Анализ процесса термоконтактного крекинга на примере установки непрерывного коксования в псевдоожиженном слое

Скачать

Характеристика сырья и готовой продукции. Описание технологической схемы. Принцип работы оборудования. Этапы процесса термолиза высших алкенов при умеренных температурах. Термические превращения высокомолекулярных компонентов нефти в жидкой фазе.

Размер: 885,4 K
Тип: курсовая работа
Категория: Химия
Скачать

Другие файлы:

Анализ процесса термоконтактного крекинга на примере установки непрерывного коксования в псевдоожиженном слое
Характеристика процесса замедленного коксования; его назначение. Химизм газофазного термолиза различных классов углеводородов. Термические превращения...

Сушильная установка непрерывного действия. Сушка в псевдоожиженном слое
Технологическая схема процесса сушки твердого материала в псевдоожиженном (кипящем) слое. Оценка лимитирующей стадии. Сопротивление газораспределитель...

Проект установки замедленного коксования
Термические процессы переработки нефтяного сырья, особенности технологии производства игольчатого кокса и установки замедленного коксования. Материаль...

Построение модели тепло-массопереноса
Построение стационарной модели тепло-массопереноса для различных условий теплоотвода через стенку реактора, а также разработка программы для исследова...

Интегрированная информационная система управления качеством процессов установки каталитического крекинга КК-1 в ООО "ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез"
Необходимость внедрения интегрированной информационной системы с целью повышения эффективности управления процессами. Анализ технологического процесса...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Пензенский государственный технологический университет»

(ПензГТУ)

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Химия и технология нефти и газа»

Тема: «Анализ процесса термоконтактного крекинга на примере установки непрерывного коксования в псевдоожиженном слои»

Студентки Дендеря Екатерины Юрьевны

обучающейся в группе 10/2н

по специальности: 240404.51 «Переработка нефти и газа»

Пенза, 2014

Оглавление

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Назначение и характеристика процесса

1.2 Теоретические основы процесса

1.3 Характеристика сырья и готовой продукции

1.4 Описание технологической схемы

1.5 Устройство и принцип работы оборудования

2. Охрана окружающей среды

3.Охрана труда

Заключение

Список используемых источников

Введение

Под термическими процессами подразумевают процессы химических превращений нефтяного сырья - совокупности реакций крекинга (распада) и уплотнения, осуществляемые термически, то есть без применения катализаторов.

Коксование - длительный процесс термолиза тяжелых остатков или ароматизированных высококипящих дистиллятов при невысоком давлении и температурах 470 - 540 °С. Основное целевое назначение коксования - производство нефтяных коксов различных марок в зависимости от качества перерабатываемого сырья. Побочные продукты коксования - малоценный газ, бензины низкого качества и газойли.

Процесс замедленного коксования является одним из самых динамично развивающихся в мировой нефтепереработке. В настоящее время мировые мощности коксования нефтяных остатков составляют 252,9 млн. тонн в год и за последние 6 лет они возросли на 47,3 млн. тонн в год.

В мировой практике наибольшим производственным потенциалом процессов коксования обладает Северо-Американский регион, и в частности промышленность Соединенных Штатов Америки -- 53,9 % мировых мощностей коксования. С 1999 г. по 2005 г. мощности коксования в СШАвозросли с 117,7 млн. тонн в год до 136,3 млн. тонн в год, при этом выработка кокса составляет 54 млн. тонн в год. Следует отметить, что мировое потребление кокса в алюминиевой промышленности и электрометаллургии находится на уровне 14 млн. тонн в год, поэтому в настоящее время основным назначением процесса замедленного коксования является получение в качестве целевого продукта газойлей для производства моторных топлив и углубление переработки нефти.

Помимо США, ведущие позиции среди стран мира занимают также: Китай -- 15,4 млн. тонн в год (или 7,4% от мировых мощностей), Венесуэла -- 8,8 млн. тонн в год (3,5%), Германия -- 5,7 млн. тонн в год (2,3%), Япония и Россия по 5,3 млн. тонн в год (2,1%).

Доля процессов коксования нефтяных остатков по отношению к первичной переработке нефти в целом по миру в настоящее время составляет 6,1% и за последние 6 лет возросла на 0,9%. С 1999 г. по 2005 г. мировые мощности коксования возросли на 23,0% и их темпы роста значительно опережают темпы роста мощностей первичной переработки нефти (3,4%), что естественно приводит к экономии сырой нефти для производства моторных топлив.

Популярность замедленного коксования во всем мире связана с тем, что наряду с получением нефтяного кокса в процессе реализуется целый ряд технологий, которые и обеспечивают его широкое применение в производстве моторных топлив:

1. В процессе замедленного коксования обеспечивается высокоэффективная термодеасфальтизация нефтяных остатков. Если исходное сырье имеет коксовые числа 25-30% и более, то продукты коксования не более 0,3-0,5%.

2. На установках происходит деметализация нефтяного сырья. При исходном содержании металлов до 300 и более ppm, в продуктах коксования содержание их не превышает 3-5 ppm, а 95-98 % переходит в кокс.

