Отчет по практике на ОАО «УНПЗ»

Содержание

1.Общие сведения о практике

2.Теоретические  основы процесса

2.1.Основные химические реакции технологического процесса

3.Катализаторы. Химизм процесса

      3.1.1. Катализатор  риформинга

      3.1.2. Каталитические яды

      3.1.2.1. Сера

      3.1.2.2. Азот

      3.1.2.3. Металлы

      3.1.2.4. Вода

      3.1.2.5. Окись углерода

      3.1.2.6. Сырье с высоким концом  кипения

      3.1.2.7. Сырье с низкой температурой  кипения

      3.1.3. Основные реакции каталитического  риформинга

      3.1.2.Опасности производства, обусловленные характерными свойствами 

      сырья, полуфабрикатов, готовой продукции,  отходами производства

     3.1.2 Назначение установки

      4.Опасности производства, обусловленные характерными свойствами 

      сырья, полуфабрикатов, готовой продукции,  отходами производства

 

     5. Технологическая схема установки

      5.1. Реакторный блок

     6. Характеристика исходного сырья, материалов, реагентов,      катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции

    7.Нормы технологического режима

    8. Контроль технологического процесса

    8.1. Аналитический контроль технологического процесса

     9. Возможные инциденты, аварийные   ситуации

     10.Классификация технологических блоков по взрывопожароопасности. Взрывопожарная и пожарная      опасность

    Санитарная характеристика производственных  помещений, 

    11. Отходы при производстве продукции,  сточные воды, выбросы в атмосферу,методы  их утилизации, переработки

   11.1. Твердые и жидкие отходы

   11.2. Сточные воды

   11.3. Выбросы в атмосферу

   12. Список использованной литературы

 

 

1. Общие сведения о  практике

Производственная практика, согласно учебному плану специальности 250400 «Химическая  технология переработки природных  энергоносителей и углеродных материалов»  проводится после окончания студентами 8-го семестра в течение шести  недель.

Прохождение производственной практики студентами предусмотрено на промышленных предприятиях нефтяной, нефтеперерабатывающей  и нефтехимической промышленности.

Считается, что в целом уровень  подготовки позволяет студентам  стоящие перед ними задачи, и в  период данной практики к ним относятся:

- углубление и расширение знаний  в области технологии термокаталитических  процессов производства и облагораживания  топлив и газов;

- приобретение навыков по ведению  технологических процессов в  промышленных масштабах, навыков  по эксплуатации аппаратов;

- ознакомление с достижениями  науки и техники, результатами  внедрения в промышленность новых  процессов и оборудования, перспективными  направлениями развития изучаемого  процесса и передовыми методами  труда новаторов производства;

- ознакомление с методами организации  и управления производством.

Производственная практика проводилась  на установке каталитического риформинга, которая входит в состав ОАО «УНПЗ».

 

2. Теоретические основы  процесса

2.1 Основные химические  реакции технологического процесса

Процесс каталитического  риформинга предназначен для повышения  детонационной стойкости бензинов и получения индивидуальных ароматических  углеводородов, главным образом  бензола, толуола ксилолов - сырья  нефтехимии. Важное значение имеет  получение в процессе дешевого водородсодержащего газа для использования в других гидрокаталитических процессах. Значение процессов каталитического риформинга в нефтепереработке существенно  возросло в 90-е гг. в связи с  необходимостью производства неэтилированного высокооктанового автобензина.

 

Бензиновые фракции большинства  нефтей содержат 60 - 70 % парафиновых, 10 % ароматических и 20 --30 % пяти- и шестичлен- ных нафтеновых углеводородов. Среди  парафиновых преобладают углеводороды нормального строения и монометилзамещенные  их изомеры. Нафтены представлены преимущественно  алкилгомо- логами циклогексана и циклопентана, а ароматические - алкилбензолами. Такой  состав обусловливает низкое октановое  число прямогонного бензина, обычно не превышающего 50 пунктов (по ММ).

 

Помимо прямогонных бензинов, как сырье каталитического риформинга используют бензины вторичных процессов - коксования и термического крекинга после их глубокого гидрооблагораживания, а также гидрокрекинга.

