«Реконструкция блоков реакторного и стабилизации установки риформинга Л-35/11-300 с целью увеличения октанового числа риформата и утилизации тепла газопродуктовой смеси на ЗАО «РНПК» с производительностью 300 тыс. тонн/год.
|
Введение……………………………………………………………………………...5
2 Аналитическая часть. ………………………………………………………..6-13
2.1 Промышленные способы производства бензинов…………………………….6
2.1.1 Прямая перегонка нефти………………………………………………………6
2.1.2 Каталитический крекинг………………………………………………………7
2.1.3 Гидрокрекинг……………………………………………………………….….8
2.1.4 Термические процессы………………………………………………………...8
2.1.5 Каталитический риформинг…………………………………………….…….8
2.2 Новые разработки получения бензинов каталитическим риформингом……10
2.2.1 Хабаровский Нефтеперерабатывающий завод………………………………10
2.2.2 НП ЗООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка»………………………....10
2.2.3 Атыраульский Нефтеперерабатывающий завод…………………………….11
2.2.4 Ярославнефтеоргсинтез……………………………………………………....11
2.3 Технико- экономические обоснования…………………………………...……12
3. Технологическая часть………………………………………………………14-83
3.1 Технические условия и стандарты на сырье, полуфабрикаты, реагенты и готовую продукцию. ………………………………….…………………………….14
3.1.1 Сырье…………………………………………………………………….….….14
3.1.2 Качество сырья…………………………………………….…………………..14
3.1.3 Температура и объемная скорость подачи сырья……………………………15
3.1.4 Давление водорода и кратность циркуляции ВСГ…………………………..15
3.1.5 Характеристика реагентов…………………………………………………….16
3.1.6 Характеристика продукции……………………………………………………18
3.2 Разработка и описание технологической схемы…………………………….....19
3.2.1 Реакция алканов …………………………………………………………….....19
3.2.2 Реакции нафтенов.. …………………………………………………….………20
3.2.3 Реакции ароматических углеводородов………………………………………22
3.3 Описание технологической схемы. …………………………………………….24
3.4 Материальный баланс реакторного блока………………………………...........27
3.4.1 Материальный и тепловой балансы оборудования………………………....27
3.4.2 Материальный баланс установки…………………………………………......28
3.5 Расчет вспомогательного оборудования……………………………………….32
3.5.1 Расчет испарителя абсорбционной колонны К-6……………………………32
3.7 Тепловой расчет реакторного блока…………………………………………...40
3.7.1 Тепловые балансы реакторов...........................................................................40
3.7.2 Определение основных размеров реакторов………………………………..57
3.7.3Определение диаметра для Р-1.........................................................................58
3.7.4 Результаты расчета для Р-2…………………………………………………..60
3.7.5 Результаты расчета для Р-3………………………………………………......61
3.7.6 Результаты расчета для Р-4………………………………………………......63
3.7.7 Определение динамической вязкости и плотности реакционной смеси
для Р-1………………………………………………………………………………64
3.7.8 Определение динамической вязкости и плотности реакционной смеси
для Р-2……………………………………………………………………………….66
3.7.9 Определение динамической вязкости и плотности реакционной смеси
для Р-3………………………………………………………………………………67
3.7.10 Определение динамической вязкости и плотности реакционной смеси
для Р-4………………………………………………………………………………68
3.8 Механический расчет реакторного блока……………………………………..69
3.8.1 Описание аппарата с технической характеристикой и технологическими требованиями………………………………………………………………………..69
3.8.2 Определение допускаемого давления в реакторе…………………………..70
3.8.3 Определение напряжения в цилиндрической части реактора…………… .70
3.8.4 Определение массы реактора…………………………………………………71
3.8.5 Определение максимального напряжения на опорную поверхность фундаментального кольца при максимальном весе………………………………72
3.8.6 Расчет фланцевого соединения……………………………………………….72
3.9 Спецификация оборудования…………………………………………………..75
3.10 Контроль производства……………………………………………………......80
4 Применение ЭВМ………………………………………………………………84-86
4.1 Расчет и выбор центробежного насоса.. .…………………………………......84
5 Система управления проектируемого производства………………………87
5.1 Выбор и обоснование выбора решений по управлению…………………….87
5.1.1 Выявление параметров, требующих автоматической стабилизации……..87
5.1.2 Выбор параметров контроля, сигнализации и защиты……………………90
5.2 Обоснование выбора и описание технических средств для реализации решений по управлению……………………………………………………………92