3. Процесс замедленного коксования является самым мощным «санитаром» на НПЗ. Многие образующиеся нефтешламы и другие отходы перерабатываются на установках, при этом получается топливный кокс, газообразные и жидкие продукты коксования, пригодные для производства моторных топлив.

4. Наличие установки высокой производительности в схеме завода позволяет наиболее быстро адаптироваться к изменению состава перерабатываемой нефти, поскольку коксовые числа продуктов коксования и содержание в них металлов практически одинаковы как при переработке мазутов так и при переработке асфальтов, как малосернистых так и высокосернистых нефтей.

5. При использовании нефтяного кокса в качестве энергетического топлива резко снижается загрязнение окружающей среды. Например, при сжигании 6 млн. тонн топочного мазута с содержанием серы 3% масс. в окружающую среду выбрасывается 360 тыс. т/год сернистых соединений. При коксовании такого же количества мазута образуется около 700 тыс. т/год нефтяного кокса с содержанием серы ~3,5% масс., при сжигании которого образуется 49 тыс. т/год сернистых соединений, что значительно ниже объема выбросов в окружающую среду при сжигании мазута. Это обстоятельство используется заводами и многие строят собственные энергетические установки используя кокс в качестве топлива.

В США около 30 тепловых электростанций переведено на сжигание нефтяного кокса в смеси с каменным углем, что полностью решает проблему сбыта нефтяного кокса, гарантирует круглогодичную бесперебойную работу заводов, так как кокс может храниться долго и проблема вывоза не столь актуальна по сравнению с проблемой вывоза мазута, когда при заполнении резервуарных парков приходится снижать производительность завода. Для отгрузки можно организовать склад, обеспечивающий годичный объем хранения кокса.

6. На установках замедленного коксования можно перерабатывать сырье с широким диапазоном свойств от дистиллятов до гудронов, крекинг-остатков, асфальтов, битуминозных песков, продуктов нефтехимии, углехимии и ожижения углей.

Все вышеперечисленное и делает процесс перспективным, наиболее дешевым и экономически привлекательным в производстве моторных топлив из тяжелых нефтяных остатков, хотя существует еще ряд процессов, позволяющих перерабатывать нефтяные остатки в моторные топлива.

1. Технологическая часть

1.1 Назначение и краткая характеристика процесса

Среди термических процессов наиболее широкое распространение в нашей стране и за рубежом получил процесс замедленного коксования, который позволяет перерабатывать самые различные виды ТНО с выработкой продуктов, находящих достаточно квалифицированное применение в различных отраслях народного хозяйства. Другие разновидности процессов коксования ТНО - периодическое коксование в кубах и коксование в псевдоожиженном слое порошкообразного кокса - нашли ограниченное применение.

Основное целевое назначение УЗК - производство крупнокускового нефтяного кокса. Наиболее массовыми потребителями нефтяного кокса в мире и в нашей стране являются производства анодной массы и обожженных анодов для алюминиевой промышленности и графитированных электродов для электросталеплавления. Широкое применение находит нефтяной кокс при изготовлении конструкционных материалов, в производствах цветных металлов, кремния, абразивных (карбидных) материалов, в химической и электротехнической промышленностях, космонавтике, в ядерной энергетике и др.

Кроме кокса, на УЗК получают газы, бензиновую фракцию и коксовые (газойлевые) дистилляты. Газы коксования используют в качестве технологического топлива или направляют на ГФУ для извлечения пропан-бутановой фракции - ценного сырья для нефтехимического синтеза. Получающиеся в процессе коксования бензиновые фракции (5 -16% масс.) характеризуются невысокими октановыми числами (=60 по м.м.) и низкой химической стабильностью, повышенным содержанием серы (до 0,5 % масс.) и требуют дополнительного гидрогенизационного и каталитического облагораживания. Коксовые дистилляты могут быть использованы без или после гидрооблагораживания как компоненты дизельного, газотурбинного и судового топлив или в качестве сырья каталитического или гидрокрекинга.

1.2 Теоретические основы процесса

Термолиз углеводородов происходит по гомолетическому механизму. При гомолитическом разрыве пара электронов, принадлежащая ранее двум связываемым атомам, поровну распределяется между ними:

Y - X >Y' + 'X

где Y-X -- валентно-насыщенная молекула; Y', 'X -- два свободных радикала.

СН3°- СН3°- СН3° + СН3°

СН3 -СН2°°Н - СН3-СН2° + °Н

Гомолитический разрыв происходит чаще всего при термических превращениях углеводородов.

Радикалы, являясь химически ненасыщенными частицами, обладают исключительно высокой реакционной способностью и мгновенно вступают в различные реакции.

Радикалы высокой молекулярной массы термически нестабильные и распадаются с образованием низкомолекулярного более устойчивого радикала, в том числе водородного:

Концентрация радикалов в реакционной системе обычно невелика, и вероятность их столкновения между собой ничтожно мал...