Мұнай май фракцияларын екіншілік өңдеу процесі

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

М. О. ӘУЕЗОВ АТЫНДАҒЫ ОҢТҮСТIК ҚАЗАҚСТАН УНИВЕРСИТЕТI

«МЕХАНИКА ЖӘНЕ МҰНАЙГАЗ ІСІ» ФАКУЛЬТЕТІ

«Мұнайгаз ІСІ» кафедрасы

Описание: Лого ЮКГУ новый

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: Мұнай май фракцияларын екіншілік өңдеу процесі

Орындаған ММГ 19-9ТК Әлмен Данияр

Қабылдаған: т. ғ. к., профессор Бимбетова Г. Ж.

Шымкент 2021ж

Мұнайды бастапқы өңдеу өнімдері, әдетте, тауарлық мұнай өнімдері болып табылмайды. Мысалы, бензин фракциясының октан саны шамамен 65 баллды құрайды, дизель фракциясының күкірт мөлшері 1, 0% немесе одан да көп болуы мүмкін, ал норматив брендке байланысты 0, 005% - дан 0, 2% - ға дейін. Сонымен қатар, қараңғы мұнай фракциялары одан әрі білікті өңдеуге ұшырауы мүмкін. Осыған байланысты мұнай фракциялары мұнай өнімдерінің сапасын жақсартуға және мұнай өңдеуді тереңдетуге бағытталған қайталама процестер қондырғыларына түседі.

Мақалада келтірілген технологиялық режимдердің параметрлері, құрылғылардың өлшемдері, тұтастай алғанда өнімнің шығуы анықтамалық болып табылады, өйткені әр жағдайда олар шикізаттың сапасына, өнімнің берілген параметрлеріне, таңдалған аппараттық дизайнға, қолданылатын катализаторлардың түрлеріне және басқа факторларға байланысты өзгеруі мүмкін.

Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамына кіретін көмірсутектер

Қайта өңдеу процестерін сипаттау кезінде мұнай мен мұнай өнімдерінің құрамына кіретін көмірсутектер тобының атаулары қолданылатындықтан, біз осы топтардың қысқаша сипаттамаларын және көмірсутек құрамының мұнай өнімдерінің сапа көрсеткіштеріне әсерін береміз.

Парафиндер-қаныққан (көміртек атомдары арасында қос байланысы жоқ) сызықты немесе тармақталған құрылымдағы көмірсутектер. Олар келесі негізгі топтарға бөлінеді:

1. Сызықтық құрылымның молекулалары бар қалыпты парафиндер. Олардың төмен октандық саны және жоғары қату температурасы бар, сондықтан көптеген қайталама мұнай өңдеу процестері оларды басқа топтардың көмірсутектеріне айналдыруды қамтамасыз етеді.

2. Изопарафиндер-тармақталған құрылымның молекулаларымен. Олар жақсы антидетонациялық сипаттамаларға ие (мысалы, изооктан - октан саны 100 болатын эталондық зат) және қалыпты парафиндермен салыстырғанда қату температурасы төмен.

Нафтендер (циклопарафиндер) - циклдік құрылымның қаныққан көмірсутекті қосылыстары. Нафтендердің үлесі дизель отындары (изопарафиндермен қатар) мен майлау майларының сапасына оң әсер етеді. Ауыр бензин фракциясындағы нафтеннің көп мөлшері риформинг өнімінің жоғары шығымдылығы мен октан санын анықтайды.

Хош иісті көмірсутектер-қанықпаған көмірсутекті қосылыстар, олардың молекулаларына әрқайсысы сутегі атомымен немесе көмірсутек радикалымен байланысқан 6 көміртегі атомынан тұратын бензол сақиналары кіреді. Олар мотор отындарының экологиялық қасиеттеріне теріс әсер етеді, бірақ жоғары октан санына ие. Сондықтан тікелей айдау фракцияларының октан санын көбейтуге бағытталған процесс-каталитикалық риформинг көмірсутектердің басқа топтарын хош иісті топтарға айналдыруды қамтиды. Бұл ретте хош иісті көмірсутектердің және, ең алдымен, бензиндердегі бензолдың шекті құрамы стандарттармен шектеледі.