 

Выход прямогонных бензинов относительно невелик (около 15-20 % от нефти). Кроме того, часть бензинов используется и для других целей (сырье пиролиза, производств водорода, получение  растворителей и т.д.). Поэтому  общий объем сырья, перерабатываемого  на установках каталитического риформинга, не превышает обычно потенциального содержания бензиновых фракций в  нефтях.

 

II. Химические основы процесса

 

В основе каталитического  риформинга лежат три типа реакций:

 

1) ароматизация исходного  сырья путем дегидроциклизацииалканов, дегидроизомеризацииалкилциклопентанов, дегидрирования циклогексанов;

 

2) изомеризация углеводородов;

 

3) гидрокрекинг.

 

Как и при каталитическом крекинге, осуществление всех названных  реакций риформинга ведет к увеличению октанового числа бензина.

 

Использование бифункционального  катализатора значительно облегчает  образование карбкатионов в процессе риформинга по сравнению с каталитическим крекингом, так как необходимые  для начала реакции алкены образуются при частичном дегидрировании алканов  и циклоалканов на платиновом катализаторе. Алкены далее протонизируются на кислотном катализаторе и вступают во все реакции, характерные для  карбкатионов. Поэтому скорость кислотно-каталитических реакций в процессе риформинга выше, чем при каталитическом крекинге.

 

3. Катализаторы. Химизм  процесса

 

Сырье каталитического риформинга - бензиновые фракции нефти или  конденсатов газовых стабильных должно подвергаться гидроочистке.

Имеется возможность подвергать гидроочистке сырье прямогонный  бензин колонны К-3 установки АВТ-6 на установке Л24-300 или на правом блоке установки Л24-5. Гидроочищенный бензин с установки Л24-5 подается из колонны К-6 в промежуточную  емкость Е-1 по существующему пусковому  трубопроводу

Содержание серы в сырье  не должно превышать 0,5 ррм. При совместной переработке бензиновых фракций, получаемых из нефти и конденсатов газовых  стабильных, должно быть обеспечено равномерное  смешение указанных фракций.

Важнейшим условием нормальной работы платформинга является низкая влажность  в зоне реакции и достаточное  содержание хлора на катализаторе.

 

3.1.1. Катализатор риформинга

 

Риформинг бензиновых фракций  проводится на катализаторе R-56 фирмы UOP, представляющем собой  биметаллический  катализатор (на алюмосиликат нанесены платина и рений), промотированный  хлором. Катализатор R-56 предназначен для  получения компонентов бензина  с  октановым  числом до 95 пунктов (исследовательский метод).

Катализатор R-56 поставляется  в осерненном виде. Перевод хлоридов платины в сульфиды преследуют две  цели:

1. Предотвращение частичной дезактивации катализатора при хранении, загрузке и в операциях, предшествующих пуску установки.
2. Подавление чрезмерной крекирующей способности свежего катализатора при пуске установки.

В процессе работы катализатор теряет хлор вследствие вымывания остаточной влагой, содержащейся в сырье и  циркулирующем водородсодержащем  газе (ВСГ). Для поддержания  концентрации хлора проводят хлорирование катализатора: в сырье постоянно подают хлорорганические соединения, которые разлагаются  с выделением хлора.

Основная цель введения хлорида  заключается в сохранении активности кислотных центров, имеющихся в  структуре катализатора. Кислотные  центры катализируют протекание реакций  дегидроциклизации и изомеризации,  приводящих к образованию желаемых компонентов, но наряду с этим  катализируют также нежелательные реакции  деалкилирования (крекирования).

Недостаточное количество хлорида  приводит к снижению скорости протекания желаемых реакций и снижению общей  активности катализатора. Следовательно, при заданной величине октанового числа  требуется увеличение температуры  на входе в реакторы.

Об избытке хлорида на катализаторе, обычно, свидетельствует повышение  скорости реакций крекинга, которые  понижают выход платформата и  ускоряют отложения дополнительного  количества кокса на катализаторе. При заданной величине октанового числа, как правило, температура на входе  в реакторы снижается.

3. Функция, которая обеспечивается подачей воды в реакторы, состоит в перераспределении хлорида по всему объему катализаторного слоя. Поэтому необходимо предпринимать серьезные действия по обеспечению надлежащего содержания влаги в циркулирующем ВСГ в пределах 15-30 ррм.

