Гидрокүкіртсіздендіру үрдісінде мұнай шикізатының катализі

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі

Қарағанды мемлекеттік Е. А. Бөкетов атындағы университеті

Химия факультеті

Химиялық технология және экология кафедрасы

ГИДРОКҮКІРТСІЗДЕНДІРУ ҮРДІСІНДЕ МҰНАЙ ШИКІЗАТЫНЫҢ КАТАЛИЗІ

пәні бойынша

050606 - Химия

мамаңдығы үшін

ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕН

Қарағанды 2009

Құрастырған: Кәрімова Әлия Болатқызы , х. ғ. к., доцент

050606 - «Химия» мамандығының студенттеріне арналған «Гидрокүкіртсіздендіру үрдісінде мұнай шикізатының катализі» оқу құралында мұнай және көмірсутекті шикізатты асылдандыру үрдістерінің технологиясы, ауыр мұнай қалдықтарының гидрокүкірсіздендіру үрдістерінің ерекешіліктері келтірілген.

«Гидрокүкіртсіздендіру үрдісінде мұнай шикізатының катализі» пәні бойынша 050606 - «Химия» мамандығы студенттеріне арналған оқу-әдістемелік кешен/ Дайынд. Ә. Б. Кәрімова - Қарағанды: ҚарМУ баспасы, 2009- 36 б.

Қарағанды мемлекеттік университеті, 2009

1. ПӘННІҢ ОҚУ БАҒДАРЛАМАСЫ - SYLLABUS

1. Оқытушы туралы мәліметтер:

Кәрімова Әлия Болатқызы х. ғ. к., доцент химия факультеті, «Химиялық технология және экология» кафедрасы.

1. 2. Пән жөнінде мәлімет:

Пән атауы - Гидрокүкіртсіздендіру үрдісінде мұнай шикізатының катализі

Өткізу орны - Химия факультеті, 3-ші лаборатория.

Оқу жоспарының көшірмесі :

1. 3. Пререквизиттер: Гидрокүкіртсіздендіру үрдісінде мұнай шикізатының катализі пәнін оқыту жалпы химиялық технология, физикалық химия, анорганикалық химия, органикалық химия пәндердің негізінде жүргізіледі.

1. 4. Постреквизиттер: білім көлемі мамандық бойынша тереңдетіліп оқытылатын пәндер үшін қажет.

Осы пән бойынша меңгерілетін білім көлемі: «Мұнай, газ және көмірді өңдеудің процестерінің теориялық негіздері», «Мұнай шикізатының деструктивті және деструктивті емесе өңдеу процестері» пәндерін игеруге қажет.

1. 5. Пәннің қысқаша мазмұны: Пәнді оқытудың мақсатына қатты көмірсутекті шикізатты гидрогенді үрдістердің әр түрлі модификациялары: гидротазалау, гидрокрекинг, гидродеалкилдеу, гидрлеу және гидроизомерлеу қарастырылған.

Пәннің мақсаттары мен міндеттері:

Мұнай шикізатын гидрокүкіртсіздендіру үрдісі туралы негізгі түсініктемелерді білетін студенттарді дайындау. Мұнай шикізатының химиялық құрамы, физикалық қасиеттері туралы мәліметтер беру. Екіншілік үрдістерде қолданылатын шикізат құрамына қойлатын талаптарға сай гидрокүкіртсіздендіру үрдісінің маңыздылығы.

Білу:

- студенттерді гидрогенизациялық әдістердің көмегімен мұнай және ауыр мұнай қалдықтарын өңдеудің негізгі принциптерімен таныс болу;

- мұнай және ауыр мұнай қалдықтарын гидрокүкіртсіздендіру технологиясында қолданылатын катализаторлардың қасиеттерін білу;

- мұнай және ауыр мұнай қалдықтарын гидрокүкіртсіздендіру үрдістерінің механизмдерін білу;

- ауыр мұнай қалдықтарының физика-химиялық қасиеттерін білу;

- химиялық технология бойынша есептерді шығару дағдыларды алу;

- химиялық технология пәнін оқу барысында алған білімдерін тәжірибеде қолдану.

Ескерту:

1) Әдебиетті таңдау төменде келтірілген әдебиет тізімі бойынша өздігімен орындалады (1. 7)

2) 1. 6 кестесінде келтірілген балдары орташа есебімен шығарылады.