Олефиндер-қалыпты, тармақталған немесе циклдік құрылымдағы көмірсутектер, олардың молекулаларында көміртек атомдары арасында қос байланыс бар. Мұнайды бастапқы өңдеу кезінде алынған фракциялар іс жүзінде жоқ, негізінен каталитикалық крекинг пен кокстеу өнімдерінде кездеседі. Химиялық белсенділіктің жоғарылауына байланысты олар мотор отындарының сапасына теріс әсер етеді.

Сур. 8. Әр түрлі топтарға жататын көмірсутек молекулаларының құрылымдық формулалары

1. Каталитикалық риформинг

Каталитикалық риформинг олардың құрамына кіретін көмірсутектерді химиялық жолмен 92-100 пунктке айналдыру арқылы тікелей айдау бензин фракцияларының октан санын арттыруға арналған. Процесс алюминий-платина-рений катализаторының қатысуымен жүзеге асырылады. Октан санының артуы хош иісті көмірсутектер үлесінің артуына байланысты. Процестің ғылыми негіздерін біздің отандасымыз - ХХ ғасырдың басында көрнекті орыс химигі н. Д. Зелинский жасаған.

Жоғары октанды компоненттің шығымы бастапқы шикізатқа 85-90% құрайды. Жанама өнім ретінде сутегі түзіледі, ол басқа мұнай өңдеу зауыттарында қолданылады, олар төменде сипатталады.

Риформинг қондырғыларының қуаты жылына шикізат бойынша 300-ден 1000 мың тоннаға дейін және одан да көп құрайды.

Оңтайлы шикізат-қайнау температурасы 85-180°C болатын ауыр бензин фракциясы. шикізат алдын - ала гидротазаланады-Күкірт пен азот қосылыстарын алып тастайды, тіпті риформинг катализаторын қайтымсыз уландыратын аз мөлшерде.

Риформинг қондырғыларының 2 негізгі түрі бар-мерзімді (сурет. 9, 10) және үздіксіз (сурет. 11) катализаторды регенерациялау - пайдалану процесінде төмендейтін оның бастапқы белсенділігін қалпына келтіру арқылы жүзеге асырылады. Ресейде октан санын көбейту үшін негізінен мерзімді регенерациясы бар қондырғылар қолданылады, бірақ 2000 жылдары Кстово мен Ярославльде үздіксіз регенерациясы бар қондырғылар енгізілді, олар технологиялық тұрғыдан тиімді (98-100 октан саны бар компонентті алуға болады), алайда оларды салу құны жоғары.

Процесс 500-530°С температурада және 18-35 атм қысымда (үздіксіз регенерациясы бар қондырғыларда 2-3 атм) жүзеге асырылады. Риформингтің негізгі реакциялары жылудың едәуір мөлшерін сіңіреді, сондықтан процесс 3-4 бөлек реакторларда, көлемі 40-тан 140 м3-ге дейін, олардың әрқайсысының алдында өнімдер құбырлы пештерде қыздырылады. Соңғы реактордан шыққан қоспасы сутектен, көмірсутекті газдардан бөлініп, тұрақтандырылады. Алынған өнім-тұрақты риформат салқындатылып, қондырғыдан шығарылады.

Регенерация кезінде катализаторды пайдалану кезінде пайда болған коксты кейіннен сутегімен қалпына келтіре отырып, катализатордың бетінен жағу және басқа да бірқатар технологиялық операциялар жүзеге асырылады. Үздіксіз регенерация қондырғыларында катализатор бір-бірінің үстінде орналасқан реакторлар арқылы қозғалады, содан кейін регенерация блогына беріледі, содан кейін ол процеске оралады.

