Теоретические основы процессов, применяемых на современных НПЗ

Дизельные фракции парафинистых нефтей содержат значительное количество алканов нормального строения, благодаря чему имеют сравнительно высокую температуру застывания -10 ¸ -11оС. чтобы получить из таких фракций зимнее дизельное топливо с температурой застывания -45оС и дизельное арктическое топливо с температурой застывания -60оС, эти фракции подвергают депарафинизации.

Выделенные из дизельного топлива легкоплавкие парафины представляют собой ценный продукт нефтепереработки, в дальнейшем используемый для производства белково-витаминных концентратов микробиологическим способом.

Одним из методов отделения дизельного топлива от парафинов является карбамидная депарафинизация.

Карбамид представляет собой белое кристаллическое вещество, гигроскопичное, легко растворимое в воде и низших спиртах, с температурой плавления 132,5оС. при нагревании с водой в щелочной среде карбамид разлагается на СО2 и NH3. Карбамид обладает способностью к образованию кристаллических комплексов с алканами нормального строения, у которых число атомов углерода в молекуле не менее шести. Углеводороды гибридного строения, имеющие в составе молекулы длинные неразветвленные алифатические радикалы, также образуют карбамидные комплексы. Способность углеводородов к комплексообразованию и прочность полученного комплекса повышаются с увеличением длины неразветвленной цепи алифатического углеводорода. Образование комплекса сопровождается выделением теплоты, количество которой возрастает с увеличением молекулярной массы углеводородов.

Для каждого углеводорода имеется верхний температурный предел, выше которого его комплекс с карбамидом разлагается. Поэтому для более полного извлечения парафиновых углеводородов процесс комплексообразования следует вести при пониженных температурах.

При температуре процесса выше 20оС температура застывания дизельного топлива и его выход возрастают, что указывает на неполное комплексообразование.

Соотношение карбамид : сырье также влияет на ход процесса. Для дизельных топлив оптимальным является соотношение карбамид : сырье = 1 : 1.

Полнота комплексообразования зависит от хорошего контакта дизельного топлива и карбамида.

Сильное влияние на интенсивность комплексообразования оказывают вещества, получившие название активаторов – метанол, ацетон и др. в составе активаторов обязательно должно быть некоторое количество воды.

Глубина извлечения парафинов зависит также от продолжительности контакта сырья и карбамидного раствора. Для дизельного топлива при интенсивном перемешивании процесс комплексообразования заканчивается примерно за 30-40 мин.

Необходимым условием успешного ведения процесса является чистота применяемого карбамида. Незначительные примеси, встречающиеся в техническом карбамиде, делает его непригодным.

Отделение комплекса от депарафинированного продукта осуществляется отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием.

Деструкция отделенного комплекса происходит при нагревании его до 70-75оС. Свободный карбамид растворяется в водной среде, а парафины отстаиваются.[8][9]

7. Установка производства и очистки водорода

Проект установки очистки и производства водорода разработан компанией «Экссайа Хаумер» (Axsia Howmar) по заказу фирмы «Джей-Джи-Си КОРПОРЭЙШН» (JGC CORPORATION), Япония. Установка очистки и производства водорода состоит из двух секций: секции очистки водорода 78-Z-001 и секции генерирования (получения) водорода 78-Z-002.

Генеральный проектировщик: фирма «МЭРУБИНИ КОРПОРЭЙШН» (MARUBENI CORPORATION), г. Токио, Япония.

Дата ввода в действие – II квартал 2006 г.

Секция очистки водорода 78-Z-001 предназначена для очистки водородсодержащего газа (ВСГ) из существующего риформинга нафты, используя процесс краткосрочной адсорбции, осуществляемой в шести адсорберах 78-R-001 A/B/C/D/E/F.

Для получения выходного продукта высокой чистоты используется система адсорбции с переменным давлением (PSA) и неподвижным слоем катализатора по технологии компании «Axsia Howmar». Процесс реализуется на основе повторяющихся циклов с основными этапами адсорбции и регенерации.

Последовательность

переключения адсорберов чередуется посредством программируемого логического контроллера (ПЛК) с двойным резервированием, поставляемого компанией «Axsia Howmar». ПЛК также осуществляет наблюдение за надлежащим функционированием блока краткосрочной адсорбции давлением.

Управление технологическим процессом осуществляется по схемам, формируемым распределяющей системой управления (РСУ), включающей в себя систему автоматического управления производительностью установки и систему управления коэффициентом топливовоздушной смеси. Системы, входящие в состав управления секцией очистки водорода, автоматически регулируют контрольные уставки краткосрочной адсорбции давлением при изменении расхода сырья, а имеющаяся система противоаварийной защиты (ПАЗ) выполняет технологическое отключение секции очистки водорода при достижении параметров блокировочных уставок.

Количество получаемого продукционного водорода после очистки – 11057 м3 /ч.

Секция генерирования (получения) водорода 78-Z-002 предназначена для получения синтетического газа (смесь сырого газообразного водорода) из газовой смеси (нефтяной газ, водород) путем каталитического парового риформинга, а также включает в себя следующие процессы:

- гидрогенизация органической  серы и последующее поглощение  сероводорода из исходного сырья;

- конверсия окиси углерода;

- утилизация тепла и  производства пара;

- охлаждение технологического  газа перед подачей его на  узел краткосрочной адсорбции  давлением (КАД);

- очистка синтетического  газа (синтез-газа) после печи 78-F-001 секции  генерирования водорода 78-Z-002 методом  краткосрочной адсорбции давлением (КАД) в пяти адсорберах 78-R-004 A/B/C/D/E/, а также использование отходящих  газов после краткосрочной адсорбции  давлением в качестве топливного  газа.

Количество получаемого продукционного водорода после очистки синтетического газа – 5615 м3 /ч.

Общая производительность установки очистки и производства водорода составляет 16672 м3 /ч очищенного водорода высокой чистоты (99,9 %).[1]

 

8. Установка производства серы с блоком кристаллизации (УПС)

Установка получения жидкой серы производительностью 26 тонн/сутки предназначена для получения серы из отходящих газов и кислых стоков с технологических установок за счёт адсорбции серы аминовым раствором и дальнейшего каталитического превращения в кристаллическую серу. Срок ввода в действие – 2006 год. Технологическим лицензиаром процесса по установке производства серы (установка по извлечению серы, включающая технологический процесс Claus) является «Tecknip KTI».

Процесс получения жидкой серы спроектирован в один

технологический поток и состоит из следующих секций:

• секция регенерации амина (U-31);

• секция отпарки кислых стоков (U-32);

• секция рекуперации серы (U-33);

Установка кристаллизации жидкой серы (U-34) производительностью 4 т/час позволяет эксплуатировать ее только в дневную смену в течение 8 часов в сутки.

 

Характеристика продукта.

Чистота серы - 99,9 %

Цвет – ярко-желтый

Содержание H2S - 10 ppm wt. макс

Органические/углеродистые материалы - 1000 ppm wt. макс

Кислотность

(H2SO4) - 40 ppm wt. макс

Форма - Полусферические таблетки

Размер – 2-6 мм

 

 

Область применения серы:

• производство серной кислоты;

• производство минеральных удобрений;

• производство серного бентонита;

• производство серного бетона;

• производство серного цемента;

• производство эбонита;

• производство каучука;

• производство дымного пороха и пиротехнических снарядов;

• производство красок;

• фунгицид - для борьбы с вредителями растений;

• в фармацевтике - для изготовления мазей;

• добавка в корма овец для улучшения качества шерсти.

 

9. Установка производства технического азота (УПТА)

Установка производства технического азота введена в эксплуатацию в 2000 г., в 2006 году произведена модернизация системы управления воздухоразделительной станции ААж-0,6М и введена в эксплуатацию воздухоразделительная установка А-1,2.

Азотная станция предназначена для производства газообразного и жидкого азота.

