1.3 Описание установок по переработке Мамонтовской нефти

Установка первичной перегонки нефти ЭЛОУ-АВТ-6

Назначение процесса: разделение нефти на фракции для последующей переработки или использования как товарных нефтепродуктов.

В основе процесса лежит перегонка - физическое разделение нефти на составные части, именуемые фракциями.

Сырая нефть поступает в электодегидраторы установки ЭЛОУ, где проводится обезвоживание и обессоливание с применением деэмульгатора. Затем обессоленная и обезвоженная нефть подается на перегонку в атмосферную колонну. Отметим, что для перегонки легких нефтей целесообразно применять установки АТ двухкратного испарения. Предпочтительной является схема с предварительной ректификационной колонной частичного отбензинивания нефти и последующей перегонкой остатка в сложной атмосферной колонне. В первой атмосферной колонне происходит частичное отбензинивание нефти с целью уменьшения нагрузки технологических печей по парам. Уходящие сверху этой колонны углеводородный газ конденсируют и охлаждают. Во второй атмосферной колонне происходит разделение отбензиненной нефти на бензиновую фракцию нк-120 ⁰С, керосиновую фракцию 120-230 ⁰С, дизельную фракцию 230-350°С и остаток, разделяющийся в вакуумной колонне на мазут 350-470°С (сырье процесса каталитического крекинга) и гудрон>470°С (сырье процесса висбрекинга).

На современных НПЗ установки АВТ являются головными во всей технологической цепи переработки нефти, определяют мощность завода в целом и от работы этих установок зависит качество и выход компонентов топлив, а также сырья для вторичных процессов. Мощности действующих сейчас АВТ колеблются от 0,5 до 10 млн. т/год, наиболее распространены установки единичной мощности 6 - 8 млн. т/год.

Сырая нефть поступает на установку первичной перегонки нефти ЭЛОУ-АВТ-6 с блоком вторичной перегонки бензина.

На установке получаются следующие фракции:

· нк - 62^оС;

· 62 - 85^оС;

· 85 - 180^оС;

· 180 - 350^оС - сырье установки гидроочистки, после гидроочистки можно использовать как летнее дизельное топливо;

На установку Вакуумной перегонки поступают две фракции:

1) Фракция 350-420^оС легкий дистиллят.

2) Фракция 420-500 ^оС средний дистиллят.

3) Фракция >500^оС - сырье для деасфальтизации;

После вакуумной перегонки легкий, средний и тяжелый дистиллят (получаемый после деасфальтизации) направляют на селективную очистку.

В таблице 10. представлен общий материальный баланс установки из расчета, что число рабочих дней в году 340. Выход отдельных фракций в %масс. взят на основании разгонки ИТК Мамонтовской нефти.

Установка изомеризации

Назначение процесса: повышение октанового числа пентан-гексановых фракций бензинов и получение индивидуальных изопарафиновых углеводородов - изобутана и изопентана - из н-бутана и н-пенпана с целью увеличения ресурсов сырья для нефтехимического синтеза.

Сырье: фракция нк-62 с ЭЛОУ-АВТ.

Условия: температура 180-220 ⁰С;

давление до 3,8 МПа;

объемная скорость 1-3 час^-1;

катализатор алюмоплатиновый промотированный хлором.

Процесс проводится в газовой фазе при давлении водорода на неподвижном слое катализатора. Высокая селективность катализатора сводит побочные реакции до минимума, выход продуктов достигает 99%, соответственно низок расход водорода. Отсутствие побочных реакций обеспечивает малую величину коксообразование, допускает поддержание низкого мольного отношения водород: сырье без отрицательного влияния на продолжительность работы катализатора.

Материальный баланс установки представлен в таблице 11.

Установка гидроочистки дизельного топлива

На установку приходят следующие поток:

фракция 180 - 350^оС с установки ЭЛОУ-АВТ;

После гидроочистки получается летнее дизельное топливо марки Л с содержанием серы не более 0,05% мас. А после добавления депрессорной присадки (в зимнее время), получается экологически чистое зимнее дизельное топливо. Материальный баланс представлен в таблице 12.

Газофракционирующая установка

Назначение процесса: получение индивидуальных легких углеводородов или углеводородных фракций высокой чистоты из нефтезаводских газов.

