Основы химического превращения сырья. Принципиальная схема установки каталитического риформинга. Меры безопасности труда

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основы химического превращения сырья. Принципиальная схема установки каталитического риформинга. Меры безопасности труда

Механизм процесса

В отличие от других гидрогенизационных процессов процесс гидроочистки проходит в сравнительно мягких условиях, однако и ему свойственна совокупность ряда параллельных и последовательных реакций, в которых участвуют все компоненты, содержащиеся в исходной сложной смеси.

Основные реакции гидрирования углеводородов: насыщение алкеновых связей, насыщение ароматических связей, крекинг алканов, деалкилирование алкилбензолов, крекинг цикланов, гидроизомеризация алканов, гидроизомеризация цикланов.

При гидроочистке на алюмокобальтмолибденовом катализаторе не наблюдается заметного гидрирования бензольного кольца. Би-циклические ароматические углеводороды в значительной части гидрируются до тетрадинов, вне зависимости от их исходной концентрации в сырье Реакция изомеризации парафиновых и нафтеновых углеводородов в зависимости от свойств катализатора наблюдается, в той или иной мере при любых условиях обессеривания.

Основные реакции серусодержащих соединений. Реакции каталитического гидрогенолиза сераорганических соединений, лежащие в основе процесса гидроочистки нефтепродуктов, изучены довольно подробно [3]. Меркаптаны, сульфиды и дисульфиды легко гидрируются в соответствующие углеводороды уже при сравнительно мягких условиях. В зависимости от строения сернистых соединений глубина их гидрогенолиза различна. Устойчивость сернистых соединений увеличивается в следующем ряду: меркаптан < дисульфид < сульфид < тиофен. Внутри группы сернистых соединений скорость обессеривания уменьшается с увеличением молекулярной массы. Так, этилмеркаптан менее устойчив, чем децилмеркаптан. Прочность S-S-связей в дисульфидах с алифатическими радикалами, начиная с диэтилсульфида и кончая диоктадецилсульфидом, не зависит от длины алкильных цепей. Прочность связи S-S в дисульфидах с ароматическими радикалами меньше, чем с алифатическими. Циклические сульфиды, например, тиофан, подвергаются разрыву кольца с последующим отщеплением сероводорода и образованием соответствующего углеводорода. Тиофен, бензотиофен и дибензотиофен сначала гидрируются до производных тиофана, которые при последующем гидрировании превращаются в парафиновые и алкилароматические углеводороды. Насыщение ароматических колец в условиях гидроочистки не происходит, оно возможно при более жестких условиях гидрирования. Наиболее трудно вступают в реакции гидрирования тиофен и его гомологи.

Сернистые соединения взаимодействуют также с металлическими и окиснометаллическими катализаторами, переводя их в сульфидную форму. В зависимости от состава катализатора это приводит к его активированию или вызывает отравление или дезактивацию.

Основные реакции азотсодержащих соединений. Удаление азотистых соединений из бензиновых, керосиновых и дизельных фракций имеет весьма важное значение в повышении качества последних. Катализаторы риформинга весьма сильно дезактивируются при работе на сырье с любым содержанием азотистых соединений как основного, так и неосновного характера. Наличие азотистых соединений в керосиновых и дизельных фракциях является причиной низкой стабильности цвета и при хранении вызывает образование нерастворимых осадков. Гидрогенолиз азотистых соединений сопровождается выделением свободного аммиака.

Основные реакции кислородсодержащих соединений. Эти соединения обычно легко вступают в реакции гидрирования с образованием соответствующих углеводородов и воды.

Катализаторы

Состав катализаторов оказывает существенное влияние на избирательность реакций, поэтому соответствующим подбором катализаторов удается осуществлять управление процессом гидроочистки дизельных топлив в довольно широких пределах [6-9].

В промышленности для данных процессов широко применяются алюмокобальтмолибденовые (АКМ) или алюмоникельмолибденовые (АНМ) катализаторы.

Промышленный алюмокобальтмолибденовый катализатор обладает весьма высокой избирательностью. Реакций разрыва связей С-С или насыщения ароматических колец в его присутствии практически не протекают. Он обладает высокой активностью в реакциях разрыва связей С-S и высокой термической стойкостью, вследствие чего имеет длительный срок службы. Важным преимуществом данного катализатора является стойкость к потенциальным каталитическим ядам. Кроме того, этот катализатор обладает приемлемой активностью в реакциях насыщения непредельных соединений, разрыва связей углерод - азот, углерод - кислород, и практически используется для гидроочистки всех нефтяных фракций. Алюмоникельмолибденовый катализатор менее активен в реакциях насыщения непредельных соединений, зато более активен в отношении насыщения ароматических углеводородов (10-50% по сравнению с АКМ) гидрирования азотистых соединений (на 10- 18% выше, чем с АКМ).

В условиях гидроочистки дизельных топлив температура и парциальное давление водорода и сероводорода являются определяющими параметрами для сохранения катализатора в той или иной сульфидной форме. В зависимости от значения указанных параметров никель и молибден будут в различной степени насыщены серой, что отразится на их каталитической активности.

Эксплуатационные свойства

Важнейшими характеристиками дизельных топлив являются: воспламеняемость, фракционный состав, нагарообразование, вязкость, температура помутнения и др.

Воспламеняемость - склонность дизельного топлива к самовоспламенению, определяется периодом запаздывания его воспламенения и является почти таким же важным свойством, как и антидетонационная характеристика бензинов для карбюраторных двигателей. Период запаздывания зависит от цетанового числа.

Цетановое число - показатель самовоспламеняемости топлива, численно равный такому содержанию, в % (об.), цетана в смеси с б-метилнафталином, при котором самовоспламенение этой смеси и сравниваемого с ней испытуемого топлива одинаково. При высоком цетановом числе период запаздывания самовоспламенения достаточно короткий, топливо при впрыске его в камеру сгорания воспламеняется почти сразу, давление в цилиндре двигателя нарастает плавно, и он работает без стуков. При низком цетановом числе период запаздывания большой, впрыскиваемое в цилиндр топливо сразу не воспламеняется, а накапливается, и затем воспламеняется вся масса топлива. В этом случае давление в цилиндре нарастает скачкообразно, появляется детонация (стуки). Цетановые числа дизельных топлив зависят от их углеводородного состава.

Фракционный состав определяется конструктивными особенностями двигателя и условиями эксплуатации. Нефтеперерабатывающая промышленность выпускает дизельные топлива двух видов: легкие маловязкие топлива для быстроходных двигателей с частотой вращения вала 800-1000 об/мин и более; тяжелые высоковязкие топлива для тихоходных двигателей с частотой вращения вала до 600-700 об/мин.

Фракционный состав топлива оказывает влияние на степень его распыления, полноту сгорания, дымность выхлопа, нагароотложение и разжижение картерного масла. При высоком содержании легких фракций увеличивается давление сгорания. Утяжеленное топливо хуже распыляется вследствие повышения поверхностного натяжения топлива

Описание технологической схемы

Исходное сырье - прямогонное дизельное топливо из резервуаров сырьевого парка забирается насосом Н-1 (Н-4) и подается в тройник смешения потока, где смешивается с циркулирующим водородсодержащим газом (ВСГ), поступающего с выкида циркуляционных компрессоров В - 1(В-2). Расход сырья в тройник смешения регулируется клапаном, установленном на линии подачи сырья от насоса Н-1 (Н-4) в тройник смешения. При понижении расхода сырья до 2,5 м 3/ч закрывается клапан-отсекатель 173-1, установленный на сырьевой линии до тройников смешения. Для предотвращения попадания сырья обратным ходом в линию водородсодержащего газа при аварийных остановках компрессоров, циркулирующий ВСГ входит в тройник смешения через обратный клапан (Рис. 1).

