Проектирование поточной схемы НПЗ

В реакторном блоке (секция алкилирования) проходит непосредственно процесс алкилирования.

В секции ректификации разделяются продукты реакции и выделяются пропан, изобутан, н-бутан и пентан, который выходит вместе с авиа- и автоалкилатами. Эта секция состоит из четырёх ректификационных колонн: пропановой, служащеё для отделения пропана от изобутана, изобутановой, в которой отделяются изобетан и пропан от остальных продуктов, бутановой, служащей для отделения н-бутана от алкилата – и колонны для вторичной перегонки, где разделяется смесь алкилатов.

Описание технологической схемы

На рис. 2 представлена технологическая схема установки сернокислотного алкилирования.

Сырье из секции подготовки (на схеме не показана) подаётся насосом 1 в холодильник 2 (хладагент – испаряющийся изобутан), а затем равными порциями вводится параллельно в пять зон реактора 6. в первую зону реактора 6 вводится циркулирующая и свежая серная кислота насосом 4 и проходит последовательно все зоны реактора.

Требуемая температура в реакторе поддерживается за счёт испарения пропана и части изобутана. Пары пропана и изобутана по выходе из левой части реактора проходят через общий коллектор а правую, отстойную зону, откуда они поступают через сепаратор 3 на приём компрессора 5. Сжатая часть паров охлаждается в холодильнике 8, и образующийся конденсат отделяется в промежуточном приёмнике 9. Отсюда часть сжиженной пропан-изобутановой фракции направляется в холодильник 2 для охлаждения сырья, а основная часть поступает в колонну-депропанизатор 12.

Из этой колонны сверху выходят пары пропана и направляются в конденсатор-холодильник 14 и затем в приёмник 15. Из аппарата 15 часть пропана насосом 16 подаётся на верхнюю тарелку колонны 12 в качестве орошения, а избыток отводится с установки. Колонна 12 обслуживается кипятильником 13. Нижний продукт колонны 12 – изобутан – поступает в кипятильник 13, далее в теплообменник 17, в котором охлаждающей средой является выходящая из реактора 6 смесь продуктов реакции, и в холодильник2, где используется в качестве хладагента.

Продукты реакции, подаваемые насосом 7, проходят последовательно приемник 10, где осуществляется «защелачивание», затем приёмник 11, где промываются водой. Отработанный раствор щелочи и промывная вода отводятся из приёмников 10 и 11 снизу. Далее продукты реакции, пройдя теплообменник 17, где нагреваются жидким изобутаном (нижний продукт колонны 12), поступают в колонну 18 для выделения изобутана.

С верха колонны 18 отбирается изобутан, который после конденсации в аппарате АВО 19 собирается в приемнике 20. отсюда часть изобутана насосом 21 подается на верхнюю тарелку колонны 18 в качестве орошения, а основная часть возвращается как  рециркулят в реактор 6. нижний продукт колонны 18 по выходе из кипятильника 22 подаётся насосом 23 в колонну-дебутанизатор 24.

Верхним продуктом колонны 24 является н-бутан, который после конденсации в аппарате АВО 25, собирается в приёмнике 26. Отсюда часть н-бутана насосом 27 подается на верхнюю тарелку колонны 24 в качестве орошения, и основная часть отводится с установки. Нижний продукт колонны 24 после кипятильника 28 подаётся насосом 29 через паровой подогреватель 30 в колонну вторичной перегонки 31.

Верхним продуктом колонны 31 является авиаалкилат. Он конденсируется в аппарате АВО 32  и собирается в приёмнике 33. отсюда часть авиаалкилата насосом 34 подаётся на верхнюю тарелку колонны 31 в качестве орошения, а основная часть выводится с установки. Нижний продукт колонны 31 по выходе из кипятильника 35 подаётся насосом 36 в холодильник 37 и выводится с установки.

Теплоносителем для всех кипятильников установки является водяной пар давлением около 1 МПа.

Технологический режим процесса:

Секция алкилирования (реактор)

Секция ректификации

В качестве побочных продуктов в процессе получается пропан и н-бутан, которые можно использовать в виде сжиженных газов, либо в качестве сырья для пиролиза с целью получения газа, богатого непредельными углеводородами, либо как сырьё для нефтехимического синтеза.

Концентрация серной кислоты после реактора снижается до 85-87% масс. Такую кислоту модно использовать для очистки нефтепродуктов (в частности, масел), для производства деэмульгаторов или передать на регенерацию.

Рис 2. Технологическая схема установки сернокислотного алкилирования

1, 4, 7, 16, 21, 23, 27, 29, 34, 36 – насосы; 2, 8, 37 – холодильники; 3 – сепаратор; 5 – компрессор; 6 – реактор; 9, 10, 11, 15, 20, 26, 33 – приемники; 12 – колонна-депропанизатор; 13, 22, 28, 35 – кипятильники; 14 – конденсатор-холодильник; 17 – теплообменник; 18 – колонна-деизобутанизатор; 19, 25, 32 – аппараты воздушного охлаждения; 24 – колонна-дебутанизатор; 30 – паровой подогреватель; 31 – колонна вторичной перегонки алкилата. 
Выводы

Увеличение глубины переработки нефти – первостепенная задача современных НПЗ и нефтеперерабатывающей промышленности России в целом.

Пути углубления переработки нефти включают в первую очередь глубокую первичную переработку нефти на АВТ и затем - комплекс вторичных термокаталитических процессов с максимальным выходом топливных дистиллятов. Углубление переработки нефти, с одной стороны, позволяет решить проблему увеличения ресурсов моторных топлив, а с другой - обусловливает резкое сокращение выработки котельных топлив, так как мазут является основным компонентом этих топлив. 

Целью моей работы являлась разработка поточной схемы переработки некрасовской нефти с получением максимального количества светлых фракций. Для этого использованы первичные процессы – перегонка нефти на АВТ с целью разделения ее на фракции, и вторичные процессы, необходимые для переработки остатков (мазута, гудрона),  такие как каталитический крекинг (переработка фракции 350-480С), гидрокрекинг (который является перспективным процессом в настоящее время, но достаточно дорогостоящим). Высокооктановые компоненты бензина были получены в процессе каталитического риформинга и изомеризации.

В результате были получены высокие выходы светлых фракций (77,45% масс.): бензина, ЛДТ, и реактивного топлива марки ТС-1 высшего сорта. Таким образом, предложенная схема переработки некрасовской нефти эффективно выполняет предложенную задачу по максимальному получению светлых фракций нефти.

Поэтому вовлечение в производство в России таких процессов, как гидрокрекинг, каталитический крекинг, является важным направлением переработки  нефти.

Приложение 1

Характеристика автомобильных бензинов (ГОСТ 2084-77)