Газофракционирующие установки подразделяются по типу перерабатываемого сырья на ГФУ предельных и непредельных газов. Установки состоят из следующих блоков:

· выделение углеводородов С₃ и выше из газообразного сырья конденсационно-компрессионным или абсорбционным методом;

· деэтанизация сырья;

· ректификация жидких углеводородов;

· очистка сырья и готовой продукции.

Сырье: углеводородные газы нефтеперерабатывающего завода: газы растворенные в нефти и выделяющиеся при первичной перегонке на установке АВТ и газы, получающиеся в процессе деструктивной переработке нефти.

В зависимости от состава различают предельные и непредельные газы. Предельные газы состоят из углеводородов метанового ряда; получаются на установках АВТ, каталитического риформинга и гидрокрекинга. Непредельные газы содержат углеводороды метанового и этиленового ряда, а также некоторое количество диенов; вырабатываются они на установках каталитического крекинга, висбрекинга и коксования. Предельные и непредельные газы, как правило, перерабатываются раздельно.

На ГФУ предельных газов выделяются узкие углеводородные фракции:

· этановая, которая из-за небольших количеств отправляется на сжигание в топливную сеть завода;

· пропановая - используется как бытовой сжиженный газ и хладагент для производственных установок;

· изобутановая - является сырьем установок алкилирования;

· бутановая - поступает на установку изомеризации.

На ГФУ непредельных газов выделяются следующие фракции:

· пропан-пропиленовая - используется как сырье процессов полимеризации и алкилирования;

· бутан-бутиленовая - применяется в качестве сырья процесса алкилирования.

В таблице 14 представлен материальный баланс работы газофракционирующей установоки.

Установка каталитического риформинга

Назначение процесса: получение высокооктанового компонента автомобильного бензина и технического водорода в результате превращения бензиновой фракции.

Сырье: прямогонная бензиновая фракция с установки вторичной перегонки бензина.

Условия: температура 495-540 ⁰С;

давление 0,9-1,2 МПа;

кратность циркуляции ВСГ 800-900 м³/м³ сырья;

объемная скорость подачи 1,8-1,9 ч^-1;

катализатор платинорениевый (фирма "Шеврон").

На отечественных установках, большинство из которых составляют установки риформинга со стационарным слоем катализатора, применяются монометаллические катализаторы КР-101, КР-102, полиметаллические КР-104, КР-106 и др. В качестве кислотного промотора для катализатора АП-56 применяют фтор, а для прочих катализаторов - хлор. Можно отметить, что схема этой установки практически не отличается от установки риформинга компании "Шеврон" и на ней выдерживаются те же условия.

Проектируемая установка риформинга имеет проектную мощность 300 тыс. т/год и работает 330 дней в году с непрерывной регенерацией катализатора, так как это более экономично при снижении рабочего давления с одновременным повышением глубины превращения сырья.

Выход продуктов в % масс. на сырье взят из литературы.

Материальный баланс установки каталитического риформинга представлен в таблице 13.

Установка депарафинизации.

Назначение процесса: получение дизельного топлива с требуемыми низкотемпературными свойствами путем удаления из сырья наиболее высокоплавких (в основном парафиновых) углеводородов.

Сырье: с установки селективной очистки.

Условия: температура, ⁰С

комплексообразования 25-40,разрушения комплекса 70-85;

длительность контактирования, мин 30-60.

Карбамидная депарафинизация - это новый процесс, применяемый при производстве топлив и маловязких масел. В результате получают не только низкозастывающее топливо, но и жидкие или мягкие парафины, используемые для производства синтетических жирных кислот и спиртов, моющих средств и др.

Этот процесс основан на физическом явлении - комплексообразовании углеводородов с карбамидом. При этом применяют растворители, снижающие вязкость среды и улучшающие массообмен, что при прочих равных условиях обеспечивает большую полноту извлечения.

Разработаны и внедрены различные варианты промышленных и полупромышленных установок карбамидной депарафинизации, различающиеся по агрегатному состоянию применяемого карбамида, природе растворителя, оформлению реакторного блока, способу отделения и разложения комплекса, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Независимо от технологической схемы процесс включает следующие основные стадии: смешение сырья с растворителем и карбамидом; образования комплекса; отделения комплекса от раствора депарафинированного продукта; промывки и разложения комплекса; отделения раствора парафина от карбамида; регенерация растворителя из растворов депарафинированного продукта и парафина; регенерация карбамида.

