (üle tasakaalu). Kõrge hüdrogeenimise ja mõõduka happelise aktiivsusega katalüsaatoritel toimub karbeeniumioonide intensiivne küllastumine, mille tulemusena moodustuvad parafiinid, mille molekulis on palju süsinikuaatomeid, kuid mis on vähem isomeeritud kui kõrge happesusega katalüsaatoritel.

Peamised erinevused hüdrokrakkimise ja katalüütilise krakkimise vahel seisnevad selles, et üldine parafiini konversioon on esimeses protsessis suurem kui teises. Selle põhjuseks on alkeenide moodustumine hüdrokrakkimise katalüsaatorite hüdrodehüdrogeenimiskohtades. Selle tulemusena kulgeb ahelmehhanismi kõige aeglasem ja energiamahukam etapp - ahela initsiatsioon - hüdrokrakkimise ajal kiiremini kui katalüütilise krakkimise ajal ilma vesinikuta. Hüdrokrakkimise katalüsaatorid praktiliselt ei koksi, kuna alkeenid hüdrogeenivad kiiresti ja neil pole aega polümerisatsiooni- ja tihendusproduktide moodustumisega edasisteks muundumisteks.

Pikkade alküülahelatega nafteenid kõrge happeaktiivsusega katalüsaatorite hüdrokrakkimise ajal isomeriseeritakse ja ahela lagunemine toimub nagu parafiinsed süsivesinikud. Rõnga lõhenemist esineb vähesel määral. Kuueliikmeliste isomeerimisreaktsioonid viieliikmelisteks nafteenideks kulgevad intensiivselt. Bitsüklilised nafteenid muundatakse valdavalt monotsüklilisteks, suure tsüklopentaani derivaatide saagisega. Madala happeaktiivsusega katalüsaatoritel toimub peamiselt hüdrogenolüüs - tsükli lõhenemine koos järgneva süsivesiniku küllastumisega.

1.2 Hüdrokrakkimise katalüsaatorid

Kaasaegsete hüdrokrakkimise katalüsaatorite valik on üsna lai, mis on seletatav protsessi erinevate eesmärkidega. Tavaliselt koosnevad need kolmest järgmisest komponendist: happeline, dehüdrohüdreeriv ja sideaine, mis tagab mehaanilise tugevuse ja poorse struktuuri.

Happelise komponendina, mis täidab krakkimis- ja isomerisatsioonifunktsioone, kasutatakse tahkeid happeid, mis on osa krakkimiskatalüsaatoritest: tseoliidid, aluminosilikaadid ja alumiiniumoksiid. Happesuse suurendamiseks sisestatakse mõnikord katalüsaatorisse halogeen.

Hüdrogeenivaks komponendiks on tavaliselt need metallid, mis kuuluvad hüdrotöötluse katalüsaatorite hulka: VIII rühma metallid (Ni, Co, mõnikord Pt või Pd) ja VI rühma (Mo või W). Hüdrokrakkimise katalüsaatorite aktiveerimiseks kasutatakse ka erinevaid promootoreid: reenium, roodium, iriidium, haruldaste muldmetallide elemendid jne. Sideaineks on sageli happeline komponent (alumiiniumoksiid, alumiiniumsilikaadid), samuti räni, titaani, tsirkooniumi, magneesiumi oksiidid ja tsirkooniumi silikaadid.

Oluliselt paremad hüdrokrakkimise tulemused saavutatakse kõrge happesusega ja optimaalse hüdrogeenimisaktiivsusega katalüsaatoritega, mille eelised tööstuslike toorainetüüpide suhtes on järgmised:

parafiinide C, - C 3 ja eriti metaani ja etaani saagis on madal;

butaani fraktsioon sisaldab 60 - 80% isobutaani;

pentaani ja heksaani fraktsioonid koosnevad 90–96% isomeeridest. Tsükloparafiinid C6 sisaldavad umbes 90% metüültsüklopentaani. Selle tulemusena kerge bensiin (kuni 85 °C), mis sisaldab 80-90 % parafiinid (kuni 5% benseeni ja 10–20% nafteenid) omavad üsna kõrgeid detonatsioonivastaseid omadusi: RON on 85--88;

bensiinid C ​​7 ja kõrgemad sisaldavad 40–50% nafteene, 0–20% aromaatseid aineid ja on erakordselt kõrge kvaliteediga reformimise toorained;

petrooleumi fraktsioonid isoparafiinide ja madala bitsükliliste aromaatsete süsivesinike kõrge sisalduse tõttu on kvaliteetne kütus reaktiivmootoritele;

diislikütuse fraktsioonid sisaldavad vähe aromaatseid süsivesinikke ja koosnevad peamiselt tsüklopentaani ja tsükloheksaani derivaatidest, neil on kõrge tsetaaniarv ja suhteliselt madal hangumispunkt;

Praegu omistatakse suurt tähtsust tseoliidipõhistele katalüsaatoritele. Neil on kõrge hüdrokrakkimise aktiivsus ja hea selektiivsus. Lisaks võimaldavad need protsessi mõnikord läbi viia ilma lähteainet lämmastikku sisaldavatest ühenditest eelnevalt puhastamata. Lämmastiku sisaldus lähteaines kuni 0,2% nende aktiivsust praktiliselt ei mõjuta.

Raske tooraine töötlemise korral Lisaks lämmastikalustele kujutavad hüdrokrakkimise katalüsaatorite deaktiveerimisele suurimat ohtu asfalteenid ja eelkõige neis sisalduvad metallid, nagu nikkel ja vanaadium. Seetõttu on märkimisväärses koguses hetero- ja metallorgaanilisi ühendeid sisaldavate toorainete hüdrokrakkimine sunnitud läbi viima kahes või enamas etapis. Esimene etapp hõlmab peamiselt polütsükliliste aromaatsete süsivesinike hüdrotöötlust ja madalat hüdrokrakkimist (samuti demetalliseerimist). Selles etapis olevad katalüsaatorid on identsed hüdrotöötluse katalüsaatoritega. Teises etapis töödeldakse täiustatud toorainet kõrge happelise ja mõõduka hüdrogeenimisaktiivsusega katalüsaatoril.

Õlijääkide hüdrokrakkimisel soovitav on lähteaine eelnevalt demetalliseerida ja hüdrodesulfureerida (nagu Khaivali protsessis jne) kõrge metallisisaldusega väävli- ja lämmastikukindlatel katalüsaatoritel, millel on piisavalt kõrge hüdrogeenimisvõime, kuid madal krakkimisaktiivsus.

Selektiivse hüdrokrakkimise protsessis kasutatakse katalüsaatoritena spetsiifilise molekulaarsõela efektiga modifitseeritud tseoliite (mordeniit, erioniit jne): tseoliidi poorid on ligipääsetavad ainult normaalsetele parafiini molekulidele. Sellistes katalüsaatorites teostavad dehüdrogeenimise funktsioonid samad metallid ja ühendid, mis hüdrotöötlusprotsessides.

1.3 Hüdrokrakkimisprotsesside põhiparameetrid

Temperatuur. Hüdrokrakkimise protsesside optimaalne temperatuurivahemik on 360–440 °C, mis tõuseb järk-järgult alumisest piirist ülemisse piiri, kui katalüsaatori aktiivsus väheneb. Madalamal temperatuuril kulgevad pragunemisreaktsioonid väikese kiirusega, kuid toodete keemiline koostis on soodsam: suurem nafteenisisaldus ja isoparafiini:n-parafiini suhe. Temperatuuri liigset tõusu piiravad termodünaamilised tegurid (polütsükliliste aromaatsete ainete hüdrogeenimisreaktsioonid) ning gaasi ja koksi moodustumise reaktsioonide osatähtsuse suurenemine.

Termiline hüdrokrakkimine määratakse hüdrogeenimis- ja lõhustamisreaktsioonide suhtega. Tavaliselt kompenseerib lõhustamise negatiivne termiline efekt hüdrogeenimise positiivse termilise efektiga. Loomulikult on kogu protsessi eksotermiline termiline efekt seda suurem, mida suurem on hüdrokrakkimise sügavus. Seetõttu näeb selle riistvaraline konstruktsioon tavaliselt ette võimaluse eemaldada reaktsioonitsoonist liigne soojus, et vältida reaktsioonisegu ülekuumenemist. Statsionaarse katalüsaatoriga reaktorite kasutamisel täidetakse viimane mitme kihina, et nende vahel saaks läbi viia voolu jahutamist (tavaliselt osa külmast HSG-st).

Surve. On kindlaks tehtud, et üldise hüdrokrakkimise protsessi piiravaks etapiks on küllastumata lähteühendite, eriti polütsükliliste aromaatsete süsivesinike hüdrogeenimine. Seetõttu peaks süvavesinikkrakkimise katalüsaatoritel olema lisaks kõrgele happeaktiivsusele ka piisav hüdrogeenimisaktiivsus.

Hüdrogeenimisreaktsioonide kiirust mõjutab oluliselt reaktsioonisegu faasiline olek (G + L+T), mis on rõhu, temperatuuri, vesiniku kontsentratsiooni, konversioonisügavuse ja lähteaine fraktsioonilise koostise funktsioon. Üldiselt suurenevad hüdrogeenimise tüüpi katalüsaatoritel nii reaktsioonide kiirus kui ka hüdrokrakkimise sügavus rõhu suurenemisega. Minimaalne vastuvõetav rõhk on seda kõrgem, seda vähem aktiivne on katalüsaator ja seda raskem on hüdrokrakkimise lähteaine.

