Мұнай фракцияларын гидрокрекингтеу

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы ғылым және білім министрлігі
Қарағанды Мемлекеттік Техникалық Университеті

Кафедра :

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы : ГИДРОКРЕКИНГ

Орындаған : НД 152 Байзахова Г.К
Тексерген : Шманов .М.Н

2017

Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
І. Гидрокрекинг туралы жалпы мәлімет ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.1 Өнеркәсіптегі гидрокрекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.2 Мұнай фракцияларын гидрокрекингтеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ІІ. Екі сатылы гидрокрекинг қондырғысының технологиялық сызбасы және процестің сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ІІІ. Реакциондық аппарат . Гидрокрекинг реакторының сызбасы. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
ІV. Гидрокрекинг процессінде қолданылатын катализаторлар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
V. Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
VІ. Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ..

Кіріспе . I.Гидрокрекинг туралы жалпы мәлімет
Гидрокрекинг ол жақын түсті мұнай өнімдерін (жанармайды , керосинді, дизель отынын) алу үшін , сонымен қатар С3-С4 қойытылған газдарды мұнай шикізатының , молекулярлық массасынан жоғарырақ болтын мұнай шикізатын сутегінен өңдеуге қысым арқылы алу үшін қолданылатын катализдік процесс есептеледі.
Гидрокрекинг мұнай өнімдерінің кең түрдегі ассортиментін алуға мүмкіндік береді және де тәжірибеде қандай да болмасын мұнай шикізатынан , тиісті катализаторларды және шарттарды таңдай алумен және мұнай өңдеудің кең бір тиімді және икемді процесі болып есептеледі..
Процестің химиялық негіздері. Гидрокрекинг өнімдерінің сипаттамаларын өте күшті деңгейде катализаторлардың қасиеттерімен және де оның гидроленуімен , қышқылдық белсенділігімен анықтауға болады.
Гидеркрекинг шикізаттың қасиетіне және процестің мәніне байланысты бір немесе екі сатыда болады.Екінші сатыда гидрокрекингтің ауыр түрлері жүреді..
Бірінші сатыда шикізаттың молекулярлық массасы бір шамаға төмендейді. Оның сутегімен қанығуы жүреді. Толығымен немесе ішінара гетероатомдар жойылады. Екінші сатыда дайындалған шикізат сутегінің қысымымен қызмет мерзімі үлкен стационарлы катализаторларда терең крекингке ұшырайды.
Гидрокрекинг жағдайында шикізаттың өзгеруі белгілі бағыттарда жүреді. Біріншіден гидрогенолизге гетероатомды қосылыстар ұшырап Н2О, NH3 және H2S қосылыстар күйінде түзіледі. Бір мезгілді шектеусіз көмірсутектердің гидрлену процесі жүреді. :
-CH2 - CH = CH 2 -- - CH 2 - CH 2- CH 2- CH 2 -
Нафтенді циклдер изомерленіп ыдырайды : СН3 СН3 СН3 CH 2
CH 2 CH 2 СН3 CH 2
СН3
Н2

Жоғары гидроленуші және төмен қышқылды автивтілігі болатын катализаторларда ароматты сақиналары қанығады, конденсірленген ароматты сақиналардың гидреленуі әр бір сатыда жылдамдығы төмендеп дәйекті түрде жүреді.:

Н2 Н2

2Н2 3Н2

Арендердің дәйекті гидрленуімен бірге шектелген сақиналар ыдырауы және алкилді арендердің түзілуі мүмкін :
С4Н9

2Н2 Н2 Н2 + С4Н10

Алкандар изомерлену және ыдырау реакцияларға ұшырайды. Крекинг кезінде түзілген олифендер бір бірімен қосылып парафиндер түзеді. Екіеселік байланыстарлың қанығуынан изопарофиндер түзіледі.
Гидрокрекингтің жылу эффектісі гидрлену және ыдырау реакциялардың қатынасымен анықтаймыз. Крекинг процестің эндотермиялық эффекті гирлеу процестің экзомермиялық эффектімен компесацияланады екен.
Оптималды температура гидрокркеингте 300-425°C аралығында жүреді. Температура төмен болған жағдайда реакция баяу жүреді. Жоғары температурада кокс түзіледі. Реакцияның ықтималдығы төмендейді.. Одан басқа жоғары температурада ыдырау процестері жылдамдатылады да жеңіл фракциялардың және газдың шығымын арттырады екен..
Гидрокрекингті іс жүзінде негізен 400-450°C температурада және 3-10 МПа қысымда жүргіземіз.
Гидрокрекинг процестің принципіне мысал ретінде схеманы келтіреміз.

