Исходные данные для разработки технологической части проекта

Разработка технологической части проектов нефтеперераба­тывающих и нефтехимических заводов ведется на основании ком­плекса данных, которые выдаются отраслевыми научно-исследо­вательскими институтами. Эти данные могут быть условно раз­биты на несколько групп.

В первую группу входит характеристика исходного сырья, которое предполагается использовать на проектируемом заводе, данные о количестве и качестве промежуточных - и товарных продуктов, которые могут быть получены из этого сырья.

Вторую группу составляют показатели отдельных технологических процессов, используемых при переработке для получения определенного ассортимента товарных продуктов.

В отдельную группу выделяются данные о мероприятиях, которые должны быть предусмотрены для охраны водного и воз­душного бассейнов и почвы от загрязнении вредными вы­бросами.

Перед началом проектирования должен быть определен го­ловной научно-исследовательский институт по выдаче данных для проектирования. Обязанности головного института при проекти­ровании НПЗ обычно выполняются Всесоюзным научно-исследо­вательским институтом по переработке нефти (ВНИИНП) или Грозненским научно-исследовательским институтом по перера­ботке нефти (ГрозНИИ). Головной научно-исследовательский институт самостоятельно или с привлечением других НИИ про­водит детальное исследование представительных образцов сырья. Сырье подвергается переработке на полупромышленных или промышленных установках, воспроизводящих реальные техноло­гические процессы, намечаемые к осуществлению на проектируе­мом заводе. В тех случаях, когда реальное сырье по каким-либо причинам отсутствует и провести его исследование не представ­ляется возможным, выдаются данные, полученные при изучении близкого аналога.

Ниже приводится краткая характеристика основных техно­логических процессов переработки нефти и нефтехимического синтеза и их места в схеме завода.

Обессоливание и обезвоживание. Нефть, добываемая из зем­ных недр, отделяется на промыслах от растворенного газа, воды и солей. B зависимости от степени подготовки на промыслах установлено тpи группы нефти, отличающиеся содержанием воды (0,5; 1%) и хлоридов (до 100, 100—300, 300—1800 мг/л). Все нефти, поступающие на НПЗ, должны быть обезвожены и обессолены до остаточного содержания солей 3-5 мг/л. Обез­воживание и обессоливание проводится на отдельных установ­ках или блоках, входящих в состав установок первичной пере­гонки. Рекомендации по проектированию установок обессоливания выдаются ВНИИНП и содержат сведения о температуре и давлении процесса, расходе промывной воды и деэмульгатора.

Первичная перегонка предназначена для получения нефтя­ных фракций, которые используются как сырье для последующей переработки или в качестве компонентов товарной продукции. Первичная перегонка осуществляется на атмосферных трубчатых (AT) и атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках. Первичная перегонка на современных НПЗ комбинируется с обессоливанием_нефти и вторичной перегонкой бензинов, целью которой является получение узких бензиновых фракций для про­изводства ароматических углеводородов и высокооктанового бензина, В таблице приводится перечень получаемых на уста­новках первичной перегонки различного типа фракций и направления их дальнейшего использования. Исследовательские дан­ные для проектирования установок первичной перегонки выда­ются БашНИИНП и содержат рекомендации по выбору технологи­ческой схемы, ассортименту получаемых фракций, расходу водя­ного пара в атмосферную и вакуумные колонны, рекомендации по защите оборудования от коррозии.

Таблица – Перечень получаемых при первичной перегонке фракций и направления их использования

Каталитический риформинг. С помощью этого процесса на современных НПЗ получают высокооктановые базовые компо­ненты автомобильных бензинов, а также индивидуальные аро­матические углеводороды - бензол, толуол, ксилолы. Наилучшим сырьем при производстве высокооктановых бензинов являются прямогонные бензиновые фракции 85—180°С и 105—180°С, для получения ароматических углеводородов используются узкие бензиновые фракции 62—85°С, 85—105°С, 105—140°С или их смеси. Разработка процесса риформинга ведется в НПО «Леннефтехим». Исследовательская часть объединения выдает проект­ному подразделению следующие основные, введения о процессе: характеристику сырья и катализата, выход и состав газообразных продуктов, рекомендуемые режимы работы в цикле реакции (температура, давление, кратность циркуляции водородсодержащего газа, объемная скорость подачи сырья, температурный перепад по реакторам) и регенерации (количество кокса, темпе­ратура регенерации), тип катализатора и срок его службы, про­должительность цикла реакции.

