Катализатор көлемін есептеу
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 10
1 Әдеби шолу 11
1.1 Гидрогенизациялық процестер тарихынан қысқаша мәлімет 11
1.2 Өнімді гидротазалаудың технологиялық әдістері 13
1.3 Процестің физика-химиялық негіздері 17
1.4 Жобаға енгізілетін жаңалықтар 21
2 Технологиялық бөлім 24
2.1 Өндіріс әдісі және оның құрылыс орнын таңдау 24
2.2 Шикізат, дайын өнім және реагенттер сипаттамасы 25
2.3 Қондырғының мақсаты және қысқаша мәлімет 28
2.4 Технологиялық сызбаның сипаттамасы 29
2.5 Реакторға және қосымша жабдыққа анықтама 31
2.6 Процестің материалдық балансы 31
2.7 Технологиялық есептеулер 32
2.7.1 Гидротазаланған дизель отынының шығымы 32
2.7.2 Гидротазалауға жұмсалатын сутегінің шығыны 33
2.7.3 Қондырғының материалдық балансы 35
2.7.4 Катализатор көлемін есептеу 36
2.7.5 Реактордың материалдық балансы 36
2.7.6 Реактордық жылулық балансы 37
2.7.7 Механикалық есептеу 41
2.8 Негізгі және қосалқы құрал-жабдықтарды іріктеу 44
2.9 Өндірістік аналитикалық бақылау 46
3 Автоматтандыру бөлімі 48
3.1 Жасалынып отырған процестің технологиялық схемасын суреттеу, процесс
3.2 Автоматтандырудың техникалық құралдарын таңдау және негіздеу 50
3.3 Шығынды өлшеу 52
4 Қоршаған ортаны қорғау 54
4.1 Қоршаған ортаға тасталған заттар әсерінен келген залалды есептеу
4.2 Келтірілген залал үшін төлем 56
5 Еңбекті қорғау 57
5.1 Қазақстан Республикасында еңбек қорғау саласында
5.2 Дизель отынын гидротазалау қондырғысын механикаландыру 57
5.3 Жарықтандыру 58
5.4 Микроклимат 59
5.5 Өрт және жарылғыштық категориясы 59
5.6 Адам организміне улы заттар әсерінің сипаты 60
5.7 Өрт қауіпсіздігі 61
6. Экономикалық бөлім 62
6.1 Өнім өндірісін есептеу 62
6.4 Өнімнің өзіндік құнын есептеу 66
6.5 Пайданы және рентабельділікті есептеу 67
ҚОРЫТЫНДЫ 69
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 70
КІРІСПЕ
Әлемнің көптеген елдерінде мұнай өңдеу өнеркәсібі моторлы жанармайлардың күрделірек
Дизельді отындағы күкірт құрамының төмендеуі қатал жағдайларда жүргізілетін гидротазарту
Бүгінгі күні пайдалануда тұрған мұнай шикізатын гидроөңдеу реакторларының көпшілігі
Дизельді отынның сапасын жетілдіру бойынша еуропалық елдер аянбау күш
2000 жылдан бастап Еуропада цетанды сан бойынша “51-ден аз
1 Әдеби шолу
1.1 Гидрогенизациялық процестер тарихынан қысқаша мәлімет
Деструктивті гидрогенизациялау процесі өзінің бастапқы өнеркәсіптік безендірілуінде жеткілікті. Ертеректе
Көмірлерді гидрогенизациялау саласындағы едәуір жұмыстар Германияда Ф.Бертусонмен жүргізілді, сондықтан
Деструктивті гидрогенизациялау қондырғыларында сутегі жұмсалатын болған, себебі мақсатты өнім
Мұнай фракцияларын сутекпен тазалау 380-4200С температурада және 2,5-4,0 МПа
Осы жылдардағы орташа дистиляттардың процестерінің дамуына жоғары қызығушылық күкіртті
Гидрокүкіртсіздендіру дәрежесі 85-90 пайыз құрайды. Халық шаруашылығының дизель отынына
Екіншілік табиғаттағы дизель отындары арендердің жоғары концентрациясының болуына негізделген
Шикізаттың берілуінің көлемдік жылдамдығы шикізаттағы гетероатомды қосылыстар типіне және
Бұл негізінен гидрокрекингті кеш ендірумен, сонымен қатар гидрокрекингпен салыстырғанда
1.2 Өнімді гидротазалаудың технологиялық әдістері
Гидрогенизациялық процестер мұнай өңдеуде және мұнайхимиясында кең қолданысқа ие.