Газосырьевая смесь из тройника смешения поступает в межтрубное пространство теплообменника Т-1/1, где нагревается до температуры 120ч 140 С за счет тепла гидроочищенного топлива, откачиваемого с установки. Из теплообменника Т-1/1 газосырьевая смесь поступает в межтрубное пространство теплообменника Т-2/1, где нагревается до температуры 200-230С за счет тепла продуктов реакции из реактора Р-1, которые проходят через трубное пространство Т-2/1. Температура нагрева регистрируется.

Окончательный нагрев газосырьевой смеси до температуры реакции 280-4000С осуществляется в трубчатой печи П-1 с горелками беспламенного горения.

Газосырьевая смесь проходит вначале через конвекционную часть печи (18 труб), затем нагревается в радиантной части (20 труб).

Температура газосырьевой смеси на выходе из печи П-1 регулируется, клапаном установленным на линии подачи топливного газа к форсункам печи. ПАЗ печи предусматривает отсечение подачи топливного газа клапаном - отсекателем.

Нагретая газосырьевая смесь из печи П-1 поступает в верхнюю часть реактора Р-1, заполненного катализатором. В реакторе под давлением 2,5-4,5 МПа и температуре 2804000С на поверхности катализатора происходит гидрирование серо-, азото-, кислородосодержащих органических соединений и непредельных углеводородов. Так как эти реакции протекают с выделением тепла, то температура в реакторах может повышаться. Температура и давление по высоте слоя катализатора, на входе и выходе из реактора регистрируется. По изменению перепада давления в реакторе определяют степень закоксованности катализатора. Допускается перепад давления в реакторе не более 6 кгс/смІ. Увеличение перепада давления по слою катализатора с одновременным увеличением содержания серы в гидроочищенном топливе указывает на снижение активности катализатора.

Горячая смесь продуктов реакции и водородсодержащего газа (гидрогенизат) выходит снизу реактора Р-1, проходит через трубное пространство теплообменника Т-2/1, где отдает часть тепла газосырьевой смеси и с температурой не более 300 0С поступает в высокотемпературный сепаратор высокого давления Е-1/1.

Температура ввода гидрогенизата из теплообменника Т-2/1 в сепаратор Е-1/1 регулируется клапаном, который установлен на линии подачи гидрогенизата из реактора Р-1 в сепаратор минуя теплообменник Т-2/1 (на байпасных линиях теплообменников).

В сепараторе Е-1/1 происходит отделение водородсодержащего газа от жидкой фазы (гидрогенизата).

Выделившийся газ из высокотемпературного сепаратора высокого давления Е-1/1 выходит сверху и после охлаждения оборотной водой в межтрубном пространстве холодильника Т-3/1 до температуры не более 50 0С поступает в сепаратор высокого давления Е-2/1, где происходит отделение водородсодержащего газа от жидкой углеводородной фазы, образовавшейся после охлаждения в холодильнике Т-3/1.

Водородсодержащий газ сверху из сепаратора Е-2/1 поступает в низ абсорбера К-3 для очистки раствором моноэтаноламина от сероводорода. После очистки в абсорбере К-3 ВСГ через сепаратор Е- 3 поступает на всас компрессора В-1(В-2) и далее в тройник смешения.

Гидрогенизат с низа сепаратора Е-1/1 самотеком поступает в отпарную колонну К-1/1.

Уровень жидкости в сепараторе Е-1/1 регулируется клапаном, который установлен на линии гидрогенизата из Е-1/1 в К-1/1.

Накопившийся в низу сепаратора Е-2/1 конденсат выводится в сепаратор С-3 или на 13 тарелку колонны К-1/1. Уровень жидкости в сепараторе Е-2/1 поддерживается клапаном, который установлен на линии гидрогенизата из Е-2/1.

В отпарной колонне К-1/1 происходит отгон легких углеводородов, растворенных углеводородных газов и сероводорода за счет подачи перегретого водяного пара и снижения давления. В колонне К-1/1 имеются 13 тарелок S-образного типа. Подача сырья предусмотрена на 13, 10 и 7 тарелки.

В низ колонны К - 1/1 подается перегретый водяной пар. Схема получения перегретого водяного пара имеет следующий вид: от паровой гребенки печи П-1 острый водяной пар с давлением до 12 кгс/смІ поступает в змеевики пароперегревателей в печи П-1, где нагревается до температуры 240 0С. Далее перегретый пар через маточник подаётся под нижнюю тарелку колонны К-1/1. Расход перегретого пара в колонны регулируется клапаном, установленном на линии подачи пара в К-1/1.

Отогнанные в отпарной колонне К-1/1 легкие фракции, уходящие вместе с водяным паром сверху колонны с температурой до 180 0С поступают в межтрубное пространство холодильников Т-5/1, Т-5/2, где происходит конденсация и охлаждение. Далее сконденсированный продукт и углеводородный газ с температурой до 50 0С поступают в сепаратор С-3.

С низа отпарной колонны К-1/1 гидроочищенное топливо, содержащее следы воды самотеком поступает в колонну вакуумной сушки К-2/1. Так же возможен вывод продукта помимо колонны К-2/1 напрямую в товарный парк. Уровень в К-1/1 регулируется клапаном, который установлен на перетоке гидрогенизата из К-1/1 в К-2/1.

В колонне К-2/1 происходит испарение воды под вакуумом. Вакуум создается с помощью двухступенчатого эжектора Э-1. На эжектор подается острый пар. Оборотная вода подается в холодильник эжектора для охлаждения и конденсации паров из К-2/1 и стекает по барометрической трубе, опущенной под слой воды, в ящик барометрической трубы Е-31/1 для обеспечения гидрозатвора. Готовое гидроочищенное топливо с низа колонны вакуумной осушки К-2/1 поступает на прием насоса Н-5 (Н-8) и прокачивается насосом через трубное пространство теплообменника Т-1/1, где охлаждается, нагревая газосырьевую смесь, проходящую через межтрубное пространство Т-1/1.

После теплообменника Т-1/1 гидроочищенное топливо охлаждается в межтрубном пространстве холодильника Т-8/1 до температуры не более 600С.

Далее гидроочищенное дизельное топливо выводится в резервуары товарного парка.

Рис. 1 - Принципиальная технологическая схема установки каталитического риформинга: 1 - абсорбер для очистки углеводородных газов; 2 - апарат воздушного охлаждения; 3 - холодильник водяного охлаждения; 4 - сепаратор; 5 - отпарная колонна; 6 - трубчатая печь; 7 - теплообменник; 8 - реактор гидроочистки; 9 - реактор риформинга; 10 - абсорбер; 11 - насос; 12 - компрессор.

Линии: І - сырьё; ІІ - раствор МЭА на регенерацию; ІІІ - раствор МЭА; ІV- водородосодержащий газ с установки;V - газ на блок абсорбции и стабилизации; VI - нестабильный катализат на блок абсорбции и стабилизации.

Меры безопасности труда при обслуживании аппаратов

Инструкция по охране труда при эксплуатации аппаратов и сосудов под давлением (компрессорных установках)

Общие требования безопасности.

1.1 К работам в компрессорных допускаются лица, достигшие 18 лет и прошедшие медицинское освидетельствование, вводный инструктаж, инструктаж и обучение на рабочем месте, проверку знаний по охране труда и инструктаж по безопасному обслуживанию сосудов и проверку знаний по ТБ.

1.2. Работники компрессорных обязаны:

1.2.1. 3нать и соблюдать правила по охране труда при работах на предприятиях телефонной связи в объеме выполняемых обязанностей, ежегодно подтверждать соответствующую группу по ТБ.

1.2.2. 3нать порядок проверки и пользования ручным механическим и электрическом инструментом, приспособлениями по обеспечению безопасного производства работ (стремянки лестницы и пр.). средствами защиты (диэлектрические коврики и перчатки, инструмент с изолированными ручками. индикаторы напряжения защитные очки);

1.2.3. Выполнять только ту работу, которая определена инструкцией по эксплуатации оборудования или должностными инструкциями, утвержденными администрацией предприятия и при условии что безопасные способы выполнения хорошо известны;

1.2.4. Знать и уметь оказывать первую медицинскую помощь пострадавшему от электрического тока и при других несчастных случаях;

1.2.5. Соблюдать инструкцию по мерам пожарной безопасности.