Шикізатты 84-140 атм қысымдағы 290-400°C температураға дейін қыздырылған сутекпен араластырамыз. Кейін бірінші реакторға жібереміз. Бірінші реакторда бұл коспалар гидрирлену , крекинг және риформинг реакцияларына ұшырайды. Және екінші реакторда бұл процестер қатаңдау жүреді. Мұнда негізінен температура және қысым жоғары болады. . Екінші реактордан шыққан қоспаны сутегінен босатып фракциялаймыз.

1.1 Өнеркәсіптегі гидрокрекинг
Өнеркәсіпте қолданылатын гидрокрекингті төмендегідей бөлеміз:
* Жанармай фракцияларының гидрокрекингі . бұл фракцияны Мұнай газын алу үшін C4С5 изоқұрылым көмірсутектерін мұнай химиялық синтез үшіг және автокөлік жанармайының жеңіл жоғары октанды компонентін алу үшін қолданамыз.
* Орта дистилляттардың гидрокрекинг немесе тікелей айдалатын және екінші рет шығарылатын гидрокрекинг. қайнау температурасы 200-350°C болады . Жанармай және реактивтік отын алу мақсатында қолданамыз.
* Атмосфералық және ваккумдық газойдардың гидрокрекингі. Кокстену газойлдері , катализдік крекинг газойлдары - жанармайлар , реактивтік және дизель отынын алу үшін қолданамыз. .
* АУыр мұнай дистилляттарының гидрокрекингі. Реактивтік және дизель отындарын, жағармайларын , аз кукүртті қазандық отындарын және катализдік крекинг үшін шикізат алу үшін қолданамыз.
* Жанармайдың октандық санын көтеру мақсатында селективтік гидрокрекингілеу . Реактік және дизель отынының суып қалу температурасын төмендету үшін және де майлы фракциялардың түсін , тұрақтылығын жақсарту үшін және суып қалу температурасын төмендету үшін қолданамыз.
* Гидродеароматтандыру
Жанармай фракцияларының гидрокрекингі . катализдік крекингтің және жанармайдың крекингінің комбинацияланған процесін түзеді және өнеркәсіптік қолданылады. Ол біздің елде изоформинг деген атау алған..
Бұл процесте шикізат - ауыр жанармайлық фракциялар. Оларды риформинг алдында гидротазартумен біріккен гидрокрекингке ұшыратады.
Гидрокрекингтің гетероорганикалық қосындылардан тазартылған өнімі -20% - ке төмен молекулалық алкандарды құрамында сақтайды және оларды ректификация арқылы бөліп шығарады екен. Ректификациядан кейінгі қалдық , бастапқы шикізатпен салыстырғанда , құрамында жеңілденген фракциондық құрамды біріктіреді екен және де арендердің , циклоалкандардың көтеріңкі құрамымен сипатталады . Яғни катализдік риформинг үшін ең жақсы шикізат болып табылады екен.
Изокомпонеттің октандық саны , зерттеу әдісі бойынша -86 пунктті құрайды. Изокомпонетті риформингпен 3:7 қатынасында араластырамыз және араластыру арқылы АИ93 жанармайын аламыз.
* Орта дистеляттардың гидрокрекингі. Орта дистелляттардың гидрокрекингі 200 -350°C температурада болады. Жанармайларды және реактивтік отындарды алу үшін зерттелген. бірақ та шикізат ресурстарының болмауына байланысты тәжірибелік мәні жоқ екені анықталған.
* Ауыр газойлдық фракциялардың гидрокрекингінің варианттары әске асырылып , олар жанармай , реактивтік және дизель отырдарын , сонымен қатар , жанармайлардың , қазандық отынның және катализдік крекинг шикізатының және пиролиздің сапасын көтеруге бағытталады екен.
Күкіртті аз ваккумдық дистелляттарды жанармайға гидрокрекинг жасау гетероатомдық қосындылармен уландыруға берік катализаторларға бір сатыда 340-450°C температурада және сутегінің қысымы 10-20 МПа - да іске асырамыз. Жанармайдың шығымы 3040% құрайды екен, дегенмен де 80-90% процентке жетуі мүмкін. 1¸5% жоғары күкірті және 500-2500 млн.азоты бар шикізатты өңдеу үшін бірінші сатыда гидротазарту сатысы бар екі сатылы процесті қолданамыз. Процестің екінші сатысы құрамында VIII топтық металдары болып табылатын катализаторда іске асырылады, температурасы 290-380°C, қысымы 7-10 МПа жағдайында болады. Жанармайдың шығымы шикізатта 70-125% ке дейін жетеді. Алынатын жеңіл жанармайды тауарлық жанармайдың компоненті ретінде қолданамыз .. Ауыр жанармайды риформингке айдаймыз . Гидрокрекинг өнімдері , жанармай нобойлары бойынша , көбінесе катализдік өнімдерімен ұқсас болады: газ тәрізді өнімдердің құрамында айтарлықтай мөлшерде C1C4 көмірсутегілер болады. Сұйық өнімдерде таралымды қосындылар көп болады екен.
Катализдік крекингке қарағанда , гидрокрекинг өнімдері қаныққан сипатта болады және гетероатомдық қосындылары болмайды. Гидрокрекинг газойлдары , сонымен қатар , катализдік крекинг газойлдарымен салыстырғанда, азырақ хош иістенген болады.
Гидрокрекинг болашақты бағыты болып майлы фракцияларды өңдеу саналады (вакуммдық дистилляттарыды және деасфальтизаторларды)