Enamik tööstuslikke hüdrokrakkimisseadmeid töötab rõhul 15-17 MPa. Õlijääkide hüdrokrakkimiseks, kasutades suhteliselt kalleid katalüsaatoreid, kasutatakse rõhku 20 MPa. Madala lämmastikusisaldusega otsedestillatsiooniga kergete gaasiõlide hüdrokrakkimist saab läbi viia suhteliselt madalal rõhul - umbes 7 MPa.

Tooraine mahuline etteandekiirus hüdrokrakkimises, kuna eelistatakse protsessi läbi viia minimaalsetel temperatuuridel, on see tavaliselt madal (0,2 - 0,5 h -1). Protsessi käivitamisel

pehme hüdrokrakkimine on kõrgem ja ulatub kuni 1 h -1 . Tooraine muundamise suurendamiseks kasutatakse sihtsaaduse kohal keevate fraktsioonide retsirkulatsiooni.

Vesinikut sisaldava gaasi ringluse sagedus töödeldava tooraine suhtes kõigub see sõltuvalt protsessi eesmärgist 800 - 2000 m 3 /m 3 piires.

Vesiniku tarbimine sõltub protsessi eesmärgist, kasutatavast lähteainest, katalüsaatorist, protsessi režiimist, hüdrokrakkimise sügavusest ja muudest teguritest. Mida kergemad on hüdrokrakkimise tooted ja mida raskem on hüdrokrakkimise lähteaine, seda suurem on vesiniku tarbimine ja seda suurem peaks olema vesiniku ja lähteaine suhe.

1.4 Bensiinifraktsioonide hüdrokrakkimine

Bensiinifraktsioonide hüdrokrakkimise protsessi eesmärk on saada isoparafiini süsivesinikke C 5 - C 6 - väärtuslikku toorainet sünteetiliste kummide tootmiseks. Kaasaegses maailma nafta rafineerimises pole see protsess laialt levinud (töötab ainult umbes 10 ühikut), kuid sellel on väljavaade tööstuslikuks arenguks, kuna on vaja töödelda naftakeemilise profiiliga katalüütilise reformimise protsesside madala oktaanarvuga rafinaate ja gaasikondensaatide bensiinifraktsioonid. Selle protsessi tähtsus peaks suurenema, kui kehtestatakse piirangud aromaatsete süsivesinike sisaldusele mootoribensiinides.

Selle protsessi jaoks pakutud arvukatest katalüsaatoritest on tööstuslikult kasutatud tseoliiti sisaldavad bimetallkatalüsaatorid, mis on vastupidavad katalüsaatormürkidele.

Bensiinifraktsioonide hüdrokrakkimise protsessis 85–180 ° C, mis viiakse läbi temperatuuril 350 ° C, rõhul 4 MPa ja toiteruumi kiirusel 0,5–1,5 tundi koos jääkide ringlussevõtuga, 31% isobutaani, 16% isopentaane. ja 10% isoheksaane võib saada vähese kuiva gaasi (C, -C2) väljundiga.

Madala oktaanarvuga bensiinide keerukaks töötlemiseks on välja töötatud kombineeritud protsess (VNIINP-s) isoreformeerivad, mis on kombinatsioon hüdrokrakkimisest (protsessi alguses) ja hüdrokrakkimisprodukti katalüütilisest reformimisest pärast isokomponentide (n.k. fraktsioonid -85 °C) eraldamist. Hüdrokrakkimise etapi GKB-ZM tööstuslik katalüsaator saadakse molübdeeniühendite, seejärel nikli ja P33Y tseoliidi, mille naatriumisisaldus on alla 0,1%, lisamisel alumiiniumhüdroksiidi suspensiooni. Rekonstrueeritud tööstusettevõttes L-35-11/300 läbiviidud kombineeritud isoreformeerimisprotsessi materjalibilanss on näidatud tabelis 1.

Tabel 1. Isoreformeerimisprotsessi materjalibilanss

Protsessi puuduseks on hüdrokrakkimise sektsiooni lühike töötsükkel (3-4 kuud) (samal ajal kui teise etapi regenereerimine on umbes 1 aasta) ja suur gaasi saagis - isokomponent:gaas suhe on ligikaudu võrdne 1:1.

1.5 Selektiivsed hüdrokrakkimise protsessid

Mõeldud mootorikütuste ja -õlide tööomaduste parandamiseks, eelkõige madalatel temperatuuridel. Nende hangumistemperatuuri langus saavutatakse töödeldud tooraines sisalduvate normaalsete parafiinide selektiivse lõhustamise teel.

Katalüütilise toime selektiivsus selektiivse hüdrokrakkimise (SHC) protsessides saavutatakse spetsiaalsete katalüsaatorite abil, mis põhinevad modifitseeritud kõrge ränidioksiidisisaldusega tseoliitidel, millel on molekulaarsõela omadus. SGC katalüsaatoritel on torukujuline poorne struktuur 0,5–0,55 nm sissepääsuakendega, mis on läbitungimiseks ja reageerimiseks seal ligipääsetavad ainult normaalse struktuuriga parafiini molekulidega. Saadud krakkimisproduktide hüdrogeenimiseks viiakse tseoliidi sisse tavapärased hüdrogeenimiskomponendid (VIII ja VI rühma metallid).

Selektiivset hüdrokrakkimist, tuntud ka kui hüdrodevahatamist, viiakse läbi tehastes, mis on oma mõõteriistade ja tehnoloogiliste režiimide poolest peaaegu sarnased hüdrotöötlusprotsessidega.

Tabel 2. SGK-1 katalüsaatoril erinevate fraktsioonide hüdraulilise vaha eemaldamise protsessi karakteristikud

VNII NP on välja töötanud ka bifunktsionaalse BFK katalüsaatori, mis võimaldab samaaegselt parafiinse ja väävlisisaldusega kütusedestillaatide hüdrotöötlust ja hüdrodeparaatimist ning nõutava hangumispunkti ja väävlisisaldusega reaktiiv- ja diislikütuste tootmist ühes etapis. Lääne-Siberi õlide diislifraktsioonide samaaegse hüdrodevahatamise ja hüdrotöötluse käigus BFK katalüsaatoril on võimalik saada arktilist või talvist diislikütust saagisega 74 ... 85%.

OAO Ufaneftekhimi üksuses L-24-7 võeti kasutusele protsess kaubandusliku Lääne-Siberi õli otsedestillatsiooniga diislifraktsiooni katalüütiliseks hüdrodeparaatimiseks katalüsaatorite segul: hüdrotöötlus G9-168Sh (OAO Omsknefteorgsintez) ja hüdrodeparaat GKD-5n (hüdroparandus). Novokuibyshev Catalyst Factory), eeltöödeldud disulfiidid ja aniliin. Temperatuuril 350 ... 360 ° C, rõhul 3,5 MPa, ruumi kiirusel 2,25 ... 2,5 h-1 ja WSG tsirkulatsioonikiirusel 800 nm 3 / m 3 väävlisisaldusega toorainest. 0,7...0,9 massiprotsenti. ja hangumistemperatuur vahemikus -17 kuni -20 °C, saadi stabiilne hüdrogeenimisprodukt, mille hangumistemperatuur oli -35 °C.

Hüdrovahatamist kasutatakse ka õlifraktsioonidest ja nende rafinaatidest madala kivinemise õlide tootmiseks. Protsess viiakse läbi temperatuuril 300 ... 430 ° C, rõhul 2 ... 10 MPa, tooraine ruumikiirusel 0,5 ... 2 h-1 Õlide saagis on 80 ... 87%. Hüdrodeparafinisaadi kvaliteet on lähedane õlidele, mis on saadud lahustitega vaha eemaldamisel madalal temperatuuril. Õlide hangumistemperatuuri saab alandada +6°С-lt (40…50)°С-ni.

1.6 Petrooleumi fraktsioonide hüdrogeenimine

Hüdrodearomatiseerimine on katalüütilise reformimise pöördkatalüütiline protsess, mille eesmärk on toota kõrgekvaliteedilisi reaktiivkütuseid, mille aromaatsete süsivesinike sisaldus on piiratud (näiteks T-6 puhul alla 10%) petrooleumi fraktsioonidest (peamiselt otsedestillatsiooniga). ).

< 0,2 % и азота < 0,001 %. Технологическое оформление одноступенчатого варианта близко к типовым процессам гидроочистки реактивных топлив (типа Л-24-9РТ и секций ГО РТ комбинированных установок ЛК-6у). В двухступенчатом процессе предусмотрена стадия предварительной гидроочистки с промежуточной очисткой ВСГ от сероводорода и аммиака.

Viimase sisaldus otsedestillatsiooniga petrooleumi fraktsioonides on olenevalt õli päritolust 14 ... 35% ja kerges katalüütiliselt krakkivas gaasiõlis - kuni 70%. Toorainete hüdrodearomatiseerimine saavutatakse aromaatsete süsivesinike katalüütilise hüdrogeenimisega vastavateks nafteenideks. Samal ajal paranevad lennukikütuste puhul sellised näitajad nagu mittesuitsetava leegi kõrgus, luminomeetriline arv, kalduvus süsiniku tekkeks jne.

