Проект переработки гудронов – висбрекинга на нефтеперерабатывающих предприятиях

Описание

В проекте выполнена разработка технологического процесса висбрекинга для неглубокой переработки гудронов, применяемой на нефтеперерабатывающих предприятиях.

1. При выборе метода производства рассмотрены следующие технологии: вакуумная перегонка мазута, деасфальтизация гудрона, висбрекинг мазута. По результатам проведенного анализа установлено, что наибольшее преимущество имеет конфигурация технологической схемы на базе технологии «Висбрекинг-ТЕРМАКАТ®».
2. В качестве сырья для установок применяются остатки первичной перегонки нефти - мазут выше 350°С и гудрон выше 500°С. Получаемая продукция: газ, бензин, керосино-газойлевая фракция, крекинг-остаток.
3. Приведена актуальность метода производства, физико-химические основы производства, химические и физические процессы.
4. Выполнено описание технологических схем и режим работы висбрекинга.

Процесс происходит следующим образом. Выполняется прокачка остаточного сырья (гудрона) через теплообменники, в которых он нагревается до температуры 300 °С за счет тепла отходящих продуктов. Далее он направляется в нагревательно-реакционные змеевики параллельно работающих печей. Вывод продуктов висбрекинга из печей выполняется при температуре 500 °С и с последующим охлаждение подачей квенчинга до температуры 430 °С. Затем они направляются в нижнюю секцию ректификационной колонны К-1. С верха этой колонны производится отвод парогазовой смеси, которая после охлаждения и конденсации в конденсаторах-холодильниках подается в газосепаратор С-1, где осуществляется ее разделение на газ, воду и бензиновую фракцию. При этом часть бензина используется для орошения верха К-1, а балансовое количество направляется на стабилизацию. Из аккумулятора К-1 через отпарную колонну К-2 выводится фракция легкого газойля. После охлаждения в холодильниках она направляется на смешение с висбрекинг-остатком или выводится с установки. Часть легкого газойля используется для создания промежуточного циркуляционного орошения колонны К-1. Поступление кубовой жидкости из К-1 выполняется самотеком в колонну К-3. Вследствие снижения давления с 0,4 до 0,1…0,05 МПа и подачи водяного пара в переток из К-1 в К-3 выполняется отпарка легких фракций. Парогазовая смесь, которая выводится с верха К-3, после охлаждения и конденсации направляется в газосепаратор С-2. Газы из него направляются к форсункам печей, а легкая флегма возвращается в колонну К-1. Из аккумулятора К-3 выводится тяжелая флегма, которая смешивается с исходным гудроном, направляемым в печи. Остаток висбрекинга с низа К-3 после охлаждения в теплообменниках и холодильниках выводится с установки.

Принята ректификационная колонна с ситчато-клапанными тарелками. Она выполнена в форме цилиндра, внутри которого расположены контактные устройства. В колонну выполняется подача паров перегоняемой жидкости, которые поднимаются снизу. В режиме противотока навстречу парам идёт жидкость, которая сконденсировалась наверху в холодильнике. Если разгоняемый продукт включает в состав два компонента, то конечными продуктами будет дистиллят, выходящий из верхней части колонны, и кубовый остаток. При ситовой ректификационной колонне самая нижняя тарелка всегда делается с одним центральным колпаком. Сливная трубка погружается в жидкость куба глубже, для того чтобы конец ее был погружен в перегоняемую жидкость до самого конца сгонки.

Дана характеристика исходного сырья готовой продукции и вспомогательных материалов.

Наиболее распространенным приемом углубленной переработки нефти является метод вакуумной перегонки мазута и раздельной переработки вакуумного газойля (каталитическим и гидрокрекингом) и гудрона. В результате полученный гудрон не может быть использован как котельное топливо за счет высокой вязкости. Наиболее простым способом неглубокой переработки гудронов является висбрекинг, обеспечивающий снижение вязкости, за счет чего уменьшается расход разбавителя на 20…25 % мас. В качестве сырья для висбрекинга применяется гудрон, но существует возможность переработки тяжелых типов нефти, мазутов и асфальтов.

Выполнен расчет основного и вспомогательного аппаратов установки висбрекинга.

Определен материальный баланс установки с вычислением производственной мощности 580000 т/год, производительности 74358,9 кг/ч.

При расчете основного аппарата определены значения:

Приведен расчет вспомогательного аппарата.

В качестве рассчитываемого аппарата выбран кожухотрубчатый теплообменник, с плавающей головкой. Теплоноситель гудрон (сырье). Висбрекинг остаток – мазут. Площадь теплообменной поверхности составляет 873 м². Приняты 3 теплообменных аппарата диаметром 1200 мм со стандартной поверхностью теплообмена, число ходов 6, длина 6 м.

Выполнена организационно экономическая часть с расчетом основных технико-экономических показателей. Установка мощностью 580 000 т в год обслуживается 18-ю рабочими, при этом себестоимость годового выпуска продукции составляет 1482 млн. рублей, а прибыль – 1704 млн. рублей.

Разработаны мероприятия по охране труда.

В разделе автоматизации рассмотрены системы управления, применение которых позволило бы увеличить выход продуктов на действующих установках вследствие автоматического контроля и коррекции температуры, давления и уровня.

Представлена схема регулирования процесса ректификации. Поддержание материального баланса колонны осуществляется за счет сохранения равенства между количеством вводимого сырья и выводимыми продуктами. Для этого на колонне выполнена установка регуляторов: уровня, расхода сырья, отбора промежуточной фракции и отбора продукта. Поддержание теплового баланса колонны выполняется вследствие сохранения равенства между количеством вводимого и отбираемого тепла. Для это установлены регуляторы: подачи охлаждающей воды в дефлегматор и подачи пара в кипятильник.

В работе разработан прием углубления переработки нефти методом вакуумной перегонки мазута и раздельной переработки вакуумного газойля и гудрона. Установка висбрекинга выполнена в реакционную камеру.