Углеводороды | схема мини нпз

схема мини нпз

В качестве основного процесса, практически во всех схемах НПЗ, используется перегонка нефти под атмосферным давлением с получением мазута в остатке. Выбранному варианту переработки мазута можно привести в соответствие множество вариантов переработки продуктов, полученных из мазута. Наиболее характерно комбинирование атмосферной перегонки нефти с вакуумной перегонкой мазута до образования гудрона, полугудрона с отбором вакуумных газойлей.

Широко используется также висбрекинг гудронов, в связи с большой потребностью России в котельных топливах. Использование висбрекинга, как уже отмечалось, практически не способствует увеличению выхода светлых нефтепродуктов, поскольку основным продуктом этого процесса является нефтяной остаток отвечающий по показателям вязкости требованиям качества на топочные мазуты марки М-100.

Для мини-НПЗ традиционные заводские схемы переработки нефти и мазута не применимы.

Эти технологии неприемлемы для малогабаритных вариантов НПЗ из-за их высокой себестоимости. И появившиеся проекты малых НПЗ годовой мощностью 250-500 тыс.т. в год, копирующие структуру процессов крупных заводских технологий, оказываются экономически убыточными.

Традиционный процесс висбрекинга тяжёлых нефтяных остатков, как правило, используется в двух вариантах: первый – для получения котельного топлива; второй – для получения неокисленных битумов с вакуумированием остатка висбрекинга и вакуумного газойля – компонента котельного топлива.

Предлагаемая нами технология безостаточной переработки мазутов концентрирует в своем аппаратурно-технологическом оформлении последние достижения наукоемких решений в области нефтепереработки. Технологическую сущность процесса составляют основные стадии процессов первичной перегонки, термического крекинга, термолиза при высокоэнергетическом кавитационно-акустическом воздействии. Разработанный процесс получил название ТЕРМАКАТ.[1-3]

При разработке новой технологии переработки мазутов мы исходили из следующих положений:

– мазут должен быть сырьём для глубокой квалифицированной переработки;

– переработка мазутов и полугудронов должна давать максимальный выход высоколиквидных светлых нефтепродуктов;

– технология производства битумов должна быть экологически чистой;

– в процессе переработки не должно быть отходов и полупродуктов;

– технология должна быть энергоэкономичной;

– технология должна быть простой и надёжной;

– в зависимости от сезонности спроса должна быть предусмотрена возможность изменения ассортимента вырабатываемых остаточных продуктов;

– технология должна быть высокорентабельной;

– мазут, как полупродукт, в перспективе должен быть исключён из ассортимента товарной продукции НПЗ, поскольку должен стать основной сырьевой базой для реального увеличения глубины переработки нефти в России.

Предлагаемый нами вариант комбинирования процесса висбрекинга с аппаратами кавитационно-акустического воздействия [4-6] позволит перерабатывать разнообразное по свойствам и составу сырьё и получать в зависимости от сезонных потребностей различные товарные продукты: бензиновые фракции (н.к.-180 0 С), дистиллятные дизельные фракции (180-360 0 С), битумы дорожные и строительные, электродный пек. Выход продуктов зависит от вида нефтяного сырья и требований к качеству продуктов.

Принципиальную поточную схему процесса «Термакат» можно представить на примере переработки иреляхской нефти (рис.4).[7]

100 %

Традиционная нефтеперерабатывающая промышленность – отрасль тяжелой промышленности, охватывающая переработку нефти и газовых конденсатов с целью производства моторных и котельных топлив, смазочных масел, битума, нефтяного кокса, парафинов, растворителей и ряда других углеводородных продуктов. В качестве побочных продуктов НПЗ высиупает нефтехимическое сырье, элементарная сера и некоторые другие продукты.

Однако в современных условиях рамки НПЗ существенно расширяются. Так ОАО «ТАНЕКО» включает в себя (по проекту):

· Собственно НПЗ (предусматривается переработка высокосернистой нефти с выпуском высококачественной продукции).

· Комплекс нефтехимических заводов с выпуском ряда оргпродуктов, в том числе и синтетического каучука.

· Производство полиэтилена и полипропилена.

Как видим, это производство уже не является классическим НПЗ.

При выборе направления переработки нефти учитывают:

· Потребность региона в определенных нефтепродуктах;

· Технический уровень разработки отдельных процессов.

Выбор схемы завода определяет первый фактор, по нему с учетом качества исходной нефти выбирают процессы, их режим и мощность отдельных установок. Однако в условиях глобальной экономики этот фактор не является решающим, поскольку межрегиональные и межгосударственные связи позволяют перемещать продукцию (особенно нефтехимическую) практически на любые расстояния. На первое место выдвигается последний фактор (технический уровень разработки основных процессов перераблтки).