3¸Селективтік гидрокрекинг . бұл процесс шикізаттан гидрогенолиз жолымен төмен деңгейде мұздатылатын отындар мен майларды алу мақсатында қалыпты құрылымды алкандарды алып тастауға бағытталады. Бұл процесте катализатор ретінде геометриялық селективті цеолиттерді пайдаланамыз. Олардың кіріс терезелерінің өлшемі (0¸5-0,55мм) еркін түрде қуыстарға кіруге және тек қана әдеттегі алкандардың молекулаларына , диаметрі 0,49 мм, реакция болады. Селективті гидрокрекингті гидроизомерация сияқты тура айдалатын фракциядан және рафинаттардан төмен суыйтын майлар өндіру үшін пайдаланамыз . Процесте 300-430°C температурада, 2-10МПа қысымда , шикізатты берудің көлемдік көлемдік жылдамдығы 0,5-2ч1 өткізеді. Майлардың шығуы 80-87% ін құрайтынын білеміз. Майдың сапасы төменгі температурада еріткіштермен цепарафинизациялауда алынатын майлардың сапасына жуық төмендетіле алады.
4.Гидродеароматизациялау . Катализдік гидродеароматизия - жоғары сапалы реактивтік отындарды тура айдалған және екінші реттегі шикізаттан алатын негізгі процесс есептеледі.. Тура айдалатын орта дистиллятты арендердің құрамы, мұнайдың шығуына байланысты 14-35% құрайды екен. Екінші рет туындаған дистилляттарда - 70% ке дейін жетеді екен. Күкіртті 0,2% және азоты 0,001% кем тура айдалған шикізатты өңдеуді бір сатыда құрамында платина цеолиті бар катализаторларда , шикізатты беру көлемдік жылдамдығы 4t-1 де болады.. Бұл жағдайда арендерді жоюдың толықтығы 75-90% құрайды екен. Гетероатомдардың құрамының көп болуында алдын - ала гидротазалау қажет болады. Екінші реттегі шикізат қатаңырақ жағдайда өңделеді екен және температурасы 350-400°C , қысымы 25-35МПа болады.
1.2 Мұнай фракцияларын гидрокрекингтеу
Гидрокрекинг мұнай өңдеу процестерінде ең тиімді , икемді 8 мұнай шикізаттарының кез келген түрінен керекті катализаторлармен процесті жүргізудің жағдайын таңдау арқылы іс жүзінде мұнай өнімдерінің көп ассортименттерін аламыз.
Мақсатына байланысты өндірісте пайдаланылатын гидрокрекинг процесін былай бөлуімізге болады. :
* Бензиндердің октан санын көтеру, реактивті және дизель отындарының қату температурасын төмендету , қазан отынының түсін және тұрақтылығын жақсарту мақсатында гидрокрекингтеу.
* Ваккум дистилляттарын , реактив және дизель отындарын алу , жоғары индексі майлар немесе каталитикалық крекинг шикізатының негізін құрайтын компонеттер алу мақсатында гидрокрекингтеу.
Бензин фракцияларын гидрокрекингтеу. Бензин фракцияларын гидрокрекингтеудің негізгі мақсаты C4-C5 изопарафин көмірсутектерін , автомобиль бензиндерінің жоғары октанды құрастырмасы есебінде қолданылатын изокомпонент , C4-C5 изоалкандары - жасанды каучук өндірісінің шикізатын алу мақсатында қолданылады. Шикізат есебінде тура айдалған бинзиннен бөлек газоконденсаттар және риформингтің рафинатын қолданамыз. Катализатор есебінде цеолиттерді қолданамыз : ҮСКЭ , реонит , пентасилдың металдардың гидрлеуші оксидтермен біріктірілген төсегіш есебінде қолданатын алюминий оксидіне отырғызылған түрі болып есептеледі.. Изобутан мен изопентан алуға бағытталған процесті 350°C, 4МПа және 0,5-1,5 сағ -1 қалдықта қайта беріледі.
Изореформинг процесін тура айдалған бензиндерді гидрокрекинг пен риформингтің бірікпесі есебінде , жоғары октанды автомобиль бинзиндерін алуға бағытталған деп қараймыз . Бензинді гидротазалауды және гидрокрекингті екі реаторда , бірінші сатысында 300-350°C температурада , 4МПа қысымда және 1,5сағ-1 та амалға асырылады.. Изокомпонетті бөлгеннен кейін күкіртсізденген қалдық күкірт мөлшкрі 1млн-1 реформинг сатысына жіберіледі екен. Бұл процеске ГКБ -3 М өндірістік катализаторды алюминий гидроксид суспензиясына молибден қосылыстарын , одан кейін никель және цеолитті натрий мөлшері 0,1% проценттен кем қосумен алуға болады.
Вакуум дистиллятын 15 МПа гидрокрекингтеу. 15 МПа қысымдағы гидрокрекинг процесіне үлкен икемдік сипатта болады. Бұл процеске шикізат есебінде вакуум дистилляттары немесе олардың жай кокстеу қондырғысынан шыққан ауыр дистилляттарымен қоспасы қолданылады . Бір катализатордың өзінде әртүрлі мақсатты өнімдерді ең көп мөлшерде алуға болады. Мысалы : реактив , қысқы арктикалық және жазғы дизель отынын , май алуға қажетті шикізатты. Бұл өнімдерді шикізатты беру жылдамдығын өзгерті арқылы , шикізатқа есептегенде қуатын өзгеру арқылы ректификациялау жағдайын және аздап температурасын алуымызға болады.. Соңғыны әдетте катализатор автивтігінің төмендеуінің уақыт өткен сайын , орнын толтыру үшін өзгертеді.
Қазіргі кезде бұрыңғы КСРО да вакуум дистилляттарын 15 МПа қысымда гидрокрекингтеуді реактив , арктикалық қысқы дизель отындарын және жоғары индексті майлар алу мақсатында жүргізу тиімді екені анық. Вакуум дисиллятын соңғы қайнау температурасы 500°C температурадан жоғары емес және металдар мөлшері 1-2 млн-1 көп емес болғанда гидрокрекинг процесін реактив және дизель отындар алу мақсатында бір сатыда және әртүрлі катализаторларды бірнеше қабат орналастыру арқылы жүргізіледі.

