Термический крекинг в ТОО "Павлодарский нефтехимический завод"

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

ТОО «Павлодарский нефтехимический завод» - крупнейшее в Казахстане предприятие по переработке нефти. Уникальный набор установок позволяет достигать глубины переработки нефти до 85 %.

Завод был введён в эксплуатацию в 1978 году. ТОО «Павлодарский нефтехимический завод» ориентирован на переработку нефтяного сырья западно-сибирских месторождений, запроектирован по топливному варианту. термический крекинг коксообразование газообразование

В состав завод входят следующие комплексы и технологические установки:

· комплекс ЛК-6У - по переработке нефти;

· комплекс КТ-1 - по глубокой переработке мазута;

· установка производства нефтяных битумов;

· установка замедленного коксования;

· установка производства серы.

В 2009 году была пущена в эксплуатацию установка по производству водорода.

Павлодарский нефтехимический завод выпускает свыше 10 видов нефтепродуктов: бензины, топливо для реактивных двигателей, дизельное, котельное топлива, сжиженные газы, битумы, кокс, серу различных марок и т.д.

Современный этап развития нефтегазовой отрасли Казахстана выдвигает перед нефтеперерабатывающими заводами задачи, решение которых должно способствовать дальнейшему его технологическому развитию и повышению экономического потенциала.

Совершенствование технологии и производства, повышение качества продукции позволило значительно снизить отрицательное воздействие предприятия на окружающую среду и выпускать продукцию, соответствующую экологическому классу К2.

1. Краткая характеристика установки

При любом термическом процессе в результате переработки образуются газы, бензин, средние дистиллятные фракции (керосино- газойлевые), тяжелые остаточные фракции и кокс. Выход, соотношение между продуктами реакции, свойства этих продуктов зависят от многих факторов, но главную роль играют состав сырья, температура, давление и продолжительность реакции.

Температура и продолжительность процесса. Эти факторы, влияющие на выход и качество продуктов термического крекинга, при определенных температурах взаимозаменяемы. Увеличивая температуру крекинга и уменьшая продолжительность времени пребывания в зоне высоких температур, можно получить ту же глубину разложения сырья, что и при более мягкой температуре, но большей длительности крекинга.

Термическое разложение углеводородов начинается при 380- 400 °С. С увеличением температуры скорость крекинга быстро растет. Повышение температуры крекинга при постоянном давлении и постоянной степени превращения приводит к повышению содержания легких компонентов, к снижению выхода тяжелых фракций и кокса. Выход газа при повышении температуры заметно увеличивается, причем растет содержание в нём непредельных углеводородов.

Давление. При увеличении давления повышаются температура кипения сырья и продуктов крекинга. Поэтому изменением давления можно влиять на фазовое состояние в зоне крекинга. Термический крекинг может осуществляться в паровой, жидкой и смешанной фазах.В паровой фазе обычно проводится крекинг бензина, керосина- газойлевых фракций, для которых температура крекинга выше критической.

Повышение давления при парофазном крекинге уменьшает объем паров, сырья и продуктов крекинга, а это позволяет увеличить производительность установки или повысить продолжительность пребывания сырья в зоне реакции. При парофазном. крекинге давление существенно влияет на состав продуктов крекинга, поскольку благодаря давлению увеличивается скорость протекания вторичных реакций - полимеризации и гидрирования непредельных углеводородов, конденсации ароматических углеводородов и ряда других. При этом уменьшается выход газа.

Влияние давления на жидкофазный крекинг тяжелых видов сырья (мазута, гудрона) невелико. При смешаннофазном крекинге давление способствует гомогенизации сырья - газ частично растворяется в жидкости, уменьшая ее плотность, а сама газовая фаза уплотняется. Такое изменение фазовых условий .увеличивает время пребывания в зоне крекинга и приводит к уменьшению потерь в виде газа.

Тепловой эффект реакции крекинга. При термическом крекинге одновременно протекают реакции термического распада и реакции уплотнения. Первые из этих реакций идут с поглощением теплоты, вторые - с выделением теплоты.

Суммарный тепловой эффект процесса деструктивного разложения зависит от того, какие из этих реакций преобладают. Суммарный тепловой эффект термического крекинга отрицателен, и поэтому необходимо подводить тепло со стороны.