Существует три основных направлений переработки нефти:

· Топливное (ориентировано на производство моторных топлив).

· Топливно-масляное (ориентировано на производство моторных топлив).

· Комплексное или нефтехимическое (дополнительно к вышерассмотренным направлениям добавляется нефтехимическое).

Принципиальная схема НПЗ представлена на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Принципиальная схема НПЗ

78.109.36.138 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Добываемая из скважин продукция является смесью нефти, растворенного в ней газа (до 300 ). пластовой воды (от 4 до 90% масс.) с минеральными солями (до 10 г/л) в виде эмульсии и механических примесей (до 1% масс). От группы скважин сырая нефть поступает на несколько автоматизированных групповых замерных установок (АГЗУ), на которых замеряется дебит каждой скважины.

Затем сырая нефть по сборному коллектору поступает на ДНС, где происходит первая ступень сепарации, предварительное отделение воды и механических примесей. После отделения основного количества газа смесь поступает в сепараторы второй ступени С2, где отделяется большая часть воды и часть газа. Далее водонефтяная эмульсия направляется в электро-дегидраторы установки УПН. В УПН при в присутствии деэмульгаторов содержание воды уменьшается до 1% и менее, минеральных солей до 300 мг/л и менее и выделяется газ третьей ступени сепарации.

Стабильная нефть поступает на установку сдачи товарной нефти (УТН) и по магистральному нефтепроводу направляется на НПЗ. Вода с УПН и емкостей предварительного сброса воды передается на установку подготовки воды (УПВ). Очищенная вода используется для заводнения пласта в системе ППД. Газы, выделившиеся в сепараторах, поступают по трубопроводу на ГПЗ для разделения.

Поступающую на нефгеперерабатывающий завод (НПЗ) нефть и получаемые из нее продукты проходят следующие стадии:

  • подготовка нефти к переработке (обезвоживание до 0,2% воды и обессоливание до 6 г солей на литр нефти):
  • первичная переработка нефти;
  • вторичная переработка нефти;
  • очистка нефтепродуктов.

Упрощенная схема, отражающая взаимосвязь названных четырех стадий, приведена на рис. 5.8

Переработка нефти начинается с ее первичной перегонки. Этот процесс является изобретением технологов-нефтяников и основан на свойстве несрти. определяемом графиком разгонки. Нефть – это сложная смесь большого количества взаимно растворимых углеводородов, имеющих различные температуры начала кипения. В упрощенном виде: чем длиннее молекула углеводорода, тем выше его точка кипения.

Сырьем для установок первичной перегонки служат нефть и газовый конденсат. Их разделяют на фракции для последующей переработки или использования как товарных продуктов. При первичной переработке нефти проводят ее атмосферную перегонку и вакуумную перегонку мазута. Эти процессы осуществляют на атмосферных трубчатых (AT) установках и вакуумных трубчатых (ВТ) установках.

Перегонка нефти на современных атмосферных установках осуществляется различными способами. В связи с увеличением масштабов переработки загазованных сернистых нефтей наиболее распространена перегонка нефти по схеме двукратного испарения в двух ректификационных колоннах ( рис. 5.9). Сырая нефть забирается насосом 1 и через теплообменник 2 подается в электродегидратор 3 для обезвоживания. Отстоявшаяся нагретая нефть проходит через теплообменник 4 и поступает в колонну 5, где с верха ее отбирается легкая фракция бензина. Далее полуотбензиненная нефть насосом 6 подается через трубчатую печь 7 в основную колонну 8, в которой отбираются все остальные требуемые фракции – светлые нефтепродукты и остаток – мазут. Часть нагретой в печи нефти возвращается в первую колонну (горячая струя).

Установки, работающие по схеме двукратного испарения, имеют мощность до 2 млн т/год.

На АТ-установках осуществляют неглубокую перегонку нефти с получением бензиновых, керосиновых, дизельных фракций и мазута. ВТ-установки предназначены для углубления переработки нефти. На этих установках из мазута получают газойлевые, масляные фракции и гудрон, которые используют в качестве сырья в процессах вторичной переработки нефти.

Процесс перегонки происходит в ректификационной колонне, представляющей собой вертикальный цилиндрический аппарат высотой до 30 м и диаметром до 4 м. Внутреннее пространство колонны разделено на отсеки большим количеством горизонтальных дисков (тарелок), в которых имеются отверстия для прохождения через них паров нефти ( рис. 5.10).

