Гидроочистка и гидрокрекинг в производстве масел.


Лекция (1/3): Гидроочистка и гидрокрекинг в производстве масел. (стр. 336)
Цель процесса гидроочистки масел – улучшение цвета и стабильности, некоторое повышение индекса вязкости, значительное снижение содержания серы и кокса. Обычно масла подвергаются гидроочистке после очистки избирательными растворителями.
Гидроочистке подвергают депарафинированные масла из дистиллятных рафинатов после очистки фенолом и фурфуролом, а также депарафинированные масла из остаточных фракций после деасфальтизации пропаном и фенольной очистки.
Побочными продуктами гидроочистки являются сероводород, углеводородные газы и отгон (К.К. ниже 350˚С). Сероводород используется для производства серы или серной кислоты, углеводородные газы применяются в качестве топлива непосредственно на установке, отгон добавляется к котельным топливам для снижения их вязкости.
Технологическая схема блока гидроочистки масел для одного потока.
Гидрогенизат из сепараторов 12 и 14 самотёком поступает в отпарную колонну 3, где лёгкие фракции и основная часть сероводорода отгоняются с водяным паром. Лёгкие фракции и газы с верха колонны 3 конденсируются в конденсаторе – холодильнике 4 и разделяются в сепараторе 21, откуда газ подаётся в печи установки в качестве топлива. Лёгкий продукт насосом 5 отводится с установки, часть его используется для острого орошения колонны 13.
С низа колонны 3 масло, содержащее влагу, поступает в колонну вакуумной сушки 7, где вакуум поддерживается при помощи двухступенчатого пароструйного эжектора 9.Гидроочищенное масло с низа колонны 7 насосом 19 прогоняется через теплообменник 17 и рамный фильтр 16.
В рамном фильтре отделяется катализаторная пыль. Чистое масло направляется с установки в товарный парк завода.
Цель гидрокрекинга – производство базовых масел с индексом вязкости 95 – 105 или даже 110 – 125.
При гидрокрекинге все нежелательные компоненты подвергаются химическим превращением; конденсированные полициклические арены и гетерогенные соединения гидрируются, полициклические циклоалканы расщепляются и гидрируются, нормальные алканы изомеризуются.
Масла гидрокрекинга представляют собой высококачественную основу товарных многофункциональных (всесезонных) моторных масел, а также ряд индустриальных и энергетических масел. Выход и качество масел гидрокрекинга зависят от качества сырья, природы катализатора, условий процесса.
Лекция №2: Производство парафинов и церезинов. (371 – 373).
Большую часть товарных парафинов производят на НПЗ при переработке дизельных и масленых фракций парафинистых нефтей.
Твердые парафины получаются при депарафинизации остаточных масел.
Кроме того, церезин получают при переработке озокерита путем выплавления органической части, отгонки лёгкой части и очистки от смолистых веществ твердого остатка.
Озокерит (горный воск) – природный у/в из группы нефти, по другим данным – из группы нефтяных битумов, иногда условно относимый к минералам. Является смесно высокомолекулярных твердых насыщенных у/в (обычно состоят из 85 – 87% С и 13 – 14% Н), по виду напоминает пчелиный воск, имеет запах керосина.
В настоящее время выпускаются:
- парафин нефтяной для пищевой промышленности ГОСТ 13577 – 71
- церезин ГОСТ 2488 – 73
- парафины нефтяные ГОСТ 16960 – 71
Температура плавления парафинов 50 - 58˚С,
Температура каплепадения церезинов 57 - 80˚С.

Парафины (кроме марок парафина для синтеза и спичечного) представляют собой массу белого цвета без запаха. Для разных марок парафинов допускается содержание масла от 0,5 до 5%. Для пищевых парафинов исключается присутствие бензпирена.
Парафиновые у/в выделяют из нефтяных фракций:
Непосредственным охлаждением;
Охлаждением с применением избирательных растворителей.
Для получения парафина первым способом дистиллятную масляную фракцию, содержащую 20 – 30% парафиновых у/в; с вязкостью при 50˚С не более 9 – 11 мм2/с охлаждают в холодильниках и кристаллизаторах, как правило, в две ступени. Предварительно нагретый дистиллят охлаждают в первой ступени до 12 - 16˚С, выделившиеся твердые у/в отделяют фильтрованием; во второй степени охлаждают до 2˚С фильтрат первой ступени и снова отделяют твердые у/в. Объединение обеих ступеней твердых у/в представляют неочищенный парафин. Его называют гачем. Гач содержит много масла, которое нужно отделить для получения товарного парафина.
Обезмасливание парафина можно проводить методом потения или применением растворителей.
Процесс потения – это обезмасливание парафина в специальных камерах. Гач сначала расплавляют, потом охлаждают до затвердения в твердом слое, а затем очень медленно нагревают. Из гача вытекает смесь масла и низкоплавкого парафина.Этот продукт называется отёком. Из 100% гача можно получить 50% парафина – сырца.
Парафин – сырец очищают с целью доведения его качеств (цвета, содержания ароматических соединений, смолистых веществ) до требований ГОСТ, добавляют при необходимости присадки, а потом различают в специальные формы, упаковывают и транспортируют (либо в ж.д. цистернах, либо в бумажных мешках).
Способ охлаждения с применением растворителей при депарафинизации масел. В этом случае смещение маслянистой фракции с растворителем улучшает условия выделения твердых у/в. В качестве растворителей применяют лёгкий бензин, сжиженный пропан, дихлорэтан, ацетон. На процесс выделения твердых у/в влияют состав растворителя, его количество по отношению к сырью и скорости охлаждения.
Депорафинизация осуществляется по такой схеме:
Нагрев сырья → охлаждение → смешение с растворителем → охлаждение →выпадение твердых у/в из раствора → фильтрование и образование гача → растворение гача → отгон растворителя от гача и регенирация растворителя.
Процесс депарафинизации масел и обезмасливания гача нередко совмещают на одной установке. Вслед за получением гача в фильтре I ступени установки депарафинизации масел его подвергают обессмысливанию в фильтрах II и III ступеней. Комбинирование процессов депарафинизации масел и обезмасливание гачей позволяет иметь одно отделение регенерации растворителя, сократить количество обор – ия и обслуживающего персонала.
Обезмасленный парафин – сырец по цвету, запаху, содержанию ароматических у/в и смолистых веществ не удовлетворяет требованиям ГОСТа, поэтому его следует дополнительно очищать одним из следующих способов:
Сернокислотная очистка с последующей доочисткой отбеливающими землями методом перколяции;
Непрерывная адсорбционная очистка на кромке алюмосиликатного катализатора;
Гидроочистка на М СоМо катализаторе при давлении 4 Мпа и t = 330˚С.
Для улучшения качества товарного парафина применяют присадки, например, полиэтиленовый воск.
Церезин – смесь твердых алкенов, главным образом нормальных изомеров, с числом углеродных атомов от 36 до 55. Его выделяют особо разработанным методом из смеси парафина, нефтяных масел и церезина (эта смесь называется петролатум).
Помимо получения натурального церезина из нефтяного сырья, специальными способами изготавливают синтетический церезин; цвет, которого зависит от температуры плавления и может быть от белого до коричневого.
Так же от температуры плавления зависит марка церезина. Одной из особенностей церезина является то, что он способен растворяться в бензоле, но не растворяться в воде и этаноле.
Церезины, при перегонке нефти, концентрируются в осадке, а парафин перегоняется с дистиллятом. Церезины, которые концентрируются в осадке после перегонки мазута, представляют собой смесь циклоалканов и в меньшем количестве твердых аренов и алканов. Изоалканов в церезине сравнительно мало.
Извлекают церезин из природного сырья (природного озокерита) и производят синтетически из окисла углерода и водорода.