Kõrge rõhk ja madal temperatuur on hüdrogeenimisreaktsioonide jaoks termodünaamiliselt soodsamad. Enamik reaktiivkütuste hüdrodearomatiseerimise tööstuslikke protsesse viiakse läbi suhteliselt leebetes tingimustes: temperatuuril 200 ... 350 ° C ja rõhul 5 ... 10 MPa. Olenevalt heterolisandite sisaldusest tooraines ja katalüsaatori vastupidavusest mürkidele, viiakse protsessid läbi ühes või kahes etapis.

Kaheetapilistes tehastes viiakse esimeses etapis läbi lähteaine väävli- ja lämmastikuühendite sügav hüdrogenolüüs tüüpilistel hüdrogeenimiskatalüsaatoritel ja teises etapis areenide hüdrogeenimine aktiivsetel hüdrogeenimiskatalüsaatoritel, näiteks plaatina-tseoliidil. -sisaldavad katalüsaatoreid. Viimane võimaldab töödelda väävlisisaldusega toorainet ilma eelneva hüdrotöötluseta.< 0,2 % и азота < 0,001 %. Технологическое оформление одноступенчатого варианта близко к типовым процессам гидроочистки реактивных топлив (типа Л-24-9РТ и секций ГО РТ комбинированных установок ЛК-6у). В двухступенчатом процессе предусмотрена стадия предварительной гидроочистки с промежуточной очисткой ВСГ от сероводорода и аммиака.

Tabelis 3 on toodud lennukikütuste hüdrodearomatiseerimise kodumaiste protsesside peamised näitajad.

Tabel 3. Reaktiivkütuste hüdrodearomatiseerimise kodumaiste protsesside näitajad

1.7 Vaakumdestillaadi hüdrokrakkimine 15 MPa juures

Hüdrokrakkimine on tõhus ja erakordselt paindlik katalüütiline protsess, mis võimaldab terviklikult lahendada vaakumdestillaatide (HVDC) süvatöötlemise probleemi, et saada laia valikut mootorikütuseid vastavalt tänapäeva nõuetele ja teatud kütuste vajadustele.

Välismaal, eriti rafineerimistehastes Ameerika Ühendriikides, Lääne-Euroopas ja Jaapanis, kasutatakse kõrgsurveveepuhastusprotsesse rõhul 15–17 MPa, mille eesmärk on saada bensiini (välja töötatud järgmised neli ettevõtet: UOP, FIN, Shell ja Union Nafta) on laialdaselt arendatud. HCWP protsessi majandusliku efektiivsuse hindamine meie riigis näitab selle protsessi elluviimise otstarbekust valdavalt diislikütuste tootmisel rõhul 10–12 MPa ja lennukikütuste tootmisel rõhul 15 MPa. Kahe kodumaise modifikatsiooni tehnoloogia: ühe- ja kaheetapilised GKVD protsessid (vastavalt 68-2k ja 68-Zk protsessid) töötati välja Ülevenemaalises naftatehnika uurimisinstituudis. Üheastmelist HCWP protsessi on rakendatud mitmes Venemaa rafineerimistehases seoses vaakumgaasiõlide töötlemisega temperatuuril 350–500 °C metallisisaldusega kuni 2 ppm.

1.7.1 Üheastmeline vaakumdestillaadi hüdrokrakkimise protsess

Üheastmeline vaakumdestillaadi hüdrokrakkimise protsess viiakse läbi mitmekihilises (kuni viiekihilises) reaktoris koos mitut tüüpi katalüsaatoritega. Tagamaks, et temperatuurigradient igas kihis ei ületaks 25 °C, viiakse üksikute katalüsaatorikihtide vahele jahutav HSG (karastus) ja paigaldatakse kontaktjaotusseadmed, mis tagavad soojuse ja massiülekande gaasi ja reageeriva voolu vahel. ja gaasi-vedeliku voolu ühtlane jaotus üle katalüsaatori kihi. Reaktori ülemine osa on varustatud voolu kineetilise energia summutite, võrkkastide ja filtritega korrosiooniproduktide püüdmiseks.

Joonisel 1 on kujutatud vaakumdestillaadi 68-2k üheastmelise hüdrokrakkimisseadme kahe paralleelselt töötava sektsiooni skemaatiline vooskeem (võimsusega 1 miljon tonni aastas diiselversioonil või 0,63 miljonit tonni aastas lennukikütuse tootmine).

Riis. 1 Üheastmelise vaakumgaasiõli hüdrokrakkimisseadme skemaatiline diagramm; I - tooraine; II - PESE; III - diislikütus; IV - kerge bensiin; V - raske bensiin; VI - raske gaasiõli; VII - süsivesinikgaasid HFC-del; VIII - heitgaasid; IX - regenereeritud MEA lahus; X - MEA lahus regenereerimiseks; XI - veeaur

Lähteaine (350–500 °C) ja ringlussevõetud hüdrokrakkimise jääk segatakse HSG-ga, kuumutatakse esmalt soojusvahetites, seejärel P-1 ahjus reaktsioonitemperatuurini ja sisestatakse R-1 (R-2 jne). reaktorid. Reaktsioonisegu jahutatakse toorsoojusvahetites, seejärel õhkjahutites ja temperatuuriga 45–55 °C siseneb kõrgsurveseparaatorisse C-1, kus see eraldatakse HSG-ks ja ebastabiilseks hüdrogeenimisproduktiks. VSG pärast puhastamist H 2 S-st absorberis K-4 suunatakse kompressoriga ringlusse. Ebastabiilne hüdrogeenimisprodukt siseneb madalsurveseparaatorisse S-2 läbi rõhualandusklapi, kus eraldatakse osa süsivesinikgaasidest ning vedelikuvoog juhitakse läbi soojusvahetite stabiliseerimiskolonni K-1 süsivesinikgaaside destilleerimiseks ja kerge bensiin. Stabiilne hüdrogenaat eraldatakse täiendavalt K-2 atmosfäärikolonnis raskeks bensiiniks, diislikütuseks (läbi K-3 eemaldamiskolonni) ja fraktsiooniks >360 °C, millest osa saab kasutada retsirkulatsioonina ja bilansikogus - nagu. pürolüüsi tooraine, määrdeõlide alus jne.

Tabelis 5 on näidatud ühe- ja kaheetapilise hüdrokrakkimise jääkide retsirkulatsiooniga HPHT materjalibilanss (protsessi režiim: rõhk 15 MPa, temperatuur 405--410°C, toiteruumi kiirus 0,7 h-1, WSG tsirkulatsioonikiirus 1500 m3/m3 ) .

Riikliku sisekomisjoni kodu- ja väliskäitiste toodete toodangu võrdlusnäitajad on toodud tabelis 4.

Tabel 4. Vaakumgaasiõli hüdrokrakkimise protsesside näitajad kodu- ja välismaistes tehastes.

Tabel 5. Keskmiste destillaatide saamise protsesside karakteristikud HKVD protsessi ühe- ja kaheetapilise versiooniga

1.7.2 Üheastmelise hüdrokrakkimise tehnoloogiline skeem vaakumgaasiõlist valdavalt diislikütuse tootmisega statsionaarses katalüsaatorikihis

Hüdrokrakkimise protsess on eksotermiline ja toitesegu temperatuuri ühtlustamiseks piki reaktori kõrgust juhitakse katalüsaatorikihtide vahelisse tsooni külma vesinikku sisaldavat gaasi. Toorsegu liikumine reaktorites toimub allapoole.

Tehnoloogilised hüdrokrakkimisseadmed koosnevad tavaliselt kahest põhiüksusest: reaktsiooniplokk, mis sisaldab ühte või kahte reaktorit, ja fraktsioneerimisplokk, millel on erinev arv destilleerimiskolonne (stabiliseerimine, vedelate saaduste fraktsioneerimine, vaakumkolonn, fraktsioneerimisabsorber, jne.). Lisaks on sageli üksus gaasi puhastamiseks vesiniksulfiidist. Käitiste võimsus võib ulatuda 13 000 m3/ööpäevas.

Pumba 1 toormaterjal segatakse värske vesinikku sisaldava gaasi ja tsirkuleeriva gaasiga, mis pumbatakse kompressoriga 8. Soojusvaheti 4 ja ahju mähiste 2 läbinud toorgaasi segu kuumutatakse reaktsioonini. temperatuuril ja juhitakse reaktorisse 3 ülalt. Arvestades suurt soojuse vabanemist hüdrokrakkimise ajal, juhitakse reaktorisse katalüsaatorikihtide vahelistesse tsoonidesse külma vesinikku sisaldavat (tsirkulatsiooni) gaasi, et võrdsustada temperatuure piki reaktori kõrgust.

Reaktsiooniproduktide ja reaktorist väljuva tsirkulatsioonigaasi segu jahutatakse soojusvahetis 4, jahutis 5 ja siseneb kõrgsurveseparaatorisse 6. Siin eraldatakse vedelikust vesinikku sisaldav gaas, mis eraldatakse separaatori põhjast läbi rõhualandusventiil 9, seejärel siseneb madalrõhuseparaatorisse 10. Separaatoris 10 eraldub osa süsivesinikgaasidest ja vedeliku vool suunatakse soojusvahetisse 11, mis asub enne vahedestilleerimiskolonni 15. Kolonnis , kerge ülerõhu korral eralduvad süsivesinikgaasid ja kerge bensiin.

Bensiin suunatakse osaliselt tagasi kolonni 15 ägeda kastmise vormis ja selle bilansiline kogus pumbatakse tehasest välja "leelistamissüsteemi" kaudu. Ülejäänud osa kolonnist /5 eraldatakse atmosfäärikolonnis 20 raskeks bensiiniks, diislikütuseks ja fraktsiooniks >360 °C.

