707.83K
Категории: ХимияХимия МеханикаМеханика

Теоретические и инженерные основы гидроочистки дизельных фракций основ масел ВМГЗ

1.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНЫЕ
ОСНОВЫ ГИДРООЧИСТКИ
ДИЗЕЛЬНЫХ ФРАКЦИЙ
ОСНОВ МАСЕЛ ВМГЗ
Выполнил:
студент группы ТВК-574
Сафонов Д.С.

2.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
Целью выпускной работы бакалавра является разработка
химико-технологической
концепции
гидроочистки
дизельного
топлива для получения основы гидроочищенного ВМГЗ.
В рамках достижения данной цели необходимым является
решение следующих основных задач:
провести анализ патентной и научно-технической литературы по
процессу
гидроочистки
дизельных
фракций,
а
также
проанализировать производство-аналог и предложить возможные
пути усовершенствования производственного процесса;
произвести термодинамические расчеты реакции, реализуемой в
выбранном способе;
рассмотреть механизм реакции;
опираясь на особенности процесса, выбрать реактор для его
осуществления. Произвести расчеты материального и теплового
балансов реактора, определить его объем и объем катализатора;
разработать операторную модель процесса и на её основе технологическую схему.
2

3.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИИ ПРОМЫШЛЕННОГО АНАЛОГА
Установка № 61 предназначена для выработки широкого
ассортимента
продукции:
изопарафинового
базового
масла,
высокоиндексных
низкозастывающих
основ
гидравлических
и
авиационных масел, трансформаторного, индустриальных масел, основ
рабочих жидкостей и СОЖ. Основным сырьем для производства является:
керосин, дизельное топливо, I вакуумный погон установок АВТ, рафинат I
вакуумного погона с установок селективной очистки, гач с установок
депарафинизации.
В качестве сырья для выработки основы ВМГЗ используется
дизельная фракция с блока ВПДТ 250-340 ˚С
Установка № 61 состоит из следующих секций (блоков):
Секция 100 – предназначена для гидроочистки исходного сырья.
Секция 200 – предназначена для гидродепарафинизации гидрогенизата поступающего с секции 100.
Секция 300 – секция циркуляции водородосодержащего газа на секции 100 и секции 200.
Секция 400 – секция стабилизации, ректификации и вакуумной
осушки.
3

4.

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ
Первоочередной задачей для производства ВМГЗ стоит очистка
исходного сырья от соединений серы, азота и кислорода, а также
удаление из сырья смол и ароматических углеводородов. Эта задача
может быть успешно решена освоением и применением в
промышленности гидрогенизационных методов очистки.
Сущность гидрогенизационного метода или метода гидроочистки
заключается в разрушении гетероатомных соединений, гидрирования
ароматических и непредельных соединений при взаимодействии с
водородом в присутствии катализаторов.
Гидроочистка
имеет
преимущество
перед
контактными,
селективными и сернокислотными методами очистки, в частности, более
простым
аппаратурным
оформлением,
отсутствием
отходов,
универсальностью к любым видам сырья.
В результате гидроочистки происходит осветление и уменьшается
коксуемость нефтепродуктов и содержание в них серы, повышается
вязкость, устойчивость к окислению.
4

5.

ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЦЕСС ГИДРООЧИСТКИ
Факторы
Давление
Температура
Кратность циркуляции
водородосодержащего
газа
Объемная скорость
подачи сырья
Активность
катализатора
5

6.

ОСНОВНЫЕ РЕАКЦИИ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ
6

7.

ХИМИЯ ПРОЦЕССА
Соединения тиофенового ряда - наименее активные сернистые
соединения нефти, поэтому реакции их гидрирования наиболее
медленные.
На рисунке представлена схема гидрирования бензотиофена на
алюмокобальтмолибденовом катализаторе.
7

8.

МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА
пунктирные линии — медленные реакции; ГИД — маршрут гидрирования,
ГДС — маршрут прямой гидродесульфуризации
Рисунок – Механизм гидрогенолиза тиофена
8

9.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Для термодинамического анализа выбираем реакцию гидрирования
бензтиофена с образованием этилбензола и сероводорода:
Зависимость изменения энтальпии от температуры
Зависимость изменения энтропии от температуры
9

10.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Зависимость изменения энергии Гиббса от температуры
Зависимость изменения константы равновесия от температуры
10

11.

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ГИДРООЧИСТКИ
Приход
Наименование
В пересчете на 100 кг
т/год
кг/ч
Сырье
100
140000
23333,33
Водородсодержащий газ
0,99
1386
231,00
в том числе 100% H2
0,29
406
67,67

100,99
141386
23564,33
очищенная
99,76
139664
23277,33
Сероводород
0,20
280
46,67
Сухой газ
0,79
1106
184,33
Бензин
0,19
266
44,33
0,05
70
11,67
100,99
141386
23564,33
Расход
Дизельная
Механические
H2

фракция
потери
11

12.

РЕАКТОР ГИДРООЧИСТКИ Р-101
Основным аппаратом на установке № 61
является
реактор
Р-101,
конструкция
которого
представляет
собой
приведена на чертеже.
Реактор
вертикальный
(Р-101)
цилиндрический аппарат: диаметр –
1400 мм и высота – 5600 мм. Сырьё подаётся сверху
вниз, т.е. аксиальный тип. Аппарат выполнен из
низколегированной стали 12ХМ с аустенитным
покрытием сталью 08Х18Н10Т. Толщина стенки 65
мм, внутри реактор покрыт слоем биметалла для
антикоррозионной защиты.
12
Реактор Р-101

13.

ОПЕРАТОРНАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОЙ
ФРАКЦИИ
УВГ
10
11
Конденсат
9
ВСГ
ВСГ
УВГ
Дизельная
фракция
1
2
3
4
5
Гидрогенизат
6
УВГ
7
8
1 — смешение; 2— нагревание; 3 — испарение; 4 — реактор; 5, 10 — конденсация;
6, 8, 11 — разделение; 7 — расширение.
13

14.

ВЫВОДЫ
Проведен анализ производства-аналога установки №61 гидроочистки дизельного топлива
ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».
Изучены теоретические и инженерные основы процесса гидроочистки дизельных фракций.
Рассмотрен механизм процессов гидрогенолиза сероорганических соединений, а также
основные кинетические закономерности их протекания.
Проведен термодинамический анализ основной реакции, который позволил сделать вывод о
протекании экзотермической реакции гидрогенолиза бензтиофена в прямом направлении в условиях
проведения процесса.
Для катализатора ГКД-202 определены основные геометрические параметры реактора (диаметр
- 1400 мм, высота 5600 мм), объем слоя катализатора 7,94 м3.
Составлен материальный баланс реактора, определено адиабатическое повышение температуры
в слое катализатора 36°С.
Разработана операторная модель процесса и предложена технологическая схема стадии
гидроочистки дизельных фракций.
14

15.

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ
15
English     Русский Правила