- •Топливно-химический блок НПЗ
- •Новополоцк 2001
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1 СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
- •2 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАЗДЕЛОВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
- •2.1 Введение
- •2.2 Характеристика нефти, фракций и их применение
- •2.2.1 Характеристика нефти
- •2.2.2 Характеристика углеводородных газов
- •2.2.3 Характеристика бензиновых фракций
- •2.2.4 Характеристика легкой керосиновой фракции
- •2.2.5 Характеристика дизельных фракций
- •2.2.6 Характеристика вакуумных дистиллятов и их применение
- •2.2.7 Характеристика остатков и их применение
- •2.3 Выбор и обоснование поточной схемы глубокой переработки нефти
- •Значение показателя
- •ИТОГО
- •В связи с этим в сырье процесса пиролиза вовлекается гидроочищенное прямогонное дизельное топливо в количестве
- •ИТОГО
- •2.4 Выбор технологической схемы установки
- •2.6 Расчет теплообменников подогрева сырья
- •2.7 Расчет реактора
- •2.8 Расчет регенератора
- •2.9 Расчет холодильников
- •2.10 Расчет полезной тепловой нагрузки трубчатой печи
- •2.11 Расчет сепаратора
- •2.12 Расчет котла-утилизатора
- •2.13 Расчет мощности приводов насосов и компрессоров
- •2.14 Охрана окружающей среды на установке
- •2.15 Заключение
- •2.16 Литература
- •3 ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
- •СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
- •СОДЕРЖАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ
137
% мас. на нефть |
-0,6)=150 000 |
100×150 000/7 000 000=2 |
По данным фирмы UOP суммарная ароматика в типичном риформате имеет состав, представленный в таблице 2.
Таблица 2 – Состав ароматики в типичном риформате
Компонент |
Содержание компонента в суммар- |
|
ной ароматике, % мас. |
Бензол |
11,2 |
Толуол |
29,3 |
Этилбензол |
6,6 |
Параксилол |
6,9 |
Метаксилол |
14,8 |
Ортоксилол |
9,1 |
Ароматика С9 |
22,1 |
ИТОГО |
100 |
Впоточной схеме топливно-химического блока НПЗ предусматривается прежде всего производство бензола и параксилола, которые наиболее широко применяются для производства нефтехимических продуктов (пластмассы, волокна и т.п.). В связи с этим в поточной схеме блока необходимо предусмотреть установку экстракции суммарной ароматики, установку ректификации суммарной ароматики для выделения бензола, толуола, этилбензола и ксилолов, ароматики С9. Для превращения толуола и ароматики С9 в бензол и ксилолы применяется установка "Таторей", а для увеличения производства параксилола в схему включается установка изомеризации смеси этилбензола с ксилолами для получения параксилола.
Для производства товарного параксилола в поточную схему топливнохимического блока вводится установка непрерывной адсорбции параксилола на цеолитах "Парекс". В процессе "Таторей" по данным фирмы UOP выход бензола составляет около 20% и суммарных ксилолов около 70% при соотношении в сырье толуол-ароматика С9, приведенном в таблице 9. При этом выход газа (~3%) и легкого бензина (нк-80°С) составляет около 10%.
Всвязи с тем, что в процессе изомеризации ксилолов и в процессе "Таторей" имеют место реакции разложения, выход ароматических углеводородов будет несколько ниже того выхода, который представлен в таблице 1.
Фактический выход ароматики определяется при составлении материальных балансов установок производства ароматики.
Для обеспечения удовлетворительной рентабельности производства низших олефинов в поточной схеме НПЗ следует предусмотреть установку пиролиза мощностью не менее 200 000 т/год по этилену. Современные трубчатые печи обеспечивают выход этилена из любого сырья на уровне 30 % на сырье /15, 19/. Следовательно, для производства 200 000 т/год этилена необ-
138
ходимо получать на НПЗ 200 000/0,3=670 000 т/год сырья для процесса пиролиза. В качестве сырья процесса пиролиза применяются сжиженные газы (рефлюкс) с АВТ, каталитического риформинга и гидрокрекинга, рафинат, получаемый в процессе экстракции ароматических углеводородов из катализата установки катриформинга, и тяжелый газойль с установки гидрокрекинга (давление ³9500 кПа). Выход сжиженного газа с установки АВТ (пример) составляет
7 000 000 × 0,8 / 100 = 56000 т/год где 7 000 000 – производительность НПЗ по нефти, т/год;
0,8 – выход сжиженного газа (рефлюкса), % мас. на нефть.
