WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

ФЕДОРИНОВ ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БЕНЗИНОВОГО ПРОЗВОДСТВА ВОЛГОГРАДСКОГО НПЗ Специальность 05.17.07 «Химия и технология топлив и специальных продуктов»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа – 2004

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете и ООО “ЛУКОЙЛ – Волгограднефтепеработка” Научный руководитель доктор технических наук, профессор Абдульминев Ким Гимадиевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Егоров Игорь Владимирович;

кандидат технических наук Прокопюк Святослав Григорьевич.

Ведущая организация ГУП «Институт нефтехимпереработки» АН РБ.

Защита состоится «_» _ 2004 года на заседании диссертационного совета Д 212.289.03 в Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу:

450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «_» _ 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Абдульминев К.Г.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В связи с ожидаемым вступлением России в Европейское сообщество ужесточаются требования к производимым отечественным топливам по содержанию ароматических углеводородов (до 30 %), в том числе бензола (до 1 %) (Евро-4), базовым компонентом которых является катализат риформинга (риформат). В компонентном составе суммарного фонда бензинов РФ содержание риформата достигает 54 %, в котором концентрация ароматических углеводородов составляет 56-65 %, в том числе бензола около 5 %.

Проблема производства автомобильных бензинов, удовлетворяющих перспективным экологическим требованиям, актуальна и для Волгоградского НПЗ (ВНПЗ) и связана с существующими набором и техническими возможностями технологических установок, в том числе и типа Л-35-11-300/400 (№11), Л-35-8-(№13), топливного направления.

В связи с вышеизложенным совершенствование эксплуатируемых установок каталитического риформинга и разработка способа снижения содержания ароматических углеводородов, в том числе бензола, в риформате применительно к условиям ВНПЗ представляет несомненный практический интерес.

Работа выполнена в соответствии с межвузовской научно-технической программой “Технология добычи, транспорта и углубленной переработки нефти, газа и конденсата”, утвержденной приказом Министерства образования России №865 от 03.04.98 в рамках единого заказ-наряда по тематическому - плану НИР УГНТУ (1997-2000г.г.).

Цель работы. Анализ и обобщение технических показателей существующих установок каталитического риформинга, современного состояния топливного производства ВНПЗ и разработка технологии регулирования содержания ароматических углеводородов, в том числе бензола (процесс риформинг + гидроизомеризация – РИГИЗ), в риформате.

Из цели работы вытекают основные задачи исследования:

- исследование влияния основных технологических параметров на эффективность процесса РИГИЗ и выявление его закономерностей;

- исследование влияния состава сырья на показатели процесса;

- подбор катализатора и исследование влияния технологических параметров на показатели процесса гидроизомеризации ароматических углеводородов;

- использование установленных закономерностей процесса РИГИЗ для разработки принципиальной схемы его реализации.

Научная новизна. Предложена технология риформинга + гидроизомеризации бензола, толуола в составе головных фракций риформата, суть которой заключается в выделении, дополнительной обработке ароматических углеводородов и смешении полученных продуктов с остаточными фракциями.

Установлено, что при гидрировании фр. НК-115 0С риформата в присутствии катализатора ИП-62, обладающего сильной кислотной функцией, протекают реакции превращения бензола в циклогексан с последующей изомеризацией циклогексана в метилциклопентан.

Показано, что при гидроизомеризации ароматических углеводородов в составе фракций риформата в присутствии платиновых катализаторов не протекают реакции раскрытия нафтенового кольца и изомеризации н-парафиновых углеводородов.

Практическая ценность. Разработаны и внедрены на ВНПЗ технические решения по совершенствованию установок каталитического риформинга Л-35-11300/400 (№11), Л-35-8-300 (№13), способствующие повышению качества и увеличению объема производства высокооктанового компонента бензинов с улучшенными экологическими свойствами. Ожидаемый экономический эффект в бензиновом производстве предприятия составит 295,5 млн.руб. в год.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях: XVI International Conference on Chemical Reactors “Chemreactor-16” (Berlin, 2003); V Конгресс нефтегазопромышленников России “Нефтепереработка и нефтехимия” (Уфа, 2003);

научно-практической конференции “Экологические технологии в нефтепереработке и нефтехимиии” (Уфа, 2003); научно-практической конференции “Наука и образование в нефтегазовом комплексе” (Уфа, 2003); техническом совете ОАО “ЛУКОЙЛ - Волгограднефтепереработка” (Волгоград, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе статьи, 3 патента, 5 тезисов докладов.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, приложения. Работа изложена на 153 страницах, содержит 17 рисунков, 56 таблиц и списка литературы из 126 наименований публикаций отечественных и зарубежных авторов.