Теплота реакции, термического крекинга выражается в расчете на 1 кг сырья или на 1 кг образующегося бензина. Она составляет 1,26-1,37 МДж/кг бензина при крекинге газойля и 0,63- 0,75 МДж/кг бензина при крекинге мазута..

Коксообразование и газообразование при крекинге. В результате сложных реакций полимеризации и конденсации из непредельных и ароматических углеводородов образуется твердый углеродистый остаток - кокс. Образование кокса при термическом крекинге -нежелательное явление, так как оно влияет на продолжительность безостановочного пробега установок. Из-за накопления кокса в змеевиках печей установки термического крекинга приходится часто останавливать на выжиг кокса.

Коксообразование зависит от свойств сырья крекинга и от таких параметров процесса, как температура и время пребывания в зоне реакции. Образование кокса, ограничивает глубину крекинга для тяжелых и средних видов сырья. С повышением температуры и времени пребывания сырья в зоне реакции выход кокса растет.

При крекинге легких видов сырья продуктов уплотнения образуется немного, и на выход целевого продукта - бензина главным образом влияет газообразование. Выход газа при крекинге сначала пропорционален выходу бензина, по мере углубления, процесса относительный выход газа увеличивается. При очень глубоком крекинге скорость образования газа из бензина начинает превышать скорость образования бензина.

Коксообразование и газообразование не позволяет достичь максимального выхода бензина на промышленных установках, и поэтому часть крекируемого сырья остается непревращенной. По некоторым данным выход бензина при крекинге тяжелого, дистиллятного сырья не превышает 50%. от максимально возможного выхода.

Непревращенное сырье для увеличения выхода целевого продукта возвращается на повторный крекинг, который затем проводится. в самостоятельной аппаратуре, отдельно от свежего сырья (крекинг гуськом) или в смеси, со свежим сырьем (крекинг с рециркуляцией).

2. Характеристика сырья и готовой продукции

При термическом крекинге получают газ, бензин, газойль и крекинг-остаток.

В газе термического крекинга содержатся предельные (от метана до бутана) и непредельные (от этиленов до бутиленов) углеводороды, водород и сероводород. Соотношение компонентов газа зависит от температуры и давления процесса. Газ термического крекинга направляется для дальнейшей переработки на газофракционирующую установку.

Бензины термического крекинга по углеводородному составу отличаются от прямогонных. Если в прямогонных бензинах в основном содержатся парафиновые и нафтеновые углеводороды, то в крекинг-бензине много непредельных и ароматических углеводородов. Октановое число крекинг-бензинов составляет 66-68 пунктов по моторному методу в чистом виде. По своей антидетанационной стойкости крекинг-бензин не соответствует требованиям, предъявляемым современными автомобильными двигателями.

Кроме того, крекинг-бензины обладают низкой химической стабильностью. Содержащиеся в крекинг-бензинах непредельные углеводороды, в особенности те, в молекуле которых имеются две двойные связи, под воздействием света, тепла и растворенного кислорода конденсируются, полимеризуются, окисляются и образуют смолы. Наличием смол и полимеров объясняется повышенная склонность крекинг-бензина к нагарообразованию в двигателях. Образование смол замедляется введением в бензины специальных присадок - ингибиторов окисления. Содержание серы в крекинг-бензинах из сернистых нефтей достигает 0,5-1,2% мас., что в 5-8 раз превышает допустимое по стандарту на автомобильные бензины. Особенно опасны активные сернистые соединения -сероводород и меркаптаны. Очистка бензинов от сероводорода проводится с помощью щелочной промывки.

Фракция, выкипающая при 200-350⁰С, называется газойлем термического крекинга. Она используется как компонент флотских мазутов, газотурбинного и печного топлива. После гидроочистки газойль может использоваться как компонент дизельного топлива.

Крекинг-остаток представляет собой фракцию, перегоняющуюся выше 350⁰С. он, как и прямогонный мазут, используется в качестве котельного топлива для теплоэлектростанций, морских судов, печей промышленных предприятий. Качество крекинг-остатка как котельного топлива выше, чем прямогонного сырья, так как крекинг-остаток имеет несколько более высокое теплосодержание, более низкую температуру застывания и вязкость. Особенно важно то, что у крекинг-остатков пониженная вязкость. Это облегчает условия транспортировки котельных топлив по системе подводящих трубопроводов и распыл их в форсунках.