Перед закачкой в колонну нефть нагревают в трубчатой печи до температуры . При этом бензин, нафта (лигроин), керосин, легкий и тяжелый газойль переходят в парообразное состояние, а жидкая фаза с более высокой температурой кипения представляет собой мазут. После ввода горячей смеси в колонну мазут стекает вниз, а углеводороды в парообразном состоянии поднимаются вверх.

Смесь горячей жидкости и пара, поднимаясь по колонне и остывая, постепенно конденсируется. Вначале отделяются и опускаются на дно специальных тарелок тяжелые тугоплавкие фракции нефти, выше последовательно конденсируются и оседают на дно тарелок пары более легких фракций. Особенность процесса ректификации заключается в том, что горячие пары, поднимаясь, поочередно проходят через слои горячего конденсата. Количество тарелок в колонне должно быть таким, чтобы общий расход сливающихся с них готовых продуктов перегонки был равен расходу сырой нефти, подаваемой внутрь колонны. Несконденсировавшиеся пары углеводородов направляются на газофракционирование, где из них получают сухой газ, пропан, бутан и бензиновую фракцию.

При первичной перегонке нефти получают широкий ассортимент фракций и нефтепродуктов, различающихся по границам температур кипения, углеводородному и химическому составу, вязкости, температурам вспышки, застывания и другим свойствам.

В зависимости от технологии перегонки нефти пропан-бутановую фракцию получают в сжиженном или газообразном состоянии. Ее используют в качестве сырья на газофракционирующих установках с целью производства индивидуальных углеводородов, бытового топлива, компонента автомобильного бензина.

Фракцию именуют нефтепродуктом, если ее свойства отвечают нормам стандарта или техническим условиям на товарный продукт, не требующим дополнительного передела.

Бензиновая фракция с пределами выкипания преимущественно подвергается вторичной перегонке для получения узких фракций ( и др.). Эти фракции служат сырьем для процессов изомеризации, каталитического риформинга c целью получения индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов), высокооктановых компонентов автомобильных и авиационных бензинов, а также в качестве сырья для пиролиза при получении этилена.

Керосиновая фракция с температурами выкипания используется как топливо для реактивных двигателей; фракцию из малосернистых нефтей используют как осветительные керосины: фракцию – как растворитель для лакокрасочной промышленности.

Дизельная фракция с температурами выкипания используется в качестве дизельного топлива зимнего, фракция — в качестве летнего. Фракция из высокопарафинистой нефти используется как сырье для получения жидких парафинов.

Мазут применяется как котельное топливо или в качестве сырья установок вакуумной перегонки, а также термического, каталитического крекинга и гидрокрекинга.

Узкие масляные фракции с пределами выкипания ) используют как сырье для производства минеральных масел различного назначения и твердых парафинов.

Гудрон – остаток вакуумной перегонки мазута – подвергают деасфальтизации, коксованию, используют в производстве битума.

Полученные при перегонке с помощью физических процессов нефтепродукты отправляются на другие переделы, в которых используются различные химические реакции. Химические процессы, составляющие основу вторичной переработки, позволяют максимально использовать энергетический и химический потенциал углеводородов. Классификация методов вторичной переработки нефти приведена на рис. 5.11.

Термический крекинг – это высокотемпературная переработка углеводородов нефти с целью получения высококачественного топлива. Различают несколько видов термического крекинга.

Неглубокий термический крекинг при температурах и давлении 1,5—2,0 МПа для получения котельного топлива из высоковязкого исходного сырья: мазута и гудрона.

Глубокий (жидкофазный) крекинг при температурах и давлении выше 5,0 МПа применяется для получения бензина с антидетонационными характеристиками из лигроиновых. керосиновых и газойлевых фракций. Крекинг-бензины содержат в своем составе значительное количество непредельных и ароматических углеводородов.

Побочными продуктами термического крекинга являются газ, крекинг-остаток, обогащенный высокомолекулярными углеводородами, и тяжелая смола.

Пиролиз используется для разложения углеводородов при и давлении 1,0—1,2 МПа. С его помощью получают газообразные непредельные углеводороды, в основном этилен и пропилен. Побочными продуктами пиролиза являются смолы пиролиза и предельные газы метан и этан.

Коксование – высокотемпературный ( и 0,2—0,6 МПа) процесс получения электродного или топливного кокса из нефтяных остатков. Это пек, полученный из смолы пиролиза, мазут, и гудрон.

Полностью использовать потенциал нефти удается с помощью катализаторов. Катализаторы характеризуются активностью, стабильностью и селективностью. Активность катализатора – это его производительность. Селективность определяется количеством целевого продукта, образовавшегося из исходного сырья.

Катализаторы термокаталитических процессов состоят из трех компонентов: носителя, основного компонента и добавок. В качестве носителя используются алюмосиликаты, основного компонента – цеолиты. В качестве добавок используются платина, рений, металлоорганические комплексы сурьмы, висмута, фосфора, оксиды кальция и магния. Среди катализаторов риформинга наибольшее значение приобрели платиновый и платино-рениевый катализатор.

Каталитический крекинг – это процесс разложения высокомолекулярных углеводородов при и давлении 0,13-0,15 МПа в присутствии катализаторов. Разработан процесс для производства высокооктанового бензина с октановым числом до 92 и сжиженных газов. В качестве катализаторов используются в основном алюмосиликаты и цеолиты.

Риформинг – это каталитический процесс переработки низкооктановых бензиновых фракций при температурах и давлении 2,0—4 МПа. Продуктом является высокооктановая компонента товарного автомобильного бензина с октановым числом до 100 и ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы). Сырьем являются бензиновые фракции, содержащие все типы углеводородов.

Гидрогенизационные процессы переработки нефтяных фракций проводятся в присутствии водорода и катализаторов при и давлении 2—32 МПа. Эти процессы увеличивают выход светлых нефтепродуктов и обеспечивают удаление примесей серы, кислорода и азота.

Фракции (дистилляты), получаемые в ходе первичной и вторичной переработки нефти, содержат в своем составе различные примеси. В светлых нефтепродуктах нежелательными примесями являются сернистые соединения, нафтеновые кислоты, непредельные соединения, смолы и твердые парафины.

Присутствие в моторных топливах серы и нафтеновых кислот вызывает коррозию деталей двигателей. Непредельные соединения в топливах образуют осадки, загрязняющие систему топливопроводов. Повышенное содержание смол в топливе приводит к нагарообразованию. Присутствие твердых углеводородов в нефтепродуктах повышает температуру их застывания и ухудшает подачу топлива в цилиндры. Присутствие ароматики в осветительных керосинах образует коптящее пламя.

Для удаления вредных примесей из светлых нефтепродуктов применяются различные способы очистки.

В 2001 г. в мире работало 742 нефтеперерабатывающих завода общей мощностью более 4 млрд т нефти в год. Средняя мощность одного завода составляет 5,5 млн т в год.

На большинстве российских заводов отсутствуют необходимые вторичные процессы: изомеризация, алкилирование, гидрокрекинг и современные разновидности каталитического крекинга. До 70% материалов, включая катализаторы и присадки к топливам и маслам, отечественная нефтеперерабатывающая отрасль импортирует. Задача ближайших лет заключается в том, чтобы поднять глубину переработки нефти с 55 до 90% и выше, обеспечив при этом содержание серы в бензине 0,001%.

Основные аппараты, в которых осуществляется превращение исходных реагентов в нефтепродукты, – это химические реакторы. Основные требования к реакторам следующие:

  • создание наилучшего контакта между реагентами, а также между реагентами и катализаторами;
  • обеспечение необходимого температурного режима;
  • механическая прочность и стойкость к воздействию реакционной среды, удобство обслуживания и ремонта.

Наибольший интерес представляют реакторы для систем газ-твердое тело. К ним относятся каталитический крекинг, риформинг, гидроочистка, каталитическая полимеризация олефинов, контактное коксование. Для осуществления этих процессов используются реакторы со стационарным, псевдоожиженным и движущимся слоями.

Наиболее простыми являются реакторы со стационарным слоем катализатора без теплообмена с внешней средой. Это полый или сферический аппарат с каталитической решеткой, на которую насыпан слой катализатора. Реагенты в виде газа поступают сверху, а продукты выводятся снизу.

Реакторы со стационарным слоем катализатора с теплообменом с внешней средой представляют собой многотрубчатые аппараты с размещением катализатора в трубках, а теплоносителя (хладоагента) в межтрубном пространстве. В зависимости от характера процесса применяют разнообразные теплоносители: воду, топочные газы, расплавы солей, органические теплоносители.

Химический реактор непосредственно связан с другими аппаратами: теплообменниками, конденсаторами, сепараторами, насосами, компрессорами и др. Такую систему называют реакционным узлом. Задача расчета реакционного узла сводится к выбору типа реактора и составлению материального и теплового баланса.

Ни один завод не может вырабатывать всю номенклатуру необходимых нефтепродуктов. Современные производства ориентируются на максимальную производительность, т. к. в этом случае они более экономичны. Одна из классификаций нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) включает пять типов:

  • топливный с неглубокой переработкой нефти;
  • топливный с глубокой переработкой нефти;
  • топливно-нефтехимический с глубокой переработкой нефти и производством нефтехимической продукции;
  • топливно-масляный;
  • энергонефтехимический.