Atmosfäärikolonni bensiin segatakse vahekolonni bensiiniga ja eemaldatakse tehasest. Diislikütus pärast eemaldamiskolonni 24 jahutamist, "leeliselist" ja seadmest välja pumbamist. Fraktsiooni >360°C kasutatakse kuuma joana kolonni 20 põhjas ja ülejäänu (jääk) eemaldatakse seadmest. Õlifraktsioonide tootmisel on fraktsioneerimisüksusel ka vaakumkolonn.

Vesinikku sisaldav gaas puhastatakse monoetanoolamiini vesilahusega ja suunatakse tagasi süsteemi. Vajaliku vesiniku kontsentratsiooni tsükligaasis tagab värske vesiniku tarnimine (näiteks katalüütilisest reformistist).

Katalüsaatori regenereerimine toimub õhu ja inertgaasi seguga; katalüsaatori kasutusiga on 4--7 kuud.

Tabel 6. Hüdrokrakkimisprotsessi režiim:

Tabel 7. Hapu ja hapu tooraine hüdrokrakkimise üheetapilise protsessi materjalibilanss (järgmistel tingimustel: üldrõhk 5 MPa, temperatuur 425°C, toiteruumi kiirus 1,0 h -1, vesiniku ringluse sagedus sisaldavad gaasi 600 m 3 /m 3 toorainet), mis on toodud allpool.

Näitajad	Vaakumdestillaat hapud õlid (350-500 o C)	Arlani õli vaakumdestillaat	Hapude toorõlide tõrva koksi destillaat (200-450 o C)
		Fraktsioon 200-450 umbes C II	Fraktsioon 350-450 o C III
Võetud, % (massi järgi) Vesinik (100% H2)
Vastu võetud, % (mass) Bensiin (n.k.-- 180 o C) Diislikütus (180–360 o C) Jääk > 360°С vesiniksulfiid Süsivesinikgaasid

Tabel 8. Seda tüüpi lähteainest (väävlisisaldusega ja kõrge väävlisisaldusega) saadud peamiste krakkimistoodete omadused.

Näitajad
		diislikütus		diislikütus		diislikütus		diislikütus
Tihedus temperatuuril 20 o C, kg / m 3 Murdkoostis, umbes С Joodiarv, g I/100 g Valumispunkt, o C väävel, % (massi järgi) tegelikud vaigud, mg/100 ml Kinemaatiline viskoossus, mm 2 / s Oktaanarv (m.m.) või tsetaanarv

Hüdrokrakkimist rasket gaasiõli peetakse heaks pürolüüsi lähteaineks etüleeni tootmisel ning nafteensete süsivesinike poolest rikkaid C5 fraktsioone – 85 °C ja 85–193 °C – peetakse suurepäraseks lähteaineks katalüütiliseks reformimiseks, mille eesmärk on aromaatsete süsivesinike tootmine. Diislikütuse komponendina kasutatakse tavaliselt kerget gaasiõli.

Järeldus

Naftatööstuse üldine trend on kergete naftavarude vähenemine, peaaegu kogu varude suurenemise taga on raske viskoosne hapuõli. Kvaliteetse tooraine potentsiaal on realiseerunud ligi 80%, säilitades vaid väikeste avastuste väljavaated. Rasked naftavarud on ülekaalus Venemaal, Kasahstanis, Hiinas, Venezuelas, Mehhikos, Kanadas ja USA-s.

Ajal, mil naftahinnad purustasid rekordeid teise järel, eelistasid Venemaa naftafirmad ressursibaasi ulatuslikku suurendamist aktiivsele üleminekule uuendusliku arengu teele. Enamik maailma suuremaid nafta- ja gaasiettevõtteid suunas märkimisväärseid vahendeid teadusuuringutesse, mille tulemused sõltuvad nende edasise toimimise efektiivsusest.

Tuleb arvestada, et Vene Föderatsioonis ei avastatud pärast seitsmekümnendaid ainsatki suurt kõrge tootlikkusega põldu ning äsja suurendatud varud halvenevad järsult nende tingimuste poolest.

Üle poole suurte maardlate kõrge tootlikkusega varudest on ammendatud ning suurtes maardlates toimub naftatootmise intensiivne langus. Algas väikeste madala tootlikkusega maardlate massiline kasutuselevõtt.

Nafta- ja gaasitööstuse edasine areng Venemaal sõltub suuresti uute uuenduslike tehnoloogiate loomisest.

Uued konkurentsieelised tänapäevastes tingimustes pakuvad uuenduslike tehnoloogiate kasutamine, mis on üks naftaettevõtete tootmise tehnoloogilise taseme tõstmise allikaid:

ь tõhusa tehnoloogia väljatöötamine raskete õlide jääkide töötlemiseks üleminekutehnoloogiana naftatoorme töötlemiselt alternatiivsete toorainete - rasked ja bituumenõlid, põlevkivi - kasutamisele;

ь mootoribensiinide oktaanarvu suurendamine plii detonatsioonivastaste ainete kasutamisest keeldumise tingimustes;

ь Nafta rafineerimisprotsesside selektiivsuse suurendamine ja energiamahukuse vähendamine, võttes kasutusele uusimad edusammud katalüüsi vallas, täiustades soojus- ja massiülekandeskeeme, kasutades jäätmevoogude soojust, täiustades mõõteriistamist ja luues tõhusamaid energiatehnoloogia seadmeid.

Nafta rafineerimise skeemides vaadeldavate protsesside arendamine tingib vajaduse kasutada vesinikku, et suurendada saadud toodetes H:C suhet võrreldes lähteainega, eemaldada väävli- ja lämmastikuühendid, küllastada olefiine ja hüdrogeenida aromaatseid süsivesinikke. Erinevate katalüütiliste, hüdrogeenimis- ja termiliste protsesside kombinatsioonidega on võimalik saavutada üks või teine ​​kütteõli muundamisaste koos mootorikütuste tootmise mahu ja struktuuri muutumisega vastavalt nende vajadusele.

Lisades kütteõli töötlemise skeemi kerged hüdrokrakkimisprotsessid koos hüdrokrakkimise jäägi katalüütilise krakkimise ja tõrva koksimisega, on võimalik tõsta kütteõli mootorikütusteks muundumise sügavust kuni 57% ning arvestades täiendavat tootmist. kõrge oktaanarvuga komponente, mis põhinevad Cs-C4 fraktsioonide töötlemisel ja kuni 60-61% (mass .) kütteõli puhul.

Kasutatud allikate loetelu

1. Nafta ja gaasi keemia ja tehnoloogia. Verzhinskaya S.V., 2007 (keskerihariduse jaoks)

2. "Nafta ja gaasi süvatöötlemise tehnoloogia" Akhmetov S. A, 2006. (kõrghariduse jaoks)

3. Naftarafineerimistehase käsiraamat: käsiraamat / G. A. Lastovkini, E. D. Radtšenko ja M. Rudini toimetamisel. - L.: Keemia, 1996.- 648

4. Rudin M.G., Drabkin A.E. Lühike juhend õlirafineerimistehase kohta. - L.: Keemia, 2004.- 328s.

5. Nafta rafineerimisüksuste tehnoloogilised arvutused: Õpik ülikoolidele Tanatarov M.A., Akhmetshina M.N., Faskhutdinov R.A. ja teised - M.: Keemia, 1997. - 352 lk.

6. Nafta ja gaasi töötlemise protsesside tehnoloogiliste skeemide album / Toim. B. I. Bondarenko. - M.: Keemia, 1998.- 128 lk.

7. Lapik V.V. Põhilised võrdlusandmed tehnoloogiliste arvutuste tegemiseks nafta rafineerimisel ja naftakeemias: Õpik. - Tjumen, TSU, 1980. - 124 lk.

8. Ajakirjad "Nafta ja gaasi tehnoloogiad"

Majutatud saidil Allbest.ru

...

Sarnased dokumendid

Vaakumgaasiõli hüdrokrakkimise protsessi eesmärk, selle tehnoloogiline režiim, normid. Nõuded toorainele ja valmistoodetele. Käitise materjalibilansi arvutamine. Hüdrokrakkimise protsessi mõju inimeste tervisele ja keskkonnale uurimine.

kursusetöö, lisatud 13.06.2014


Keemiatööstuse automatiseerimine. Hüdrokrakkimisseadmete, katalüsaatori regenereerimise ja diislikütuse hüdrodearomatiseerimise tööprojekti määramine ja väljatöötamine. Automaatjuhtimissüsteemi modelleerimine. Automatiseerimisvahendite valik.

kursusetöö, lisatud 16.08.2012


Taime ajalugu, koostis, tooraine ja tooted. Destillaadifraktsioonide hüdroviimistluse tööstuslikud protsessid. Toornafta hüdrokrakkimise protsessid. Diislikütuste hüdrotöötlus. CDU-AVT-6 üksuse bensiini stabiliseerimise ja sekundaarse destilleerimise plokk.

praktikaaruanne, lisatud 09.07.2014


Hüdrokrakkimine: üldkontseptsioon, katalüsaatorite tüübid, peamised eelised ja puudused, toorained. Kerge katalüütiliselt krakkiv gaasiõli. Diislikütuse otsejooksufraktsioon. Bensiini ja petrooleumi fraktsioonid, mootorikütused ja -õlid, vaakumgaasiõli.