Гидрокрекинг процесінің бір және екі сатылы варианттарында орта дистилляттарды алу процестерінің сипаты төмендегі кестеде көрсетілген:
Көрсеткіш
Отынның түрі

Дизель
Реактив
Шикізат
Тығыздығы гсм3
Бастапқы қайнау
Соңғы қайнау

0,9050,909*
282-494350-500

0,8940,909*
250-463350-550
Мөлшері :
Күкірттің ,%(мас)
Азоттың ,ррm

275255*
940695*

1,82,55*
1000695
Шығым шикізатқа ,%
H2
C1C2
C3C4
Жеңіл бензин
Ауыр бензин
Реактив отыны
Дизель отыны

3,032,20
0,400,58
0.793.40
1.287.48
8.53**12.44
-
88.0375.36

2.032.20
1.470.60
4.10 3.77
9.10 14.09
13.5016.92
73.33 60.52
-
Барлығы
102.06 101.46
103.53 103 .10
Сутегінің шығымы м3т
231 282
277 347
Реактив отыны
Тығыздығы гсм3
Қату температурасы °C
Түтінсіз жалын биіктігі , нм

-
-
-

0.788 0.795
-55 -60
27 25
Дизель отыны:
Тығыздығы гсм3
Цетан саны
Қату температурасы °C
Күкірт мөлшері , ррm

0.842 0.820
5458
-18-30
10010

-
-
-
-
*-10 қайнау температурасы 403°C , ск - 474°C температура газойлдің мәндері
** - алшақ бензин ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.