Кейбір мұнай өңдеу зауыттарында каталитикалық риформинг хош иісті көмірсутектерді - мұнай-химия өнеркәсібіне арналған шикізатты өндіру үшін де қолданылады. Тар бензинді фракциялардың риформингі нәтижесінде алынған өнімдер бензол, толуол және ксилол (сольвент) қоспасын алу үшін үдетіледі.

2. Каталитикалық изомеризация

Изомеризация жеңіл бензин фракцияларының октан санын көбейту үшін де қолданылады. Изомеризацияның шикізаты-62°C немесе 85°C қайнау температурасы бар жеңіл бензин фракциялары. Процесс бір реакторда қолданылатын технологияға байланысты 160-тан 380°C-қа дейінгі температурада және 35 атм-ге дейінгі қысымда жүзеге асырылады.

Кейбір зауыттарда ірі бірлі-жарым қуатты риформинг қондырғылары іске қосылғаннан кейін қуаты жылына 300-400 мың тонна ескі қондырғылар изомерлеуге қайта бейінделеді. Кейде риформинг пен изомеризация жоғары октанды бензин өндіретін біртұтас кешенге біріктіріледі.

3. Дистилляттарды гидротазарту

Процестің міндеті-бензин, керосин және дизель фракцияларын, сондай-ақ вакуумдық газды күкірт және азот бар қосылыстардан тазарту. Гидротазарту қондырғыларына (сурет. 12) крекинг немесе кокстеу қондырғыларынан қайталама дистилляттар берілуі мүмкін, бұл жағдайда олефиндерді гидрогенизациялау да жүреді. Қондырғылардың қуаты жылына 600-ден 3000 мың тоннаға дейін құрайды. Гидротазарту реакцияларына қажетті сутегі риформинг қондырғыларынан келеді.

Шикізат 85-95% об концентрациясы бар сутегі бар газбен (бұдан әрі - БСГ) араласады. түсуші бастап айналыстағы компрессорлардың қолдайтын жүйесінде қысым. Алынған қоспасы шикізатқа байланысты пеште 280-340°C дейін қызады, содан кейін реакторға түседі (сурет. 13) . Реакция никель, кобальт немесе молибден бар катализаторларда 50 атм дейін қысыммен жүреді. Мұндай жағдайларда күкіртсутегі мен аммиакты қалыптастыру үшін күкірт және азот бар қосылыстардың бұзылуы, сондай-ақ олефиндердің қанығуы орын алады. Процесс барысында термиялық ыдырау нәтижесінде төмен октанды бензиннің аз мөлшері (1, 5-2%) түзіледі, ал вакуумды газойлды гидротазарту кезінде 6-8% дизель фракциясы пайда болады. Өнім қоспасы реактордан шығарылады, Сепараторда циркуляциялық компрессорға қайтарылатын артық ВСГ-дан бөлінеді. Содан кейін көмірсутек газдары бөлініп, өнім Дистилляция бағанына түседі, оның түбінен гидрогенизат шығарылады - тазартылған фракция. Мысалы, тазартылған дизель фракциясындағы күкірт мөлшері 1, 0%-дан 0, 005-0, 03% - ға дейін төмендеуі мүмкін. Процесс газдары күкірт немесе күкірт қышқылын өндіруге түсетін күкіртсутекті алу мақсатында тазартылады.

