Отчет по произодственной практике в ОАО «УНПЗ»

Содержание

1.Общие сведения о практике 2

2.Теоретические  основы процесса 3

2.1.Основные химические реакции технологического процесса 4

2.2.Катализаторы. Химизм процесса 5

      2.2.1. Катализатор риформинга 5

      2.2.2. Каталитические яды 7

      2.2.2.1. Сера 7

      2.2.2.2. Азот 7

      3.1.2.3. Металлы 7

      2.2.2.4. Вода 8

      2.2.2.5. Окись углерода 8

      2.2.2.6. Сырье с высоким концом кипения 8

      2.2.2.7. Сырье с низкой температурой кипения 8

3. Описание технологического процесса  и технологической схемы установки 9

3.1. Реакторный блок 9

     3.2 Отделение стабилизации                                             13

4. Характеристика исходного сырья,  материалов, реагентов, катализаторов,  полуфабрикатов, готовой продукции                      17

5.Техника безопасности на установке 28

6. Заключение        34

7. Список использованной литературы 35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие сведения о  практике

Производственная практика, согласно учебному плану специальности 250400 «Химическая  технология переработки природных  энергоносителей и углеродных материалов»  проводится после окончания студентами 8-го семестра в течение шести  недель.

Прохождение производственной практики студентами предусмотрено на промышленных предприятиях нефтяной, нефтеперерабатывающей  и нефтехимической промышленности.

Считается, что в целом уровень  подготовки позволяет студентам  стоящие перед ними задачи, и в  период данной практики к ним относятся:

- углубление и расширение знаний  в области технологии термокаталитических  процессов производства и облагораживания  топлив и газов;

- приобретение навыков по ведению  технологических процессов в  промышленных масштабах, навыков  по эксплуатации аппаратов;

- ознакомление с достижениями  науки и техники, результатами  внедрения в промышленность новых  процессов и оборудования, перспективными  направлениями развития изучаемого  процесса и передовыми методами  труда новаторов производства;

- ознакомление с методами организации  и управления производством.

Производственная практика проводилась  на установке каталитического риформинга, которая входит в состав ОАО «УНПЗ».

 

2. Теоретические основы процесса

Процесс каталитического  риформинга предназначен для повышения  детонационной стойкости бензинов и получения индивидуальных ароматических  углеводородов, главным образом  бензола, толуола ксилолов - сырья  нефтехимии. Важное значение имеет  получение в процессе дешевого водородсодержащего газа для использования в других гидрокаталитических процессах. Значение процессов каталитического риформинга в нефтепереработке существенно  возросло в 90-е гг. в связи с  необходимостью производства неэтилированного высокооктанового автобензина.

 

Бензиновые фракции большинства  нефтей содержат 60 - 70 % парафиновых, 10 % ароматических и 20 --30 % пяти- и шестичлен- ных нафтеновых углеводородов. Среди  парафиновых преобладают углеводороды нормального строения и монометилзамещенные  их изомеры. Нафтены представлены преимущественно  алкилгомо- логами циклогексана и циклопентана, а ароматические - алкилбензолами. Такой  состав обусловливает низкое октановое  число прямогонного бензина, обычно не превышающего 50 пунктов (по ММ).

 

Помимо прямогонных бензинов, как сырье каталитического риформинга используют бензины вторичных процессов - коксования и термического крекинга после их глубокого гидрооблагораживания, а также гидрокрекинга.

 

Выход прямогонных бензинов относительно невелик (около 15-20 % от нефти). Кроме того, часть бензинов используется и для других целей (сырье пиролиза, производств водорода, получение  растворителей и т.д.). Поэтому  общий объем сырья, перерабатываемого  на установках каталитического риформинга, не превышает обычно потенциального содержания бензиновых фракций в  нефтях.

 

Как и при каталитическом крекинге, осуществление всех названных  реакций риформинга ведет к увеличению октанового числа бензина.

Использование бифункционального  катализатора значительно облегчает  образование карбкатионов в процессе риформинга по сравнению с каталитическим крекингом, так как необходимые  для начала реакции алкены образуются при частичном дегидрировании алканов и циклоалканов на платиновом катализаторе. Алкены далее протонизируются на кислотном катализаторе и вступают во все реакции, характерные для карбкатионов. Поэтому скорость кислотно-каталитических реакций в процессе риформинга выше, чем при каталитическом крекинге.