1. 6. Пән бойынша тапсырмаларды орындау және тапсыру кестесі

1. 7. Әдебиеттер тізімі

Негізгі әдебиет

1. Омаров Х. Б., Сағындыкова З. Б., Байкенов М. И., Әбсәт З. Б. Химиялық технология практикумы, Қарағанды, 2005, 137б.
2. Сүйербаев Х. А. Мұнайхимиясына кіріспе Алматы:Қазақ университеті: 2003.
3. Суербаев Х. А. Введение в нефтехимию. Алматы:Қазақ университеті: 2002г.
4. Тимофеев В. С., Серафимов Л. А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического ситнеза. М: Высшая школа. 2003. 536с.
5. Соколов Р. С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000.
6. Трегер Ю. А. Основные хлорорганические растворители. М: Химия, 1984, 224с.
7. Гордон П., Грегори Органическая химия красителей. Москва: Мир, 1987, 344с.
8. Ключников Н. Г. Практические занятия по химической технологии. М:1978.
9. Аранская О. С. Сборник задач и упражнений по химической технологии и биотехнологии. Минск. 1989.
10. Букварева О. Ф. Кинетика и термохимия процессов термодеструкции углеродсодержащих веществ. М:2001.
11. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М:1973.
12. Левин В. П., Туварджиев Л. В. Химико-технологические поцессы получения промышленных материалов. Калинин, 1989.
13. Одабашян Г. В., Швец В. Ф. Лабораторный практикум по химии и технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М: 1992.
14. Суербаев Х. А. Каталитические процессы в нефтеперерабатывающей промышленности. Алматы, 2002.
15. Тимофеев В. С., Серафимов Л. А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М:1992.

Қосымша әдебиет

1. Евстигнеева Р. П. Тонкий органический синтез. М: 1991.
2. Ахназарова С. Л., Кафаров В. В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. М: 1985.

1. 8. Баға жөнінде ақпарат

Рейтинг-шкала

Білімді бағалау критерилері

1. 9. Курстың саясаты мен процедурасы:

- сабаққа кешікпеу;

- сабақ үстінде сөйлеспеу, газет оқымау, сағыз шайнамау;

- ұялы телефондарды сөндіріп қою;

- сабаққа қатаң киіммен келу, лабораториялық сабаққа ақ халат кию;

- сабақты босатпау, науқастану себебімен босатқан жағдайда анықтама қағаз әкелу;

- босатылған сабақтарды оқытушы тағайындаған уақытта қайтадан өткізу;

- тапсырманы орындамаған жағдайда қорытынды баға төмендейді (айып баллдарын қара)

- оқу процесіне белсенді қатысу;

- үй жұмысын және басқа да тапсырмаларды мұқият орындау;

- қоршаған адамдармен шыдамды, ашық, мейірімді болу;

- сабақ үстінде үнемі қарым-қатынасты байланыста болу;

- ұжымдық жұмысқа әрекет жасау, талдау жұмыстарына ұяң студенттерді тарту;

-уақытылы және міндетті болу;

Айып балдар төмендегілер үшін салынады:

• сабақты босатқан үшін -10%
• тапсырманы орындамағаны үшін -10%
• жұмысты уақытында тапсырмағаны үшін - 10%
• кешіккені үшін-10%
• бірнеше рет жауап бермегені үшін-10%
• сабақ үстіндегі төмен тәртібі үшін-10%

Қосымша балдар төмендегілер үшін беріледі:

• белсенді жұмысы үшін - 10%
• сабақты босатпағаны, кешікпегені үшін - 5 %
• ерекше жауабы үшін - 10%

- мерзімінен бұрын орындаған жұмысы үшін - 5%

2. ПӘН БОЙЫНША ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР

2. 1 Күндізгі бөлімнің тақырыптық жоспары. Барлығы (несиелер) -3

2. Лекциялық сабақтар тезистері

Дәріс1: Катализатордың стационарлы қабатымен технологиясы. Chevron Research фирмасының RDS және VRDS үрдістері.