Содержание работы Во введении показана актуальность темы данной диссертационной работы и сформулированы ее цель и задачи.

В первой главе приведены характеристики токсичности автомобильных выбросов в атмосферу и показано, что наибольшую опасность представляют ароматические углеводороды, в особенности бензол, и продукты их сгорания.

Во второй главе обоснован предлагаемый метод снижения содержания бензола в риформате путем фракционирования последнего и гидроизомеризации бензола в составе полученной фракции, а также обоснован выбор объектов и методов исследования.

Исследования по гидроизомеризации ароматических углеводородов в составе фракций катализата риформинга проводились на лабораторной и пилотной установках проточного типа в реакторе с неподвижным слоем катализатора, работающих под давлением водорода.

Эксперименты проводились на промышленных отечественных алюмоплатиновом АП-64 и полиметаллическом КР-108, а также зарубежном биметаллическом R-56 катализаторах.

В качестве сырья при проведении исследований использовались представительные образцы катализатов установок риформинга Л-35-11-300/(№11) и Л-35-8-300 (№13) Волгоградского НПЗ, отобранные после проведения реконструкции. Характеристики риформатов и выделенных фракций приведены в табл.1.

Исследование качества сырья и продуктов процесса проводились с использованием стандартных аналитических методов. Углеводородный состав сырья и полученных продуктов определялся хроматографически.

Антидетонационные характеристики компонентов и товарных бензинов определяли на одноцилиндровом двигателе внутреннего сгорания по ГОСТ 8226-82.

Таблица Характеристика риформата установок Л-35-11-300/400 (№11), Л-35-8-300 (№13) и выделенных фракций Л-35-8-300 (№13) Л-35-11-300/400 (№11) Фракции, 0С Фракции, 0С Показатели Выход на риформат, % мас. 100 60 40 100 33 Октановое число:

- ММ 84,8 74,2 98,2 83,5 76,5 88,- ИМ 93,5 78,9 более 100 92,5 78,9 98,Фракционный состав, 0С:

- НК 42 39 115 40 39 - 10 % 70 56 125 63 50 - 50 % 112 77 150 112 60 - 90 % 152 100 180 162 74 - КК 191 116 199 199 86 Углеводородный состав, % мас.:

- н-парафиновые 10,4 15,8 1,8 12,1 24,8 5,- и-парафиновые 24,9 40,8 3,5 28,7 55,4 16,- нафтеновые 3,8 4,3 3,2 2,5 3,4 2,- ароматические, в т.ч.: 60,9 39,1 91,5 56,7 16,4 76,- бензол 4,1 7,1 0 4,7 16,3 0,- толуол 18,1 31,5 2,7 13,6 0,1 19,- ароматические С8 20,6 0,5 45,3 16,7 0 24,- ароматические С9+ 18,1 0 43,5 21,7 0 31,Плотность, кг/м3 767 691 804 775 696 В третьей главе изложены результаты анализа технического состояния существующих установок риформинга Л-35-11-300/400 (№11), Л-35-8-300 (№13) ВНПЗ и данных, полученных после реализации разработанных технических решений на указанных установках.

Узким местом в схеме блока гидроочистки установки риформинга являются 85КК НК -Риформат Риформат 115КК НК -кожухотрубчатые теплообменники подогрева прямогонного сырья в смеси с водородсодержащим газом, которые периодически выходят из строя из-за роста перепада давления в системе.

Из рис.1 видно, что наиболее интенсивный рост перепада давления наблюдался в теплообменниках Т-101/3,4 ( Р=0,5МПа), которые эксплуатируются в максимально напряженных температурных условиях и наиболее подвержены отложениям смолистых веществ.

Для компенсации вышеуказанного перепада давления было проведено снижение расхода циркулирующего водородсодержащего газа (ЦВСГ) в системе, что способствовало уменьшению перепада давления между теплообменниками Т101/4 и реактором Р-1, то есть в трубах нагревательной печи П-104.

Необходимо отметить факт существенного роста перепада давления в системе блока гидроочистки, который стал равен 1,6 МПа, при максимально допустимом 1,МПа. Данное обстоятельство усложняло условия эксплуатации катализатора. Для предотвращения отложений солей в теплообменниках внедрена схема водной промывки сырьевых холодильников ВХ-101, Х-1/2.

Анализ результатов обследования установки Л-35-11-300/400 (№11) показал, что блок гидроочистки обеспечивает требуемое качество гидрогенизата – сырья блока риформинга, при этом снижение активности катализатора S-12 не наблюдалось.

Из табл.2, видно, что мольное соотношение Н2/сырье, начиная с июля месяца уменьшалось, что говорит об увеличении относительной скорости дезактивации катализатора (на 14 %) по сравнению со скоростью дезактивации катализатора в начальный период обследования.