4. Каталитикалық крекинг

Каталитикалық крекинг-мұнай өңдеудің маңызды процесі, ол тұтастай алғанда мұнай өңдеу зауыттарының тиімділігіне айтарлықтай әсер етеді. Процестің мәні цеолит бар алюмосиликатты катализатордың қатысуымен температураның әсерінен шикізаттың құрамына кіретін көмірсутектердің (вакуумдық газойль) ыдырауынан тұрады. КК қондырғысының мақсатты өнімі-октандық саны 90 пункт және одан жоғары бензиннің жоғары октанды компоненті, пайдаланылатын шикізатқа, қолданылатын технология мен режимге байланысты оның шығысы 50-ден 65% - ға дейін құрайды. Жоғары октандық Сан каткрекинг кезінде изомеризация жүретіндігіне байланысты. Процесс барысында мұнай - химия және бензиннің жоғары октанды компоненттерін өндіру үшін шикізат ретінде пайдаланылатын пропилен мен бутилендер, жеңіл газойль - дизель және пеш отындарының компоненті, ал ауыр газойль-күйе өндіруге арналған шикізат немесе мазут компоненті бар газдар түзіледі. Қазіргі заманғы қондырғылардың қуаты орта есеппен - 1, 5-тен 2, 5 млн тоннаға дейін, алайда жетекші әлемдік компаниялардың зауыттарында қуаттылығы 4, 0 млн тонна болатын қондырғылар бар.

Қондырғының негізгі учаскесі реакторлық-регенераторлық блок болып табылады. Блоктың құрамына шикізатты жылыту пеші, крекинг реакциясы тікелей жүретін реактор және катализатор регенераторы кіреді. Регенератордың мақсаты-крекинг кезінде пайда болатын және катализатордың бетіне түсетін коксты жағу. Реактор, регенератор және шикізатты енгізу торабы катализатор айналатын құбырлармен (пневмокөлік желілерімен) байланысады.

Ең Сәтті, жаңа болмаса да, отандық технология Уфа, Омбы, Мәскеудегі 2 миллион тонна қуаттылықта қолданылады. Реактор Регенератор блогының схемасы суретте көрсетілген. 14. - Сур. 15-те ExxonMobil технологиясы бойынша ұқсас қондырғының фотосуреті берілген.

Қазіргі уақытта ресейлік МӨЗ-де каталитикалық крекинг қуаты жеткіліксіз, және жаңа қондырғыларды енгізу арқылы бензиннің болжамды тапшылығы мәселесі шешілуде. Мұнай компаниялары декларациялайтын МӨЗ қайта құру бағдарламаларын іске асыру кезінде бұл мәселе толығымен алынып тасталынады.

Соңғы бірнеше жыл ішінде Рязань мен Ярославльде кеңестік кезеңде енгізілген бірдей тозған және ескірген қондырғылар қайта құрылды, ал Нижнекамскіде жаңасы салынды. Бұл ретте Stone&Webster және Texaco компанияларының технологиялары пайдаланылды.

Сур. Каталитикалық крекинг қондырғысының реакторлық-регенераторлық блогының схемасы

Температурасы 500-520°C болатын шикізат шаң тәрізді катализатор қоспасында лифт реакторы арқылы 2-4 секунд қозғалады және крекингке ұшырайды. Крекинг өнімдері лифт реакторының жоғарғы жағында орналасқан сепараторға түседі, онда химиялық реакциялар аяқталады және катализатор бөлінеді, ол сепаратордың төменгі бөлігінен шығарылады және 700°C температурада Кокс жағылатын регенераторға ағынмен түседі. Осыдан кейін қалпына келтірілген катализатор шикізатты енгізу Түйініне оралады. Реактор Регенератор блогындағы қысым атмосфераға жақын. Реактор-Регенератор блогының жалпы биіктігі 30 - дан 55 м-ге дейін, сепаратор мен регенератордың диаметрі сәйкесінше 8 және 11 м, қуаттылығы 2, 0 млн тонна.

Крекинг өнімдері сепаратордың жоғарғы жағынан кетіп, салқындатылып, ректификацияға түседі.

Каткрекинг алдын ала гидротазартуды немесе шикізатты жеңіл гидрокрекингті, газдарды тазартуды және фракциялауды қамтитын құрамдастырылған қондырғылардың құрамына кіруі мүмкін.