Мұнай өңдеуші өнеркәсіптерде гидрогенизациялық процестер өңделуші мұнай фракцияларының көмірсутекті
мұнай фракциялардан күкіртті, азотты және оттекті органикалық қосылыстарды өнімдер
мұнай фракциялардағы алкендер мен арендерді гидрлеу;
мұнай фракцияларының гидрленуі;
Гидротазалау – мұнай өнімдерінен гетероатомды, қанықпаған қосылыстарды және арендерді
Гидротазалаудың термодинамикалық процесі төмен температуралы. Қазіргі қолда бар өнеркәсіптік
Дизель деп аталатын, сығудан тұтынатын ішкі жану қозғалтқыштарда төрт
Сала өндірісі жердегі және судағы техникаларының тез жүруші дизелдері
Дизел отындарының пайдалануында негізгі сипаттама болып тұтану, фракциялық құрам,
Дизель отындарының ең маңызды пайдалану қасиетінің бірі –
Дизель отындарының басқа да өте маңызды қасиеттеріне, жылдам жүруші
Дизел отындары, құрамындағы күкірт мөлшері жөнінен үш түрге бөлінеді:
Мұнай өнімдерін қажетсіз қоспалардан тазалауда көптеген зерттеулер жүргізілді. Соның
Мұнай өңдеу зауыттары дизель отынын күкүртті қосылыстардан тазалау үшін
Сілтілік тазалау негізінен қышқылдық қоспалар мен күкірт қоспалардан тазартуға
Күкір қышқылының қышқыл эфирлері суда жақсы ериді, сол себепті
Күкірт қышқылымен тазалау алдында шикізатты сілтілік тазалаудан өткізу ұсынылады.
Адсорбциялық әдістің мәні, ол шикізаттың адсорбентпен жанасуына негізделеді (ағартқыш
Дизель отынын қоспалардан тазалаудың ең кең тараған әдісі ол-гидротазалау.
Дизель жанармайын гидротазалауы катализатор қатысында жүреді. Негізгі қолданылатын катализаторлар
1.3 Процестің физика-химиялық негіздері
Гидротазалаудың химиялық процесі: Гидротазалаудың жүру процесі
Күкіртті байланыстың өзара химиялық әрекеттесуі: Күкіртті
1. Меркаптандар:
RSH+H2(RH+H2S
2. Сульфидтер:
а) ацикликалық RSR(+2H2(RH+R(H+H2S
б) моноцикликалық
в) бицикликалық
3. Дисульфидтер:
RSSR+3H2(2RH+2H2S
4. Тиофиндер:
5. Бензотиофиндер:
Барлық күкіртті байланыстың ішінде көбіне жеңіл гидрленетін меркаптандар,
Жеңіл тікелей айдау фракциясына жататын – бензин мен керосин
Оттегі зат тектестердің өзара әрекеттесуі мен азотты байланыстары:
1. Фенол:
2. Циклогексанның гидроперекисі:
3. Гептанның гидропериксі: С7H15OOH+2H2(C7H16+2H2O
4. Пиридин:
5. Хинолин:
6. Пирол:
Пиридин, пиперидин, пирролдың бөлінуі жеңіл деп анықталған, хинолин, м-крезол
Табиғаттағы металлоорганикалық байланыстарының түрлі мұнай бөліктері мен олардың өзара
Көмірсутегінің өзара әрекеттесуі. Гидротазалау процесінде бір уақыт аралығында күкіртті
Жоғары температура мен төменгі қысымда нафтеннің және дегидроциклизациялы парафинді
Зерттеу нәтижесінен көргеніміздей табанды процесс гидрленген хош иісті көмірсутегінде
Гидротазалау процесінің парметрін жүргізу фракциондық және шикізаттың құрамына тәуелді,
Гидротазалауда оптималды температураны таңдау шығыс шикізаттың сапасына тәуелді, ендіру
Өзара әрекеттесу экзотермиялы, бөлінетін жылу саны күкіртті қоспаға және
1.4 Жобаға енгізілетін жаңалықтар
Гидротазалау катализаторы КГУ-950. Гидротазалау қондырғысында КГУ-941 және КГУ-950 катализаторлары
1-сурет. КГУ-950 катализаторы
Катализатор экструдты пішінді және екі үлгіде жасалады:
- алюмо-никель-молибденді (АНМ)
- алюмо-кобальт-молибденді (АКМ)