1.3. При обслуживании компрессорных: установок (сосудов) возможны воздействия следующих опасных и вредных производственных факторов:

-- опасного напряжения в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека, электрического удара, ожога электродугой;

-- возникновение вредных, веществ (паров бензина, аэрозоли свинца);

-- пониженной влажности воздуха и повышенной температуры недостаточной освещенности рабочей зоны;

-- опасности возникновения пожара;

-- падение персонала при работах на стремянках и лестницах

-- падение предметов с высоты (инструмента. элементов оборудования).

1.4. О каждом несчастном случае пострадавший или очевидец немедленно извещает непосредственного руководителя.

1.5. За невыполнение данной инструкции виновные привлекаются к ответственности согласно правилам внутреннего трудового распорядка или взысканиям, определенном КЗОТ.

Требования безопасности перед началом работы.

2.1. Проверить исправность инструмента, инструмента СИЗ, средств пожаротушения

2.2. Проверить состояние освещения.

2.3. Обо всех недостатках и неисправностях, обнаруженных при осмотре на рабочем месте, доложить старшему смены.

2.4. Расположить инструмент на рабочем месте, не допуская наличия лишних предметов.

Требования безопасности во время работы.

3.1. Ремонт сосуда и его элементов во время работы не допускается.

3.2. Сосуд должен быть установлен в случае:

-- при неисправности предохранительных клапанов;

-- при обнаружении в основных элементах сосуда трещин, выпучин, значительного утончения стенок, пропусков или потения в сварных швах, течи в заклепочных и болтовых соединениях, разрыва прокладок;

-- при возникновении пожара, непосредственно угрожающего сосуду под давлением;

-- при неисправности манометра и невозможности определить давление по другим приборам;

-- при снижении уровня жидкости ниже допустимого в сосудах с огневым обогревом;

-- при неисправности или неполном количестве крепежных деталей крышек и люков;

-- при неисправности указателей уровня жидкости;

-- при неисправности предохранительных блокировочных устройств;

3.3. При работе компрессора запрещается превышать предельное значение давления (красная черта на шкале каждого манометра).

3.4. Баллоны с газом в помещениях должны находиться от радиаторов отопления на расстоянии не менее 1 м., а от источников тепла с открытым огнем не менее 5 м.

3.5. Выпуск газов из баллонов в емкости с меньшим давлением производится через редуктор, предназначенный исключительно для данного газа и окрашенный в соответствующий цвет.

Требования безопасности в аварийных ситуациях.

4.1. Каждый работник, обнаруживший нарушение требований настоящей инструкции и правил по охране труда или заметивший неисправность, представляющую опасность для людей, обязан сообщить об этом непосредственному руководителю.

В тех случаях, когда неисправность представляет угрожающую опасность для людей или самого оборудования, работник обязан принять меры по прекращению действия оборудования а затем известить руководителя.

4.2. Если во время работы произошел несчастный случай, необходимо немедленно оказать первую медицинскую помощь, доложить о случившемся своему начальнику и принять меры для сохранения обстановки несчастного случая если это не сопряжено с опасностью для жизни и здоровья людей.

4.3. При поражении электрическим током необходимо как можно скорее освободить пострадавшего от тока, соблюдая технику безопасности.

4.4. При пожаре в техническом помещении следует немедленно приступить к его тушению имеющимися средствами и вызвать пожарную часть. гидрирование углеводород алкеновый крекинг

4.5. При обнаружении постороннего напряжения на рабочем месте необходимо немедленно прекратить работу и доложить старшему смены.

Требования безопасности по окончании работы.

5. Ознакомление с производством вакуумной перегонки мазута, производством битума.

5.1. Привести в порядок рабочее место, инструмент.

5.2. Сообщить сменщику (старшему смены) обо всех неисправностях, замеченных во время работы.

5.3. Спецодежду убрать в специально отведенное место.

Размещено на Allbest.ru