5. Гидрокрекинг

Гидрокрекинг-бастапқы шикізаттың көмірсутектерін сутектің қатысуымен крекинг жолымен жоғары сапалы керосин және дизель дистилляттарын, сондай-ақ вакуумдық газойль алуға бағытталған процесс. Крекингпен қатар күкірт өнімдерін тазарту, олефиндер мен хош иісті қосылыстардың қанықтылығы жүреді, бұл алынған отынның жоғары өнімділігі мен экологиялық сипаттамаларын анықтайды. Мысалы, гидрокрекингтің дизельді дистиллятындағы күкірт мөлшері миллиондаған пайыздық үлесті құрайды. Алынған бензин фракциясының октан саны аз, оның ауыр бөлігі риформинг шикізаты бола алады. Гидрокрекинг сонымен қатар май өндірісінде синтетикалық сипаттамаларға жақын жоғары сапалы май негіздерін алу үшін қолданылады.

Гидрокрекинг шикізатының гаммасы өте кең-тік бұрышты вакуумдық газойль, каталитикалық крекинг және кокстеу газойлдары, май блогының жанама өнімдері, мазут, гудрон.

Гидрокрекинг қондырғылары, әдетте, Қуаттылығы үлкен - жылына шикізат бойынша 3-4 млн. тонна.

Әдетте риформинг қондырғыларында алынатын сутектің көлемі гидрокрекингті қамтамасыз ету үшін жеткіліксіз, сондықтан МӨЗ-де көмірсутекті газдарды бу конверсиялау арқылы сутегі өндіру жөніндегі жеке қондырғылар салынады.

Технологиялық схемалар гидротазарту қондырғыларына өте ұқсас-құрамында сутегі бар газ (БСГ) араласқан шикізат пеште қыздырылады, катализатор қабаты бар реакторға түседі, реактордан алынатын өнімдер газдардан бөлініп, ректификацияға түседі. Алайда, гидрокрекинг реакциясы жылу шығарумен жүреді, сондықтан технологиялық схемада реакция аймағына температура реттелетін суық VSG енгізу қарастырылған. Гидрокрекинг-мұнай өңдеудің ең қауіпті процестерінің бірі, температура режимі бақылаудан шыққан кезде температураның күрт өсуі байқалады, бұл реактор блогының жарылуына әкеледі.

Гидрокрекинг қондырғыларының аппаратуралық ресімделуі мен технологиялық режимі нақты МӨЗ-дің технологиялық схемасына байланысты міндеттерге және пайдаланылатын шикізатқа байланысты ерекшеленеді.

Мысалы, аз күкіртті вакуумдық газойльді және салыстырмалы түрде аз мөлшердегі жарықты (жеңіл гидрокрекинг) алу үшін процесс бір реакторда шамамен 350°С температурада 80 атм дейінгі қысымда жүргізіледі.

Жарықтың барынша көп шығуы үшін (шикізатқа бензин фракциясының 90%-ға дейін, оның ішінде 20% - ға дейін) процесс 2 реакторда жүзеге асырылады. Бұл ретте бірінші реактордан кейін өнімдер Ректификациялық колоннаға түседі, онда химиялық реакциялар нәтижесінде алынған жарық айдалады, ал қалдық екінші реакторға түседі, онда қайтадан гидрокрекингке ұшырайды. Бұл жағдайда вакуумдық газойльді гидрокрекинг кезінде қысым шамамен 180 атм, ал мазут пен гудронды гидрокрекинг кезінде - 300-ден асады. Процесс температурасы сәйкесінше 380-ден 450°C-қа дейін және одан жоғары болады.

Ресейде соңғы уақытқа дейін гидрокрекинг процесі қолданылмады, бірақ 2000 жылдары Пермьдегі зауыттарда қуат енгізілді (сурет. 16), Ярославль және Уфа, бірқатар зауыттарда гидротазарту қондырғылары жеңіл гидрокрекинг процесіне қайта құрылды. "Киришинефтеоргсинтез" ЖШҚ-да қондырғы орнатылуда, "Роснефть"ААҚ зауыттарында құрылыс жоспарлануда.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.