Установка гидроочистки дизельного топлива-Машины и аппараты нефтехимических производств-Дипломная работа

Установка гидроочистки дизельного топлива-Машины и аппараты нефтехимических производств-Дипломная работа
Дипломный проект содержит 134 с. машинописного текста, 150 формул, 44 таблицы, 11 иллюстраций, 28 источников.

ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО, ГИДРООЧИСТКА, ГИДРОКРЕКИНГ, КАТАЛИЗАТОР, ДИЗЕЛЬНАЯ ФРАКЦИЯ, АСФАЛЬТО-СМОЛИСТЫЕ И ПАРАФИНОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ.
Объектом исследования является установка гидроочистки дизельно-го топлива.
В технологическом разделе составлен материальный баланс уста-новки гидроочистки дизельного топлива, проведен расчет и подбор ос-новного оборудования установки. В механическом разделе проведен расчет и конструирование реактора гидроочистки, теплообменника, насоса.
Рассмотрены основные вопросы безопасности ведения технологиче-ского процесса и эксплуатации оборудования, разработаны мероприятия по охране окружающей среды.
В экономическом разделе определена себестоимость получаемой на установке продукции и рассчитаны основные технико-экономические по-казатели установки. Рассчитана экономическая эффективность от увели-чения производственной мощности установки гидроочистки и примене-ния катализатора.
Во многих странах мира нефтеперерабатывающая промышленность стоит перед решением проблем, связанных с введением более строгих спецификаций на моторные топлива и с изменением спроса на них. Осо-бенно быстро в разных странах меняются спецификации на бензин и ди-зельное топливо, вынуждая нефтепереработчиков инвестировать средства в строительство новых или в реконструкцию действующих установок.
Если до 1977 г. дизельное топливо в странах ЕС и Японии ограни-чивалось по содержанию серы на уровне 0,3 % масс., то начиная с 2005г. действуют нормы по выбросам вредных веществ для автомобильной тех-ники Евро 4, регламентирующие содержание серы в дизельном топливе не более 0,05%, т.е. на порядок ниже. К 2020г. планируется весь дизель-ный транспорт перевести на топливо с содержанием серы 0,01%.
В наши дни производство дизельного топлива на НПЗ представляет более сложную задачу по сравнению с 70-ми годами, когда была доста-точна степень обессеривания атмосферных дизельных фракций на уровне 80-85%. Эта задача стала более сложной по ряду причин, среди которых:
- необходимость переработки большой гаммы ненасыщенных ди-зельных фракций, поступающих после процессов термического и катали-тического крекинга;
- потребность в продуктах с крайне низким содержанием серы (обычно не более 500 ррm), имеющих улучшенные показатели стабиль-ности;
- возможность введения более жестких требований в отношении по-казателей цетанового числа и содержания ароматики, как результат осо-знания общественностью необходимости защиты окружающей среды.




Снижение содержания серы в дизельном топливе может быть до-стигнуто путем гидроочистки, проводимой в более жестких условиях. Указанная цель также может быть достигнута подбором нового, более эффективного для данного типа сырья, катализатора [1].
Большинство реакторов гидропереработки нефтяного сырья, нахо-дящихся в настоящее время в эксплуатации, спроектированы и построены в середине 70-х годов. Поскольку выходы продуктов и их качество изме-нились, многие нефтепереработчики смогли получить преимущества от использования прогресса в разработке катализаторов и избежать круп-ных капиталовложений в свои установки. Однако для того, чтобы полно-стью реализовать потенциал реакторной системы экономически эффек-тивно, необходима подробная оценка рабочих характеристик и кон-струкции существующих реакторных систем в сочетании с тщательным рассмотрением имеющихся в наличии вариантов модернизации реакто-ров.
По совершенствованию качества дизельных топлив большие усилия прилагают европейские страны. В них принята концепция ужесточения требований к этому виду топлива, особенно по содержанию в нём серни-стых соединений. В настоящее время ограниченное число нефтеперераба-тывающих заводов в мире может получать дизельное топливо с ультра-низким содержанием сернистых соединений. Кроме этого в этих топливах предусматривается уменьшение присутствия ароматических углеводоро-дов, 98%-й точки выкипания фракции и повышении цетанового числа (в настоящее время 52 пункта, а в перспективе до 55-58 пунктов).
В данной работе раскрывается сущность процесса гидроочистки, его актуальность и наибольшую эффективность.