Катализатор жоғары десульфирлеуші және деазоттаушы белсенділігін арттырады және механикалық
1-кесте
КГУ-941 және КГУ-950 катализаторлар көрсеткіштері
Көрсеткіштері КГУ-941
КГУ-950
АНМ маркалы АКМ маркалы АНМ маркалы АКМ маркалы
Компоненттің массалық бөлігі,%:
Молибденнің триоксиді
Никель тотығы
Кобальт тотығы
14,0 - 16,0
2,9 - 3,5
-
14,0 - 16,0
-
2,6 - 3,2
9,0 - 11,0
2,9 - 3,5
-
9,0 - 11,0
-
2,6 - 3,2
Насыпная плотность,г/см3 0,7 - 0,9 0,7 - 0,9 0,75
Диаметр экструдатов, мм 2 - 3 2 - 3
Индекс прочности средний, кг/мм, не менее 1,7 1,7 1.9
2-кесте
Процестің технологиялық көрсеткіші
Процестің көрсеткіші бензин фракциясы Дизельдік фракциясы
Көлемдік жылдамдығы, час-1 5 -10 2,5 - 6,0
Температурасы,°C 280 - 340 320 - 400
Қысымы, МПа 2 -3 3 -5
Шикізаттағы күкірттің мөлшері, % мас. 0,1 1.5
Күтіліп отырған гидрогенизаттың күкірт мөлшері, % мас. < 0,00002
Өтеу мерзімі, жыл 7 5
Процесті жетілдіру ойлап шығарушыларды да жай қалдырмады. Патентті іздеу
1.Дизельді фракцияны катализатордың алғашқы, яғни сульфидті аллюмокобальтмолибденді қабатпен жанастыра
2.Дизельді отынды периодтық кестенің VI, VIII топтарының металдарына ие
3.Жоғары температура мен қысым кезінде тотықты аллюмокобальтмолибденді қабаттың қатысуымен
Қабаттар арасында орналасқан катализатордың қатысуымен дизельді отынды гидротазарту әдісі,
Мұнай өнімдерін гидротазалаудың тағы бір әдісі белгілі, бұл әдіс
Жеңіл дизельді фракциясы бар шикізатты гидротазалау кезінде қоспалы шикізаттың
Бір мезетте тазартылған өнімнің шығымы өседі, демек өндірістің тиімділігі
2 Технологиялық бөлім
2.1 Өндіріс әдісі және оның құрылыс орнын таңдау
Өнімділігі 1 млн 344 мың тонна / жылына құрайтын
Құрылыс орнын таңдау үшін әсер ететін негізгі фактор болып
Республикада өнеркәсіптің ірі саласы болып мұнай өндіру және оны
ЖШС «ПКОП» Республиканың Оңтүстік – Шығысында Шымкент қаласынан қашық
Олай болса, өнімділігі 1 млн 344 мың тонна/жылына құрайтын
2.2 Шикізат, дайын өнім және реагенттер сипаттамасы
3-кесте
Шикізат, дайын өнім және реагенттер
Шикізаттардың, материалдарды, реагенттердің, катализаторлар- дың, жартылай фабрикаттардың, дайындалатын өнімнің
Тексеру үшін міндетті болып саналатын сапа көрсеткіштері
Норма
Дайындалатын өнімнің қолдану саласы
1. Фракция
230-350 0С
тікелей айдалатын
1. Бастапқы шикізат.
фракциялық құрамы-50% қандай температурада айдалады, 96 пайыздан жоғары емес
Фракциялық құрамы
–50% келесі температурада айдалады, 0С,жоғары емес
- 600С дейін айдалады, % жоғары емес
- тұну температурасы
- тұтану температурасы , ашық тигельде анықталады, 0С,
360
0,76
290
90
0
40 ГОСТ 305-82 сай дизельдік отынды алуға гидротазалау блогына
ТШ СО1353-86 бойынша фракциялық құрамға ие дизель отынын алу
2. Тікелей айдалатын дизельді отын
-Дизельдік индексі, кем емес
-Фракциялық құрамы:
–50% келесі температурада айдалады, 0С, жоғары емес
-96% келесі температурада айдалады, 0С, жоғары емес
-Тұну температурасы, %, жоғары емес
-Тұтану температурасы ашық тигельде анықталады. 0С, кем емес
52х
280
360
-10
65х ТИ-38 001162-73 бойынша дизель отынын алатын гидротазалау блогының
3. Жаңа дайындалған сутекті газ
1.Сутегі мөлшері, % кем емес
2. Реагенттер, материалдар.