2.1. Основные реакции каталитического риформинга

 

При каталитическом риформинге бензиновых фракций над алюмоплатиновым  катализатором идут следующие реакции:

          1. Дегидрирование  шестичленных нафтеновых углеводородов  в ароматические:

 

             СН₃

                           ------ >         СН₃        +3Н₂

метилциклогексан                      толуол

 

2. Изомеризация и дегидрирование  пятичленных нафтеновых углеводородов  в ароматические углеводороды:

 

 

            СН₃                                          СН₃

   СН₃ 

                            ------ >                              + 3Н₂

диметилциклопентан               толуол    

 

3. Дегидроциклизация парафинов  в ароматические углеводороды:

    С₆Н₁₄        ------ >                          +4Н₂

    гексан                             бензол 

 

4. Изомеризация парафиновых  углеводородов нормального строения  в парафиновые углеводороды i-строения:

 

CН₃-CН₂-CН₂-СН₂-СН₂-СН₃ ----------> СН₃-СН-СН₂-СН₂-СН₃

СН₃

Гексан    i-гексан

Как и при каталитическом крекинге, осуществление всех выше указанных реакций риформинга ведет к увеличению октанового числа бензина.

 

5. Гидрокрекинг углеводородов:

 

2Н₂ + СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃---> 2СН₃-СН₂-СН₃

n-гексан    пропан

 

Одновременно протекают  и реакции гидрогенолиза сернистых  и азотистых соединений:

С₄Н₉SН + Н₂ -----> С₄Н₁₀ + Н₂S

2.2. Катализаторы. Химизм процесса

Сырье каталитического риформинга - бензиновые фракции нефти или  конденсатов газовых стабильных должно подвергаться гидроочистке.

Имеется возможность подвергать гидроочистке сырье прямогонный  бензин колонны К-3 установки АВТ-6 на установке Л24-300 или на правом блоке установки Л24-5. Гидроочищенный бензин с установки Л24-5 подается из колонны К-6 в промежуточную  емкость Е-1 по существующему пусковому  трубопроводу

Содержание серы в сырье  не должно превышать 0,5 ррм. При совместной переработке бензиновых фракций, получаемых из нефти и конденсатов газовых  стабильных, должно быть обеспечено равномерное  смешение указанных фракций.

Важнейшим условием нормальной работы платформинга является низкая влажность  в зоне реакции и достаточное  содержание хлора на катализаторе.

 

2.2.1. Катализатор риформинга

 

Риформинг бензиновых фракций  проводится на катализаторе R-56 фирмы UOP, представляющем собой  биметаллический  катализатор (на алюмосиликат нанесены платина и рений), промотированный  хлором. Катализатор R-56 предназначен для  получения компонентов бензина  с  октановым  числом до 95 пунктов (исследовательский метод).

Катализатор R-56 поставляется  в осерненном виде. Перевод хлоридов платины в сульфиды преследуют две  цели:

1. Предотвращение частичной дезактивации катализатора при хранении, загрузке и в операциях, предшествующих пуску установки.
2. Подавление чрезмерной крекирующей способности свежего катализатора при пуске установки.

В процессе работы катализатор теряет хлор вследствие вымывания остаточной влагой, содержащейся в сырье и  циркулирующем водородсодержащем  газе (ВСГ). Для поддержания  концентрации хлора проводят хлорирование катализатора: в сырье постоянно подают хлорорганические соединения, которые разлагаются с выделением хлора.

Основная цель введения хлорида  заключается в сохранении активности кислотных центров, имеющихся в  структуре катализатора. Кислотные  центры катализируют протекание реакций  дегидроциклизации и изомеризации,  приводящих к образованию желаемых компонентов, но наряду с этим  катализируют также нежелательные реакции  деалкилирования (крекирования).

Недостаточное количество хлорида  приводит к снижению скорости протекания желаемых реакций и снижению общей  активности катализатора. Следовательно, при заданной величине октанового числа  требуется увеличение температуры  на входе в реакторы.

Об избытке хлорида на катализаторе, обычно, свидетельствует повышение  скорости реакций крекинга, которые  понижают выход платформата и  ускоряют отложения дополнительного  количества кокса на катализаторе. При заданной величине октанового числа, как правило, температура на входе  в реакторы снижается.

3. Функция, которая обеспечивается подачей воды в реакторы, состоит в перераспределении хлорида по всему объему катализаторного слоя. Поэтому необходимо предпринимать серьезные действия по обеспечению надлежащего содержания влаги в циркулирующем ВСГ в пределах 15-30 ррм.

Во время межрегенерационного  цикла работы установки необходимо обеспечить равновесный режим работы, и, исходя из трех различных ситуаций, определить скорость подачи хлорида  и воды. Такими ситуациями являются: пуск установки, нормальный равновесный  режим работы и восстановление нормального  равновесия, следующее после обнаружения  нарушения в работе.