На установке гидрокрекинга (давление ³9,5 МПа) можно получать тяжелый газойль с пониженной плотностью и полным отсутствием полиароматических углеводородов. Такой газойль имеет низкий индекс корреляции (<20) и является удовлетворительным сырьем для процесса пиролиза, обеспечивающим выход этилена на уровне 30% мас. при применении современных трубчатых печей пиролиза /9, 11, 15, 19/.
В качестве сырья для установок гидрокрекинга и каткрекинга применяется вакуумный дистиллят широкого фракционного состава (360-600°С), выход которого, например, для двинской нефти составляет:
7 000 000 × 0,2245 × 0,95 = 1 570 000 т/год где 7 000 000 – мощность НПЗ, млн. т/год;
0,2245 – выход вакуумного дистиллята (360-600°С) на нефть; 0,95 – выход гидроочищенного дистиллята.
Из этого количества сырья для установок гидрокрекинга берется 850 000
т/год с целью производства тяжелого газойля – сырья для процесса пироли-
за. Тогда установка каткрекинга будет иметь производительность:
1 570 000 - 850 000 = 720 000 т/год.
На основании литературных данных в таблице 3 представлены результаты расчета количества сырья для процесса пиролиза, получаемого на установке гидрокрекинга /9, 11, 19/.
Таблица 3 – Выход сырья для процесса пиролиза на установке гидрокрекинга
Показатель |
Значение показателя |
Производительность установки (фракция |
850 000 |
360-500°С), т/год |
|
Выход сжиженного газа (сырье пиролиза): |
|
% мас. |
3 |
т/год |
25 500 |
Выход тяжелого газойля (360-500°С): |
|
% мас. |
30 |
т/год |
255 000 |
139
в т.ч. для пиролиза, т/год |
130 000 |
для котельного топлива, т/год |
125 000 |
Таким образом, для пиролиза на установках АВТ, каткрекинга и гидрокрекинга получается сырье в количестве 421 500 т/год в т.ч. рефлюкс с АВТ – 56 000 т/год;
рефлюкс с каткрекнига - 60 000 т/год; рафинат с катриформинга – 150 000 т/год; рефлюкс с гидрокрекинга – 25 500 т/год;
тяжелый газойль с гидрокрекинга – 130 000 т/год.
Этого количества сырья недостаточно, чтобы обеспечить производство этилена на уровне 200000 т/год.
В связи с этим в сырье процесса пиролиза вовлекается гидроочищенное прямогонное дизельное топливо в количестве
670 000 – 421 500 = 250 000 т/год,
где 670 000 – количество сырья для процесса пиролиза при производстве 200
000т/год этилена, т/год.
Витоге на установке пиролиза (ЭП-200) получается этилен и пропилен
вколичестве:
670 000 × (0,3 + 0,15) = 300 000 т/год или
7 000 000 × 100 / 300 000 = 4,2% на нефть,
где 0,3 и 0,15 – выход этилена и пропилена на сырье пиролиза, соответственно.
Для производства жидких парафинов применяется процесс карбамидной депарафинизации дизельных фракций или процесс адсорбции на цеолитах. Производство жидких парафинов должно быть не менее 100 000 т/год при содержании парафинов в сырье не менее 20% для обеспечения удовлетворительной рентабельности их производства, что составляет около 1,4% на нефть. В зависимости от применения жидких парафинов на установке АВТ получают дизельные фракции соответствующего фракционного состава. Например, если жидкие парафины применяют для производства a- олефинов для депарафинизации получают фракцию дизельного топлива 240-380°С, для производства СЖК – фракция 240-370°С и т.п. /5/. Кроме того производство продуктов для нефтехимического синтеза на НПЗ увеличивается за счет производства серной кислоты или элементарной серы, применения смолы пиролиза и ароматических углеводородов из гидростабильного бензина пиролиза.
В итоге на НПЗ мощностью 7 000 000 т/год двинской нефти можно получить продуктов для нефтехимического синтеза не менее 8,6 % мас. на нефть: