Введение 5
1 Литературный обзор 6
1.1 Назначение процесса каталитического крекинга 6
1.2 Механизм и химизм каталитического крекинга 7
1.3 Характеристика сырья и готовой продукции 12
1.4 Современные тенденции развития каталитического крекинга 16
1.5 Катализаторы процесса каталитического крекинга 18
1.6 Описание технологической схемы 20
1.7 Применение выделившегося углекислого газа 23
1.8 Патентный поиск 24
2 Расчётная часть 27
2.1 Материальный баланс реакционного узла 27
2.2 Тепловой баланс 30
2.3 Технологический расчёт абсорбера 34
2.3.1 Определение количества поглощаемого углекислого газа 35
2.3.2 Определение расхода абсорбента 36
2.3.3 Определение диаметра абсорбера 38
2.3.4 Определение движущей силы внизу колонны 44
2.3.5 Определение движущей силы вверху колонны 45
2.3.6 Определение коэффициента массопередачи 46
2.3.7 Определение высоты насадки и высоты всей колонны 50
2.3.8 Гидравлическое сопротивление колонны с насадкой 51
2.4 Аналитический контроль производства 56
2.5 Экологичность проекта 57
Заключение 59
Список используемой литературы 60
Приложение А Технологическая схема каталитического крекинга 63
Приложение Б Конструкция насадочного абсорбера 64
«Процесс каталитического крекинга является одним из наиболее распространенных крупнотоннажных процессов основной углубленной переработки нефти и в значительной мере определяет технико-экономические показатели современных и перспективных НПЗ топливного профиля» [19].
«Каталитический крекинг - это процесс каталитического деструктивного превращения тяжелых нефтяных фракций в компоненты моторных топлив и сырья для нефтехимии» [19].
Каталитический крекинг на протяжении восьмидесяти лет постепенно улучшался и заслужил одно из значимых мест среди процессов углубленной переработки нефти и получении бензина, а это немаловажное достижение, ведь бензин одно из главных составляющих в мировом бензиновом фонде.
Благодаря данному процессу появилась возможность добывать из малоценного тяжёлого сырья бензин с высоким октановым числом и также дополнительное сырьё для нефтехимических производств.
Основным сырьём современных промышленных установок каталитического крекинга являются атмосферные и вакуумные дистилляты первичной перегонки нефти.
Также применяют тяжелое дистиллятное сырьё, мазуты, деасфальтизаты, тяжелые продукты других термокаталитических и термических процессов.
Цель: модернизация узла выделения углекислого газа в процессе каталитического крекинга нефтяного сырья.
Задачи:
- изучить процесс каталитического крекинга;
- рассчитать материальный и тепловой баланс процесса;
- рассчитать узел выделения углекислого газа;
- представить оптимизированную технологическую схему процесса;
- выполнить технологический расчет основного аппарата.
В данной выпускной квалификационной работе был рассмотрен процесс каталитического крекинга вакуумного дистиллята.
Изучены физико-химические свойства углеводородов, механизм реакции каталитического крекинга, анализ как сырья процесса, так и его продуктов, и также представлены тенденции развития каталитического крекинга.
Был выполнен патентный поиск по процессу каталитического крекинга и также показаны его современные модернизации в данной области.
Показано, что в процессе выделяется большое количество углекислого газа, который не находит своего применения в процессе и сбрасывался до последнего времени в атмосферу.
Представлена технологическая схема процесса каталитического крекинга, модернизированная при помощи добавления насадочного абсорбера, в целях очистки выделившегося углекислого газа и его концентрирования.
Благодаря концентрированию углекислого газа при помощи насадочного абсорбера по своему составу выделившийся углекислый газ может быть использован во многих сферах и переработан в разные продукты.
Были рассчитаны материальный и тепловой балансы реактора каталитического крекинга и определено количество поглощаемого углекислого газа, выделившегося при выжиге кокса, проведён расчёт насадочного абсорбера для извлечения концентрированного углекислого газа, также был определён диаметр аппарата, его высота и гидравлическое сопротивление.
Представлены данные по аналитическому контролю процесса, а также рассмотрены вопросы экологичности данного процесса и определён главный источник загрязнения окружающей среды - регенератор катализатора, выделяющий оксиды серы и азота.