Температура плавления = 65 – 88˚С, молекулярная масса 500 – 700.
В зависимости от температуры плавления выпускаются марки «65», «70», «75» и «80».
Церезин применяется как компонент пластичных смазок, изоляционный материал в радио – и электротехнике, пропитка для упаковочных материалов, в составе вара, флеинатизатор для взрывчатых веществ.
Специально очищенные сорта применяют в космической и пищевой промышленности, а также в медицине.
Самостоятельное изучение:
Производство битумов.
Получение товарных автомобильных бензинов.
Получение товарных масел методом компаундирования.
Лекция №3: Комбинированные процессы. (415 – 417)
Развитие технологии переработки нефти в настоящее время характеризуется тенденцией роста мощности технологических установок. За прошедшие 25 лет мощность установок первичной переработки нефти выросла более чем в 10 раз, установок каталитического крекинга в 5 раз. На смену установкам каталитического риформинга мощностью 300 тыс. т/год пришли установки мощностью 1 млн. т/год и более.
При увеличении единичной мощности установки сокращаются удельные, то есть рассчитываемые на 1 тонну перерабатываемого сырья, затраты на строительство установок, эксплуатационные расходы, производственный штат. Например, благодаря увеличению мощности установок первичной перегонки нефти с 3 до 6 млн. т/год капитальные вложения на единицу мощности уменьшаются на 31%, а производительность труда повышается в 2 – 2,4 раза. Укрупнение установок позволяет перейти к более прогрессивным видам оборудования, например, от поршневых компрессоров к центробежным. Нужно стремиться, чтобы на НПЗ было не более двух установок, осуществляющих один и тот же процесс.
При строительстве укрепленных технологических установок необходимо с особой тщательностью подходить к выбору оборудования. Следует иметь в виду трудности, возникающие при изготовлении и в особенности при перевозке к месту строительства крупной аппаратуры и оборудования; Нельзя не учитывать и того, что даже краткая остановка мощной технологической установки приносит большой материальный ущерб. К оборудованию укрупненных установок предъявляется требование повышенной надежности.
Другая особенность современной нефтепереработки – комбинирование процессов, создание комбинированных технологических установок. Внедрение комбинированных установок сокращает общую сумму капиталовложения, позволяет уменьшить площадь территории установки и всего завода. Значительно сокращается протяженность трубопроводов, уменьшаются тепловые потери вследствие того, что тепло горячих потоков одного технологического процесса используется для подогрева водных потоков другого процесса.
В случае комбинирования процессов электообессоливания, первичной переработки нефти, каталитического и термического крекинга в одной установке при одновременной укрупнении агрегатов капитальные затраты снижаются на 22%, расход металла – на 62%, численность обслуживающего персонала уменьшается почти в 3 раза, а площадь застройки в 4,5 раза.К недостатком комбинированных установок относится жесткость связей между отдельными процессами. Нарушения в работе одной секции могут влиять на всю установку, расстраивая другие технологические процессы. Комбинированную установку сложнее, чем обычную, установить на ремонт и затем вывести на режим.
Первые комбинированные установки появились в середине 50-ых гг. Сначала в составе таких установок комбинировалось 2 – 3 процесса. Были, например, построенные комбинированные установки на электрообессолевания, первичной перегонки нефти и вторичной перегонки бензина. Процесс каталитического риформинга на платиновом катализаторе комбинировался с предварительной гидроочисткой бензина и экстракцией ароматических углеводородов из катализата.
Была введена в эксплуатацию мощная комбинированная установка переработки нефти типа ЛК – 6У.
Установка ЛК – 6У состоит из четырех секций:
Электрообессоливание и первичная перегонка нефти (ЭЛОУ – АТ).
Каталитический риформинг с предварительной гидроочисткой бензина.
Гидроочистка авиакеросина и дизельного топлива.