Падение активности катализатора оценивалось по величине WAIT, которая представляет собой разность между рассчитанной средневзвешенной температурой на входе в реактор и фактической средневзвешенной температурой на входе в реактор. За обследуемый период произошло снижение WAIT на 3 0С.

При расчете средневзвешенной температуры на входе в реактор, то есть температуры начала работы катализатора, учитываются показатели качества сырья (содержание нафтеновых +2 х ароматических углеводородов), октановое число исследовательским методом и объемная скорость подачи сырья.

Таким образом, WAIT показывает разность активности реального и “идеального” катализаторов с учетом меняющегося качества и объемной скорости подачи сырья, то есть в конечном итоге характеризует закоксованность катализатора.

Кроме того, расчетная температура при фактическом качестве сырья и объемной скорости ее подачи показывает температуру на входе в реактор, необходимую для получения риформата с заданным октановым числом.

1,1,1,1,0,0,0,0,III IV V VI VII VIII IX Месяцы 2002 года суммарный перепад давления в системе блока гидроочистки;

перепад давления на участке Т-101/4 - Р-1;

перепад давления на участке Р-1 - С-1;

перепад давления на участке ПК-1,2 - Т-101/2;

перепад давления на участке Т-101/2 - Т-101/4.

Рис.1. Изменение перепада давления в системе блока гидроочистки установки Л-3511-300/400 (№11) в период обследования (март-сентябрь 2002 года) С мая-июня 2002 года наблюдалось снижение активности катализатора риформинга, вызванное уменьшением концентрации водорода в ЦВСГ из-за повышения средневзвешенной температуры на входе в реактора на 25-27 0С для Перепад давления, МПа обеспечения требуемого октанового числа риформата (85-88 ММ) и эксплуатации катализатора при низком мольном соотношении водород:сырье.

Таблица Результаты обследования блока риформинга установки Л-35-11-300/400 (№11) Месяцы 2002 года Требования по Наименование нормативам показателя ЮОП Объемная скорость подачи сырья, ч-1 не более 1,53 1,22 1,21 1,22 1,2 1,2 1,Мольное соотношение Н2/сырье не менее 5,2 5,3 5,2 5,19 4,9 4,93 4,Средневзвешенная температура на - 487 489 491 491 493 входе в реактора, 0С (WAIT)* Средневзвешенная температура слоя - 472 474 476 476 476 катализатора в реакторе, 0С Рассчитанная средневзвешенная температура начала работы не выше 504 490 492 490 489 490 (зажигания) катализатора на входе в реактора, 0С (SOR WAIT)* - 3 3 -1 -2 -3 - WAIT= SOR WAIT- WAIT, 0С * - терминология методики фирмы ЮОП С ноября 2003 года в связи с увеличением производительности установки вторичной перегонки бензинов 22-5 (№7), после ее реконструкции, установки каталитического риформинга, в том числе и Л-35-11-300/400 (№11), начали перерабатывать в качестве сырья фр.85-180 0С вместо фр. 62-150 0С.

Необходимо отметить, что показатели установки Л-35-11-300/400 (№11) при переводе на переработку сырья – фр.85-180 С практически не изменились, кроме увеличения выхода ВСГ на 3 % мас., в том числе 100 %-ого водорода на 0,16 % мас., утяжеления конца кипения стабильного риформата на 4 0С.

Таким образом, перевод установки риформинга на переработку фр.85-180 0С позволяет унифицировать сырье при сохранении ее технологических параметров, что способствует упрощению технологии подготовки сырья для обоих установок Май Июль Июнь Август Апрель Сентябрь риформинга.

Параллельно с обследованием установки Л-35-11-300/400 (№11) проводилось обследование установки каталитического риформинга Л-35-8-300 (№13).

За период обследования установки с мая 2001 года по февраль 2003 года содержание серы в гидрогенизате составляло 0,18-0,34 ppm и удовлетворяло требованиям нормы ЮОП на сырье каталитического риформинга, то есть активность катализатора блока гидроочистки (S-12) оставалась достаточно высокой.

С целью увеличения производительности установки Л-35-8-300 (№13) до тысяч тонн в год по сырью (фр.85-180 С), а также повышения октанового числа стабильного бензина был реализован в октябре 2003 года второй этап реконструкции.

В процессе реконструкции проведены следующие технические решения:

- монтаж новой печи П-4 для подогрева низа стабилизационной колонны К-4 с автоматической системой управления;

- монтаж насосов Н-40/1,2, обеспечивающих циркуляцию нестабильного катализата через печь П-4;

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»