2 Технологический раздел

2.1 Описание технологической схемы
На рисунке 2.1 изображена выбранная технологическая схема гидроочистки.
Установка, предназначенная для гидроочистки дистиллята дизельного топлива, технологическая схема которой приведена на рисунке, включает реакторный блок, состоящий из печи и одного реактора, системы стабилизации гидроочищенного продукта, удаления сероводорода из циркуляционного газа, а также промывки от сероводорода дистиллята. Процесс проводится в стационарном слое алюмо-кобальтмолибденового катализатора.
Сырье, подаваемое насосом 1 смешивается с водородсодержащим газом, нагнетаемым компрессором 16. После нагрева в теплообменниках 6 и 4 и в змеевике трубчатой печи 2 смесь при температуре 380-425°С поступает в реактор 3. Разность температур на входе в реактор и выходе из него не должна превышать 10°С.
Продукты реакции охлаждаются в теплообменниках 4, 5 и 6 до 160°С, нагревая одновременно газосырьевую смесь, а также сырье для стабилизационной колонны. Дальнейшее охлаждение газопродуктовой смеси осуществляется в аппарате воздушного охлаждения 7, а доохлаждение (примерно до 38°С) - в водяном холодильнике 8.
Нестабильный гидрогенизат отделяется от циркуляционного газа в сепараторе высокого давления 9. Из сепаратора гидрогенизат выводится снизу, проходит теплообменник 10, где нагревается примерно до 240°С, а затем - теплообменник 5 и поступает в стабилизационную колонну 11.
На некоторых установках проводится высокотемпературная сепарация



1,15,19,21-насосы; 2-трубчатая печь; 3-реактор; 4-6,10-теплообменники; 7,12,14-аппараты воздушного охлаждения; 8-водяной
холодильник; 9,13,17,20-сепараторы; 11-стабилизационная колонна; 16-центробежный компрессор; 18,22-абсорберы.

Рисунок 2.1 - Принципиальная технологическая схема проектируемой установки ГО ДТ

газопродуктовой смеси. В этом случае смесь разделяется при температуре 210—230°С в горячем сепараторе высокого давления; уходящая из сепаратора жидкость поступает в стабилизационную колонну, а газы и пары - в аппарат воздушного охлаждения.
Образовавшийся конденсат отделяется от газов в холодном сепараторе и направляется также в стабилизационную колонну [15].
Циркуляционный водородсодержащий газ после очистки в абсорбере 18 от сероводорода водным раствором моноэтаноламина возвращается компрессором 16 в систему.
В низ колонны 11 вводится водяной пар. Пары бензина, газ и водяной пар по выходе из колонны при температуре около 135°С поступают в аппарат воздушного охлаждения 12, и газожидкостная смесь разделяется далее в сепараторе 13. Бензин из сепаратора 13 насосом 15 подается на верх колонны в качестве орошения, а балансовое его количество выводится с установки. Углеводородные газы очищаются от сероводорода в абсорбере 22.
Гидроочищенный продукт, уходящий с низа колонны 11, охлаждается последовательно в теплообменнике 10, аппарате воздушного охлаждения 14 и с температурой 50оС выводится с установки.
На установке имеется система для регенерации катализатора (выжиг кокса) газовоздушной смесью при давлении 2-4 МПа и температуре 400-550°С. После регенерации катализатор прокаливается при 550°С и 2 МПа газовоздушной смесью, а затем система продувается инертным газом [16]

В дипломном проекте разработана установка гидроочистки дизель-ного топлива производительностью по сырью 2,1 млн т./год.
В технологической части разработана схема установки , составлен материальный баланс, выполнен технологический расчет основных аппа-ратов: реактора, сырьевого теплообменника, насоса.
В механической части выполнены прочностные параметры элементов реактора, теплообменника и насоса, конструкция которых отвечает требо-ваниям условий эксплуатации. Разработаны сборочные единицы реактора, теплообменника и насоса, а также рабочие чертежи деталей. В процессе расчета и конструирования аппаратуры были изучены ГОСТы, ОСТы, ТУ, РТМ и другие нормативно-технические материалы. При этом результаты расчета во многом определяются конструктивными решениями и матери-альным оформлением аппарата.
В дипломном проекте также разработаны меры по охране труда ра-ботников предприятия и безопасной эксплуатации производства, и защите окружающей среды.
В экономическом разделе рассчитаны основные технико-экономические показатели проекта, определена себестоимость получаемой целевой продукции и прибыль от ее реализации.