Выход, соотношение между продуктами реакции, свойства этих продуктов зависят от многих факторов, но главную роль играют состав сырья, температура, давление и продолжительность реакции.

Состав сырья. в одинаковых условиях крекинга скорость реакции растет с повышением температуры кипения сырья. Такая особенность объясняется различной термической стабильностью углеводородов. Высокомолекулярные парафиновые углеводороды, а также ароматические углеводороды с длинной боковой парафиновой цепью менее термически стабильны, чем низкомолекулярные углеводороды. Поэтому при крекинге последних будет образовываться меньше продуктов разложения. Если термический крекинг ведут при умеренных температурах, то заметного изменения структуры молекул расщепляющихся углеводородов не происходит

3. Физико-химические основы процесса

Термические превращения нефтяных фракций - весьма сложный химический процесс. Сырье состоит из большого числа индивидуальных компонентов. Совершенно очевидно, что предсказать или проследить судьбу каждого компонента сырья при воздействии высоких температур невозможно. Поэтому на практике о результатах того или иного высокотемпературного процесса судят обычно по выходам целевых продуктов: газа, бензина, кокса, а также по групповому или, в лучшем случае, компонентному составу бензинов. Однако многочисленные исследования термических превращений отдельных углеводородов позволяют делать выводы о характерных для данного класса углеводородов типах реакций.

Молекулярные -элементарные реакции, реагенты и продукты которых являются молекулами. В молекулярной реакции имеется только одно промежуточное состояние активированный комплекс.

Радикальные - реакции протекающие благодаря свободным радикалам:

Если на данной связи в молекуле сосредоточится энергия, равная или большая энергии связи то эта связь разрывается.

Механизм термического крекинга - радикально-цепной, протекает в 3стадии.

инициирование цепи

продолжение цепи

обрыв цепи

Превращения алканов.

Инициирование цепи. Так как энергия С-С меньше, чем связи С-Н, то под воздействием повышенной температуры происходит разрыв связи С-С.

СН₃(СН₂)₅ СН₃ = С₄Н₉* + С₃Н₇* -инициирование цепи

- радикалы более высокой молекулярной массы, не обладающие в данных условиях хотя бы минимальной стабильностью, мгновенно распадаются с образованием устойчивого этиленового углеводорода и нового радикала

- свободные радикалы, сталкиваясь с молекулами исходного сырья, вызывают образование новых радикалов

R^*H +H* =H₂ + R^|*

R^|H +R* = RH +R^| *

Цепная реакция развивается. Основная масса продуктов реакции получается в результате развития именно цепной реакции через свободные радикалы.

При достижении равновесия вероятность встречи свободных радикалов друг с другом становится не меньшей, чем вероятность их соударения с молекулами исходного сырья. Происходит обрыв цепи.

А) рекомбинация радикалов

СН₃ *+ СН₃ *= С₂Н₆

Б) реакция диспропорционирования радикалов

СН₃* + С₂Н₅* = СН₄ + С₂Н₄

Продукты реакции: устойчивые при данной температуре предельные и непредельные углеводороды и молекулярный водород.

Вывод: основной вид термических превращений алканов реакция распада по связи С-С с образованием алкана и алкена.

C_nH_2n+2 = C_mH_2m + C_qH_2q+2

Полученные предельные осколки вновь распадаются на алкен и алкан. Распад может происходить по всем связям С-С. место разрыва зависит от температуры и давления.

Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи все больше смещается к ее концу и тем больше выход газообразных продуктов.

При температуре 450⁰С разрыв происходит по середине цепи. Повышение давления сдвигает место разрыва к центру молекулы. Поэтому крекинг под давлением позволяет получать больше жидких продуктов и меньше газа.

2.Превращения алкенов. Алкены не содержатся в нефтяных фракциях, но образуются при термическом разложении алканов и циклоалканов. Реакции распада алкенов имеют цепной механизм.

При температуре ниже 600⁰С винильный радикал может вступать только в реакцию присоединения к исходному этилену

Отсюда следует:

Т₁ Т₂ Т₃

Р₁ Р₂ Р₃

Правило -связи определяет наиболее вероятное место распада в углеродной цепи. Связи С-С и С-Н в алкенах у атома углерода с двойной связью значительно прочнее, а положении сильно ослаблены.