65 Гидротазалау блогының шикізаты
4.Регенерация-ланған ерітінді МЭА регенера-циялауының қондырғысы Цехаралық нормалар 1.Ерітіндідегі МЭА
2.Күкіртсутектің мөлшепрі, г/л, жоғары емес
3. Тиосульфат мөлшері г/л, көп емес
5-15
3
12,0 Газдарды күіртсутектен тазалау
3-кесте жалғасы
Шикізат, дайын өнім және реагенттер
5. ИКБ-2 коррозия ингибиторы ерітіндісі
Концентрациясы 4кб
2-2% масс 2,5 Жабдықтар және құбырларды коррозиядан қорғау
6. Инертті газ Цехрара-лық нормалар Құрамы, % об:
- оттегі, жоғары емес
- көміртегі тотығы, жоғары емес
- жанғыштар, жоғары емес
- көміртегі қостотығы. 0,5
0,1
0,5
нормаланбайды Аппараттарды үрлеу және жабдықтар мен құбырларды тығыздыққа сынау
2. Катализаторлар
7. Катализатор ГS – 168 ШУ ТШ-38, 40
1518-75 Гранулалар өлшемі, русла диаметрі.
Активті компоненттер мөлшері, % масс,
жоғары емес
а) никель тотығы (NiO)
б)молибден үш тотығы (МаО3)
в) кремний қостотығы (SiO2)
Зиянды қоспалардың мөлшері, % масс, жоғары емес
а) темір тотығы (Fe2O3)
б) натрий тотығы (Na2O)
сусымалы тығыздығы, г/см3, кем емес
Ылғал мөлшері (ППК), % масс, жоғары емес
Беріктік индексі, кг/мм, кем емес
Өлшемдері 2,0 кем емес түйіршіктердің мөлшері 2,5-3,5
4,5
19,5
6-10
0,2
0,2
0,64
2,5
1,3
2,5
8. Катализатор
ГS-168 ШУ ТШ-38,40 1518-75 Активті компоненттердің массалық үлесі,
а) молибден үш тотығы (МаО3)
б) кобальт және никель тотығы
Қоспалардың массалық үлесі, %:
а) натрий тотығы (Na2О) кем емес
б) темір тотығы (Fe2O3) кем емес
Сусымалы тығыздығы, г/см3
Гранулалар диаметрі, мм
меншікті беті, м3/г кем емес
Күкірт мөлшері, %
Қоспалардың массалық үлесі, % жоғары емес 12-15
4-5
0,08
0,1
0,67-0,85
2-5
200
0,14
1,5
3-кесте жалғасы
Шикізат, дайын өнім және реагенттер
3.Дайындалатын өнім
9. Гидротаза-ланған дизель отыны
200С температурадағы тығыздығы, г/см3, жоғары емес
Цетандық саны, кем емес
Фракциялық құрамы
-50% қай температурада айдалады 0С, жоғары емес
Кинематикалық тұтқырлық, 200С
Тұну температурасы, жоғары емес 0С,
Мөлдірсіздену температурасы, 0С, жоғары емес
жабық тигельде анықталған тұтану температурасы, 0С төмен емес
Күкірттің массалық үлесі (күкірттің жалпы мөлшері) % жоғары емес
1 түрдегі отында
2 түрдегі отында
меркаптанды күкірттің массалық үлесі, % жоғары емес
Мысты пластинкада сынау
Судың массалық үлесі, % массада
Механикалық қоспалардың мөлшері 0,860
45
280
3-6
-10
-5
62
0,15
0,2
0,5
0,01
ұсталады
1,5 дейін
жоқ
ГОСТ 305-82 бойынша тауарлық отын компоненті
10. Бензин
Фракциялық құрамы: к.к 0С, жоғары емес
Күкірт мөлшері, % масс 0,05 100 секция сының
11. Көмірсутекті газ
1. Күкіртсутектің мөлшері, жоғары емес, мг/мм2
1500 Отындық газ ретінде қолданылады.
13. Экономика-лық таза дизель отыны ТШ 38 1011348-90 200С
Цетандық саны, кем емес
Фракциялық құрамы, 0С
- 50%, айдалатын температура, 0С, жоғары емес
0,860
45
280 Тауарлық дизель отыны компоненті
2.3 Қондырғының мақсаты және қысқаша мәлімет
Секция 300-1 «Дизель отынын гидротазалау» ЛК-6у қондырғысының негізі
Секция құрамына келесі блоктар кіреді:
1. Реакторлы блок, онда шикізат құрамынан
2. Гидротазаланған фракция тұрақтылығы 320-350ºС.