Проектная мощность воздухоразделительной установки ААж-0,6М составляет – 550 м3 /час газообразного азота или 35 кг/час жидкого азота и 500 м3 /час газообразного азота. Установка воздухоразделительная А-1,2 предназначена для производства: - 1200 м3 /ч азота газообразного по ГОСТ 9293.

Газообразный азот используется для создания инертной среды и повышения безопасности при производстве, хранении и транспортировке продуктов, которые легко окисляются. Жидкий азот используется как хладагент, а после газификации используется так же, как и газообразный.

Технологический процесс получения азота основывается на методе низкотемпературной ректификации, который включает:

- очистку атмосферного  воздуха от примесей;

- сжатие атмосферного  воздуха;

- последовательное охлаждение  сжатого атмосферного воздуха;

- сжижение сжатого атмосферного  воздуха;

- низкотемпературную ректификацию  атмосферного воздуха с получением  азота.

Технологический процесс получения азота разработан ОАО «Кислородмаш», г. Одесса.

Проект азотной станции разработан генеральным проектировщиком ОАО «Нижегородниинефтепроект».

Технологическая схема установки предусматривает ее эксплуатацию в режиме производства газообразного азота под давлением;

Управление установкой может осуществляться в двух режимах:

- дистанционного управления;

- автоматического управления  отдельными контурами. [1]

 

10. Установка биологической очистки сточных вод

Установка биологической очистки сточных вод предназначена для очистки стоков технологических установок, а также бытовых канализационных стоков и состоит из четырех основных блоков:

- блок флокуляции и  флотации;

- блок биологической очистки (аэрация – осветление);

- блок фильтрации и  хлорирования;

- блок обезвоживания осадка.

Производительность установки 620 м3/ч.

Ввод в эксплуатацию - 2006 года.

Проектирование данной системы и поставка оборудования выполнены корпорацией JGC.

Очищенная сточная вода из существующих очистных сооружений направляется в секцию флокуляции и напорной флотации. Здесь происходит удаление нефтепродуктов и взвешенных частиц, не полностью удаленных и оставшихся в воде после очистки на существующих очистных сооружении. Очистка производится путем ввода реагента (флокулянта) и растворения воздуха в воде под давлением и удаление всплывших в результате нефтепродуктов и взвешенных частиц. Химреагенты и отработанная щелочь вводятся из блоков химреагентов и отработанной щелочи.

Далее сточная вода (содержащая загрязняющие вещества, повышающая БПК и вызывающая гниение сточных вод) направляется в секцию биологической очистки. В этой секции, в которой содержатся живые микроорганизмы и куда подаётся воздух для аэрации, происходит размножение микроорганизмов за счет питания веществами, повышающие БПК. При этом происходит снижение БПК сточной воды за счет увеличения содержания в ней взвешенных микроорганизмов.

Далее сточная вода направляется в секцию отстойников, где происходит гравитационное осаждение взвешенных веществ, откуда осажденные вещества направляются на секцию обезвоживания шлама. В этой секции происходит удаление воды из шлама за счет центрифугирования, и обезвоженный шлам выводится за пределы установки.

Сточная вода с выхода секции отстойников направляется в блок песочных фильтров. В этих фильтрах происходит доочистка воды от взвешенных частиц. С блока песочных фильтров очищенная вода направляется в емкости очищенной воды, и выводятся на поля испарения.

Характеристика очищенной воды.

Нефтепродукты не более, мг/л – 2,03

Фенол не более, мг/л – 0,1

Взвешенные частицы, не более, мг/л – 25

БПК, не более, мгО2/л – 8

РН – 6,5-8,5

Хлориды (по CL-), не более, мг/л – 650

Сульфаты (по SO4-) не более, мг/л – 500

ПАВ, не более, мг/л – 0,5 [1]

 

11. Установка газо-реагентного хозяйства (УГРХ)

Установка газореагентного хозяйства предназначена для следующих целей:

- сбор и распределение топливного  газа технологическим установкам  завода;