Механизм распада алкенов, так же как и алканов, имеет цепной характер. Первичный распад по -связи дает начало двум радикалам. Так, для пентана:

Дальнейшее развитие цепной реакции идет через радикал метил. Этот механизм хорошо объясняет получение из пентена бутадиена и метана:

С₅Н₁₀ = С₄Н₆ +СН₄

Превращение циклоалканов.

Для нафтеновых углеводородов наиболее характерны следующие типы превращения при высоких температурах:

Деалкилирование -реакция, аналогичная распаду алканов. При температуре около 500⁰С расщепление происходит главным образом посередине цепи. Полное деалкилирование возможно лишь при более высоких температурах. Повышение давления препятствует деалкилированию.

Дегидрирование -более высокотемпературная реакция, ведущая к накоплению в продуктах крекинга и пиролиза циклоолефинов и ароматических углеводородов. Реакции благоприятствует пониженное давление.

Дециклизация - полициклических нафтенов приводит к последовательному упрощению молекул и сопровождается деалкилированием. Одновременно протекают реакции дегидрирования. Распад не имеет цепного характера. Термодинамически и кенитически реакция распада конкурирует с реакцией дегидрирования. Поэтому в продуктах крекинга можно обнаружить в сравнимых количествах и непредельные, и ароматические углеводороды.

Превращения аренов.

Ароматические углеводороды наиболее термически устойчивы. Поэтому они накапливаются в жидких продуктах крекинга тем в больших количествах, чем выше температура процесса. При пиролизе ароматические углеводороды являются главной составной частью так называемой смолы пиролиза. Ароматические углеводороды с длинными боковыми цепями способны деалкилироваться. Преимущественное место отрыва боковой цепи находится между первым и вторым атомами углерода в цепи, т.е. -положении от углеродного кольца. Поэтому при деалкилировании получаются главным образом монометилированные ароматические углеводороды. Голоядерные углеводороды любой степени цикличности (бензол, нафталин, антрацен и др.), так же как и алкилированные углеводороды с короткими боковыми цепями, практически не подвергаются распаду. Единственным направлением их превращений является конденсация с выделением водорода. В результате происходит накопление полициклических углеводородов. В результате конденсации бензола, нафталина и других голоядерных углеводородов образуется дифенил, динафталин и им подобные углеводороды:

2С₆Н₆ =С₆Н₅-С₆Н₅ + Н₂

2С₁₀Н₈ = С₁₀Н₇-С₁₀Н₇ + Н₂

Эти реакции легко объясняются радикально-цепным механизмом. Образующийся радикал водорода порождает ароматические радикалы.

С₆Н₆ + Н* = Н₂ +С₆Н₅*

Которые в дальнейшем рекомбинируют, что приводит к образованию конденсированных молекул. Развитие реакций конденсации разнообразных циклических углеводородов приводит в конечном итоге к образованию карбоидов (кокса).

Что касается сернистых соединений, то они либо разлагаются с выделением сероводорода, меркаптанов и углеводородных осколков, либо накапливаются в более высокомолекулярных продуктах.

Подводя итог рассмотрению химических превращений углеводородов различного строения при температурах крекинга и пиролиза, можно сделать вывод, что при деструктивной переработке нефтяного сырья должны осуществляться следующие основные реакции: распад, деалкилирование, дегидрирование, полимеризация, циклизация непредельных, дециклизация нафтенов, деструктивная конденсация олефинов, конденсация ароматических углеводородов, реакции глубокого уплотнения кокса. От глубины этих реакций и преобладания того или иного типа превращений углеводородов сырья и зависят выходы газа, бензина, промежуточных фракций, крекинг-остатка и кокса, а также качество и химический состав целевых продуктов.