На заводах первых двух типов вырабатывают различные виды топлива. При неглубокой переработке из нефти получают до 35% светлых нефтепродуктов. При глубокой переработке соотношение обратное. Это достигается применением вторичных методов переработки: каталитического крекинга; гидрокрекинга; коксования и др.

На заводах третьего типа помимо топлив вырабатываются нефтехимические продукты. В качестве сырья используют либо газы, либо бензиновые и керосино-дизельные фракции первичной переработки нефти.

На заводах топливно-масляного типа наряду с топливами вырабатывают широкий ассортимент масел, парафины, битум и др.

Заводы энергонефтехимического типа строят возле ТЭЦ большой мощности. На таких заводах получают фракции светлых нефтепродуктов для нефтехимического производства, а образующийся мазут направляют на ТЭЦ в качестве топлива.

В словаре нефтепереработчиков существуют также другие термины: простая, сложная и очень сложная нереработка. В основу этой классификации положен объем капиталовложений, необходимый для строительства крупных единиц оборудования.

Нефтеперерабатывающий завод, работающий по простой схеме, включает перегонку сырой нефти, гидроочистку дистиллятов и каталитический риформинг нафты. НПЗ, работающий по сложной схеме, кроме вышеперечисленного, включает каталитическую крекинг-установку и установки алкилирования. НПЗ, работающий по очень сложной схеме, включает то же самое, что при сложной схеме, плюс установки по производству олефинов.

В то же время строятся и небольшие нефтеперерабатывающие установки мощностью всего 30 – 50 тыс. тонн сырья в год.

Хотя себестоимость продукции мини- НПЗ немного выше, имеется ряд преимуществ:

– значительное сокращение сроков строительно-монтажных работ;

– сокращение объемов инвестиций и сроков окупаемости;

– меньшие потери от аварий и вынужденных простоев;

– незначительная экологическая нагрузка региона;

В настоящее время в Республике Казахстан мини-НПЗ не получили широкого распространения из-за дороговизны зарубежного оборудования и отсутствия серийного отечественного.

Проект строительства мини-НПЗ, предлагаемый ТОО “Шамшырак-Кызылорда»” предусматривает следующую концепцию производства нефтепродуктов:

– использование классических технологий переработки нефти и оборудования российского производства;

– низкая стоимость оборудования по сравнению с западными аналогами;

– приближенность к источнику сырья, ориентация на конкретную нефть;

– удовлетворение потребностей местных потребителей ГСМ;

Результатом изучения и сравнительного анализа поставщиков технологического оборудования для мини-НПЗ является выбор в качестве основной технологии малотоннажной нефтеперерабатывающей установки УПН-250, описание которой дано в Приложении 1.

Поступающая нефть разгружается на сливо-наливной эстакаде, поз. 10 технологической схемы (рис. 5.1). Нефть поступает в блок ЭЛОУ, поз. 1, где освобождается от воды, солей и механических примесей. Перед подачей нефти на установку УПН-250, поз. 3, производится контроль параметров на соответствие нормативным требованиям.

Установка УПН-250 разделяет поступающее сырье на прямогонный бензин, фракцию дизельного топлива и мазут.

Так как качество дизельного топлива и мазута должно соответствовать нормативным требованиям на товарную продукцию, то из установки УПН-250 эти нефтепродукты после контроля качества направляются в товарные емкости 2, 7 и сразу могут быть отгружены потребителям.

Товарные емкости 2, предназначенные для хранения мазута, оборудованы паровыми регистрами для разогрева мазута при отгрузке.

При необходимости может отбираться керосиновая фракция, которая используется как компонент авиационного топлива или как уайт-спирит (растворитель для лакокрасочной промышленности).

Прямогонный бензин, поступающий с установки УПН-250, разделяется на две фракции. Фракция НК -90 ºС направляется в блок компаундирования, а фракция НК 90-180 ºС подается на установку каталитического риформинга, описание которой дано в Приложении 2. Полученный риформат смешивается с фракцией НК -90 ºС в блоке компаундирования, поз. 5, для получения автомобильных бензинов АИ-92 – АИ-95. Отгрузка бензина потребителю производится из товарных емкостей 8, 9 после контроля качества.

Отпуск светлых нефтепродуктов осуществляется с наливной эстакады для автотранспорта, поз. 11.

Поз. 12 отмечена операторная, в этом же здании расположены бытовые помещения, комната для охраны, бухгалтерия, лаборатория, ремонтная мастерская.

Добавить комментарий