На нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) России глубина переработки нефти не превышает 68-70% против 80-95% в развитых странах Запада. Повысить глубину переработки возможно за счет более интенсивного развития деструктивных процессов переработки тяжелого углеводородного сырья с получением ценных топливных и нефтехимических продуктов. К таким процессам относятся термические, каталитические и гидрогенизационные процессы переработки тяжелого углеводородного сырья, в частности мазута, гудрона и др.
Под термическими процессами подразумевают процессы химических превращений нефтяного сырья - совокупности реакций крекинга и уплотнения, осуществляемые термически, то есть без применения катализаторов.
В современной нефтепереработке применяются следующие типы термических процессов:
1. Термический крекинг высококипящего дистиллятного или остаточного сырья при повышенном давлении (2-4 МПа) и температуре 500-540 °С с получением газа и жидких продуктов, а также его более мягкая форма - висбрекинг.
2. Коксование - длительный процесс термолиза тяжелых остатков или ароматизированных высококипящих дистиллятов при невысоком давлении и температурах 470-540 °С. Основное целевое назначения процесса - производство нефтяных коксов различных марок в зависимости от качества перерабатываемого сырья.
3. Пиролиз - высокотемпературный (750-800 °С) термолиз газообразного, легкого или среднедистиллятного углеводородного сырья, проводимый при низком давлении и исключительно малой продолжительности. Основным целевым назначением пиролиза является производство олефинсодержащих газов. В качестве побочных продуктов получают высокоароматизированную жидкость широкого фракционного состава с большим содержанием непредельных углеводородов.
4. Процесс получения технического углерода (сажи) - исключительно высокотемпературный (свыше 1200 °С) термолиз тяжелого высокоароматизированного дистиллятного сырья, проводимый при низком давлении и малой продолжительности.
5. Процесс получения нефтяных пеков (пекование) - новый внедряемый в отечественную нефтепереработку процесс термолиза (карбонизации) тяжелого
дистиллятного или остаточного сырья, проводимый при пониженном давлении, умеренной температуре (360-420 °С) и длительной продолжительности. Помимо целевого продукта - пека - в процессе получают газы и керосино-газойлевые фракции.
6. Процесс получения нефтяных битумов - среднетемпературный продолжительный процесс окислительной дегидроконденсации (карбонизации) тяжелых нефтяных остатков, проводимый при атмосферном давлении и температуре 250-300 °С.
Одним их эффективных и гибких вторичных процессов переработки мазутов и гудронов является висбрекинг, отличительной особенностью которого, по сравнению с другими процессами переработки нефти и нефтепродуктов, являются низкие капитальные и энергетические затраты. Висбрекинг при относительной простоте технологического и аппаратурного оформления позволяет вырабатывать из нефтяных остатков котельные топлива требуемого качества без разбавления легкими топливными фракциями, ёперерабатывать остаточные фракции в дистиллятные, получать дополнительно некоторое количество средних и легких фракций [1-2].
Включение процесса висбрекинга в схему заводов особенно актуально в связи с вовлечением в переработку тяжелых нефтей, а также повышением спроса на дистиллятные продукты. Решение о включении висбрекинга в схему НПЗ принимается обычно исходя из следующих задач:
- уменьшения вязкости остаточных потоков с целью сокращения расхода высококачественных дистиллятов, добавляемых в котельное топливо для доведения его вязкости до требования спецификаций на готовый продукт;
- необходимости переработки части остатков в дистилляты, в частности в вакуумный газойль — сырье крекинга;
В выпускной квалификационной работе произведен расчет основного оборудования установки висбрекинга гудрона, в результате которого была показана возможность модернизации установки путем внедрения новой сокинг-камеры.
Проведены расчеты материальных балансов по стадиям, технико технологический расчеты основного технологического оборудования - печи, сокинг- камеры, колонны ректификации и вспомогательного оборудования. На основании этих
расчетов определены режимные параметры технологического оборудования. Рассчитаны геометрические размеры аппаратов.
Разработаны мероприятия по технической, противопожарной и экологической безопасности ведения технологического процесса.
Графическая часть представлена принципиальной технологической схемой с полной автоматизацией исследуемой установки; общим видом печи обозначением основных узлов и деталей; общим видом сокинг-камеры и существующим планом расположения основного и вспомогательного оборудования.
При замене сокинг-камеры себестоимость вырабатываемого котельного топлива снижается с 4975,53 р/т до 4894,49 р/т. Экономия от снижения себестоимости продукции при этом составит 222,035 млн.р/год. Достигается увеличение межремонтного пробега сокинг-камеры.
