Содержание
Введение
1. Назначение установки, состав по блокам
2. Характеристика сырья, готовой продукции
3. Описание технологической схемы блока гидроочистки
4. Теоретические основы процесса
5. Нормы технологического режима блока гидроочистки
6. Система КИП и А-блока гидроочистки
7. Система блокировок блока гидроочистки
8. Возможные нарушения технологического процесса и способы устранения блока гидроочистки
9. Лабораторный контроль блока гидроочистки
10. Оборудование блока гидроочистки
11. Подготовка к пуску, пуск блока гидроочистки
12. Техника безопасности на рабочем месте
Список литературы
1. Назначение установки, состав по блокам
Назначение установки - производство бензола и толуола методом каталитического риформирования прямогонного бензина с последующей экстракцией ароматических углеводородов селективным растворителем и разделением ректификацией.
Установка ЛГ_35_8/300Б состоит из следующих технологических блоков:
- блок гидроочистки исходного сырья со стабилизацией гидрогенизата;
- блок каталитического риформингагидроочищенного сырья со стабилизацией катализата;
- блок экстракции ароматических углеводородов из катализатариформинга с регенерацией экстрагента;
- блок вторичной ректификации экстракта;
- сырьевой и продуктовый парк.
2. Характеристика сырья, готовой продукции
Сырье установки:
Фракция бензиновая прямогонная 62_105єC:
1. Фракционный состав,єC:
- начало кипения, не ниже 68
- 10% перегоняется при температуре, не ниже 73
- конец кипения, не выше 110
2. Содержание водыОтсутствие
3. Цвет Бесцветный
Готовая продукция:
1) Бензол нефтяной для синтеза, высший сорт.
Характеристика:
1.Внешний вид и цвет Прозрачная жидкость, не содержащая посторонних примесей и воды не темнее раствора 0.003г К2Сr2О7в 1 дм3 воды
2.Плотность при 20 єC, г/см30,878-0,880
3.Пределы перегонки 95%, єC, не более (включая температуру кипения чистого бензола 80,1 є)0,6
4.Температура кристаллизации, єC, не ниже5,35
5. Массовая доля основного вещества,%, не менее 99,7
6.Массовая доля примесей,%, не более
-н-гептана 0.06
-метилциклогексана + толуола 0.13
-метилциклопентана 0.08
7.Окраска серной кислоты, номер образцовой шкалы, не более 0.1
8. Массовая доля общей серы, %, не более 0.00010
9. Реакция водной вытяжки Нейтральная
2) Толуол нефтяной высшего сорта.
Характеристика:
1. Внешний вид и цвет: Прозрачная жидкость, не содержащая посторонних примесей и воды, не темнее раствора К2Сr2О7 концентрации 0,003 г/дм3
2. Плотность при 20 єC,0,865-0,867
3. Пределы перегонки, 98% по объёму (включая температуру кипения чистого толуола 110,6 єC), єC, не более 0,7
4. Массовая доля толуола,%, не менее 99,75
5. Массовая доля примесей,%, не более 0,25
- неароматических углеводородов 0,10
-бензола 0,10
-ароматических углеводородов С8 0.05
6. Окраска серной кислоты, номер образцовой шкалы, не более 0,15
7. Испытание на медной пластинке Выдерживает
8. Реакция водной вытяжки Нейтральная
9. ИспаряемостьИспаряется без остатка
10. Массовая доля общей серы,%, не более 0,00015
3)Рафинат.
Характеристика:
Фракционный состав:
-температура начала перегонки, єC, не ниже 50
-97,5% перегоняется при температуре, єC, не выше 170
4) Ксилолы суммарные.
Характеристика:
1. Углеводородный состав,% масс.:
сумма неароматики С8, не более 0.2
3. Описание технологической схемы блока гидроочистки
Сырье из резервуаров Е-250,251 через фильтры А-6,7 поступает на приём подпорных насосов ЦН-1,2 и направляется под давлением 1.0ч2.0 кгс/см2 в приёмный коллектор сырьевых насосов ЦН-3,4. Далее насосами ЦН-3,4 сырьё подаётся на тройник смешения с циркуляционным водородсодержащим газом риформинга от дожимных компрессоров ПК-1,2. Газосырьевая смесь проходит межтрубное пространство трех последовательно расположенных теплообменников Т-1/1, Т-1/2,Т-1/3, в которых за счёт тепла газопродуктовой смеси, выходящей из Р-1, нагревается и далее поступает в печь П-1. После нагрева в печи П-1 газосырьевая смесь поступает в реактор гидроочистки Р-1.