Компрессия прямогонного газа и газофракционирование (секция ГФУ) .На установке ЛК – 6У применено новое укрупненное оборудование:
- центробежные компрессоры с паровым и электрическим приводом;
- воздушные холодильники с высоким коэффицентом оребрения;
- ректификационные тарелки клапанного типа;
- вертикально – секционные печи новой конструкции.
Применение комбинированных установок ЛК – 6У взамен отдельно стоящих позволяет на 45% повысить производительность труда, на 40 человек уменьшить штат обслуживающего персонала, повысить фондоотдачу и рентабельность производства, сократить себестоимость производства автобензина, керосина, и дизельного топлива.
Построены комбинированные установки производства масел, позволяющие из мазута получить 4 сорта высококачественных масел, на базе которых можно приготовить моторные и индустриальные масла12-ти наименований.
Построены высокопроизводительные комбинированные установки производства этилена и пропилена, включающие процессы пиролиза, получения ароматических углеводородов, бутадиена, циклопентадиена, полимерных материалов, сырья для производства технического углерода.
Лекция №4: Принципиальные схемы переработки сернистых нефтей по топливному варианту (409 – 415)
Выбор точки строительства НПЗ зависит от ряда факторов, главный из которых – потребность близлежащих районов в нефтепроводах. Разумеется, желательно, чтобы вблизи завода имелись источники сырья – нефть и газ. Количество нефти определяет и схему ее переработки.
Потребность экономического района в нефтепродуктах того или иного ассортимента определяется в основном и выбор направления переработки нефти на заводе. Количество сырья при этом не имеет значения, поскольку разработанные процессы, позволяющие получать большинство нефтепродуктов, в том числе и высокого качества, из любых нефтей.
По своему профилю НПЗ делятся на топливные, топливно – масляные, заводы с нефтехимическими производствами. Принято также характеризовать заводы по глубине переработки нефти – уровню отбора светлых нефтепродуктов.
Посмотрим далее существующие и возможные схемы переработки нефти.
Схема переработки по топливному варианту с невысоким уровнем отбора светлых нефтепродуктов (схема 1).
НПЗ имеющие эту схему, в 1960 – 1970 –х гг. строились в районах где отсутствуют другие источники органического топлива (уголь, природный газ) и где для снабжения энергетических установок используется мазут.
Нефть сначала обессоливается и обезвоживается, а затем перегоняется на установках АТ с получением бензинового, керосинового и дизельного дистиллятов. Бензиновый дистиллят разделяется на фракции. Одна из фракций подвергается каталитическому риформингу с получением концентрата, из которого затем выделяют арены. Другая фракция, более тяжелая, также направляется на каталитический риформинг с целью получения высокооктанового компонента товарного автомобильного бензина.
Средние дистилляты (керосиновый и дизельный) подвергаются облагораживанию и очистке от серы на установках гидроочистки. Благодаря гидроочистке получают реактивное топливо высокого качества и малосернистое дизельное топливо. Часть очищенного дизельного топлива подвергается депарафинизации с получением жидкого парафина и зимнего дизельного топлива.
Газовые потоки установок первичной перегонки нефти и каталитического риформинга перерабатываются на ГФУ – ке. При этом получают товарные сжиженные газы: пропан, бутан, изобутан.
На заводах с неглубокой схемой переработки, как и на других НПЗ, организуется производство различных марок битума. Битум получают окислением гудрона, который выделяется из мазута на специальном блоке, входящий в состав установки по производству битума. Основное количество мазута отправляется потребителям в качестве котельного топлива.
Сероводород, выделявшийся при гидроочистке, утилизуется на установках получения серной кислоты и серы.
В связи с сокращением ресурсов нефтяного сырья на заводах с невысоким уровнем отбора светлых нефтепродуктов намечено углубить переработку, построить установки каталитического крекинга, висбкрекинга, коксования. Выход светлых нефтепродуктов при этом повысится от 40 – 45 до 55 – 60% и выше.