Бұл үрдіс жоғары күкіртті мазуттар мен жеңіл және ауыр мұнайлардан алынған гудрондарды гидрокүкіртсіздендіру үшін арналған. Шикізат сипаттамасы және өнімдерің шығымдары 1 кестеде көрсетілген.

Кесте 1. Шикізат пен өнімдердің сипаттамасы

Үдіс сұлбасы (сур. 1) бойынша шикізатты бір рет өткізеді және технологиялық газдарды H ₂ S тазартады.

Сур 1. Shevron Research фирмасы гидрокүкіртсіздендіру үрдісінің технологиялық сұлбасы:

1 - фильтр; 2 - пеш; 3 - реактор; 4, 5 - жоғары қысымды ыстық және суық сепараторлары; 6 - төмен қысым сепараторы; 7 -циркуляциялық газды тазарту секциясы; 8 - циркуляциялық компрессор; 9 - тұрақтандыру үрдісі.

Сызықтар: I - шикізат; II - қосымша сутек құрамды газ; III - су; IV - күкіртсутек; V - қышқыл ағындар; VI - бу; VII - газ; VIII - тұрақсыз бензин; IX - күкіртсіздендірілген өнім.

Катализатор аталған фирмада жетілдірілген, металлдарға тұрақты, жұмыс атқару уақыты 6айдан 1жылға дейін. Шикізат құрамында металлдардың мөлшері туралы мәліметтер берілмеген. Негізгі өнім - аз күкіртті қазандық отын компоненті ретінде қолданылатын аз күкіртті қалдық. Немесе вакуумды айдаудан кейін дистиллят гидрокрекингке жіберіледі, ал қалдық ашық дистиллятар мен түсті металлургияға қажет коксты алу үшін кокстеуге жібереді.

1982 жылы өнімділігі 12, 880 м ³ /тәу мазутты гидрокүкіртсіздендіру қондырғысы құрылған. Бұл қондырғы Сауд Аравиясының ауыр мұнай мазуттарын өңдеу үшін қолданылады. Екі параллельді реактордан құралған үш жеке сызықтан тұрады. Алты реактордың салмағы әр қайсысы 1000 тонна. Реакторда катализатор бірнеше қабатта орналасады, қабат аралығындағы температураны реттеу үшін суық сутек құрамды газды береді.

Фирмамен қалдықтарды асылдандыру сұлбалары толығымен қарастырылған. Келесі нұсқалар жетілдірілген: вакуумды газойльді гидротазалау (VGO) және аз кеуекті қалдықты отын алу үшін оны гудронмен араластырады. Құрамында күкірт мөлшері 1% аз өнім алу үшін гудрон құрамына кіретін фракцияларды ұшыратады.

Негізгі әдебиет [1-12]

Қосымша әдебиет [1-2] .

Дәріс 2: Катализатордың стационарлы қабатымен технологиясы. Gulf Research and Development фирмасының Resid -HDS үрдісі

Аталған қондырғылардың (сур. 2) жобалау қуаттылығы тәулігіне 7950 м ³ мазут құрайды (кесте 2) .

Сур. 2. Gulf фирмасының қондырғысы:

1 - фильтр; 2 - қабылдау ыдысы; 3 - пештер; 4 - алдын ала реакторы; 5 - реакторлар; 6, 7, 8 - төмен қысымды ыстық және суық сепараторлары; 9, 10 - төмен қысымды ыстық және суық сепараторлары; 11, 12 - циркуляциялық газды күкіртсутектен тазарту жүйесі; 13 - тамшы бөлгіш; 14 - циркуляциялық газдың компрессоры; 15 - сутектің жаңа порциясын сығу компрессоры; 16 - бензин сепараторы; 17 - ректификациялық мұнара; 18 - буландыру мұнарасы; 19 - сепаратор.

Сызықтар: I - шикізат (мазут) ; II - қосымша СҚГ; III - отын; IV - су; V - регенерленген амин ертіндісі; VI - аминің қаныққан ертіндісі; VII - дистилятты газ; VIII - бензин; IX - орташа дистилляттар; X - ауыр дистилляттар; XI - қышқыл ағындар; XII - күкрітсіздендірілген қалдық.