 

 

 

 

2.2.2. Каталитические яды

 

2.2.2.1. Сера

 

Максимально-допустимая концентрация серы в сырье платформинга составляет 0,5 мг/кг. Сернистые соединения на платиновом катализаторе разлагаются с образованием сероводорода, который снижает активность катализатора, подавляя особенно реакции  дегидроциклизации парафинов и  ускоряя коксообразование на катализаторе.

Установлена следующая зависимость:

1мг/кг серы в сырье  = 0,0003% мол. в циркулирующем газе = 0,001% мол. в газах отпарки отпарной  колонны.

 

2.2.2.2. Азот

 

Максимальная концентрация азота в сырье составляет 0,5мг/кг. Азот отравляет кислородную функцию  катализатора. Органический азот, поступающий  на установку платформинга, превращается в аммиак. Этот аммиак реагирует  с хлоридом на катализаторе, образуя  хлористый аммоний. Каждые 0,1 мг/кг азота  в сырье связывает до 0,25 мг/кг хлора в катализаторе.

 

2.2.2.3. Вода

 

Наличие воды в циркулирующем  газе в количестве 30мл/м³ и более указывает на то, что в сырье установки платформинга содержится избыточное количество воды, растворенный или связанный кислород. Подобное или более высокое содержание влаги может приводить к усилению реакций гидрокрекинга и увеличению отложений кокса. Кроме того при этих условиях вымывается хлорид из катализатора, что вызывает нарушение хлорного баланса в катализаторе.

 

2.2.2.4. Металлы

 

Поскольку металлы количественно  и необратимо отравляют катализатор  платформинга, в сырье установки  платформинга не должно быть даже следовых количеств металлов.

Так как металлы-яды могут попасть  на катализатор и в период регенерации, то важно соответствующим образом  осуществлять и процесс регенерации.

Большинство металлов отравляет металлическую  функцию (платину) катализатора.

2.2.2.5. Окись углерода

 

Окись углерода, адсорбируясь  на кристаллах платины, необратимо ее дезактивирует.

Двуокись углерода на платине при  температуре выше 150 ^оС взаимодействует с водородом, образуя окись углерода.

 

2.2.2.6. Сырье с высоким  концом кипения

 

Когда конец кипения сырья  достигает 205 ^оС, в бензине увеличивается естественное содержание полициклических ароматических углеводородов и составляет порядка нескольких мг/кг, так как эти соединения являются непосредственными предшественниками кокса, их можно рассматривать как каталитические яды. В случае их отложения на катализаторе они могут быть удалены только при регенерации. 

 

2.2.2.7. Сырье с низкой  температурой кипения

 

Легкое сырье содержит углеводороды С₅, которые снижают октановое число платформата, что, в свою очередь, приводит к ужесточению режима процесса и к ухудшению технико-экономических показателей установки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Описание технологического процесса и технологической

схемы установки

 

3.1. Реакторный блок

 

Исходное сырье - гидроочищенный прямогонный  бензин из промежуточной емкости  Е-1 поступает  на прием насоса ЦН-1/2/. С выкида ЦН-1/2/ сырье под давлением 45-60кг/см² (4,5-6,0МПа), поз.РIRA-6 поступает через клапан-регулятор расхода поз. FIRCA 2  в узел смешения с циркулирующим водородсодержащим газом (ВСГ).

Регулирование подачи сырья  производится  клапаном-регулятором  расхода поз. FIRCA 2 в ручном режиме управления - это обеспечивает более плавное регулирование расхода.

При понижении расхода  сырья на узел смешения до 35 м³/час и давлении на выкиде насоса до 45 кг/см² (4,5МПа) на пульт АСУТП подается предупредительный сигнал.

При понижении расхода  сырья поз.FIRCA 2-1 до 20 м³/час подается аварийный звуковой и световой сигнал:

- закрывается отсекатель 35ПО-2 на выкиде сырьевого насоса, одновременно останавливается сырьевой  насос ЦН-1/2;

- закрываются отсекатели 35ПО-5,6,7,8- топливный газ на основные  форсунки печи  П-1.

Уровень бензина в емкости  Е-1 регулируется клапаном-регулятором (поз.LIRCA 245) сброса избытка бензина в Е-100 из трубопровода гидрогенизата из  К-101 в Е-1. При понижении уровня бензина менее 20% и повышении более 80 % шкалы прибора на пульт АСУТП подается предупредительный сигнал.