Во время межрегенерационного  цикла работы установки необходимо обеспечить равновесный режим работы, и, исходя из трех различных ситуаций, определить скорость подачи хлорида  и воды. Такими ситуациями являются: пуск установки, нормальный равновесный  режим работы и восстановление нормального  равновесия, следующее после обнаружения  нарушения в работе.

3.1.2. Каталитические  яды

 

3.1.2.1. Сера

    Максимально-допустимая концентрация серы в сырье платформинга составляет 0,5 мг/кг. Сернистые соединения на платиновом катализаторе разлагаются с образованием сероводорода, который снижает активность катализатора, подавляя особенно реакции дегидроциклизации парафинов и ускоряя коксообразование на катализаторе.

Установлена следующая зависимость:

1мг/кг серы в сырье  = 0,0003% мол. в циркулирующем газе = 0,001% мол. в газах отпарки отпарной  колонны.

 

3.1.2.2. Азот

 

Максимальная концентрация азота в сырье составляет 0,5мг/кг. Азот отравляет кислородную функцию  катализатора. Органический азот, поступающий  на установку платформинга, превращается в аммиак. Этот аммиак реагирует  с хлоридом на катализаторе, образуя  хлористый аммоний. Каждые 0,1 мг/кг азота  в сырье связывает до 0,25 мг/кг хлора в катализаторе.

 

3.1.2.3. Вода

 

Наличие воды в циркулирующем  газе в количестве 30мл/м³ и более указывает на то, что в сырье установки платформинга содержится избыточное количество воды, растворенный или связанный кислород. Подобное или более высокое содержание влаги может приводить к усилению реакций гидрокрекинга и увеличению отложений кокса. Кроме того при этих условиях вымывается хлорид из катализатора, что вызывает нарушение хлорного баланса в катализаторе.

 

3.1.2.4. Металлы

 

Поскольку металлы количественно  и необратимо отравляют катализатор  платформинга, в сырье установки  платформинга не должно быть даже следовых количеств металлов.

Так как металлы-яды могут попасть  на катализатор и в период регенерации, то важно соответствующим образом  осуществлять и процесс регенерации.

Большинство металлов отравляет металлическую  функцию (платину) катализатора.

3.1.2.5. Окись углерода

 

Окись углерода, адсорбируясь  на кристаллах платины, необратимо ее дезактивирует.

Двуокись углерода на платине при  температуре выше 150 ^оС взаимодействует с водородом, образуя окись углерода.

 

3.1.2.6. Сырье с высоким  концом кипения

 

Когда конец кипения сырья  достигает 205 ^оС, в бензине увеличивается естественное содержание полициклических ароматических углеводородов и составляет порядка нескольких мг/кг, так как эти соединения являются непосредственными предшественниками кокса, их можно рассматривать как каталитические яды. В случае их отложения на катализаторе они могут быть удалены только при регенерации. 

 

3.1.2.7. Сырье с низкой  температурой кипения

 

Легкое сырье содержит углеводороды С₅, которые снижают октановое число платформата, что, в свою очередь, приводит к ужесточению режима процесса и к ухудшению технико-экономических показателей установки.

 

3.1.3. Основные реакции  каталитического риформинга

 

При каталитическом риформинге бензиновых фракций над алюмоплатиновым  катализатором идут следующие реакции:

          1. Дегидрирование  шестичленных нафтеновых углеводородов  в ароматические:

 

             СН₃

                           ------ >         СН₃        +3Н₂

метилциклогексан                      толуол

 

2. Изомеризация и дегидрирование  пятичленных нафтеновых углеводородов  в ароматические углеводороды:

 

 

            СН₃                                          СН₃

   СН₃ 

                            ------ >                              + 3Н₂

диметилциклопентан               толуол    

 

3. Дегидроциклизация парафинов  в ароматические углеводороды:

    С₆Н₁₄        ------ >                          +4Н₂

    гексан                             бензол 

 

4. Изомеризация парафиновых  углеводородов нормального строения  в парафиновые углеводороды i-строения:

 

CН₃-CН₂-CН₂-СН₂-СН₂-СН₃ ----------> СН₃-СН-СН₂-СН₂-СН₃