5.3 Спецификация технических средств, реализующих решения по
управлению………………………………………………………………………... 94
6 Безопасность и экологичность проектных решений……………….....101-125
6.1 Выбор и краткое описание объекта анализа…………………………………101
6.2 Анализ потенциальной опасности объекта для персонала и окружающей среды………………………………………………………………………………..102
6.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов………………...102
6.2.2 Анализ возможности возникновения чрезвычайных ситуаций…………..104
6.2.3 Анализ процесса кат-го риформинга на окружающую среду…………….106
6.3 Классификация производства………………………………………….……...108
6.4 Мероприятия по производственной санитарии………………………………110
6.4.1 Обеспечение необходимых параметров воздуха…………………………...110
6.4.2 Вентиляция и отопление……………………………………………………..111
6.4.3 Производственное освещение……………………………………………….111
6.4.4 Защита от вибрации и шума…………………………………………………113
6.4.5 Средства индивидуальной защиты…………………………………….........113
6.4.6 Санитарно-бытовые помещения и устройства……………………………..114
6.5 Мероприятия и средства по обеспечению безопасности труда……………..115
6.5.1 Автоматизация производственных процессов……………………………...115
6.5.2 Расположение оборудования…………………………………………………115
6.5.3 Обеспечение прочности, герметичности и коррозионной стойкости оборудования………………………………………………………………………116
6.5.4 Обеспечение электробезопасности…………………………………………116
6.5.5 Защитные устройства и знаки безопасности……………………………….118
6.5.6 Другие мероприятия и средства защиты и обеспечение безопасности…..119
6.6 Мероприятия и средства по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях…………………………………………………………………………...120
6.6.1 Меры по предотвращению аварий на объекте……………………………..120
6.6.2 Обеспечение пожарной безопасности объекта…………………………….121
6.6.3 Обеспечение взрывобезопасности объекта………………………………...122
6.6.4 Молниезащита………………………………………………………………..122
6.7 Мероприятия и средства по защите окружающей среды от воздействия вредных и сточных вод установки каталитического риформинга…………….124
7 Экономическая часть……………………………………………………….126-144
7.1 краткая характеристика действующего прцесса…………………………….126
7.2 Расчет технико-экономических показателей установки……………………126
7.2.1 Расчет производственной мощности объекта……………………………..126
7.2.2 Определение стоимости основных фондов………………………………..128
7.2.3 Расчет себестоимости продукции………………………………………….128
7.2.3.1 Расчет себестоимости продукции до реконструкции…………………..128
7.2.3.2 Расчет себестоимости продукции после реконструкции……………....136
7.2.4 Расчет цены продукции…………………………………………………….140
7.2.7.1 Оптовая и отпускная цена до реконструкции…………………………..140
7.2.4.2 Оптовая и отпускная цена после реконструкции……………………….140
7.2.5 Расчет прироста производительности труда ……………………………..140
7.2.5.1 Производительность труда до реконструкции………………………….140
7.2.5.2 Производительность труда после реконструкции………………………140
7.2.6 Прибыль, налоги, рентабельность продаж………………………………..141
7.2.7 Рентабельность продукции………………………………………………...142
7.2.8 Окупаемость капитальных вложений……………………………………...142
Выводы…………………………………………………………………...……….145
Литература. ………………………………………………………………………146
Чертежи:
БЖД Саша.cdw
Реактор САША.cdw
Сашина схема КиПиА.cdw
Таблица катализаторов САША.cdw
Химические реакции.cdw
Экономика Саша.cdw
2 Аналитическая часть. ………………………………………………………..6-13
2.1 Промышленные способы производства бензинов…………………………….6
2.1.1 Прямая перегонка нефти………………………………………………………6
2.1.2 Каталитический крекинг………………………………………………………7
2.1.3 Гидрокрекинг……………………………………………………………….….8
2.1.4 Термические процессы………………………………………………………...8
2.1.5 Каталитический риформинг…………………………………………….…….8
2.2 Новые разработки получения бензинов каталитическим риформингом……10
2.2.1 Хабаровский Нефтеперерабатывающий завод………………………………10
2.2.2 НП ЗООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка»………………………....10
2.2.3 Атыраульский Нефтеперерабатывающий завод…………………………….11
2.2.4 Ярославнефтеоргсинтез……………………………………………………....11
2.3 Технико- экономические обоснования…………………………………...……12
3. Технологическая часть………………………………………………………14-83
3.1 Технические условия и стандарты на сырье, полуфабрикаты, реагенты и готовую продукцию. ………………………………….…………………………….14
3.1.1 Сырье…………………………………………………………………….….….14
3.1.2 Качество сырья…………………………………………….…………………..14
3.1.3 Температура и объемная скорость подачи сырья……………………………15
3.1.4 Давление водорода и кратность циркуляции ВСГ…………………………..15
3.1.5 Характеристика реагентов…………………………………………………….16
3.1.6 Характеристика продукции……………………………………………………18
3.2 Разработка и описание технологической схемы…………………………….....19
3.2.1 Реакция алканов …………………………………………………………….....19
3.2.2 Реакции нафтенов.. …………………………………………………….………20
3.2.3 Реакции ароматических углеводородов………………………………………22
3.3 Описание технологической схемы. …………………………………………….24
3.4 Материальный баланс реакторного блока………………………………...........27
3.4.1 Материальный и тепловой балансы оборудования………………………....27
3.4.2 Материальный баланс установки…………………………………………......28
3.5 Расчет вспомогательного оборудования……………………………………….32
3.5.1 Расчет испарителя абсорбционной колонны К-6……………………………32
3.7 Тепловой расчет реакторного блока…………………………………………...40
3.7.1 Тепловые балансы реакторов...........................................................................40
3.7.2 Определение основных размеров реакторов………………………………..57
3.7.3Определение диаметра для Р-1.........................................................................58
3.7.4 Результаты расчета для Р-2…………………………………………………..60
3.7.5 Результаты расчета для Р-3………………………………………………......61
3.7.6 Результаты расчета для Р-4………………………………………………......63
3.7.7 Определение динамической вязкости и плотности реакционной смеси
для Р-1………………………………………………………………………………64
3.7.8 Определение динамической вязкости и плотности реакционной смеси
для Р-2……………………………………………………………………………….66
3.7.9 Определение динамической вязкости и плотности реакционной смеси
для Р-3………………………………………………………………………………67
3.7.10 Определение динамической вязкости и плотности реакционной смеси
для Р-4………………………………………………………………………………68
3.8 Механический расчет реакторного блока……………………………………..69
3.8.1 Описание аппарата с технической характеристикой и технологическими требованиями………………………………………………………………………..69
3.8.2 Определение допускаемого давления в реакторе…………………………..70
3.8.3 Определение напряжения в цилиндрической части реактора…………… .70
3.8.4 Определение массы реактора…………………………………………………71
3.8.5 Определение максимального напряжения на опорную поверхность фундаментального кольца при максимальном весе………………………………72
3.8.6 Расчет фланцевого соединения……………………………………………….72
3.9 Спецификация оборудования…………………………………………………..75
3.10 Контроль производства……………………………………………………......80
4 Применение ЭВМ………………………………………………………………84-86
4.1 Расчет и выбор центробежного насоса.. .…………………………………......84
5 Система управления проектируемого производства………………………87
5.1 Выбор и обоснование выбора решений по управлению…………………….87
5.1.1 Выявление параметров, требующих автоматической стабилизации……..87
5.1.2 Выбор параметров контроля, сигнализации и защиты……………………90
5.2 Обоснование выбора и описание технических средств для реализации решений по управлению……………………………………………………………92
5.3 Спецификация технических средств, реализующих решения по
управлению………………………………………………………………………... 94
6 Безопасность и экологичность проектных решений……………….....101-125
6.1 Выбор и краткое описание объекта анализа…………………………………101
6.2 Анализ потенциальной опасности объекта для персонала и окружающей среды………………………………………………………………………………..102
6.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов………………...102
6.2.2 Анализ возможности возникновения чрезвычайных ситуаций…………..104
6.2.3 Анализ процесса кат-го риформинга на окружающую среду…………….106
6.3 Классификация производства………………………………………….……...108
6.4 Мероприятия по производственной санитарии………………………………110
6.4.1 Обеспечение необходимых параметров воздуха…………………………...110
6.4.2 Вентиляция и отопление……………………………………………………..111
6.4.3 Производственное освещение……………………………………………….111
6.4.4 Защита от вибрации и шума…………………………………………………113
6.4.5 Средства индивидуальной защиты…………………………………….........113
6.4.6 Санитарно-бытовые помещения и устройства……………………………..114
6.5 Мероприятия и средства по обеспечению безопасности труда……………..115
6.5.1 Автоматизация производственных процессов……………………………...115
6.5.2 Расположение оборудования…………………………………………………115
6.5.3 Обеспечение прочности, герметичности и коррозионной стойкости оборудования………………………………………………………………………116
