содержание      ..     61      62      63      64     ..

7 Перспективные технологии переработки нефти - часть 2

7.3 Установки термогидрокрекинга остаточного сырья под давлением во взвешенном слое адсорбента (перспективные технологии)

7.3.1 Процесс «Дина-крекинг»

Описание

Термический гидрокрекинг («Дина-крекинг») - процесс термического крекинга в присутствии водорода позволяет увеличить выход светлых нефтепродуктов и одновременно понизить содержание в них серы. Этот процесс обеспечивает переработку разнообразного остаточного сырья с высокой коксуемостью и большим содержанием металлов, азота и серы [Oil and Gas Journal.1978.76.№23. С.86]. В процессе горячее сырье вводится в верхнюю часть вертикального трубчатого реактора и подвергается превращению в «кипящем» слое инертного теплоносителя в присутствии водородсодержащего газа. Выделяющийся кокс осаждается на частичках носителя, которые непрерывно опускаются вниз и, пройдя отпарную зону, поступают в нижнюю часть реактора. В ней происходит газификация кокса парокислородной смесью с образованием водородсодержащего газа, поток которого поднимается вверх. При этом, двигаясь через отпарную зону, газ отпаривает с поверхности носителя адсорбированные углеводороды; затем он поступает в верхнюю часть реактора, поставляя необходимый для реакции водород. Частички носителя после выжига кокса в зоне газификации подаются через транспортную трубу в зону реакции, расположенную в центре реактора.

Выход продуктов процесса приведен в таблице 7.8. Состав продуктов зависит от количества рисайкла и температуры в зонах гидрокрекинга и газификации. В зависимости от необходимого набора продуктов температуру в зоне термического гидрокрекинга изменяют от 500°С до 760°С, а в зоне газификации - от 927°С до 1038°С.

Для процесса «Дина-крекинг» характерно высокое содержание бензина в жидких продуктах, причем рециркуляция дистиллятов дополнительно увеличивает выход бензина. В зависимости от потребности в бензине и средних дистиллятов в качестве рисайкла можно использовать фракцию, выкипающую выше 204°С, или ее часть.

Таблица 7.8 - Выход продуктов в процессе «Дина-крекинг»

* - Содержание серы 0,6-1,3% масс.

** - Содержание серы 2,9-4,5% масс.

***- Превращается в водород, оксид углерода и диоксид углерода

Оптимальное давление для получения максимального количества жидких продуктов 2,8 МПа, для получения максимального количества топливного газа - 4,2 МПа.

Парциальное давление водорода составляет 0,9-1,0 МПа; при этом происходит заметное гидрообессеривание (в зависимости от типа сырья - на 30-65%) и гидрирование диеновых углеводородов. Выход кокса в процессе в отличие от других процессов переработки остатков достаточно мал и составляет 75-100% от коксуемости сырья.

Степень проработки

Процесс испытан на пилотной установке, строится полупромышленная установка мощностью 250 тыс. т / год.

Достигаемые экологические преимущества

Экологических преимуществ процесс не имеет.

Экономические аспекты внедрения

Не отвечает современным требованиям по глубине переработки и качеству получаемых продуктов.

Справочные материалы

Большая энциклопедия нефти и газа. [Электронный ресурс].



7.4 Изомеризация

7.4.1 Низкотемпературная изомеризация С7 [1]

Описание процесса

Технология IC7 (RRT Global Inc)

Технология IC7 направлена на получение высокооктановых компонентов моторного топлива путем переработки фракции: рафината бензольного риформинга, прямогонной бензиновой, гексан-гептановой, гептановой фракций и их смесей.

Химизм процесса Основные реакции при переработке фракции С7:

Изомеризация парафиновых углеводородов:

Гидрокрекинг парафиновых углеводородов:

Катализаторы

Реакции изомеризации, протекающие в процессе IC7, происходят в присутствии водорода на катализаторах, содержащих оксиды металлов 4-ой группы, в неподвижном слое катализатора, при рабочих условиях, которые способствуют изомеризации н-парафиновых углеводородов, сводя к минимуму реакции гидрокрекинга. Применяют катализаторы изомеризации ИРР-3 и ИГП-01.

Сырье

Сырье, поступающее на переработку (в секцию подготовки сырья), должно соответствовать следующим требованиям:

- Содержание серы - не более 0,10 % масс.;

- Наличие эмульгированной воды - отсутствие;

- Наличие механических примесей - отсутствие;

- Содержание водорастворимых кислот, щелочей, растворенного кислорода-отсутствие.

Сырье принимается в резервуары товарного парка, где отстаивается, освобождается от подтоварной воды, подвергается лабораторному анализу и принимается в переработку. Данные, характеризующие требования к сырью приведены в таблице 7.9.