Материальный баланс составлен и приведен в таблице 18 (1,2,3).

Установка производства водорода

Назначение процесса: получение водорода каталитической конверсией сухого газа.

Сырье: сухие газы нефтепереработки.

На нефтеперерабатывающих заводах, где имеются установки каталитического риформинга и гидроочистки светлых нефтепродуктов, потребность в водороде обычно удовлетворяется его количеством, получаемым на установке риформинга. Однако если в схему завода включен гидрокрекинг, этого водорода недостаточно. Естественно, что для осуществления предложенной поточной схемы необходимо специальное производство дополнительного водорода.

Основной метод производства водорода - паровая каталитическая конверсия газового или нефтяного сырья. Конверсии можно подвергать как газообразные углеводороды, так и жидкие нефтепродукты

Условия: температура 700 - 1000 ⁰С,

давление 2-4 МПа,

катализатор никелевый с промотирующими добавками на носителе (оксиды алюминия, магния или кремния). Применяют отечественные катализаторы типа ГИАП-3, ГИАП-5, ГИАП-16 и др.

В таблице 21. приведен материальный баланс установки производства водорода.

Установка деасфальтизации гудрона

Назначение - удаление САВ из гудронов, полугудронов и концентратов с целью получения остаточных масел.

Сырье - гудрон (фр. >500°С)

Продукция:

деасфальтизат - сырье для процесса селективной очистки.

битум деасфальтизации - выводится с установки, как полупродукт

Технологический режим:

температура процесса, ⁰С - вверху колонны: 80

в низу колонны: 60

давление процесса, Мпа - 3,5-4,5

кратность пропана к сырью по объему - 8: 1

Материальный баланс представлен в таблице 17

Установка гидродоочистки масляных рафинатов.

Назначение: предназначен для улучшения цвета и повышение стабильности базовых масел. Одновременно уменьшается их коксуемость и содержание серы; индекс вязкость обычно увеличивается; температура застывания может увеличиваться.

Режим работы установки: Для дистил. Для остат.

сырья сырья

Давление, МПа 2,7-3,0 3,5-4,0

Температура, ^оС 225-250 280-325

Объемная скорость подачи сырья, ч^-1 1,0-2,0 1,5-3,0

Кратность циркуляции ВСГ, м³/м³ сырья 250-350 500-600

Катализаторы процесса АКМ, АНМ, ГО-38а, ГР-26, ГМ-85

Материальный баланс представлен в таблице 19 (1,2,3).

Установка Клауса (производство серы).

Назначение: получение товарной серы для продажи.

Материальный баланс представлен в таблице 15

Установка селективной очистки

Назначение - улучшение химического состава масляных дистиллятов и деасфальтизатов путем экстракции полициклических ароматических углеводородов и смолистых соединений полярными растворителями. В результате повышается индекс вязкости, снижается коксуемость, улучшается цвет масел.

В качестве селективных растворителей используются фенол, фурфурол, N-метил-2-пирролидон. Важными свойствами растворителей являются селективность - способность чётко разделять исходное сырьё на целевой и нежелательный продукты и растворяющая способность - показатель, характеризуемый количеством растворителя, необходимым для растворения заданного количества целевых компонентов.

Таблица 8

Технологический режим установки селективной очистки

Материальный баланс представлен в таблице 16 (1,2,3).

Установка обезмасливания гачей и петролатумов.

Установка предназначена для удаления парафинсодержащих продуктов жидких углеводородов с целью получения парафинов и церезинов с требуемым содержанием масла.

Сырье - гачи, петролатумы, парафинистые дистилляты; целевые продукты - обезмасленные парафины и церезины; побочные продукты - фильтраты обезмасливания.

Среди растворителей обезиасливания наибольшее распространение получили кетонароматические растворители: смесь метилэтилкетона (МЭК) и толуола. Может применяться также смесь ацетона и толуола. Растворитель при температуре процесса должен хорошо растворять жидкие углеводороды сырья и не растворять твердые.

Таблица 9

Технологический режим установки обезмасливания

Материальный баланс представлен в таблице 10 (1,2,3).

Сводный материальный баланс объединяет материальные балансы всех установок в таблице 22.