Материальный баланс установки АВТ

Поскольку Усть-балыкская нефть содержит 0, 9 % растворенных газов (см. табл. 1.2), 18, 4 % бензиновых фракций, выкипающих до 200^оС, 42, 8 % светлых, выкипающих до 350^оС и 1, 53% серы (табл. 1.1), то для переработки такой высокопотенциальной нефти наиболее рациональной схемой атмосферного блока является двухколонная схема с двукратным испарением и двукратной ректификацией. Установка состоит из 5 – и блоков:

1. ЭЛОУ – обессоливания и обезвоживания;

2. Атмосферной перегонки;

3. Вакуумной перегонки мазута.

4. Блок стабилизации бензиновых фракций.

5. Блок вторичной разгонки бензиновых фракций.

Каталитическая изомеризация. Процесс каталитической изомеризации предназначен для получения изобутана, изопентана, а также для повышения октанового числа низкокипящих бензинов. На проектируемом нами заводе процесс используется для последней цели. Некоторые компоненты высокооктановых бензинов, в частности катализат риформинга, не могут быть использованы непосредственно в качестве товарного бензина из-за недостаточной концентрации легких (пусковых фракций). Требуемый фракционный состав обеспечивает добавление легких бензиновых фракций, которые должны быть близки по величине октанового числа данным бензинам. Это легкие изопарафины (С₅-С₈). В ходе процесса изомеризации легкие н-парафины каталитически превращаются в соответствующие изопарафины. Путем изомеризации удается повысить октановое число на 10-15 пунктов.

Сырьем процесса в данном проекте служат нормальный пентан и фракция НК-85^оС.

Наибольшее распространение в нефтепереработке получили низко- и высокотемпературные процессы изомеризации нормальных парафинов [5]. Высокотемпературный процесс проводится при 360-420^оС, объемной скорости сырья 1, 6 – 2, 0 ч^-1, давлении 2, 8-3, 0 МПа, мольном отношении водород: сырье, равном (2-3): 1 [5]. Катализаторы такого процесса алюмоплатиновые, фторированные. Примером отечественного катализатора этого процесса служит ИП-62 с содержанием платины, равным 0, 5 %.

Продуктами установки являются сухой предельный газ, использующийся на заводе как топливо и сырье для производства водорода, а также изопентаны и изогексаны, являющиеся компонентами автомобильного бензина.

Каталитический риформинг. Процесс каталитического риформинга используется для увеличения октанового числа прямогонных бензинов и получения низкомолекулярных ароматических углеводородов (бензол, толуол, ксилолы). В нашем проекте процесс направлен на производство высокооктановых компонентов бензинов. Повышение октанового числа происходит за счет протекания реакций ароматизации различных углеводородов. Также в процессе риформинга получают водородный газ, который используют в гидрогенизационных процессах.

Сырьем процесса служат прямогонные фракции 85-120^оС и 120-180^оС. К ним иногда добавляют гидроочищенные бензины термических процессов (на нашем заводе нет), а также бензины гидроочистки.

Катализаторы процесса бывают монометаллическими и биметаллическими. К монометаллическим относится платиновый катализатор, содержащий 0, 3-0, 8 % платины, отложенной на галоидированной окиси алюминия (0, 3-0, 8 платины на Al₂O₃ с добавкой хлора (0, 6-1, 6 % масс.)).

В состав катализатора могут входить другие металлы: рений, иридий, германий, олово, свинец и др.

Биметаллические катализаторы - платиново-рениевый, платиново-оловянный, платиново-рениево-германиевый - обладают более высокой активностью в реакциях ароматизации парафинов, обладают большей стабильностью, дешевле и имеют больший срок службы. Их высокая стабильность объясняется снижением коксообразования. Рений способствует гидрированию ненасыщенных соединений, которые являются источником кокса.

Наиболее распространенными являются установки каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора и биметаллическими алюмоплатиновыми катализаторами. Предлагается использовать на заводе установку типа Л-35-11/1000 [4]. На ней перерабатывается фракция 85-180^оС, при этом достигается октановое число, равное 95 пунктам по исследовательскому методу. Температура процесса 480-530^оС; давление - 3-3, 5 МПа; объемная скорость подачи сырья 1, 5 -3, 0 ч^-1; кратность циркуляции водородсодержащего газа 800-1800 нм³/м³ сырья (по проекту 1200 нм³/м³ сырья).

Гидроочистка. Назначение процесса гидроочистки - удаление органические соединений, включающих серу, кислород, азот и металлы, а также снижение содержания непредельных углеводородов, смолисто-асфальтовых веществ, металлоорганических соединений.

Условия процесса: температура 350-420^оС; давление 3-15 МПа; объемная скорость подачи сырья 1-10 ч^-1; кратность циркуляции ВСГ 100-1000 нм³/м³ сырья.

Максимально легко гидрируются кислород- и серосодержащие соединения, сложно азотсодержащие соединения.

Помимо реакций взаимодействия водорода с гетероорганическими соединениями при гидроочистке проходят реакции гидрирования непредельных углеводородов, гидрокрекинг, коксообразование.

Катализаторами процесса являются оксиды или сульфиды металлов (Со, Ni, Мо, W, Сr) на оксиде алюминия. Основные две группы алюмокобальтмолибденовые и алюмоникельмолибденовые катализаторы. Вторая группа характеризуется более высокой активностью в реакциях гидрирования азоторганических соединений и ароматических углеводородов.

На проектируемом НПЗ гидроочистке подвергается фракция и 240-350^оС (дизельного топлива). Фракция 120-240^оС (реактивного топлива) содержит мало серы и для ее обработки гидроочистки не требуется.

Фракция 230-350^оС содержит 0, 7 % мас. серы (табл. 1.8). В состав сырья установки гидроочистки дизельного топлива входит также легкий газойль коксования. Примем, что суммарное содержание серы в сырье установки составляет 1, 00 % мас. Содержание серы в экологически чистом дизельном топливе составляет 0, 05 % мас. Содержание серы в бензине-отгоне принимаем равным 0, 1 % мас. согласно [6].

Выход продуктов согласно [2]:

Остальное количество продуктов установки составляют потери, топливный газ и сероводород.

Выход сероводорода в % мас. на сырье определяем по формуле

Н₂S = ,

где S_о содержание серы в исходном сырье, % мас.;

S_i – содержание серы в конечных продуктах процесса, % мас.;

x_i – выход гидроочищенных продуктов в долях от единицы;

34 – молекулярная масса сероводорода;

32 – атомная масса серы.

H₂S = (1, 00 – 0, 05*0, 971 – 0, 1*0, 011)*34/32 = 0, 95.

Материальный баланс установки гидроочистки реактивного топлива приведен в табл. 3.4. Количество легкого газойля коксования определено из материального баланса установки замедленного коксования (см. табл. 4.1).

Таблица 3.4.