Қондырғы екі параллельді реакторлар сызығынан тұрады, ал қалған аппараттар бір түйінде орналасқан. Бірінші реакторлар салыстырмалы кішкентай өлшемді. Бірінші реактордың биіктігі 4, 88 м, екінші реактордікі - 10, 67 м, екі соңғы реакторлардың биіктігі -16, 76м. Барлық реакторларда катализатордың бір қабаты ғана қолданылады, ол келесі себептерге сай алынған:

• Катализаторды жүктеу және шығару операциялары оңай жүргізіледі;
• Катализатор қабатының қиылсы бойынша бу сұйықты қоспа оңай таралады;
• Жүйеге суық сутек құрамды газды енгізу кезінде үрдістің температурасы оңай реттеледі.

Реакторға катализатордың екі түрі жүктеледі. Реакторлық жүйенің кірер жолдында жоғары металлсыздандыру қабылетіне ие, ал соңғысы шикізат құрамында металдардың мөлшері аз болған жағдайда жоғары гидрокүкіртсуздендіру қабылетіне ие катализаторлар салынады.

Кесте 2. Шикізат пен өнімдердің сипаттамасы

Катализаторлардың қатынасы шикізат сипаттамасына сай алынады, біріншіден металл мөлшеріне, екіншіден тазалау тереңдігіне сай таңдалады. Катализатор 6-12 ай аралығында реактордан шығарылып, ауыстырылады.

Негізгі әдебиет [1-10]

Қосымша әдебиет [1] .

Дәріс 3: Катализатордың стационарлы қабатымен технологиясы. UOP Process фирмасының RCD Unibon, RCD Unibon (BOC) үрдістері

Аз күкіртті қазандық отынды немесе күкіртті мұнай қалдықтарынан немесе асфальтсыздандырылған гудрондардан терең өңдеу үшін шикізат өндіруге арналған. Үрдіс сұлбасы (сур. 3) екі кезеңді.

Сур. 3. UOP фирмасының қондырғысы:

1 - пештер; 2, 2' - бірінші және екінші кезеңді реакторлар; 3, 3' - бірінші және екінші кезеңді сепараторлар; 4 - циркуляциялық газды тазарту мұнарасы; 5 - буландырғыштар, б - ректификациялық мұнара; 7 - циркуляциялық газ компрессоры.

Сызықтар: I - шикізат (мазут, деасфальтсыздырылған гудрон) ; II - жаңа СҚГ; III- реакция газдары; IV - тұрақсыз бензин; V - дизельді отын; VI - күкіртсіздірілген қалдық.

Бірінші кезеңде циркуляциялық газдарды күкірт сутектен тазартады. Күкірт сутектен тазартылған циркуляциялық газдар сутек құрамды газдың жаңа мөлшерімен қосылып, екінші кезеңге өтеді. Бірінші кезеңге екінші кезеңнің сутек құрамды газы жіберіледі.

Егер өңделетін шикізат құрамында 20 г/т металл (ванадий мен никель) болатын болса, онда катализатордың екі түрі қолданылады. Катализатордың бірінші түрі шикізаттың жүру жолы бойыншкүкірт мен металлдардың терең емес бөлінуін (75%) қамтамасыз етеді. Бірақ ол үлкен металлсыймдылығына ие. Екінші катализатор аз емес металлсыймдылығына ие, бірақ жоғары белсенділігіне ие. тереңдігі алынатын өнімге қойылатын талаптарға сай анықталады.

RCD Unibon үрдісінің шикізаты -мазут, ал RCD Unibon (BOC) үрдісінің шикізаты гудрон болып табылады.

Тиімділік дәрежесін жоғарлату үшін гидрокүкіртсіздендіру үрдісін деасфальтизация үрдісімен байланыстырады (DEMEX үрдісі) . мазут пен гудронды вакуумдық айдаудан кейін алынған қалдықтар мен бастапқы гудронды деасфальтизациялау нұсқалары жетілдірілген.

Негізгі әдебиет [1-7]

Қосымша әдебиет [1-3] .

Дәріс 4: Катализатордың стационарлы қабатымен технологиясы. Exxon Research and Engeneering фирмасының Residfining үрдісі

Үрдіс шикізаты ретінде мазут және гудрон болып қолданылады, үрдіс өнімі - қазандық отынның аз күкіртті компоненттері, оларды терең ыдырату және әрі қарай фракциялау арқылы каталитикалық крекинг шикізат болып табылатын дистиллятар мен газойльдер (сур. 4) алынады.