esitlus, lisatud 29.01.2013


Diislikütuse otstarve, ulatus ja klassifikatsioon. Diislikütuse tööstusliku tootmise peamised etapid. Diislikütuse kvaliteedinäitajate nomenklatuuri valik. Kütuse viskoossuse sõltuvus temperatuurist, puhtusastmest, leekpunktist.

kursusetöö, lisatud 12.10.2011


Tutvumine diislikütuse hüdrotöötlusreaktori R-1 funktsioonidega. Hüdrotöötlus kui ainete keemilise muundamise protsess vesiniku mõjul kõrgel rõhul ja temperatuuril. Diislikütuse hüdropuhastusseadme projekti iseloomustus.

lõputöö, lisatud 12.01.2014


Visbreaking kui termilise krakkimise leebeim vorm, kütteõlide ja tõrva töötlemise protsess. Visbreaking'i peamised ülesanded kaasaegsetes rafineerimistehastes on: raske kütteõli tootmise vähendamine, tooraineressursside laiendamine.

kursusetöö, lisatud 04.04.2013


Vaakumdestilleerijate omadused ja nende kasutamine. Nafta süvatöötlemise vooluskeemi valik ja põhjendamine. Katalüütilise krakkimise üksuse peamiste seadmete (reaktor, krakkimisproduktide eralduskolonn, niisutuspaak) arvutus.

kursusetöö, lisatud 07.11.2013


Keskkonnasõbraliku diislikütuse tootmise ekstraheerimistehnoloogia uurimine. Puhastatud kütuse saamise tehnoloogilise skeemi kirjeldus. Diislifraktsiooni hüdrotöötlusreaktori, stabiliseerimiskolonni ja lisaseadmete arvutus.

kursusetöö, lisatud 24.01.2012


Nafta rafineerimise skeem. Atmosfääri-vaakumdestilleerimise olemus. Katalüütilise krakkimise omadused. Shell Catalytic Batch Reformer. Bensiini ja diislikütuse kvaliteedi määramine.

Hüdrokrakkimine on ette nähtud madala väävlisisaldusega kütusedestillaatide tootmiseks erinevatest toorainetest.

Hüdrokrakkimine on hilisema põlvkonna protsess kui katalüütiline krakkimine ja katalüütiline reformimine, seega täidab see tõhusamalt samu ülesandeid, mis need kaks protsessi.

Hüdrokrakkimistehased kasutavad toorainena vaakum- ja atmosfäärigaasiõlisid, termilise ja katalüütilise krakkimise gaasiõlisid, deasfalteeritud õli, kütteõlisid ja tõrva.

Hüdrokrakkimise tehnoloogiline paigaldus koosneb tavaliselt kahest plokist:

Reaktsiooniplokk, sealhulgas 1 või 2 reaktorit,

Fraktsioneerimisseade, mis koosneb erinevast arvust destilleerimiskolonnidest.

Hüdrokrakkimistooted on mootoribensiinid, reaktiiv- ja diislikütus, naftakeemia sünteesi lähteaine ja LPG (bensiinifraktsioonidest).

Hüdrokrakkimine suurendab bensiinikomponentide saagist, tavaliselt lähteaine, näiteks gaasiõli, muundamise teel.

Sellega saavutatud bensiinikomponentide kvaliteeti ei ole võimalik saavutada gaasiõli uuesti läbilaskmisega krakkimisprotsessis, mille käigus see saadi.

Hüdrokrakkimine võimaldab muundada ka rasket gaasiõli kergeteks destillaatideks (reaktiiv- ja diislikütus). Hüdrokrakkimise käigus ei teki rasket mittedestilleerivat jääki (koksi, pigi või käibemaksu jääk), vaid ainult kergelt keevad fraktsioonid.

Hüdrokrakkimise eelised

Hüdrokrakkimisseadme olemasolu võimaldab rafineerimistehasel lülitada oma võimsuse suurtes kogustes bensiini tootmiselt (kui hüdrokrakkimisseade töötab) suurte koguste diislikütuse tootmisele (kui see on välja lülitatud).

Hüdrokrakkimine parandab bensiini ja destillaadi komponentide kvaliteeti.

Hüdrokrakkimise protsessis kasutatakse halvimaid destillaadi komponente ja saadakse keskmisest kõrgema kvaliteediga bensiinikomponent.

Hüdrokrakkimisprotsess toodab märkimisväärses koguses isobutaani, mis on kasulik lähteaine koguse kontrollimiseks alküülimisprotsessis.

Hüdrokrakkimisseadmete kasutamine suurendab toodete mahtu 25%.

Praegu on levinud umbes 10 erinevat tüüpi hüdrokrakkimisseadet, kuid need on kõik väga sarnased tüüpilise konstruktsiooniga.

Hüdrokrakkimise katalüsaatorid on odavamad kui katalüütilise krakkimise katalüsaatorid.

Tehnoloogiline protsess

Sõna hüdrokrakkimine tähendab väga lihtsalt. See on katalüütiline krakkimine vesiniku juuresolekul.

Külma vesinikku sisaldava gaasi viimine katalüsaatori kihtidevahelistesse tsoonidesse võimaldab võrdsustada toitesegu temperatuuri piki reaktori kõrgust.

Toorsegu liikumine reaktorites on laskuv.

Vesiniku, katalüsaatori ja sobivate protsessitingimuste kombinatsioon võimaldab krakkida madala kvaliteediga kerget gaasiõli, mida toodetakse teistes kreekerites ja mida mõnikord kasutatakse diislikütuse komponendina.
Hüdrokrakkimisseade toodab kvaliteetset bensiini.

Hüdrokrakkimise katalüsaatorid on tavaliselt väävliühendid koobalti, molübdeeni või nikliga (CoS, MoS 2, NiS) ja alumiiniumoksiidiga.
Erinevalt katalüütilisest krakkimisest, kuid täpselt nagu katalüütilisest reformimisest, on katalüsaator paigutatud fikseeritud kihis. Nagu katalüütiline reformimine, toimub hüdrokrakkimine enamasti kahes reaktoris.

Pumba poolt tarnitav tooraine segatakse värske vesinikku sisaldava gaasi ja ringleva gaasiga, mis pihustatakse kompressoriga.

Toitegaasi segu, mis on läbinud soojusvaheti ja ahju pooli, kuumutatakse reaktsioonitemperatuurini 290-400 °C (550-750 °F) ja juhitakse ülalt reaktorisse rõhul 1200-2000 psi. (84-140 atm). Arvestades suurt soojuse vabanemist hüdrokrakkimise ajal, juhitakse reaktorisse katalüsaatorikihtide vahelistesse tsoonidesse külma vesinikku sisaldavat (tsirkulatsiooni) gaasi, et võrdsustada temperatuure piki reaktori kõrgust. Katalüsaatorikihist läbimise ajal krakitakse umbes 40–50% toitematerjalist toodeteks, millel on bensiini keemistemperatuur (keemistemperatuur kuni 200 °C (400 °F).

Katalüsaator ja vesinik täiendavad teineteist mitmel viisil. Esiteks purustatakse katalüsaator. Pragunemise jätkumiseks on vaja soojusvarustust, see tähendab, et tegemist on endotermilise protsessiga. Samal ajal reageerib vesinik krakkimise käigus tekkivate molekulidega, küllastades neid ja sel juhul eraldub soojust. Teisisõnu, see reaktsioon, mida nimetatakse hüdrogeenimiseks, on eksotermiline. Seega annab vesinik krakkimise toimumiseks vajaliku soojuse.

Teine on isoparafiinide moodustumine. Krakkimine tekitab olefiine, mis võivad omavahel kombineerida, mille tulemuseks on tavalised parafiinid. Hüdrogeenimine küllastab kiiresti kaksiksidemed, tekitades sageli isoparafiine, takistades seeläbi soovimatute molekulide taastootmist (isoparafiinide oktaanarvud on suuremad kui tavaliste parafiinide puhul).

Reaktsiooniproduktide ja reaktorist väljuva tsirkuleeriva gaasi segu jahutatakse soojusvahetis ja jahutis ning siseneb kõrgsurveseparaatorisse. Siin eraldatakse vesinikku sisaldav gaas vedelikust vastupidises suunas protsessi ja segunedes toorainega, mis separaatori põhjast läbi rõhualandusklapi siseneb edasi madalrõhuseparaatorisse. Osa süsivesinikgaase eraldub separaatoris ja vedeliku vool suunatakse edasiseks destilleerimiseks soojusvahetisse, mis asub enne vahedestilleerimiskolonni. Kolonnis eralduvad kerge ülerõhu korral süsivesinikgaasid ja kerge bensiin. Petrooleumi fraktsiooni saab eraldada külglõikena või jätta koos gaasiõliga destilleerimisjäägiks.

Bensiin suunatakse akuutse niisutamise näol osaliselt tagasi vahedestilleerimiskolonni ja selle bilansiline kogus pumbatakse tehasest välja leelistamissüsteemi kaudu. Vahedestilleerimiskolonni jääk eraldatakse atmosfäärikolonnis raskeks bensiiniks, diislikütuseks ja fraktsiooniks >360°C. Kuna selle toimingu lähteaine on 1. reaktoris juba läbinud hüdrogeenimise, krakkimise ja reformimise, on protsess 2. reaktoris raskemal režiimil (kõrgemad temperatuurid ja rõhud). Sarnaselt 1. etapi saadustele eraldatakse 2. reaktorist väljuv segu vesinikust ja saadetakse fraktsioneerimiseks.

Terasreaktori seina paksus 2000 psi (140 atm) ja 400 ° C juures töötava protsessi jaoks ulatub mõnikord 1 cm-ni.

Peamine ülesanne on vältida pragude kontrolli alt väljumist. Kuna kogu protsess on endotermiline, on võimalik kiire temperatuuri tõus ja pragunemiskiiruse ohtlik tõus. Selle vältimiseks sisaldab enamik hüdrokrakkimisseadmeid sisseehitatud seadmeid reaktsiooni kiireks peatamiseks.

Atmosfäärikolonni bensiin segatakse vahekolonni bensiiniga ja eemaldatakse paigaldusest. Diislikütus pärast eemaldamiskolonni jahutamist, "leeliselist" ja seadmest välja pumbamist. Üle 360°C fraktsiooni kasutatakse kuuma joana atmosfäärikolonni põhjas ja ülejäänu (jääk) eemaldatakse taimest. Õlifraktsioonide tootmisel on fraktsioneerimisüksusel ka vaakumkolonn.

Katalüsaatori regenereerimine toimub õhu ja inertgaasi seguga; katalüsaatori kasutusiga on 4-7 kuud.

Tooted ja väljundid.

Krakkimise ja hüdrogeenimise kombinatsioon annab tooteid, mille suhteline tihedus on palju väiksem kui lähteainel.

Allpool on tüüpiline hüdrokrakkimistoodete saagise jaotus, mille lähteainena kasutatakse koksiseadme gaasiõli ja katalüütilise krakkimise kergeid fraktsioone.

Hüdrokrakkimistooted on 2 peamist fraktsiooni, mida kasutatakse bensiinikomponentidena.

Mahufraktsioonid

Koksigaasiõli 0,60

Katalüütilise krakkimise üksuse kerged fraktsioonid 0,40

Tooted:

Isobutaan 0,02

N-butaan 0,08

Kerge hüdrokrakkimistoode 0,21

Raske hüdrokrakkimisprodukt 0,73

Petrooleumi fraktsioonid 0,17

Tuletame meelde, et 1 ühikust toorainest saadakse umbes 1,25 ühikut toodet.

See ei täpsusta vajalikku vesiniku kogust, mida mõõdetakse standardse söödaga 3/bbl.

Tavaline kulu on 2500 st.

Hüdrokrakkimise raske produkt on tööstusbensiin (bensiin), mis sisaldab palju aromaatseid lähteaineid (st ühendeid, mis muutuvad kergesti aromaatseteks aineteks).

See toode saadetakse sageli uuendamiseks reformijale.

Petrooleumi jaotustükid on hea reaktiivkütuse või destillaadi (diislikütuse) lähteaine, kuna need sisaldavad vähe aromaatseid aineid (tänu kaksiksidemete küllastumisele vesinikuga).

Jääkide hüdrokrakkimine.

On mitmeid hüdrokrakkimisseadmete mudeleid, mis on loodud spetsiaalselt vaakumdestilleerimise jääkide või jääkide töötlemiseks.

Väljund on üle 90% kütuse (katla) jääkkütusest.

Selle protsessi eesmärk on eemaldada väävel väävlit sisaldavate ühendite katalüütilise reaktsiooni tulemusena vesinikuga, moodustades vesiniksulfiidi.

Seega saab jääki, mille väävlisisaldus ei ületa 4%, muuta alla 0,3% väävlisisaldusega raskeks kütteõliks.
Nafta rafineerimise üldises skeemis on vaja kasutada hüdrokrakkimisseadmeid.

Ühest küljest on hüdrokrakkimisseade keskne osa, kuna see aitab tasakaalustada bensiini, diislikütuse ja lennukikütuse kogust.
Teisest küljest on katalüütilise krakkimise ja koksistamise seadmete etteandekiirus ja töörežiimid võrdselt olulised.
Lisaks tuleks hüdrokrakitud toodete turustamise kavandamisel kaaluda ka alküülimist ja reformimist.

Pigem katkeb asjade seos Shakespeare'i "Macbethis"

Hüdrokrakkimine on hilisema põlvkonna protsess kui katalüütiline krakkimine ja katalüütiline reformimine, seega täidab see tõhusamalt samu ülesandeid, mis need kaks protsessi. Hüdrokrakkimine suurendab bensiinikomponentide saagist, tavaliselt lähteaine, näiteks gaasiõli, muundamise teel. Sellega saavutatud bensiinikomponentide kvaliteeti ei ole võimalik saavutada gaasiõli uuesti läbilaskmisega krakkimisprotsessis, mille käigus see saadi. Hüdrokrakkimine võimaldab muundada ka rasket gaasiõli kergeteks destillaatideks (reaktiiv- ja diislikütus). Ja ilmselt kõige olulisem on see, et hüdrokrakkimise käigus ei tekiks rasket mittedestilleerivat jääki (koksi, pigi või käibemaksu jääk), vaid ainult kergelt keevad fraktsioonid.

Tehnoloogiline protsess

Sõna hüdrokrakkimine tähendab väga lihtsalt. See on katalüütiline krakkimine vesiniku juuresolekul. Vesiniku, katalüsaatori ja sobivate protsessitingimuste kombinatsioon võimaldab krakkida madala kvaliteediga kerget gaasiõli, mida toodetakse teistes kreekerites ja mida mõnikord kasutatakse diislikütuse komponendina. Hüdrokrakkimisseade toodab kvaliteetset bensiini.

Mõelge korraks, kui kasulik võib hüdrokrakkimisprotsess olla. Selle kõige olulisem eelis on võimalus lülitada rafineerimistehase võimsus suurel hulgal bensiini tootmiselt (kui hüdrokrakkimisseade töötab) suurte koguste diislikütuse tootmisele (kui see on välja lülitatud).

Sporditreeneri tuntud nali, kes halvustavalt ütleb oma mängija ülemineku kohta vastasmeeskonda: "Ma arvan, et see tugevdab mõlemat meeskonda", on hüdrokrakkimise puhul suuresti rakendatav. Hüdrokrakkimine parandab nii bensiini komponentide kui ka destillaadi kvaliteeti. See tarbib halvimaid destillaadi komponente ja toodab keskmisest kõrgema kvaliteediga bensiinikomponenti.

Veel üks tähelepanek on see, et hüdrokrakkimisprotsess toodab märkimisväärses koguses isobutaani, mis on kasulik lähteaine koguse kontrollimiseks alküülimisprotsessis.

Praegu on levinud umbes kümme erinevat tüüpi hüdrokrakkimisseadet, kuid kõik on väga sarnased järgmises jaotises kirjeldatud tüüpilisele konstruktsioonile.

Hüdrokrakkimise katalüsaatorid on õnneks vähem väärtuslikud ja kallid kui katalüsaatorid.Tavaliselt on need väävliühendid koobalti, molübdeeni või nikliga (CoS, MoS2, NiS) ja alumiiniumoksiidiga. (Ilmselt olete juba ammu mõelnud, milleks need metallid üldse mõeldud on.) Erinevalt katalüütilisest krakkimisest, kuid täpselt nagu katalüütilisest reformimisest, paikneb katalüsaator fikseeritud kihina. Nagu katalüütiline reformimine, toimub hüdrokrakkimine enamasti kahes reaktoris, nagu on näidatud joonisel.

Lähteaine segatakse vesinikuga, mida kuumutatakse temperatuurini 290-400 °C (550-750 °F) ja survestatakse rõhuni 1200-2000 psi (84-140 atm) ning saadetakse esimesse reaktorisse. Katalüsaatorikihist läbimisel krakitakse ligikaudu 40-50% söödast, moodustades

Bensiini keemistemperatuuriga tooted (keemistemperatuur kuni 200°C (400°F)).

Katalüsaator ja vesinik täiendavad teineteist mitmel viisil. Esiteks praguneb katalüsaator. Pragunemise jätkumiseks on vajalik soojuse sisend ehk tegemist on endotermilise protsessiga. Samal ajal reageerib vesinik pragunemise käigus tekkivate molekulidega, küllastades neid ja seejuures eraldub soojust. Teisisõnu, see reaktsioon, mida nimetatakse hüdrogeenimiseks, on eksotermiline. Seega annab vesinik krakkimise toimumiseks vajaliku soojuse.

Teine aspekt, milles nad üksteist täiendavad, on isoparafiinide moodustumine. Krakkimine tekitab olefiine, mis võivad üksteisega ühinedes moodustada normaalseid parafiine. Hüdrogeenimise tõttu küllastuvad kaksiksidemed kiiresti, sageli tekivad isoparafiinid ning seeläbi välditakse soovimatute molekulide taastootmist (isoparafiinide oktaanarvud on suuremad kui tavalistel parafiinidel).

Kui süsivesinike segu esimesest reaktorist väljub, see jahutatakse, vedeldatakse ja juhitakse läbi vesiniku separaatori. Vesinik segatakse uuesti lähteainega ja suunatakse protsessi ning vedelik suunatakse destilleerimisse. Esimeses reaktoris saadud saadused eraldatakse destilleerimiskolonnis ja sõltuvalt sellest, mida selle tulemusena vajatakse (bensiinikomponendid, lennukikütus või gaasiõli), eraldatakse osa neist. Petrooleumi fraktsiooni saab eraldada külglõikena või jätta koos gaasiõliga destilleerimisjäägiks.

Destillatsioonijääk segatakse uuesti vesinikuvooluga ja juhitakse teise reaktorisse. Kuna see aine on esimeses reaktoris juba läbinud hüdrogeenimise, krakkimise ja reformimise, kulgeb protsess teises reaktoris raskemal režiimil (kõrgemad temperatuurid ja rõhud). Sarnaselt esimese etapi saadustele eraldatakse teisest reaktorist väljuv segu vesinikust ja saadetakse fraktsioneerimiseks.

Kujutage ette seadmeid, mida on vaja protsessi jaoks, mis töötab rõhul 2000 psi (140 atm) ja temperatuuril 400 ° C. Terasest reaktori seinad on mõnikord kuni cm paksused. Peamine probleem on hoida pragunemist kontrolli alt väljas. Kuna kogu protsess on endotermiline, on võimalik kiire temperatuuri tõus ja pragunemiskiiruse ohtlik tõus. Selle vältimiseks sisaldab enamik hüdrokrakkimisseadmeid sisseehitatud seadmeid reaktsiooni kiireks peatamiseks.

Tooted ja väljundid. Veel üks hüdrokrakkimisprotsessi tähelepanuväärne omadus on toodete mahu suurenemine 25%. Krakkimise ja hüdrogeenimise kombinatsioon annab tooteid, mille suhteline tihedus on palju väiksem kui lähteainel. Allpool on toodud hüdrokrakkimistoodete saagise tüüpiline jaotus, kasutades lähteainena koksiseadme gaasiõli ja katalüütilise krakkimise kergeid fraktsioone. Hüdrokrakkimistooted on kaks peamist fraktsiooni, mida kasutatakse bensiini komponentidena.

Mahufraktsioonid

Koksigaasiõli 0,60 Kerged fraktsioonid kat. pragunemine 0.40

Tooted:

Isobutaan 0,02

N-butaan 0,08

Kerge hüdrokrakkimistoode 0,21

Raske hüdrokrakkimisprodukt 0,73

Petrooleumi fraktsioonid 0,17

Tabelis ei ole näidatud vajalikku vesiniku kogust, mida mõõdetakse standardsetes kuupjalgades lähteaine barreli kohta. Tavaline kulu on 2500 st. Raske hüdrokrakkimistoode -

See on tööstusbensiin (bensiin), mis sisaldab palju aromaatseid lähteaineid (st ühendeid, mis muutuvad kergesti aromaatseteks aineteks). See toode saadetakse sageli uuendamiseks reformijale. Petrooleumi jaotustükid on hea reaktiivkütuse või destillaat (diisli) kütuse lähteaine, kuna sisaldavad vähe aromaatseid aineid (tänu kaksiksidemete küllastumisele vesinikuga). Lisateavet selle teema kohta leiate peatükist XIII "Destillaatkütused" ja XIV peatükist "Nafta bituumen ja jääkained

Jääkide hüdrokrakkimine. On mitmeid hüdrokrakkimisseadmete mudeleid, mis on loodud spetsiaalselt vaakumdestilleerimise jääkide või jääkide töötlemiseks. Enamik neist töötab vesipuhastitena, nagu on kirjeldatud XV peatükis. Väljund on üle 90% kütuse (katla) jääkkütusest. Selle protsessi eesmärk on väävli eemaldamine väävliühendite katalüütilise reageerimise teel vesinikuga, et moodustada vesiniksulfiid.Seega saab jääki, mille väävlisisaldus ei ületa 4%, muuta raskeks kütteõliks, mille väävlisisaldus on alla 0,3%.

Kokkuvõte. Nüüd, kui saame hüdrokrakkimise üksuse lisada üldisesse naftarafineerimisskeemi, muutub vajadus koordineeritud toimingute järele ilmseks. Ühest küljest on hüdrokrakkimisseade keskne osa, kuna see aitab tasakaalustada bensiini, diislikütuse ja lennukikütuse kogust. Teisest küljest on katalüütilise krakkimise ja koksistamise seadmete etteandekiirus ja töörežiimid võrdselt olulised. Lisaks tuleks hüdrokrakitud toodete turustamise kavandamisel kaaluda ka alküülimist ja reformimist.

HARJUTUSED

Analüüsige hüdrokrakkimise, katalüütilise krakkimise ja termilise krakkimise erinevusi lähteaine, protsessi liikumapaneva jõu ja tooterühma koostise osas.

Kuidas hüdrokrakkimine ja katalüütiline krakkimine üksteist täiendavad? Reformimine ja hüdrokrakkimine?

Joonistage hüdrokrakkimisseadmega naftarafineerimistehase vooskeem.

Hüdrokrakkimine on katalüütiline protsess nafta destillaatide ja jääkide töötlemiseks mõõdukal temperatuuril ja kõrgendatud vesiniku rõhul hüdrogeenivate ja happeliste omadustega polüfunktsionaalsetel katalüsaatoritel (ja selektiivsed hüdrokrakkimisprotsessid ja sõelaefekt).

Hüdrokrakkimine võimaldab saada laias valikus kvaliteetseid naftasaadusi (vedelgaasid C 3 - C 4, bensiin, lennuki- ja diislikütused, õlikomponendid) suure saagisega praktiliselt igast nafta lähteainest, valides sobivad katalüsaatorid ja tehnoloogilised tingimused ning on üks kulutõhusamaid, paindlikumaid ja kõige süvenevamaid naftarafineerimisprotsesse.

1. Vaakumgaasiõli kerge hüdrokrakkimine

Alates 1980. aastast, seoses diislikütuse nõudluse kasvutempoga võrreldes mootoribensiiniga, on välismaal alustatud vaakumdestillaat-kerge hüdrokrakkimise (LTC) seadmete tööstuslikku rakendamist, mis võimaldab hankida märkimisväärses koguses diislikütust. kütus samaaegselt madala väävlisisaldusega lähteainega katalüütiliseks krakkimiseks. JIGC-protsesside juurutamine viidi alguses läbi varem kasutusel olnud katalüütilise krakkimise lähteaine hüdrodesulfureerimise seadmete rekonstrueerimisega, seejärel spetsiaalselt projekteeritud uute sõlmede ehitamisega.

LGK protsessi kodumaine tehnoloogia töötati välja Ülevenemaalises Naftauuringute Instituudis 1970. aastate alguses, kuid pole veel saanud tööstuslikku rakendamist.

LGD protsessi eelised hüdrodesulfureerimise ees:

Kõrge tehnoloogiline paindlikkus, mis võimaldab sõltuvalt mootorikütuste nõudlusest hõlpsasti muuta (reguleerida) diislikütuse ja bensiini suhet diislikütuseks maksimaalse muundamise või sügava väävlitustamise režiimis, et saavutada maksimaalne katalüütilise krakkimise kogus. lähteaine;

Seoses diislikütuse tootmisega LGK-s on katalüütilise krakkimise agregaadi võimsus vastavalt tühjendatud, mis võimaldab kaasata töötlemisse muid tooraineallikaid.

Vaakumgaasiõli LGD 350...500 °C kodune üheetapiline protsess viiakse läbi ANMC katalüsaatoril rõhul 8 MPa, temperatuuril 420...450 °C, toiteruumi kiirusel 1,0. ..1,5 h -1 ja WSG ringluskiirus umbes 1200 m 3 / m 3.

Kõrge metallisisaldusega tooraine töötlemisel viiakse LGD protsess läbi ühes või kahes etapis mitmekihilises reaktoris, kasutades kolme tüüpi katalüsaatoreid: laia pooriga hüdrodemetalliseerimiseks (T-13), suure hüdrodesulfureerimisaktiivsusega (GO-116). ) ja tseoliiti sisaldav hüdrokrakkimiseks (GK-35). Vaakumgaasiõli LGD protsessis võib saada kuni 60% suvist diislikütust, mille väävlisisaldus on 0,1% ja hangumistemperatuur on 15 ° C (tabel 8.20).

Üheetapilise LGC protsessi puuduseks on lühike töötsükkel (3...4 kuud). VNII NP-s välja töötatud protsessi järgmine versioon on kaheetapiline LGK, mille regeneratsioonitsükkel on 11 kuud. - soovitatav kombineerida G-43-107u tüüpi katalüütilise krakkimise seadmega.

Vaakumdestillaadi hüdrokrakkimine 15 MPa juures

Hüdrokrakkimine on tõhus ja erakordselt paindlik katalüütiline protsess, mis võimaldab terviklikult lahendada vaakumdestillaatide (HVDC) süvatöötlemise probleemi, et saada laia valikut mootorikütuseid vastavalt tänapäeva nõuetele ja teatud kütuste vajadustele.

Üheastmeline vaakumdestillaadi hüdrokrakkimisprotsess viiakse läbi mitmekihilises (kuni viis kihti) reaktoris mitut tüüpi katalüsaatoritega. Tagamaks, et temperatuurigradient igas kihis ei ületaks 25 °C, on üksikute katalüsaatorikihtide vahel ette nähtud jahutav HSG (jahutus) ja kontaktjaotusseadmed, mis tagavad soojuse ja massiülekande gaasi ja reageeriva voolu vahel. ja gaasi-vedeliku voolu ühtlane jaotus üle katalüsaatorikihi. Reaktori ülemine osa on varustatud voolu kineetilise energia summutite, võrkkastide ja filtritega korrosiooniproduktide püüdmiseks.