При любом термическом крекинге в результате переработки образуются газы, бензины, средние дистиллятные фракции ,тяжелые остаточные фракции и кокс. Выход, соотношение между продуктами реакции, свойства этих продуктов зависят от многих факторов, но главную роль играют состав сырья, температура, давление и продолжительность реакции. Температура и продолжительность процесса. Факторы влияющие на выход и качество продуктов термического крекинга, при определенных температурах взаимозаменяемы. Увеличивая температуру крекинга и уменьшая продолжительность времени пребывания в зоне высоких температур, можно получить ту же глубину разложения сырья, что и при более мягкой температуре, но большей длительности крекинга. Термическое разложение углеводородов начинается при 380- 400 ^оС. Давление. При увеличении давления повышаются температуры кипения сырья и продуктов крекинга. Термический крекинг может осуществляться в паровой, жидкой и смешанной фазах. Тепловые эффекты реакций различаются по величине и знаку. Суммарный тепловой эффект термического крекинга отрицателен, и поэтому необходимо подводить тепло со стороны. Теплота реакции термического крекинга составляет 1,26-1,37 МДж/кг бензина при крекинге газойля и 0,63-0,75 МЖж/кг бензина при крекинге мазута.

4. Технологическая схема установки

Установка термического крекинга состоит из следующих секций:

Реакторное отделение, включающее печи крекинга легкого и тяжелого сырья и выносную реакционную камеру;

Отделение разделения продуктов реакции, которое включает испарители высокого инизкого давления для отделения крекинг-остатка, вакуумную колонну для дополнительного отпаривания крекинг-остатка с целью увеличения термогазойля, комбинированную колонну для загрузки печей тяжелого илегкого сырья и газосепаратора для отделения газа от нестабильного бензина;

Отделение теплообменной аппаратуры, которое состоит из сырьевых теплообменников типа «труба в трубе», погружных конденсаторов-холодильников, водяных холодильников термогазойля и крекинг-остатка.

Сырье из резервуарного парка насосом Н-1 прокачивается через теплообменник Т-20 (на схеме показан один), где подогревается за счет тепла крекинг-остатка. Нагретое в теплообменниках сырье двумя потоками подается в нижнюю секцию ректификационной колонны Р-11.

Колонна Р-11 разделена полуглухой тарелкой на две части: пары из нижней забирается насосом Н-9 и подается в змеевики печи П-3. А с низа колонны Р-11 тяжелая часть сырья забирается насосом Н-10 и подается в змеевики печи П-2.

Продукты крекинга по выходе из змеевиков печей П-2 и П-3 поступают в выносную реакционную камеру РК-4, откуда переходят в испаритель высокого давления ИВД-7. Здесь от смеси отделяется жидкий крекинг-остаток, который затем через редукционный клапан поступает испарительную колонну низкого давления К-12 (испаритель).

Газы и пары по выходу из верхней части испарителя ИВД-7 направляются в низ колонны Р-11, с верха которой уходят бензиновая фракция и газ. Пары конденсируются, и смесь охлаждается в холодильнике-конденсаторе ХК-6. Далее газожидкостная смесь разделяется в газосепараторе СГ-5 на газ и бензиновую фракцию. Газ поступает на ГФУ, а балансовое количество бензина - на стабилизацию. Насосом Н-8 бензин-орошение подается на верхнюю тарелку колонны Р-11. В колонне К-12 в результате снижения давления из крекинг-остатка выделяются газойлевые фракции; несконденсированные пары из колонны К-12 направляются в холодильник конденсатор ХК-13, и конденсат собирается в приемнике СГ-14. Отсюда часть конденсата насосом Н-15 возвращается в колонну К-12 в качестве орошения, а балансовое его количество выводится с установки. Крекинг-остаток подается насосом Н-16 в вакуумную колонну К-17. Целевой продукт - термогазойль - выводится с установки как промежуточный продукт с 17 тарелки вакуумной колонны К-17.