3. Суқұрамды көмірсутек газдарын моноэталаминді
4. Бензиннен және сулы конденсаттан күкіртсутегін
Технологиялық желілер саны және олардың тағайындалуы:
1. Гидротазалаудың сызбанұсқасы- бір ағымды, шикізатты түзу айдау, қайта
2. Гидротазаланған дизельді фракция тұрақтылығы жоғары қысымды 9атм.(0,9МПа) орындалады.(Тұрақты
3. Процесс кезінде пайда болатын күкіртсутек қоспалар ағымы,
4. Бензиндегі күкіртсутегі тазаланған көмірсутек
5. Қарастырылған эжектірлі реакция жүйесі кезінде
6. Суқұрамды (СҚГ) және күкіртсутегі (КСГ) газдарын
2.4 Технологиялық сызбаның сипаттамасы
Дизельдік отын фракциясының шикізаты ЭСТҚ – АҚ қондырғысының 100
Сонымен қатар шикізатты (фр. 230-3500С) Н-310, Н-311 сораптарының қабылдауына
Реакторда АКМ катализаторы қатысында күкіртті және қанықпаған қосылыстардың гидрленуі
Газ- шикізат қоспа Р-301 реакторынан Т-303 жылуалмастырғышына келіп түседі,
Ауалы тоңазытқыш Х-301 алдында газ - өнімділікті қоспа ағынына
Моноэтанол амин ерітіндісі циркуляциялық газды тазарту үшін К-302 абсорберіне
Ауалы конденсатор – тоңазтқыш алдында ХК-301 ағынға сораппен Н-313
Бензин сепаратордан С-302 сораппен Н-304 жартылай колоннаға К-301 байытушы
Көмірсутекті газ сепаратордан С-302 шығып және төмен қысымдағы С-304
Ренерацияланған 10-15 пайыздық МЭА сулы ерітіндісі МЖА регенерациялау қондырғысынан
Келіп түскен МЭА ерітіндісі К-302 және К-303 колонналарынан, сонымен
2.5 Реакторға және қосымша жабдыққа анықтама
Аппаратуралық безендірілуі бойынша моторлы отындарды гидротазартудың әртүрлі қондырғылары бір
Реактор. Катализатормен толтырылған, материалды безендірілуімен және шикізатты енгізу бағытымен
Жылуалмастырғыш. Гидротазалаудың бүгінгі қондырғыларында негізінен қалқымалы басы бар былғарықұбырлы
2.6 Процестің материалдық балансы
4-кесте
Материалдық баланс
Өнімнің аталуы Қондырғы шикізаты қатысты шығымы, %
т/жыл
т/тәулік
кг/сағ
Келіп түскені
1 Шикізат – тікелей айдау дизель отыны
2 Сутекті газ 1,5 20160 59,29 2470,42
Барлығы: 101,5 1364160 4012,23 167176,25
Алынғаны:
1 Гидротазаланған дизель
2 Күкіртсутек 0,75 10080 29,64 1235
3 Құрғақ газ 1,3 17472 51,38 2140,83
4 Бензин қума 2,0 26880 79,05 3293,75
5 Жоғалымдар 0,45 6048 17,78 740,83
Барлығы 101,5 1364160 4012,23 167176,25
Бір жылдағы жұмысшы күндердің саны – 340
2.7 Технологиялық есептеулер
Бастапқы мәліметтер:
1. Қондырғының өнімділігі шикізат бойынша G = 1344000
2. Шикізаттың сипаттамасы: фракциялық құрамы 200-3500С; тығыздығы S
3. Тазартылған дизель отынындағы күкірттің қалдық мөлшері Sk
Г43 - 107 апараты Маңғысту кен орны
Күкіртті алудың шикізат температурасын жоғарлатумен термиялық сатыдағы шығымын жоғарлату жолдары
Каталитикалық крекинг туралы
Мұнай – газды комплекс
Каталитикалық крекинг қондырғысы
Катализдік крекингтің шикізаты
Метанды күкіртті қоспалардан тазарту
Дизель отынын гидротазалау қондырғысын механикаландыру
Дизель отынын гидротазалау қондырғысы реактордың жобасы
Гидротазалау гидрогенизациялық процестер