В реакторе Р-1 на катализаторе гидроочистки в присутствии водорода протекают реакции гидроочистки сырья, а так же частичный гидрокрекинг с образованием углеводородных газов.
Из реактора Р-1 газопродуктовая смесь направляется в кипятильник Т-3 отпарной колонны К-1, затем проходит последовательно трубные пучки теплообменников Т-1/3, Т-1/2,Т-1/1, где охлаждается потоком газосырьевой смеси, воздушные холодильники ВХ-1, ВХ-203 и окончательно захолаживается в водном холодильнике Х-1.
Охлажденная газопродуктовая смесь поступает в сепаратор С-1, где происходит её разделение на гидрогенизат, водородсодержащий газ и воду. ВСГ из С-1 поступает в сепаратор Е-19, затем проходит осушку и очистку от хлорсодержащих соединений в адсорбере К-8, после чего проходит очистку от механических примесей наприёмом фильтре компрессоров и далее поступает на компрессор ПК-1,2.
Жидкая фаза из Е-19 выводится в сепаратор Е-12, либо в факельную сеть установки. Жидкая фаза из К-8 выводится на факельную линию.
Избыток ВСГ из С-1 выводится с установки на линию №381.
Нестабильный гидрогенизат из С-1 после нагрева в теплообменнике Т-2 продуктом низа К-1 поступает в колонну стабилизации гидрогенизата К-1 на 16 тарелку. В колонне К-1 происходит отпарка углеводородных газов, аммиака, воды и сероводорода. Отпаренные продукты сверху колонны К-1 направляются в воздушный холодильник-конденсатор ВХК-1, затем в водяной холодильник - конденсатор ХК-1 и далее поступают на сепарацию в ёмкость Е-1.
Колонна К-1 имеет 28 тарелок с трапециевидными клапанами: 16 двухпоточных(низ) и 12 однопоточных (верх).
Отсепарированный газ из ёмкости Е-1 выводится с установки на ГРП через общую линию вывода углеводородных газов. Орошение на верхотпарной колонны К-1 подаётся насосами ЦН-7,8,балансовый избыток продуктов отпарки колонны К-1 из Е-1 выводится в линию стабильной головки на ГФУ.
Стабильный гидрогенизат из К-1 направляется в межтрубное пространство теплообменика Т-2 и далее через фильтры А-8,9 на приём насосов ЦН-5,6 и далее уходит на блок риформинга.
4. Теоретические основы процесса
Органические соединения серы, кислорода, азота, а также металлорганические соединения являются ядами для применяемых в процессе риформирования алюмоплатиновых катализаторов. Блок гидроочистки предназначен для очистки сырья установки от этих соединений.
Процесс гидроочистки основывается на реакциях гидрогенизации, в результате которых органические соединения серы (меркаптаны, сульфиды, дисульфиды, тиофены и др.) кислорода (фенолы и др.) и азота (пиррол, пиридин, хинолин и др.) превращаются в углеводороды с выделением сероводорода, воды, аммиака.
Металлорганические соединения также подвергаются превращению. При этом металлы практически полностью адсорбируются на применяемом в процессе гидроочистки алюмокобальтмолибденовом катализаторе.
Газообразные продукты реакций (сероводород, аммиак, пары воды, углеводородный газ) удаляются из нестабильногогидрогенизата путём отпарки в ректификационной колонне.
В процессе гидроочистки одновременно с реакциями превращения органических соединений серы, кислорода, азота и металлорганических соединений протекают также реакции изомеризации парафиновых углеводородов, насыщения непредельных углеводородов, гидрокрекинга, гидрирования хлорорганических соединений.
Основные реакции:
Гидрирование сернистых соединений.
В результате реакций из сераорганических соединений образуется сероводород и углеводороды, строение которых зависит от строения исходных сернистых соединений.
1. Из всех сернистых соединений легче гидрируются алифатические(меркаптаны, сульфиды) и труднее ароматические - тиофены.
меркаптаны
сульфиды
дисульфиды
тиофен н-бутан
2. Гидрирование кислородных соединений
фенол бензол
3. Гидрирование азотных соединений.