Joonisel fig. 8.15 on kujutatud vaakumdestillaadi 68-2k üheastmelise hüdrokrakkimise seadme ühe kahe paralleelse töösektsiooni skemaatiline vooskeem (võimsusega 1 miljon tonni aastas diiselversiooni või 0,63 miljonit tonni aastas reaktiivlennuki puhul kütuse tootmine).

Lähteaine (350...500 °C) ja taaskasutatud hüdrokrakkimise jääk segatakse HSG-ga, kuumutatakse esmalt soojusvahetites, seejärel ahjus. P-1 reaktsioonitemperatuurini ja juhitakse reaktoritesse R-1 (R-2 jne.). Reaktsioonisegu jahutatakse toorsoojusvahetites, seejärel õhkjahutites ja suunatakse temperatuuril 45...55°C kõrgsurveseparaatorisse. C-1, kus toimub eraldumine WSG-ks ja ebastabiilseks hüdrogenaadiks. PESE pärast puhastamist H2S-st absorberis K-4 kompressor on tsirkuleeritud.

Ebastabiilne hüdrogeenitud toode suunatakse läbi rõhualandusklapi madalrõhuseparaatorisse C-2, kus osa süsivesinikgaasidest eraldatakse ja vedeliku vool juhitakse läbi soojusvahetite stabiliseerimiskolonni K-1 süsivesinikgaaside ja kerge bensiini destilleerimiseks.

Stabiilne hüdrogenaat eraldatakse täiendavalt atmosfäärikolonnis K-2 raske bensiini jaoks, diislikütus (läbi eemaldamiskolonni K-3) ja fraktsioon >360 °C, millest osa saab kasutada retsirkulatsioonina ja jääkkogus - pürolüüsi toorainena, määrdeõlide alusena jne.

Tabelis. 8.21 näitab ühe- ja kaheastmelise HPHT materjalibilanssi koos hüdrokrakkimise jäägi retsirkulatsiooniga (protsessi režiim: rõhk 15 MPa, temperatuur 405 ... ).

Hüdrokrakkimisprotsesside puudusteks on nende suur metallikulu, suured kapitali- ja tegevuskulud, vesinikutehase ja vesiniku enda kõrge hind.

2012. aastal lõpetas OMZ Group 2012. aastal Izhorskiye Zavody OJSC ja RN-Tuapse Oil Refinery LLC (osaline Rosneft Oil Company) vahel sõlmitud lepingu alusel tootmise ja tarnis kuus raskekaalulist mahtuvuslikku seadet, mis on mõeldud nafta sügavaks rafineerimiseks ja kõrge tootlikkuse saamiseks. kvaliteetne Euro-5 kütus. Seadmete kogumass ulatus üle 5 tuhande tonni, samas kui kahel laeval on ainulaadsed kaalu ja suuruse omadused: kõrgus - üle 40 meetri, läbimõõt - üle 5 meetri, kaal - umbes 1400 tonni. Selliseid naftakeemiareaktoreid toodeti Vene Föderatsioonis esimest korda.

Laevad valmistati vastavalt ASME koodeksi nõuetele ja Venemaa naftakeemia tootmisseadmete regulatiivdokumentidele. Projekti litsentsiandjaks oli Chevron Lummus Global (USA), üks maailma suurimaid süsivesinike süvatöötluse uusimaid tehnoloogiaid arendavaid ettevõtteid.

Hüdrokrakkimisreaktorite saatmisest Tuapse rafineerimistehasesse sai ainulaadne transpordioperatsioon, kuna esimest korda Izhora tehase ajaloos saadeti kliendile tooteid korraga kolme naftakeemialaeva partiidena kogumassiga üle 2600 tonni. . Kõik laevad saadeti kliendile veeteel Ust-Slavjanka külas Neeva jõel asuva Izhora tehase kaubakailt.

Klient

Rosneft on Venemaa naftatööstuse juht ning üks maailma suurimaid avalikke nafta- ja gaasiettevõtteid. Rosnefti põhitegevuseks on nafta ja gaasi uurimine ja tootmine, naftasaaduste ja naftakeemia tootmine ning nende toodete turustamine. Ettevõte on kantud Venemaa strateegiliste ettevõtete nimekirja.

Rosnefti tegevuse geograafia uurimis- ja tootmissektoris hõlmab kõiki Venemaa peamisi nafta- ja gaasiprovintse: Lääne-Siber, Lõuna- ja Kesk-Venemaa, Timan-Petšora, Ida-Siber, Kaug-Ida ja Arktika merede šelf. Samuti viib ettevõte ellu projekte Kasahstanis, Alžeerias, Venezuelas ja Araabia Ühendemiraatides.

Rosnefti peamine konkurentsieelis on ressursibaasi suurus ja kvaliteet. Ettevõttel on 22,8 miljardit barrelit. n. e. tõestatud varud, mis on üks parimaid näitajaid avalike nafta- ja gaasiettevõtete seas maailmas.

2010. aasta tulemuste kohaselt ulatus ettevõtte naftatöötlemistehaste naftatöötlemise kogumaht Venemaa rafineerimissektori rekordilise 50,5 miljoni tonnini (369 miljonit barrelit). Praegu viib Rosneft ellu oma rafineerimistehaste laiendamise ja moderniseerimise projekte, et parandada tootmise ja töötlemise vahelist tasakaalu, samuti suurendada kõrgekvaliteediliste ja uusimatele keskkonnastandarditele vastavate kõrge lisandväärtusega toodete toodangut.

Ettevõtte rafineerimissektori arendusprogrammis on erilisel kohal projekt Tuapse rafineerimistehase võimsuse suurendamiseks 5 miljonilt tonnilt 12 miljonile tonnile (37 miljonilt barrelilt 88 miljonile barrelile) aastas. Tegelikult räägime uue kaasaegse tehase ehitamisest olemasoleva rafineerimistehase territooriumile, mille Nelsoni keerukusindeks on umbes 8 ja kerge naftatoodete saagis on 90%. Samal ajal vastab rafineerimistehases toodetav autokütus klassidele 4 ja 5 (vastab Euro-4 ja Euro-5 nõuetele). Tuapse tehasel on Rosnefti rafineerimisvarade hulgas kõige soodsam geograafiline asukoht, mis määrab võimsuste laiendamise projekti kõrge majandusliku efektiivsuse.

Projekt viiakse ellu kahes etapis. Esimene etapp, mis peaks valmima 2012. aastal, hõlmab nafta hüdrotöötluse sektsiooniga ELOU-AVT-12 primaarse õlirafineerimisüksuse ehitamist, samuti rajatisi väljapoole. Teine etapp, mis peaks valmima 2014. aastal, hõlmab vaakumgaasiõli hüdrokrakkimise ja diislikütuse hüdrotöötlusüksuse, vesiniku tootmisüksuse, nafta isomeerimis- ja hüdrotöötlusploki, katalüütilise reformimise üksuse, väävli tootmisüksuse ning flexikokkimisüksus.

JSC Izhorskiye Zavody on üle kümne aasta olnud Venemaa suurim masinaehitusettevõte, mis toodab ainulaadseid reaktoriseadmeid käitistele: hüdrokrakkimine, hüdrotöötlus, katalüütiline krakkimine jne. Viimastel aastatel on projekteeritud ja toodetud üle 150 laeva, sealhulgas unikaalsete kaalu- ja suurusomadustega.

Tehnoloogilised võimalused

Izhora tööstusettevõttes on keeruline (otsast lõpuni) tehnoloogia raskete naftakeemiareaktorite tootmiseks suurtest sepistatud kestadest, mis on valmistatud kromolübdeen-vanaadiumterasest, mis on peamine materjal sarnaste seadmete tootmiseks maailma liidrite poolt. välja töötatud ja rakendatud.

Izhora tehastel on tehnoloogilised võimalused toota naftakeemiaseadmeid vastavalt ASME koodidele ja Venemaa standarditele järgmiste parameetritega:

• Välisläbimõõt, mm: 500 kuni 9000
• Pikkus, mm: 300 kuni 80 000
• Seina paksus, mm: 4 kuni 450
• Kaal, t: 0,05 kuni 1450
• Töörõhk, MPa: kuni 250
• Töötemperatuur, 0C: miinus 70 kuni pluss 600

Izhora Plantsi oluliseks konkurentsieeliseks on oma kvaliteetse metallurgia (OOO OMZ-Special Steelsi ettevõte) olemasolu ühes tootmiskohas; uurimiskeskus (ettevõte TC "OMZ-Izhora"), mis pakub metallurgilist tuge tootmise kõigil etappidel; ja projekteerimisbüroo, mis on võimeline projekteerima seadmeid kaasaegsete tarkvarasüsteemide abil vastavalt maailma litsentsiandjate nõuetele.

Nafta rafineerimiseks kasutatavate reaktorite suure tugevuse tagamiseks on Izhora tehastes välja töötatud ja edukalt kasutatud suur hulk unikaalseid keevitus- ja pinnakattetehnoloogiaid. Paksu kroom-molübdeen-vanaadiumi terase (üle 200 mm) keevitamise tehnoloogia on maailmas saadaval vaid vähestele ettevõtetele, Venemaal ainult Izhora tehastele. Veel üks ainulaadne tehnoloogia, mis on välja töötatud ja rakendatud nafta rafineerimise reaktorite tootmisel, on homogeenne ühekihiline korrosioonikindel kate 90 mm laiuse teibiga, mis teostatakse elektriräbu meetodil.