Введение 5
1 Технико-экономическое обоснование 6
2 Технологические решения 6
2.1 Характеристика исходной нефти 6
2.2 Выбор варианта и технологической схемы переработки нефти 10
3 Составление материальных балансов 12
3.1 Материальный баланс производства 12
3.2 Сводный материальный баланс 18
4 Характеристика установок по переработке нефти 19
4.1 Установка обессоливания и обезвоживания нефти 19
4.2 Установка атмосферно-вакуумной перегонки 20
4.3 Установка каталитического риформинга 21
4.4 Установка гидроочистки топлив 21
4.5 Установка адсорбционной депарафинизации дизельного топлива 22
4.6 Установка газофракционирования предельных газов 22
4.7 Установка газофракционирования непредельных газов 23
4.8 Установка изомеризации 23
4.9 Установка производства битумов 24
4.10 Установка каталитического крекинга 24
4. 11 Установка коксования 25
4.12 Установка сернокислотного алкилирования 25
4.13 Установка производства серы 26
4.14 Установка производства водорода 26
5 Описание технологического процесса каталитического крекинга 27
5.1 Характеристика сырья каталитического крекинга 27
5.2 Подготовка (облагораживание) сырья каталитического крекинга 28
5.3 Химизм и механизм реакций каталитического крекинга 28
5.4 Катализаторы реакций каталитического крекинга 31
5.5 Влияние основных технологических параметров на конечные
результаты процесса 32
5.6 Описание технологического процесса каталитического крекинга 34
5.7 Характеристика продуктов процесса и их применение 36
6 Расчет реактор-регенераторного блока установки
каталитического крекинга 37
6.1 Расчет реакторного блока установки каталитического
крекинга с лифт-реактором 37
6.1.1 Материальный баланс реактора 37
6.1.2 Тепловой баланс реактора 39
6.1.3 Расчет основных размеров лифт-реактора 44
6.1.4 Расчет основных размеров сепарационной зоны
реакторного блока 49
6.2 Расчет регенераторного блока установки каталитического крекинга 55
622. Расход водяного пара на отпарку газов регенерации с катализатора 66
6.2.3. Материальный баланс регенератора 67
6.2.4 Тепловой баланс регенератора 67
6.2.5 Материальные балансы основных зон регенератора 69
6.2.6 Диаметр регенератора и его основных зон 72
6.2.7 Высота регенератора и его зон 76
6.3 Расчет теплообменного аппарата 78
7 Строительные решения 82
7.1 Выбор района строительства 82
7.2 Объемно-планировочные решения зданий и сооружений 82
7.3 Размещение оборудования 84
8 Генеральный план и транспорт 85
8.1 Размещение установки на генеральном плане 85
8.2 Присоединение установки к инженерным сетям 86
8.3 Вертикальная планировка и водоотвод с площадки 87
8.4 Транспорт 87
8.5 Благоустройство и озеленение промышленной площадки 88
9 Безопасность и экологичность проекта 89
9.1 Характеристика опасных факторов производства 89
9.2 Способы и необходимые средства пожаротушения 91
9.3 Охрана окружающей среды 92
Заключение 94
Список сокращений 95
Список использованных источников 96
Приоритетной задачей для государства, в котором топливно- энергетический комплекс, в том числе нефтеперерабатывающая промышленность, занимает важнейшее место в экономике, является максимально эффективное использование нефтяного сырья. Для этого в нефтепереработке стремятся к увеличению глубины переработки нефти за счет вторичных термических и каталитических процессов, что позволяет максимально рационально использовать невосполнимое углеводородное сырье.
Актуальной проблемой становится исчерпание запасов нефти и возрастающая сложность извлечения нефти из недр земли. Всё чаще месторождения разрабатываются на шельфах морей и в северных регионах страны. Неглубокая переработка и сырьевая экспортная политика отрицательно влияют на экономику государства и стабильность страны в целом.
В Государственной программе «Энергетическая стратегия России до 2030 года» указываются ближайшие перспективы развития нефтегазоперерабатывающей промышленности, а именно необходимость достижения глубины переработки нефти равной 85 % к 2020 году и 89-90% к 2030 году. Увеличение глубины переработки нефти будет происходить за счет реконструкции и модернизации нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ). Будут внедрены новые технологические процессы, такие как каталитический крекинг, гидрокрекинг, коксование, висбрекинг, производство битумов и др. Доля этих процессов в составе российских НПЗ в несколько раз ниже, чем в НПЗ передовых нефтеперерабатывающих странах.