Таблица 7.9 - Характеристика сырья

Продукты

Номенклатура и качество получаемой основной и побочной продукции приводится в таблице 7.10.

Таблица 7.10 - Номенклатура и качество получаемой основной и побочной продукции

Материальный баланс

Материальный баланс установки составлен на проектную мощность по сырью 3,75 т/ч (30000 тыс. т/год). Режим работы - непрерывный.

Материальный баланс секции изомеризации приведен в таблице 7.11.

Таблица 7.11 - Материальный баланс секции изомеризации

Степень проработки

Технология IC7 успешно прошла лабораторную стадию. Для выдачи необходимых и достаточных данных для разработки базового проекта была смонтирована пилотная установка.

Достигаемые экологические преимущества

- Стадия конверсии серосодержащих компонентов протекает в проточном реакторе. Смешение сырья и ВСГ происходит перед реактором. Начальный подогрев смеси осуществляется за счет охлаждения прореагировавшей смеси из реактора и теплоносителя. Такая схема позволяет снизить энергозатраты и организовать полный контроль над технологическими параметрами данной стадии.

- Стадия отпарки протекает в ректификационной колонне с полным рефлюксом и парциальным конденсатором.

- Данная схема позволяет полностью выделить растворенный сероводород и избежать потерь углеводородных компонентов. Подогрев смеси, подающейся в колонну, осуществляется за счет охлаждения кубового продукта.

- Данная схема позволяет снизить энергозатраты. Процесс ректификации проводится при пониженном давлении, что позволяет осуществлять процесс ректификации с помощью имеющихся на установке теплоносителей.

- Для снижения потребления установкой свежего водорода организована циркуляция ВСГ. Подпитка свежим водородом осуществляется с расходом, обеспечивающим содержание водорода в циркулирующем ВСГ не менее 80% об. для секции изомеризации и не менее 75 % об. для секции гидроочистки. Отделение ВСГ от потока происходит в сепараторах высокого давления. Данное решение позволяет уйти от дросселирования циркулирующего ВСГ и снижает энергозатраты на его повторное компримирование. Расходы потоков циркулирующего ВСГ выбраны с учетом обеспечения достаточного избытка водорода в зонах реакции. Для осушки циркулирующего ВСГ и потока гидрогенизата в секции изомеризации на соответствующих линиях установлены адсорберы поглощения влаги.

Характеристика вредных веществ, обращающихся на установке

Максимально возможное количество и состав выбросов представлено в таблице

Таблица 7.12 - Максимально возможное количество и состав выбросов

Выбросы вредных веществ в окружающую среду

Источниками выделения вредных веществ в окружающую среду являются технологическое и машинное оборудование, подвижные и неподвижные соединения, запорно-регулирующая и предохранительная арматура установки. Данные выбросы в период эксплуатации постоянны (8000 часов в год).

Все газовые сдувки установки направляются в общезаводскую факельную систему на утилизацию.

Отходы производства

Характеристики жидких стоков

Опытная установка получения высокооктановых компонентов моторного топлива является источником жидких стоков. Стоки образуются в результате сброса воды из аппаратов при рабочем режиме и при пропарке оборудования во время плановых остановов. Постоянные и периодические дренажи должны собираться в специальную емкость для отделения углеводородов. Далее стоки должны направляться на очистку.

Характеристики твердых отходов

Установка получения высокооктановых компонентов моторного топлива является источником твердых отходов.

Образование твердых отходов на установке происходит при выгрузке отработанных катализаторов и адсорбентов во время плановых остановов.

Катализатор изомеризации. Выгружается 1 раз в 10 лет. После выгрузки катализатор подлежит утилизации на соответствующем производстве.

Адсорбент - осушитель. Выгружается 1 раз в 5 лет. После выгрузки адсорбент подлежит утилизации. Также в секции гидроочистки возможно образование пирофорных отложений.

В секции гидроочистки возможно образование пирофорных отложений, которые необходимо вывозить в специально отведенное безопасное в пожарном отношении место или немедленно закапывать в землю. Пирофорные отложения должны поддерживаться во влажном состоянии до их утилизации.

Экономические аспекты внедрения

Расходные показатели производства

В таблице 7.13 представлены расходные показатели основного производства установки производительностью 30000 тонн/год.

Таблица 7.13 - Расходные показатели производства

7.4.2. Процесс каталитической изомеризации с7 изомалк-4
Описание процесса

Разработанная ООО «НПП Нефтехим» технология изомеризации С7-фракции получила название Изомалк-4. Данная технология прошла опытную и опытнопромышленную проверку и не имеет аналогов в мире. В основу технологии «Изомалк-4» положен уникальный катализатор СИ-4, обеспечивающий проведение селективного процесса изомеризации гептанов при температурах 160-200°С. Катализатор не требует подачи дополнительных реагентов и обладает высокой стабильностью и устойчивостью к каталитическим ядам.