5. Нормы технологического режима

Технологический режим установки поддерживается в соответствии с технологическим регламентом и технологической картой. Работу установки термического крекинга контролируют по показаниям приборов, на основании результатов анализа сырья, флегмы, крекинг-остатка и дистиллята. В сырье определяют содержание воды, сернокислотных смол, коксуемость, плотность. Коксуемость и содержание сернокислотных смол дают представление о способности сырья образовывать кокс в трубах печи и реакционной камере. Если на переработку поступает более смолистое сырье, то необходимо снизить температуру крекинга в пределах, установленных технологической картой. Правильное ведение технологического режима дает возможность увеличить продолжительность безостановочного пробега. При нормальных условиях эксплуатации безостановочный пробег крекинг-установки составляет 40-45 и даже 60суток. Остановка установок термического крекинга вызывается необходимостью очистки от кокса. Кокс, откладывающийся в трубах печи, уменьшает свободное сечение змеевика, что приводит к повышению давления на входе в печь. Заметные отложения кокса наблюдаются в нижней части реакционной камеры, испарителей, в трубопроводах крекинг-остатка. При интенсивном отложении кокса межостановочный пробег установки снижается до 25-28 сут. Чтобы уменьшить отложения кокса, на установках термического крекинга внедрена подача в сырье перед печью небольшого количества турбулизирующего, т.е. ускоряющего скорость движения потока вещества -воды. Попадая в поток сырья, имеющий температуру 390-400⁰С, вода немедленно испаряется. Объем паровой фазы резко увеличивается, поток сырья интенсивно перемешивается, скорость потока возрастает. Особенно важно, что увеличивается скорость движения расположенной у стенки трубы граничной пленки. Именно эта пленка является основным источником коксообразования.

	Температура С	Давление МПа
Печь тяжелого сырья
Вход	390-410	4,5-5,0
Выход	460-480	2,2-2,7
Печь легкого сырья
Вход	290-320	5,5-6,5
Выход	530-545	2,2-2,8
Ректификационная колонна
Низ	390-410	0,8-1,2
Аккумулятор сырья	280-320	0,8-1,2
верх	210-210	0,8-1,2
Испаритель низкого давления
Низ	400-415	0,15-0,3
Аккумулятор сырья	280-300	0,15-0,3
Верх	120-200	0,15-0,3

6. Контроль и автоматизация

Перечень блокировок и сигнализаций

№ п/п	Наименование технологического параметра	Величина устанавливаемого предела технологического параметра	Перечень отключений, переключений, включений резерва, другого воздействия
		сигнализация	блокировка
		мин.	макс.	мин.	макс.
1.	Температура горячей струи колонны К-101		380			При температуре 380°С срабатывает звуковая и световая сигнализации
2.	Температура сырья колонны К-102		380			При температуре 380°С срабатывает звуковая и световая сигнализации
3.	Температура перевалов печи		900			При температуре 900°С срабатывает звуковая и световая сигнализации
4.	Температура перевалов печи		900			При температуре 900°С срабатывает звуковая и световая сигнализации
5.	Давление «обратного» мазута	3,5				При давлении 3,5 кгс/см2 срабатывает световая и звуковая сигнализации
6.	Расход «горячей струи» К-101, м3/час	40		25		При уменьшении расхода до 40 м3/час срабатывает звуковая и световая сигнализации. При расходе на одном из потоков 25 м3/час отключается подача топлива в П-101
7.	Расход сырья К-102, м3/час	40		25		При уменьшении расхода до 40 м3/час срабатывает звуковая и световая сигнализации. При расходе на одном из потоков 25 м3/час отключается подача топлива в П-101
8.	Давление паров н/продуктов в К-101 (верх), кг/см2		5,0		6,0	При повышении давления в К-101 до 5 кг/см2 срабатывает звуковая и световая сигнализации. При давлении 6 кг/см2 закрываются эл. задвижки на подаче газа и мазута на П-101
9.	Давление паров н/продуктов в К-102, кг/см2		2,0		4,0	При снижении давления в К-102 до 2,0 кг/см2 срабатывает звуковая и световая сигнализации. При давлении 4,0 кг/см2 закрываются эл. задвидки на подаче газа и мазута на П-101
10.	Расход горячей струи в К-104, м3/час	75	-	68	-	При уменьшении расхода до 75 м3/час срабатывает звуковая и световая сигнализации. При расходе 68 м3/час отключается подача топлива в П-102
11.	Уровень в С-101, %		20%			При уровне 20% срабатывает световая и звуковая сигнализации
12.	Давление паров н/продукта в К-104, кг/см2		11		13,8	При повышении давления до 11 кг/см2 срабатывает звуковая и световая сигнализации. При давлении 13,8 кг/см2 отключается подача топлива к П-102

7. Охрана труда и техника безопасности

Нефть и нефтепродукты обладают опасными и вредными свойствами. При нарушении технологического режима, несоблюдении правил безопасности на производствах по переработке нефти происходят аварии и несчастные случаи, у работающих возникают профессиональные заболевания. Аварии и несчастные случаи вызываются следующими причинами.