Процесс каталитического крекинга, позволяющий получать качественные компоненты автомобильных бензинов и дизельных топлив, является предпочтительным при строительстве или модернизации НПЗ, так как сырьём установок каталитического крекинга является малоценные тяжелые фракции. При этом газы процесса каталитического крекинга богаты пропан¬пропиленовой фракцией (НПФ) и бутан-бутиленовой фракцией (ББФ), которые являются сырьем установок алкилирования и производства метил-трет- бутилового эфира (МТБЭ). Установки каталитического крекинга также являются поставщиком сырья для химической промышленности, а тяжелый газойль крекинга может служить сырьём для получения «игольчатого» кокса. Высокий выход и качество продуктов (особенно бензина), легкость совмещения с другими процессами, большая сырьевая база, отсутствие побочных продуктов, так как кокс выжигается в регенераторе, делает процесс каталитического крекинга наиболее целесообразным в условиях максимально эффективного использования сырья.
В результате проведённой работы были определены актуальные направления развития нефтеперерабатывающей отрасли. Углубление переработки нефти за счет вторичных процессов, в частности процесса каталитического крекинга, удовлетворяет современным тенденциям, и входит в программу развития ТЭК России до 2030 года. Исходя из характеристик Новозапрудненской нефти, для её переработки был выбран завод топливного варианта с глубокой переработкой. В основу работы легла разработка проекта установки каталитического крекинга производительностью 1,2 млн. тонн в год по гидроочищенному сырью. Для этого были произведены расчеты основных размеров оборудования установки, а именно реакторно-регенераторного блока. Так же приняты и получены в результате расчётов основные технологические параметры процесса. Придерживаясь концепции максимально эффективного использования сырья, был составлен материальный баланс предприятия, учитывающий взаимосвязь всех установок.
I Справочник Нефти СССР т.2: науч, сборник / под ред. Н. Н. Базарова.- Москва : Химия, 1972. - 392 с.
2Ахметов, С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. / С.А Ахметов Москва.: Химия, 2002.-672 с.
3 Ахметов, С. А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: учебное пособие / С. А. Ахметов, Т. П. Сериков, И. Р. Кузеев, М. И. Баязитов; Под ред. С. А. Ахметова. - Санкт-Петербург.: Недра, 2006. - 868 с.
4 Каталитический крекинг. Технологический расчет установки с реактором лифтного типа / Чернышева Е.А., Кожевникова Ю.В., Садулаева
A. С., Козлов А.Н., Иноземцев К.А- Москва:РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002, - 73 с.
5 Кузнецов, А.А. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатываю-щей промышленности / А.А. Кузнецов, С.М. Кагерманов, Е.Н. Судаков. - 2е изд., Ленинград, Химия, 1974т, 342 с.
6 Сарданашвили, А.Г. Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нети и газа, Москва: Химия, 1980т, 272 с.
7 Дубовкин, Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания . Москва, Госэнергоиздат, 1962т,. 228с.
8 Суханов, В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. Москва, Гостоптехиздат, 1963,272с.
9 Бондаренко, Б.И. Установки каталитического крекинга. Москва,1959, 304с.
10 Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский и др. Под ред. Дытнерского Ю. И., 3-е изд., стереотипное.- Москва: ООО ИД «Альянс», 20087.-469 с.
II Бондаренко В.И Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. / Под редакцией В.И. Бондаренко- Москва: Химия,1983. -128 с.
12 Вукалович, М. П. Теплофизические свойства воды и водяного пара. / М. П. Вукалович-Москва: Машиностроение, 1967.-160 с.
13 Рудин, М. Г. Проектирование нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов: учеб, пособие / М. Г. Рудин, Г. Ф. Смирнов. - Ленинград : Химия, 1984. - 256 с.
14 Справочник нефтепереработчика: Справочник/Под ред. Г. А. Ластовкина, Е. Д. Радченко и М. Г. Рудина.-Ленинград: Химия, 1986.-648 с.
15 Проектирование нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов/М.Г. Рудин, Г.Ф. Смирнов,- Ленинград.: Химия, 1984.-256 с.
16 Левинбук М. И. Основные направления модернизации нефтеперерабатывающей промышленности России с учетом тенденций развития мировых рынков нефтепродуктов : учебное пособие / М. И. Левинбук,
B. А. Винокуров, А. В. Боридачева. - Москва: НАКС Пресс, 2008. - 92с