6.5.4 Обеспечение электробезопасности…………………………………………116
6.5.5 Защитные устройства и знаки безопасности……………………………….118
6.5.6 Другие мероприятия и средства защиты и обеспечение безопасности…..119
6.6 Мероприятия и средства по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях…………………………………………………………………………...120
6.6.1 Меры по предотвращению аварий на объекте……………………………..120
6.6.2 Обеспечение пожарной безопасности объекта…………………………….121
6.6.3 Обеспечение взрывобезопасности объекта………………………………...122
6.6.4 Молниезащита………………………………………………………………..122
6.7 Мероприятия и средства по защите окружающей среды от воздействия вредных и сточных вод установки каталитического риформинга…………….124
7 Экономическая часть……………………………………………………….126-144
7.1 краткая характеристика действующего прцесса…………………………….126
7.2 Расчет технико-экономических показателей установки……………………126
7.2.1 Расчет производственной мощности объекта……………………………..126
7.2.2 Определение стоимости основных фондов………………………………..128
7.2.3 Расчет себестоимости продукции………………………………………….128
7.2.3.1 Расчет себестоимости продукции до реконструкции…………………..128
7.2.3.2 Расчет себестоимости продукции после реконструкции……………....136
7.2.4 Расчет цены продукции…………………………………………………….140
7.2.7.1 Оптовая и отпускная цена до реконструкции…………………………..140
7.2.4.2 Оптовая и отпускная цена после реконструкции……………………….140
7.2.5 Расчет прироста производительности труда ……………………………..140
7.2.5.1 Производительность труда до реконструкции………………………….140
7.2.5.2 Производительность труда после реконструкции………………………140
7.2.6 Прибыль, налоги, рентабельность продаж………………………………..141
7.2.7 Рентабельность продукции………………………………………………...142
7.2.8 Окупаемость капитальных вложений……………………………………...142
Выводы…………………………………………………………………...……….145
Литература. ………………………………………………………………………146
Чертежи:
БЖД Саша.cdw
Реактор САША.cdw
Сашина схема КиПиА.cdw
Таблица катализаторов САША.cdw
Химические реакции.cdw
Экономика Саша.cdw
Каталитический риформинг – является одним из ведущих процессов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности в производстве высокооктанового компонента автомобильного бензина и ароматических углеводородов.
Каталитический риформинг – позволяет применять автомобильные двигатели с более высокими степенями сжатия, что обеспечивает значительное увеличение их мощности и уменьшение удельного расхода топлива.
В настоящее время на установках каталитического риформинга получают компоненты автомобильных бензинов с октановым числом 95-100 (И.М.), из которых приготавливают бензины марок: АИ-76, АИ-93, АИ-95, АИ-98.
Современный этап развития каталитического риформирования связан с успешным использованием полиметаллических катализаторов, содержащих платину и добавок одного или нескольких металлических компонентов.
Такие катализаторы дают возможность вести процесс при более низком давление.
Катализаторы риформинга, содержащие не менее 50% ароматических углеводородов и имеющие октановое число более 88 (м.м.), подвергались ректификации с получением головной (н.к.–65°С); средней (65-105°С) и остаточной (105 – к.к.) фракций.
Среднекипящая фракция 65-105°С во всех случаях имеет октановое число ниже, чем у исходных риформатов, несмотря на большее содержание ароматических углеводородов.
С повышением жесткости режима риформинга повышаются октановые числа головной и остаточной фракций; первой за счет увеличения доли парафиновых С5 и нафтеновых, второй за счет увеличения содержания ароматических и уменьшения содержания парафиновых С8 - С9 углеводородов. Смеси головной и остаточной фракций в балансовых соотношениях имеют большие октановые числа, чем исходные риформаты, что очень важно при приготовлении бензина АИ – 95 при меньшем содержании ароматических углеводородов.
Для повышения качества автомобильного бензина – провели реконструкцию установки (Л-35-11/300) каталитического риформинга. С целью рекуперации тепла газопродуктовой смеси выходящей с 4-го реактора на блоке стабилизации устанавливаются термосифонные кипятильники кубов колонн К-6 и К-7 вместо печей П-2, П-3. Это позволит сократить количество энергоресурсов, а следовательно уменьшить затраты на производство единицы продукции и, следовательно увеличить прибыль.