В основу технологии «Изомалк-4» положен уникальный катализатор СИ-4, вольфрамотированный оксид циркония, обеспечивающий проведение селективного процесса изомеризации гептанов при температурах 160-200°С. Катализатор не требует

подачи дополнительных реагентов и обладает высокой стабильностью и устойчивостью к каталитическим ядам. Наиболее активной формой оксида циркония является тетрагональная, которая при повышенных температурах может трансформироваться в моноклинную структуру, а частицы оксида циркония могут спекаться. Частицы вольфрама стабилизируют кристаллический оксид циркония в тетрагональной фазе и предотвращают спекание.

Технология изомеризации гептановой фракции (фракции 70-105°С) Изомалк-4 имеет аппаратное оформление близкое к традиционной схеме Изомалк-2 (рисунок 207) . Схема с рециркуляцией неразветвленных гептанов позволяет получать изомеризат с октановым числом 83-85 пунктов по исследовательскому методу. Основной особенностью технологии является выделение С7-фракции и осуществление ее изомеризации на отдельной установке по разработанной ООО «НПП Нефтехим» технологии.

Включение в схему переработки изомеризации С7 - фракции позволяет: •обеспечить гарантированное содержание бензола менее 1% об. и снижение содержания ароматических до 35 %;

•обеспечить эффективную работу катализатора изомеризации фракции НК-70°С за счет снижения содержания углеводородов С7+ в сырье;

•повысить межрегенерационный период работы катализатора, выход и октановое число на установке риформинга;

•повысить выход товарных автобензинов за счет более высокой селективности процесса изомеризации С7-фракции по сравнению с риформингом.

Рисунок 7.4 - Принципиальная технологическая схема установки ИЗОМАЛК-4.

Технологические показатели процесса

Технологические показатели процесса ИЗОМАЛК-4 представлены в таблице

7.14.
Таблица 7.14 - Показатели процесса ИЗОМАЛК-4

Степень проработки

Технология готова к промышленной реализации. Проведены испытания на пилотных установках. В апреле 2017 г. данная технология получила статус «Национального проекта России».

Потребление энергоресурсов

Потребление энергоресурсов установками изомеризации представлено в таблице 7.15 [Кузьмина Р.И., Фролов М.П. Изомеризация - процесс получения экологически чистых бензинов].
 

Таблица 7.15 - Потребление энергоресурсов установками изомеризации

Воздействие на окружающую среду

Воздействие на окружающую среду от деятельности перспективного процесса Изомалк-4 аналогично воздействию установок изомеризации С5 - С6. Работа оборудования установок изомеризации связана с выбросом загрязняющих веществ. К организованным выбросам относятся выбросы дымовых газов от технологических печей через дымовую трубу, выбросы газов регенерации катализатора изомеризации, газов пассивации катализатора гидроочистки, газов регенерации адсорбента-осушителя водородсодержащего газа через свечи, выбросы продуктов сгорания на факеле закрытого типа. К неорганизованным выбросам относятся выбросы непосредственно в атмосферу через неплотности фланцевых соединений аппаратов, трубопроводов, предохранительных клапанов, неплотности сальниковых уплотнений запорно-регулирующей арматуры, торцевые уплотнения насосов и уплотнения подвижных соединений компрессоров.

Выбросы в атмосферу связаны с работой печей установки , сбросов на закрытый факел (выбросы диоксида и оксида азота, оксида углерода, метана, диоксида серы, бенз-альфа-пирена) и неорганизованные выбросы от технологического оборудования (сероводород, аммиак, углеводороды С1 - СЮ, бензол).

Сточные воды

Сточные воды установок изомеризации загрязнены нефтепродуктами от рефлексной емкости дренажного отстойника и попадающими в стоки в результате утечек из неплотностей оборудования. При применении хлорид-алюминиевого катализатора дополнительный объем сточных вод образуется в результате загрязнения воды отработанной гидроокисью натрия из системы очистки.

Образующиеся отходы

В процессе работы установки изомеризации образуются следующие отходы: Отработанный катализатор изомеризации, отработанный цеолит (адсорбент осушитель газов NaX), отработанные фарфоровые шары (керамическая загрузка реакторов), отработанные фарфоровые шары (керамическая загрузка осушителей водородсодержащего газа), масла индустриальные отработанные, масла компрессорные отработанные, кислая вода.

содержание      ..     61      62      63      64     ..