Для установок риформинга, имеющих в своем составе блок экстракции ароматических углеводородов, выдаются, кроме то­го, рекомендации по выбору типа экстрагента, температура и давление процесса, массовое соотношение растворитель: сырье, количество рисайкла в % к сырью, данные по регенерации ра­створителя и вторичной ректификации ароматических углеводо­родов.

Гидроочистка предназначена для_снижения__содержания серы в дистиллятах. На НПЗ строятся установки гидроочистки прямогонных бензиновых фракций (обычно комбинируются с уста­новками риформинга), керосиновых и дизельных фракций, ва­куумных дистиллятов, масел, вторичных бензинов. Одновремен­но с удалением серы уменьшается содержание в продуктах непредельных и смолистых соединений. Процесс гидроочистки раз­работан во ВНИИНП. Для проектирования установок, выдают­ся следующие данные: характеристика сырья и продуктов очистки, тип катализатора, рекомендуемые режимы работы, в циклах реакции (температура, давление, объемная скорость подачи сырья, кратность циркуляции водородсодержащего газа,- содер­жание водорода в циркулирующем газе, продолжительность цик­ла реакции, срок службы катализатора, тепловой эффект реакции) и регенерации.

Замедленное коксование служит для получения нефтяного кокса, дополнительных количеств светлых нефтепродуктов из тя­желых ~ остатков. Детальное исследование процесса проводит­ся БашНИИНП, а разработка проектов новых и реконструкции старых установок ведется Башгипронефтехимом.

Каталитический крекинг получил широкое распространение в связи с намечаемым осуществлением мероприятий по углубле­нию переработки нефти. С помощью каталитического крекинга из тяжелых газойлевых фракций получают высокооктановый ком­понент бензина, сырье для производства технического углерода, ценные олефинсодержащие газовые фракции. Исследования в области каталитического крекинга проводятся во ВНИИНП, ГрозНИИ, Институте нефтехимического синтеза АН Азербайд­жанской ССР.

Гидрокрекинг предназначен для получения дополнительных количеств светлых нефтепродуктов каталитическим разложени­ем тяжелого сырья в присутствии водорода. В зависимости от сырья и продуктов, которые необходимо получить, используются одноступенчатые и двухступенчатые схемы, системы с неподвиж­ным, движущимся и суспендированным катализатором. Процесс изучается во ВНИИНП.

Газофракционирование. В состав НПЗ включаются установки для получения легких углеводородных фракций высокой чисто­ты из нефтезаводских газов. По типу перерабатываемого сырья газофракционирующие установки (ГФУ) подразделяются на ГФУ предельных и ГФУ непредельных газов, по технологической схе­ме - на установки абсорбционного и конденсационно-компрессионного типов. Рекомендации по составу сырья, схемам очистки газов, фракционирования выдаются проектным организациям Всесоюзным научно-исследовательским институтом углеводород­ного сырья (ВНИИУС).

Алкилирование изобутана олефинами позволяет получить из легких углеводородных фракций (бутан-бутиленовой, пропан-пропиленовой, изобутановой) высокооктановые компоненты автомо­бильных и авиационных бензинов. Исследования в области алкилирования олефинов изобутаном сосредоточены в ГрозНИИ. На отечественных НПЗ в качестве катализатора применяется кон­центрированная серная кислота, а за рубежом - серная кислота и фтористый водород.

Изомеризация низших парафиновых углеводородов (бутана, пентана, гексана, легкокипящих бензиновых фракций) применя­ется для выработки высокооктановых компонентов автомобильно­го бензина и получения сырья для производства синтетического каучука. Существуют различные модификации процесса, которые различаются по типу применяемого катализатора, требованиям к сырью, условиям проведения процесса. В СССР эксплуатируются установки высокотемпературного типа, намечается внедрение по­лучившей распространение за рубежом низкотемпературной изо­меризации. Научно-исследовательские данные, необходимые для проектирования, выдаются в том же объеме, как при проектиро­вании установок каталитического риформинга, НПО «Леннефтехим».