Провели замену катализатора ПР-50 на катализатор ПР-70, что позволит проводить процесс при более низком давлении (14 кгс/см2 на выходе с последней степени риформирования вместо 19 кгс/см2), а также позволит повысить октановое число катализата с 92 до 95 единиц по исследовательскому методу.
В результате реконструкции вырабатывается новый товарный продукт - высокооктановый компонент бензина АИ-95 стандарта ЕВРО-4.
Каталитический риформинг – позволяет применять автомобильные двигатели с более высокими степенями сжатия, что обеспечивает значительное увеличение их мощности и уменьшение удельного расхода топлива.
В настоящее время на установках каталитического риформинга получают компоненты автомобильных бензинов с октановым числом 95-100 (И.М.), из которых приготавливают бензины марок: АИ-76, АИ-93, АИ-95, АИ-98.
Современный этап развития каталитического риформирования связан с успешным использованием полиметаллических катализаторов, содержащих платину и добавок одного или нескольких металлических компонентов.
Такие катализаторы дают возможность вести процесс при более низком давление.
Катализаторы риформинга, содержащие не менее 50% ароматических углеводородов и имеющие октановое число более 88 (м.м.), подвергались ректификации с получением головной (н.к.–65°С); средней (65-105°С) и остаточной (105 – к.к.) фракций.
Среднекипящая фракция 65-105°С во всех случаях имеет октановое число ниже, чем у исходных риформатов, несмотря на большее содержание ароматических углеводородов.
С повышением жесткости режима риформинга повышаются октановые числа головной и остаточной фракций; первой за счет увеличения доли парафиновых С5 и нафтеновых, второй за счет увеличения содержания ароматических и уменьшения содержания парафиновых С8 - С9 углеводородов. Смеси головной и остаточной фракций в балансовых соотношениях имеют большие октановые числа, чем исходные риформаты, что очень важно при приготовлении бензина АИ – 95 при меньшем содержании ароматических углеводородов.
Для повышения качества автомобильного бензина – провели реконструкцию установки (Л-35-11/300) каталитического риформинга. С целью рекуперации тепла газопродуктовой смеси выходящей с 4-го реактора на блоке стабилизации устанавливаются термосифонные кипятильники кубов колонн К-6 и К-7 вместо печей П-2, П-3. Это позволит сократить количество энергоресурсов, а следовательно уменьшить затраты на производство единицы продукции и, следовательно увеличить прибыль.
Провели замену катализатора ПР-50 на катализатор ПР-70, что позволит проводить процесс при более низком давлении (14 кгс/см2 на выходе с последней степени риформирования вместо 19 кгс/см2), а также позволит повысить октановое число катализата с 92 до 95 единиц по исследовательскому методу.
В результате реконструкции вырабатывается новый товарный продукт - высокооктановый компонент бензина АИ-95 стандарта ЕВРО-4.
1. В данном дипломном проекте проведена реконструкция уста-новки каталитического риформинга, которая заключается в модерни-зации основного и вспомогательного оборудования в технологической схеме. Цель реконструкции в выпуске продукции высшего качества, а именно компонента высокооктанового бензина АИ-95 стандарта ЕВРО -4 вместо АИ-92.
2. В проекте предлагается заменить печи блока стабилизации на термосифонные кипятильники, теплоносителем в которых является га-зопродуктовая смесь выходящая из реактора Р-4. Это позволит сокра-тить количество энергоресурсов.
3. Проведена замена катализатора ПР-50 на более активный поли-металлический катализатор ПР-70.
4. Реконструкция потребовала относительно незначительных до-полнительных затрат, которые окупаются за 102 дня вследствие при-роста прибыли.
Таким образом, экономические расчеты подтвердили целесообраз-ность этой реконструкции, которая обусловлена необходимостью улучшения качества бензинов.
2. В проекте предлагается заменить печи блока стабилизации на термосифонные кипятильники, теплоносителем в которых является га-зопродуктовая смесь выходящая из реактора Р-4. Это позволит сокра-тить количество энергоресурсов.
3. Проведена замена катализатора ПР-50 на более активный поли-металлический катализатор ПР-70.
4. Реконструкция потребовала относительно незначительных до-полнительных затрат, которые окупаются за 102 дня вследствие при-роста прибыли.
Таким образом, экономические расчеты подтвердили целесообраз-ность этой реконструкции, которая обусловлена необходимостью улучшения качества бензинов.



