уметь:
- давать сравнительную оценку одноступенчатого и двухступенчатого гидрокрекинга;
- обосновывать выбор параметров процессов гидроочистки и гидрокрекинга;
- рассчитывать материальный баланс процессов;
- определять объём циркулирующего водородсодержащего газа.
Гидрогенизационные процессы в нефтегазопереработке (гидроочистка и гидрокрекинг).
Назначение гидроочистки. Химизм процесса гидроочистки. Основные параметры: температура, давление, объёмная скорость подачи сырья и расход водорода, кратность циркуляции водородсодержащего газа и расход, содержание тепловой эффект реакции.
Катализаторы гидроочистки и требования к ним. Срок службы катализатора. Гидроочистка бензиновых, керосиновых фракций. Гидроочистка дизельных фракций (реакторный блок, блок стабилизации и защелачивания, блок очистки циркуляционного газа и газов стабилизации, блок регенерации раствора моноэтаноламина).
Основная аппаратура установки. Механизм и типы коррозии на установках гидроочистки. Характеристика исходного дизельного топлива и гидроочищенного. Материальный баланс гидроочистки дизельного топлива. Гидроочистка вакуумных дистиллятов и мазутов. Эксплуатация установок гидроочистки. Регенерация катализатора. Техника безопасности и охрана окружающей среды на установках гидроочистки.
Гидрокрекинг дистиллятов. Назначение процесса гидрокрекинга. Химизм процесса гидрокрекинга. Катализаторы гидрокрекинга. Одноступенчатый и двухступенчатый гидрокрекинг. Сырьё и продукты процесса. Параметра процесса и влияние их на качество и выход продукции.
Технологическая схема двухступенчатого гидрокрекинга вакуумного газойля. Технологический режим и материальный баланс процесса. Аппаратура.
Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на установках гидрокрекинга. Перспективы развития гидрогенизационных процессов в нефтегазопереработке.
Практическое занятие 9.
Литература: [1], с. 240 - 258; [11], с 45 - 47; [9], с 9 - 11; 10, с. 25 - 28.
Методические указания.
Присоединение водорода к продуктам реакции гидрогенизационных процессов позволяет получить более лёгкие углеводороды по сравнению с сырьём и лучшего качества, чем исходное сырьё. Указанные процессы позволяют углубить переработку нефти и получить продукты, не содержащие серу.
Основные вопросы темы: химизм превращений углеводородов, параметры процесса и их влияние на выход и качество получаемых продуктов. Необходимо обратить внимание на то, что основные элементы технологической схемы гидроочистки и гидрокрекинга, их последовательность повторяются. Особенность химизма гидрокрекинга - сочетание реакций крекинга и гидроочистки. Реакции крекинга - это реакции расщепления углеводородов в условиях высоких температур (тема 3.1.).
Главное направление повышения эффективности гидрогенизационных процессов - совершенствование катализаторов. Катализаторы должны отвечать требованиям
современной технологии и промышленной экологии, соответствовать качеству перерабатываемого сырья и обеспечивать непрерывно повышающийся уровень требований к качеству товарных нефтепродуктов.
Перспективный способ повышения октанового числа бензинов - селективный гидрокрекинг.
Вопросы для самоконтроля.
1. Каково назначение процесса гидроочистки?
2. Каковы реакции сернистых соединений в условиях гидроочистки?
3. Какие нефтяные фракции подвергаются гидроочистке?
4. От чего зависит расход водорода в условиях гидроочистки?
5. В чём заключаются технологические трудности гидроочистки мазутов?
6. Каково назначение гидрокрекинга?
7. Какова роль гидрокрекинга в углублении переработки нефти?
8. Что общего и в чём отличие процессов гидрокрекинга и каталитического крекинга?
9. Назовите основные параметры процесса гидрокрекинга.
10. Почему гидрокрекинг проводят в две стадии?
11. Как проводится очистка газов гидрогенизационных процессов от сероводорода?
12. Каково назначение блока стабилизации в схеме гидроочистки дизельных топлив?