пиррол н-бутан
пиридин н-пентан
4. Гидрирование олефиновых соединений.
н-гексен-2 н-гексан
5. Гидрирование хлорорганических соединений
Влияние изменений основных условий процесса
Основными параметрами, влияющими на процесс гидроочистки, являются: температура, парциальное давление водорода, объёмная скорость подачи сырья, активность катализатора и кратность циркуляции водородсодержащего газа. Режим процесса должен обеспечивать получение гидрогенизата с содержанием сернистых соединений не более 1 ppm.
Температура.
С увеличением температуры жесткость процесса возрастает, вследствие чего скорость реакций гидрообессеривания, гидрирования непредельных, дегидрогенизации нафтенов увеличивается.
Однако при температуре выше 420 °Cинтенсивность реакций гидрообессеривания и особенно гидрирования непредельных углеводородов не повышается. Это связано с возрастаниеминтенсивности реакций деструктивной гидрогенизации (гидрокрекинга). При гидрокрекинге снижается выход жидких продуктов, увеличивается отложение кокса на катализаторе и, вследствие этого, сокращается срок его службы.
Гидроочистка бензиновой фракции проводится при температуре 280ч400 °C.
Подбор оптимальной температуры гидроочистки зависит от состава сырья. Тяжелое, термически менее стойкое сырьё очищается при более низких температурах, чем более легкое, при одинаковом давлении процесса.
В начале рабочего цикла устанавливается минимальная температура, обеспечивающая заданную глубину очистки сырья.
Давление.
Давление следует рассматривать комплексно - учитывать общее давление в системе и парциальное давление водорода в циркулирующем газе. С увеличением парциального давления водорода увеличивается скорость реакции гидрирования и достигается более полное удаление серы, азота, кислорода и металлов, и также насыщение непредельных углеводородов. Повышение давления в системе способствует возрастанию срока службы катализатора.
Это связано с повышением концентрации реагирующих веществ в единице объёма.
Объёмная скорость подачи сырья.
Объёмная скорость - это отношение объёма сырья, подаваемого в реактор, в час к объёму катализатора в реакторе:
гадроочитска технологический контроль
(час-1),
где: - объёмная скорость, В - объём катализатора в реакторе, м3, - объём сырья, подаваемого в час, м3.
С увеличением объёмной скорости уменьшается время пребывания сырья в реакторе, т.е. время контакта сырья с катализатором. При этом уменьшается глубина гидрообессеривания сырья. В случае уменьшения объёмной скорости увеличивается глубина обессеривания.
Для легких нефтепродуктов (более термостойких) уменьшение глубины гидроочистки при повышенных объёмных скоростях может быть компенсировано за счёт повышения температуры.
Активность катализатора.
Чем выше активность катализатора, тем с более высокой объёмной скоростью можно проводить процесс и глубже обессеривать сырьё.
Катализаторы гидроочистки достигают максимальной активности при переходе из окисной или восстановленной в сульфидную форму. Свежие и отрегенерированные катализаторы необходимо осернять при пуске. Во время осернения активные металлы меняют свою валентность от высшей к каталитически более активной низшей. Окончательное повышение активности до максимума происходит в течение первых суток работы на сырье. При этом окисный катализатор переходит в более активную форму - сульфидную Со временем активность катализатора снижается вследствие отложения кокса на его поверхности. Частичную регенерацию катализатора можно произвести гидрированием коксовых отложений при помощи циркуляции водорода через реактор при температуре 400ч420 °C. Однако регенерация этим способом не удается, если коксообразование произошло от падения давления в системе, превышения температуры выше допустимой. Поэтому даже кратковременное снижение давления в системе, превышение температуры процесса, прекращение циркуляции водородсодержащего газа - недопустимо.
Кроме того, катализатор постепенно «стареет» за счёт рекристаллизации активирующих добавок, изменения структуры поверхности носителя, а также за счёт адсорбции металлов и других веществ, блокирующих активные центры. В этом случае каталитическая активность снижается, катализатор заменяют или регенерируют.
Кратность циркуляции водородсодержащего газа.
При теоретически необходимых количествах водорода реакции гидрирования сернистых соединений могут протекать практически нацело. Однако скорость реакции будет мала ввиду низкой концентрации (парциального давления) водорода в зоне реакции. Для достижения оптимальной скорости реакции процесс ведут с избытком водорода.