Нефть и нефтепродукты являются горючими веществами и, кроме того, при определённой температуре способны самовоспламеняться. При первичной переработке и в некоторых других процессах сырьё и продукты нагреваются до температур, близких к температуре самовоспламенения и даже превышающих её. В тоже время на установках имеются источники открытого огня - трубчатые печи.

В технологических процессах переработки нефти участвует большое количество продуктов, пары которых могут создавать с воздухом взрывоопасные смеси. Такие смеси образуются в закрытых помещениях, внутри аппаратов. При наличии импульса воспламенения смеси взрываются. Источниками импульса воспламенения могут быть искры от неисправного электрооборудования, открытый огонь и тому подобное. Взрывы и пожары могут взрываться так называемым статическим электричеством, которое возникает при трении друг о друга двух диэлектриков или диэлектриков об металл (при перекачке нефти по трубопроводам и резиновым шлангам, переливании нефтепродуктов из сосуда в сосуд, транспортировании сыпучих продуктов по транспортёрам и так далее). Источником воспламенения также являются разряды атмосферного электричества - молнии.

Нефть, нефтепродукты и большинство реагентов относятся к числу вредных веществ, обладающих токсическими свойствами.

Для предотвращения аварий и несчастных случаев необходимо обеспечить безусловное выполнение норм и правил техники безопасности. Все поступающие на работу обязательно проходят инструктаж по технике безопасности, пожарной и газобезопасности.

На заводах предусматриваются следующие основные мероприятия по технике безопасности и охране труда.

Во всех закрытых помещениях сооружается приточно-вытяжная вентиляция. Если в помещениях возможно возникновение взрыва или токсически опасных концентраций продуктов, то в них устанавливаются специальные приборы, которые сигнализируют о том, что концентрация взрывоопасных или токсических веществ приближается к максимально допустимому значению.

Во взрывоопасных помещениях устанавливаются электродвигатели во взрывобезопасном исполнении или продуваемые при избыточном давлении.

Чтобы предотвратить несчастные случаи во время ремонта, предусматриваются стационарные и передвижные механизмы: кран - балки для ремонта насосов, кран - укосины на колонных аппаратах, экстракторы для выемки трубных пучков из теплообменников.

Технологические установки и объекты общезаводского хозяйства оборудуются стационарными и передвижными средствами пожаротушения.

Причиной аварий на установках являются нарушения технологического режима, правил эксплуатации установок, прекращение подачи на установку сырья, пара, топлива, воды, электроэнергии.

При прекращении подачи сырья установку следует перевести на горячую циркуляцию. Если прекратилась подача электроэнергии, то следует немедленно произвести аварийную остановку. В этом случае последовательно выполняют следующие операции: тушат форсунки печей, перекрывают задвижки на приёмных и нагнетательных линиях насосов, тщательно наблюдая за давлением в аппаратах. Необходимо отключить все электродвигатели и прочее оборудование электрическое, чтобы при восстановлении подачи электроэнергии не произошёл самопроизвольный пуск. После возобновления подачи электроэнергии установку выводят на нормальный режим согласно пусковой инструкции.

Порядок ликвидации аварий подробно излагается в производственных инструкциях, инструкциях по технике безопасности и пожарной безопасности, плане ликвидации аварий.



8. Охрана окружающей среды

Промышленные процессы, происходящие на нефтеперерабатывающих заводах сопровождаются выбросами в атмосферу и в окружающую среду отработанными газами и загрязненной водой. Принципиальное направление охраны окружающей среды от промышленных отходов заключается в создании так называемых безотходных или малоотходных технологических процессов, при которых вредные выбросы отсутствуют или являются небольшими. Те отходы, для которых пока еще не найдены пути использования, подвергают такой степени очистки, чтобы при их выбросе не нарушались установленные санитарные нормы. При эксплуатации технологического оборудования и очистных устройств ведут процесс так, чтобы максимально снизить количество и концентрацию выбросов и внедряют технологические процессы, обеспечивающие уменьшение отходов и их максимальную утилизацию.

Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности выбрасывают в атмосферу значительное количество газов и пыли. Современный нефтеперерабатывающий завод выбрасывает в воздух углеводороды, окись углерода, получающуюся от сгорания топлива в печах технологических установок и газа на факелах, сернистый ангидрид, от сгорания серы содержащейся в топливе, сероводород, выделяющийся при хранении и переработке сернистых нефтей.

Органами санитарного надзора установлены нормы предельно допустимых концентраций различных вредных веществ в атмосферном воздухе, при соблюдении которых эти вещества не оказывают вредного воздействия на организм людей. Для охраны атмосферного воздуха прежде всего используют технологические мероприятия, направленные на уменьшение, исключения или возврата выбросов в производство.

Большое количество углеводородов или сероводорода выделяются через барометрические конденсаторы, поэтому при проектировании их стараются заменить конденсаторами поверхностного типа, эксплуатируемыми почти без газовыделений. Автоматизация и блокировка процессов, осуществляемых под давлением, позволяют исключить повышение давления выше расчетных параметров и тем самым исключить выбросы из предохранительных клапанов.

Степень загрязнения атмосферного воздуха зависит так же от высоты выброса. Поэтому для организованных выбросов, расчетом определяют целесообразную высоту выбросных труб с учетом скорости и направления господствующих ветров, температуры. Помимо загрязнения воздуха, нефтеперерабатывающие заводы потребляют для технологических нужд большое количество воды, часть которой после использования сбрасывается в водоемы, что наносит не меньший экологический урон, чем загрязнение воздуха. Сбрасывание воды можно разделить на два вида, условно чистые и загрязненные.

К загрязненной воде, относится вода, соприкасающаяся с нефтепродуктами и реагентами. Это воды с электрообессоливающих установок, спускные воды из резервуаров, кислые и щелочные стоки, фенолсодержащие воды с установок селективной очистки масел и воды из барометрических конденсаторов.

К условно чистой воде, относится вода, не соприкасающаяся с нефтепродуктами, а использованная главным образом для охлаждения или нагревания закрытой теплообменной аппаратуры. Условно чистая вода может содержать нефтепродукты и другие химические вещества при нарушениях герметичности аппаратуры и при других неполадках в производстве.

Существуют различные методы очистки производственных сточных вод. В нефтеперерабатывающей промышленности основными являются механический, физико-химический и биологический методы очистки сточных вод.

При механической очистке из сточной воды выделяются содержащиеся в ней нерастворимые загрязнения: нефть, нефтепродукты, минеральные примеси, крупные плавающие частицы. Основную массу нефтепродуктов из стоков вылавливают в нефтеловушках. После ловушек в зависимости от производственных условий стоки направляют в пруды-отстойники для дополнительного отстоя или на установки доочистки. Очищенная вода, как правило, идет на повторное использование в производстве. На многих предприятиях устанавливают аварийные амбары, чтобы принять нефтепродукты, которые могут попасть в канализацию в больших количествах при авариях или при смыве их ливнями с территории завода.

На заводах условно чистые промстоки после их охлаждения на аппаратах воздушного охлаждения, а загрязненные стоки после той или иной очистки, сбрасывают в водоемы во все меньших и меньших количествах; их возвращают в производство. Такое повторное использование воды называется оборотным водоснабжением, оно позволяет не только экономить свежую воду, что часто важно, поскольку нефтеперерабатывающие заводы нуждаются в большом количестве воды, но самое главное - уменьшить загрязнение водоемов.

Обратное водоснабжение является наиболее прогрессивным способом. На новых нефтеперерабатывающих заводах 95-98% потребляемой воды находится в обороте. В стадии разработок находятся такие системы, которые позволяют создать полностью замкнутые циклы водоснабжения и канализации и вообще исключить сброс сточных вод в водоемы.

Нефтяной шлам, собираемый со всех точек его образования, направляется в шламонакопители.



Список использованной литературы

1. Технологический регламент установки замедленного коксования ТОО «ПНХЗ»;

2. Официальный сайт ТОО «ПНХЗ» http://www.pnhz.kz/ru/index.php?id=2

3. Эрих В.Н. «Химия и технология нефти и газа»;

4. Мановян А.К. «Технология первичной переработки нефти и природного газа».

Размещено на Allbest.ru