Раздел 5 ПЕРЕРАБОТКА НЕФТЯНЫХ ГАЗОВ
Тема 5.1 Подготовка газов к переработке
Студент должен
знать:
- сравнительную характеристику природных и заводских газов, пути их переработки;
- необходимость очистки и осушки газов;
- способы подготовки газов к переработке;
уметь:
- обосновывать выбор способа очистки, осушки газов и способа разделения газовых смесей;
- осуществлять обвязку ректификационных колонн;
- выбирать и обосновывать параметры технологического режима;
- составлять материальный баланс процесса.
Состав и источники получения нефтезаводских газов. Пути использования узких газовых фракций.
Необходимость очистки газов. Методы очистки и осушки газов. Технологическая схема очистки газов моноэтаноламином. Технологический режим. Осушка газов цеолитами.
Способы разделения газовых смесей: конденсация, компрессия, абсорбция, адсорбция и ректификация.
Технологическая схема газофракционирующей установки (ГФУ) конденсационно – компрессионно - ректификационного типа для разделения предельных газов.
Технологическая схема абсорбционно - газофракционирующей установки (АГФУ) абсорбционно - ректификационного типа для разделения газов термического и каталитического крекинга.
Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на газофракционирующих установках.
Литература: [1], с. 258 - 268.
Методические указания.
Следует обратить внимание на необходимость раздельного фракционирования прямогонных газов и газов термических процессов (крекинговых), исходя из их компонентного состава. Соответственно получаются газовые фракции определённого состава и возникает возможность их раздельного рационального использования.
Для экологической безопасности решающее значение имеет очистка от сернистых соединений. Знание технологических схем ГФУ и АГФУ обязательно, как и понимание роли способов разделения газовых смесей.
Вопросы для самоконтроля.
1. Почему на нефтеперерабатывающих заводах эксплуатируются как правило две газофракционирующие установки?
2. Каковы пути использования пропановой фракции?
3. Каковы пути использования пропан-пропиленовой фракции?
4. Какова необходимость очистки газов от сероводорода?
5. Каким показателем характеризуется степень осушки газов?
6. Каково значение компрессии в схеме разделения газов?
7. Какие реагенты применяются для очистки газов от сероводорода?
8. Как отличаются по составу газы гидрогенизационных и термических процессов?
Тема 5.2 Производство алкилата (технического изооктана). Изомеризация
Студент должен
знать:
- условия и сущность превращений углеводородов в реакциях каталитического алкилирования (карбкатионная теория);
- теоретические основы и химизм процесса изомеризации;
- требования стандартов к качеству сырья, товарным продуктам, вспомогательным материалам, катализаторам;
- параметры технологического режима и влияние их на качество и выход продукции;
- области применения продуктов изомеризации;
- значение изомеризатов в производстве высококачественных товарных автомобильных бензинов;
- методы контроля качества нефтепродуктов;
уметь:
- давать сравнительную характеристику качества получаемых продуктов в зависимости от вида сырья;
- делать эскизы аппаратов, читать технологическую схему;
- рассчитывать материальный баланс процесса и отдельного аппарата.
Назначение процесса каталитического алкилирования. Механизм сернокислотного алкилирования. Побочные химические реакции. Сырьё и товарная продукция.
Параметры процесса: температура, давление, объёмная скорость сырья, соотношение между катализатором и алкенами.
Технологическая схема установки сернокислотного алкилирования.
Реакторы: вертикальные и каскадного типа.
Материальный баланс процесса.
Преимущества и недостатки сернокислотного и фтористоводородного алкилирования.
Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на установках сернокислотного алкилирования.
Назначение процесса изомеризации. Промышленные катализаторы и их свойства. Механизм реакций каталитической изомеризации. Изомеризация пентан - гексановой фракции. Сырьё, продукты и требования к их качеству. Применение готовой продукции. Технологическая схема установки изомеризации. Технологический режим и материальный баланс процесса. Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на установках изомеризации.