Производство масел. Современная схема производства масел из восточных парафинистых нефтей включает очистку с приме­нением избирательных растворителей (деасфальтизацию гудро­на, селективную очистку деасфальтнзата и вакуумных дистиллят-ных фракций, депарафинизацию рафинатов селективной очистки) и гидрогенизационную или контактную доочистку депара-финированных масел. Для проектирования установок очистки с применением избирательных растворителей необходимы следу­ющие данные: выход продуктов в расчете на сырье, состав раст­ворителя, температура и давление процесса, соотношение меж­ду растворителем и сырьем на различных ступенях извлечения и т. д. Эти данные" выдаются ВНИИНП, а по отдельным процессам - ГрозНИИ и Институтом нефтехимического синтеза АН Азер­байджанской ССР.

Производство парафинов. Производство жидких и твердых па­рафинов включает две стадии: выделение и очистку. Жидкие парафины выделяют из дизельных фракций карбамидной депарафинизацией и адсорбцией на молекулярных ситах. Твердые пара­фины получают обезмасливанием гача - побочного продукта уста­новок депарафинизации масел, а также из дистиллятов высоко-парафинистых нефтей методом фильтр-прессования и потения. Доочистка парафинов проводится сернокислотным, адсорбцион­ным или гидрогенизационным методом. Изучение проблем, свя­занных с производством парафинов, выдача необходимых научно-исследовательских данных для. проектирования установок возложена на ГрозНИИ.

Производство битумов. Для производства битумов применя­ются глубокая вакуумная перегонка мазута и окисление нефте­продуктов воздухом при высокой температуре. В зависимости от типа перерабатываемой на НПЗ нефти, наличия различных видов сырья (гудрона; асфальтов и экстрактов, получаемых при произ­водстве масел) головной институт по проблеме производства би­тумов - БашНИИНП - выдает рекомендации по схеме получе­ния битумов на предприятии, ассортименту вырабатываемой про­дукции, а при необходимости проектирования специальной уста­новки - по схеме и технологическому режиму этой установки.

Получение низших олефинов. Головными производствами неф­техимических комплексов и заводов являются установки полу­чения низших олефинов, состоящие из отделений пиролиза угле­водородного сырья, газоразделения, переработки жидких продук­тов пиролиза. Исследования в области пиролиза и газоразделе­ния ведутся Всесоюзным научно-исследовательским институтом органического синтеза (ВНИИОС), а в области переработки жидких продуктов пиролиза — ВНИИОС, Институтом горючих иско­паемых, ВНИИОлефин, а также НИИ сланцев. Для проектирова­ния процесса пиролиза выдаются следующие данные: характери­стика сырья и состав продуктов пиролиза, температура процесса, время пребывания сырья в зоне реакции (время контакта), рас­ход водяного пара, парциальные давления углеводородов в зоне реакции. При разработке проекта отделения газоразделения ис­пользуют рекомендации по очистке пирогаза от сероводорода, двуокиси углерода, ацетилена и диеновых углеводородов, осушке газа, последовательности выделения легких углеводородов.

Оксосинтез. Процессы оксосинтеза включаются в схемы НХЗ для получения различных кислородсодержащих соединений - спиртов, альдегидов, кислот. В этих процессах используются ре­акции гидроформилирования - взаимодействия ненасыщенных соединений с окисью углерода и водородом в присутствии ката­лизаторов, из которых в настоящее время наиболее широко ис­пользуются карбонилы кобальта. Методом оксосинтеза в СССР получают бутиловые спирты (через масляные альдегиды), спир­ты С₇-С₉. Намечается организовать производство высших спир­тов, пропионовой кислоты и других продуктов. Современные уста­новки производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза состоят из отделений приготовления катализатора (кобальтизации), гидроформилирования, разложения и регенерации ката­лизатора (декобальтизации), гидрирования альдегидов в спир­ты, ректификации. В состав установки включают также произ­водство сиитезгаза (смеси окиси углерода и водорода) на базе природного или нефтезаводского газа. Новыми направлениями развития оксосинтеза являются процессы гидрокарбоксилирования олефинов (взаимодействия с окисью углерода и водой) с по­лучением кислот, гидрокарбалкоксилировапия олефинов и др.

Дата добавления: 2014-01-04