Схема переработки по топливному варианту с высоким уровнем отбора светлых нефтепродуктов (схема 2).
На НПЗ с такой схемой переработки первичная перегонка нефти проводится на АВТ. Помимо атмосферных дистиллятов на этой установке получают вакуумный дистиллят – фракцию 350 - 500°С и гудрон.
Атмосферные дистилляты, бензиновый, керосиновый и дизельный, перерабатываются так же, как и на заводе с неглубокой переработкой нефти. Вакуумный дистиллят направляется на установку каталитического крекинга. При каталитическом крекинге получают газ, бензин, легкий и тяжелый газойль. Газ направляется на ГФУ, бензин используется как компонент товарного бензина, а легкий газойль очищается в смеси с прямогонной дизельной фракцией на установке гидроочистки и затем используется как компонент дизельного топлива. Тяжелый газойль представляет собой сырье для получения технического углерода.
Наряду с каталитическим крекингом для переработки вакуумных дистиллятов применяется гидрокрекинг. Если при каталитическом крекинге можно изменять соотношение получаемых продуктов, увеличивая выход бензина, керосина, дизельного топлива.
Гудрон подвергается переработке с применением одного из термических процессов. Бензин термических процессов целесообразно глубоко гидрирования и риформинга. Легкий газойль используется как компонент газотурбинного, моторного или печного топлива, после гидроочистки может направляться в дизельное топливо.
Газовые потоки термических процессов и каталитического крекинга содержат непредельные углеводороды. Выделенные из этих потоков пропан – пропиленовая и бутан – бутиленовая фракции используются для получения дополнительных качеств высококачественного бензина.
Схема переработки нефти по топливно – масляному варианту (схема 3).
При этой схеме на установках АВТ помимо светлых дистиллятов (бензинового, керосинового, дизельного) получают несколько вакуумных дистиллятов и гудрон. Затем каждый из дистиллятных погонов проходит:
А) селективную очистку от смолисто – асфальтеновых компонентов;
Б) депарафинизацию;
В) доочистку гидрогенизационным или адсорбционным методом.
Из гудрона сначала с помощью пропана извлекают асфальтеновые вещества. Полученный деасфальтизат далее обрабатывается по этой же схеме, что и дистиллятные фракции (селективная очистка, депарафинизация, доочистка).
После доочистки дистиллятные и остаточный компоненты направляются на компаундирование. Изменяя соотношение компонентов и вводя различные присадки, получают необходимые сорта масел.
Существуют и другие схемы масляного производства. При очистке парными растворителями (дуосол - процесс) на одной установке совмещаются деасфальтизация и избирательная очистка масел.
При переработке парафинистых нефтей одновременно с маслами получают парафины и церезины. Выделенные при депарафинизации гач и петрообработку на установках обезмасливания, фильтрование через отбеливающие земли или гидроочистки. После обработки получают из гача – парафин, а из петролатума – церезин.
Схема с нефтехимическими производствами.
Продукты переработки нефти используются в качестве сырья для разнообразных органических производств. Установки нефтехимического синтеза в некоторых случаях сооружаются в составе НПЗ, что значительно расширяет ассортимент продукции предприятий. Создаются также самостоятельные нефтехимические заводы, получающие с НПЗ железнодорожным или трубопроводным транспортом.
Основными видами нефтехимического сырья являются:
А) этилен, пропилен и бутилен – бутадиеновая фракция, полученные пиролизом;
Б) индивидуальные алканы (пропан, бутаны, пентаны), вырабатываемые на установках ГФ – ия предельных углеводородов;
В) пропан – пропиленовая и бутан – бутиленовая фракции с установок ГФ – ия непредельных газов;
Г) ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол), получаемые при каталитическом риформинге и пиролизе;
Д) высшие парафины, вырабатываемые при депарафинизации дизельных и масляных фракций.
.



Приложенные файлы


Добавить комментарий