Сур. 4. Exxon фирмасының Residfining үрдісінің қондырғысы:

1- фильтрлер; 2 - пеш; 3 -реактор; 4 - негізгі реактор; 5, 6 - газ сұйықты сепараторлардың жүйесі; 7 - газдарды күкіртсутектен бөлу және тазарту секциясы; 8 - ректификациялық мұнара.

Сұлбаға шикізатты сүзу үшін арналған фильтрлер мен алдын ала реакторлар енгізілген. Сүзуден кейін шикізат жүйеде айналымда жүретін сутек құрамды газбен араластырылады, қоспа пеште қыздырылады және бірінен кейін алдын ала және негізгі реакторларды өтеді, одан кейін газды сепарациялау жүйесіне жіберіледі.

Сутек құрамды газ күкіртсутектен тазартылып, үрдіске қайтарылады. Гидрогенизат өнімдердің қолдану сұлбасына байланысты сәйкесінші дистиллятарға дейін фракцияланады.

Бұл өндірістік қондырғыда құрамында сәйкесінше 3, 3 және 3, 9 % күкірт болатын мазут пен гудронның қоспасы (75:25) қатынаста алынып, өңделеді. Өнімділігі тәулігіне 12000 м ³ . 16 ай аралығында RT-2 катализаторында күкіртсіздендіру дәрежесі 90-84% құрайды.

Негізгі әдебиет [1-11]

Қосымша әдебиет [1-2] .

Дәріс 5: Катализатордың стационарлы қабатымен технологиясы. Shell Development фирмасының мұнай қалдықтарын гидрокүкіртсіздендіру үрдісі

Үрдіс күкірт, металл және афальендерді бөлумен қатар тұтқырлығын азайту арқылы мұнай қалдықтарының сапасын жоғарлату үшін арналған. Қондырғыға түсетін шикізат (сур. 5) фильтр арқылы өтіп, сутек құрамыд газбен араласып, ысытылады да алдын ала реакторына өтеді.

Сур. 5 . Shell Development фирмасының мұнай қалдықтарын гидрокүкіртсіздендіру үрдісінің сұлбасы:

1 - фильтр; 2, 2' - СҚГ компрессорлары; 3 - пеш; 4 - алдын ала реакторы; 5 - негізгі реактор; 6 - циркуляциялық газды тазарту секциясы; 7 - газ сұйықты сепараторлары.

Сызықтар: I - шикізат; И, II' - қосымша және циркуляциялық СҚГ; III, IV -жаңа және өңделген катализатор; V - отын жүйесіне жіберілетін газ; VI - тазартылған өнім фракциялауға.

Катализаторды жиі ауыстыруына байланысты, осы операцияны шұғыл жүргізу тәсілі ойлап табылған. Катализатордың жүктелуін гидравликалық әдіспен жүргізеді (сур. 6), оны сұйықты тасмалдайтын арнайы ыдыстан реакторға тасымалдайды.

Сур. 6 Катализаторды гидравликалық жүктеу сұлбасы

1- катализатормен ыдыс; 2- реактор; 3-фильтр.

Реакторда катализатор тұнбаға түседі, ал сұйық қайтадан катализатор бар ыдысқа қайтарылады. Реактор көп полкалы, және де полканың астыңғы жағы конус тәрізді түппен шектеледі. Реактордың бұндай конструкциясы газ шикізатты ағынның қабаттан қабатқа таралуына және жалпы ағынның реактор қиылысы бойынша біркелкі таралуына себеп болады. Сонымен қатар ол катализатордың тез және толық шығарылуына мүмкіндік береді.

... жалғасы

Гидротазалау

Гидротазалау гидрогенизациялық процестер

Мұнай өңдеу кезіндегі химиялық процестерді талдау

Катализ процесінің құрылымы

Мұнайды гидрокрекингілеу

Мұнайды өңдеудің біріншілік және екіншілік процестерінің химиялық негіздері

Процестің физика-химиялық негіздері

Мұнайдың гетероатомды қосылыстары

АҚ "Қазxром "жұмыс орындарын атестациялау негізінде өндірістік орындағы зиянды факторлардың әсері

Пропанның шикізатқа еселігі

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс