Термолиз как один из вариантов переработки мазута и утилизации отработанного масла - Химия дипломная работа

Главная

Химия
Термолиз как один из вариантов переработки мазута и утилизации отработанного масла

Характеристика факторов, влияющих на процесс термолиза нефтяного остаточного сырья с серосодержащей добавкой. Рассмотрение способов переработки и утилизации тяжелых продуктов нефтяного происхождения. Анализ конструктивных особенностей дуктилометра.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Утяжеление состава добываемой в настоящее время нефти, вовлечение в переработку нефтяных остатков и отработавших продуктов заставляет искать во многих случаях принципиально новые методы их переработки. Известные способы переработки и утилизации тяжёлых продуктов нефтяного происхождения предполагают в основном их сжигание в качестве компонентов котельных топлив. Одним из перспективных направлений решения поставленных задач является более рациональная их переработка и использование с целью получения ценных конечных продуктов. Данная работа посвящена термолизу как одному из вариантов переработки мазута и утилизации отработанного масла.
1 . Л итературный обзор изучение химизма, механизма реакций нефтяных остатков с серой и анализ свойств продуктов их взаимодействия
Известно, что элементная сера широко используется для получения серосодержащих вяжущих, вулканизации резин и т.д. В данных процессах протекают химические реакции, которые приводят к значительному изменению свойств исходного сырья. Вместе с тем, несмотря на огромное практическое значение серосодержащих вяжущих, закономерностям изменения макросвойств гудронов и другого углеводородного сырья, а также химизму протекающих при этом процессов уделяется не очень много внимания. В этой связи, цель настоящего литературного обзора -- рассмотрение химизма и механизма взаимодействия тяжелых нефтяных остатков с элементной серой.
1 .1 Т ип ы химических реакций при взаимодей ствии нефтяных остатков с серой
Во время взаимодействия нефтяных остатков с серой протекают 2 основные химические реакции: 1) при температуре <140 0 C происходит взаимодействие радикалов серы с углеводородами в направлении создания связей S-C, то есть полярных ароматических связей; при этом вероятной структурой сероорганического соединения являются полисульфидные соединения, которые при более высоких температурах переходят в циклические сульфиды со структурой тиофенового типа, включающей межмолекулярные поперечные связи; 2) при температуре 140 0 C наступает дегидрогенизация компонентов органического вяжущего, признаком которой является выделение сероводорода, образующегося вследствие взаимодействия серы с водородом; дегидрогенизированные цепи подвергаются циклизации, в результате чего увеличивается количество структурообразующих комплексов типа асфальтенов и других высокомолекулярных соединений, на этой стадии происходит «сшивка» органических фрагментов.
1 .2 Химизм и механизм реакций э лементной серы с углеводородами
Направление реакции серы с алканами и состав образующихся продуктов реакции определяются строением исходного углеводорода и условиями, при которых осуществляется процесс: температурой, давлением, продолжительностью реакции, наличием катализаторов и др.
Наибольший интерес для нас представляют процессы глубокого осернения и S-дегидрирования, приводящие к высокомолекулярным асфальтоподобным или углеподобным веществам .
Низкомолекулярные алканы реагируют с серой значительно медленнее и при более высоких температурах, чем высокомолекулярные. При взаимодействии низших алканов с серой выше 220 0 С начинается их дегидрирование с выделением сероводорода. Реакция дегидрирования н-бутана серой является цепной и протекает с участием свободных радикалов.
Предложен радикально-цепной механизм высокотемпературной реакции высших алканов с серой, катализируемый аминами. Она начинается с распада колец S 8 на бирадикалы S 2 , которые и вступают в реакцию с углеводородом, образуя сульфиды по схеме:
R-CH 2 -SS ? + R-CH 2 ? >R-CH 2 -SS-CH 2 -R
R-CH 2 -SS ? +R-CH 2 -SS ? >R-CH 2 -S 4 -CH 2 -R
R-CH 2 -SS ? +R-CH 2 ? -S >R-CH 2 -S 3 -CH 2 -R
R-CH 2 ? +R-CH 2 ? >R-CH 2 -CH 2 -R
Образование тиофенов при реакции серы с алканами наблюдал Фридман. Он показал, что при нагревании н-октана с серой в запаянной трубке при 270-280 0 С выделяется небольшое количество замещённых тиофенов состава C 8 H 12 S. Реакция сопровождается изомеризацией н-октана в 2,3,4-триметилпентан, который далее реагирует с серой по схеме :
Н-бутан или н-гептан очень медленно реагирует с серой при 300-350 0 С, образуя небольшие количества серосодержащих соединений, по-видимому, являющихся тиофенами. Взаимодействие серы с н-пентаном и изооктаном в автоклаве при 275-285 0 С приводит к сложной смеси продуктов осернения, состоящей в основном из сульфидов, тиофенов, тиофанов.
1 .2 .2 Циклоалканы и их ароматические производные
При взаимодействии циклогексана и его гомологов с серой их дегидрирование в соответствующие ароматические углеводороды не наблюдалось, что вряд ли соответствует действительности. Так, при нагревании (240-280 0 С) циклогексана с серой в запаянной трубке получены тиофенол, дибензотиофен, и, вероятно, бензол .
В аналогичных условиях метилциклогексан образует с серой тиокрезол, а 1,3 - диметилциклогексан - тио-м-ксиленол и 1,2-ди-м-толилэтан.
Гидринден легко дегидрируется серой в инден:
Тетралин и его производные при 200-320 0 С легко дегидрируются серой в соответствующие нафталины:
Дегидрирование тетралина серой в присутствии Na 2 S *9 H 2 O протекает уже при 140 0 C, а не при 180 0 С - как в отсутствии данного катализатора. Каталитическое действие объясняется тем, что он вызывает гетеролитический разрыв ковалентной связи S-S в циклической молекуле S 8 c образованием полисульфидных ионов. Последние подвергаются гомолитическому разрыву с образованием свободных радикалов, являющихся инициаторами реакции дегидрирования.
1-фенилдекалин гладко дегидрируется серой в 1-фенилнафталин. Последний получен также при дегидрировании серой 1-фенилтетралина .
Ароматические углеводороды весьма устойчивы к действию серы и начинают реагировать с ней лишь при 220-250 0 С. Инертность этих углеводородов по отношению к сере используется для очистки их от примесей.
При нагревании ароматических углеводородов с серой в присутствии катализаторов Фриделя-Крафтса энергичная реакция осернения протекает уже при 80-140 0 C. Так, в присутствии хлорида алюминия бензол реагирует с серой при 80 0 C c выделением сероводорода и образованием тиантрена, дифенилсульфида и тиофенола .
Реакция серы с бензолом и его гомологами в присутствии AlCl 3 запатентована как метод приготовления составных частей для поливинилхлорида. При взаимодействии с дифенилом в присутствии безводного хлорида алюминия образуется дибензотиофен.
При взаимодействии паров серы и нафталина в железной трубке, нагретой до красного каления, образуется динафтотиофен, 1,8-нафталиндисульфид и сероводород:
Наличие ароматического заместителя в алифатической цепи заметно повышает её реакционную способность по отношению к сере - арилалканы реагируют с ней гораздо легче, чем соответствующие алканы .
Нагреванием толуола с серой в запаянной трубке при 250-300 0 С можно получить стильбен и тетрафенилтиофен.
Реакция осернения толуола при 400 0 С и малом времени контакта приводит к образованию небольшого количества бензо-1,2-дитиол-3-тиона:
Реакция толуола с серой в присутствии AlCl 3 протекает при более низкой температуре (115-130 0 С) и в ином направлении. Основными продуктами реакции являются тиокрезолы, дитолилсульфид и неидентифицированное густое масло. И последнего удалось выделить диметилтиантрен :
Реакцией п-ксилола с серой при 300-350 0 С и давлении 30-50 атм. П-п-ксилилен .
При взаимодействии этилбензола с серой при 240 0 С образуется 2,4-дифенилтиофен и небольшое количество 2,5-дифенилтиофена:
При взаимодействии серы с высшими алкилбензолами, содержащими в алкильном радикале не менее четырёх атомов углерода в виде прямой цепи, образуются соответствующие фенилтиофены и небольшое количество 4-фенил-1,2-дитиол-3-тионов:
При нагревании 1-метилнафталина с серой в запаянной трубке при 300-310 0 С образуется смесь 1,2-ди (1'-нафтил)этилена и пицена :
1 .3 Применение сер ы в процессах получения вяжущих материалов
Использование серы в строительной практике началось ещё в конце 19 века, но тогда оно не нашло широкого распространения ввиду её относительно высокой дороговизны. В настоящее время в ряде стран (Канада, США, Россия, Казахстан) производство серы постепенно превысило её потребление, и себестоимость продукции значительно снизилась. Увеличивается доля попутной серы, полученной при очистке нефти, нефтепродуктов, природного и топочного газов.
Переработка дешёвой попутной серы в эффективные дорожно-строительные материалы экономически целесообразна и позволила бы также решить экологическую проблему во многих регионах.
Одним из наиболее распространённых направлений серы в дорожном строительстве является получение сероасфальтобетонов.
Серосодержащие вяжущие - термопластичный материал, который ведёт себя как твёрдое вещество при низких температурах или во время быстрой загрузки и как вязкая жидкость при высоких температурах или во время медленной загрузки. Двойное поведение вяжущего даёт повод к улучшению представления о нём с целью минимизировать разрушения, происходящие при низких температурах, и постоянные деформации, имеющие место при высоких температурах. Дневные и сезонные колебания температуры в добавление к возрастающему объёму перевозок и загрузке транспорта приводят к возрастающим нагрузкам на асфальтовые покрытия. Это ведёт к возрастающему спросу на модифицированные вяжущие материалы. Были использованы различные методы для улучшения свойств вяжущих. Одна из самых общеизвестных процедур - это улучшение свойств вяжущего посредством добавления модификатора, например, полимеров.
Серосодержащие вяжущие и смеси на их основе обладают более высокими показателями физико-механических и реологических свойств по сравнению с битумами и асфальтобетоном.
Параллельно с исследованиями по изучению влияния серы на свойства СБВ при её добавлению к нефтяному остатку, проводились также исследования по её добавлению к остатку, модифицированному полимерами. Полученные результаты показали, что даже такое малое количество серы, как 3-5 % по массе улучшают стабильность вяжущего при хранении и увеличивают эластичность полимеров .
Похожее исследование осуществлено для того, чтобы проанализировать влияние серы на нефтяной остаток, модифицированный полимером бутадиена и стирола относительно его реологических свойств. Было установлено, что он при добавлении серы повышал своё механическое сопротивление. Маленький процент серы приводит к сшиванию молекул и повышению дисперсности полимерной фазы. Следовательно, должно уменьшаться разделение фаз при высокотемпературном хранении. Кроме того, сера приводит к образованию трёхмерной структуры вещества.
В 2003 году компания Shell разработала и запатентовала гранулированную добавку к вяжущему под торговой маркой Shell Tiopave. Сера в Shell Tiopave находится в виде гранул, таким образом, его негативные воздействия, такие, как наличие токсичных паров, плохой запах и потери от испарения уменьшаются настолько, насколько возможно. В отличие от расплава серы, Shell Thiopave вводится в асфальтобетонную смесь в сухом состоянии, что позволяет снизить эмиссию серного пара и избежать повреждения глаз. Добавка, улучшающая перерабатываемость, позволяет производить смесь при меньших температурах, чем при производстве традиционной асфальтобетонной смеси.
1 .4 Некоторые свойства серы, необходимые для процесса получения вяжущих материалов . Три вида серы в серосодержащем вяжущем (СВ)
При обычной температуре сера состоит из восьмиатомных кольцевых молекул, которые при температуре 155-160 0 С начинают разрываться, что ведёт к снижению вязкости. Затем кольцевые атомы возникающих структур соединяются друг с другом, образуя длинные цепи из нескольких тысяч атомов. Это сопровождается резким повышением вязкости. Дальнейшее нагревание ведёт к разрыву цепей, вследствие чего вязкость уменьшается.
Сера характеризуется низкой вязкостью в интервале температур 120 -150 0 С, высокой адгезией к пористым материалам, гидрофобностью, достаточной механической прочностью. Сера обладает стойкостью к воздействию агрессивных сред, водостойкостью, что говорит о возможности получения на её основе химически и водостойких строительных материалов.
Сера присутствует в СВ в трёх видах: 1)химически связанной, 2)растворённой, 3)свободной кристаллической тонкодисперсной, играющей роль наполнителя. Каждый вид серы обладает различными свойствами в вяжущем.
Исследования продемонстрировали, что каждое состояние серы оказывает положительное воздействие на свойства серосодержащего вяжущего. Снимки, выполненные с помощью микроскопа, показывают, что сера, растворённая в нефтяном остатке, находится в коллоидном состоянии . Если количество серы в вяжущем доходит до 30%, то коллоидные частицы сливаются, увеличиваются в размерах и превращаются в игольчатые, крупнозернистые кристаллы серы. При содержании серы выше 30% кристаллы формируют кластеры .
Химически связанная сера. В химические реакции с нефтяным остатком вступает незначительное количество серы (5-7 мас. %). При температуре выше температуры плавления серы её восьмичленные кольца распадаются на вытянутые цепи и соединяются с остатком. Это количество серы является наиболее активным модификатором вяжущего.
Сера, растворённая в остатке. В нефтяных остатках может расплавляться до 20-30 мас. % серы. Предельное количество растворённой серы растёт с увеличением содержания ароматических углеводородов. При растворении серы ароматическими углеводородами увеличивается растяжимость при общей пластификации вяжущего. Механизм пластификации объясняется растворимостью серы и переходом её в аморфное состояние в среде углеводородов.
Сера, диспергированная в остатке. При добавлении серы в сырьё в количестве более 20-30 мас. % она не может расплавиться в нём и выступает в виде мельчайших диспергированных частиц диаметром 0,1 мкм. Такая сера выполняет роль структурообразующего наполнителя.
Серосодержащие вяжущие имеют более широкий рабочий интервал температур по сравнению с исходным вещесством, причём при содержании серы до 15 мас.% это достигается за счёт снижения температуры хрупкости, а при содержании серы от 15 до 30 % мас. - преимущественно за счёт роста температуры размягчения. При содержании серы в СВ более 50 мас.% происходит снижение водо- и морозостойкости асфальтобетона. На основании работ, проведённых в СоюздорНИИ, впервые в отечественной практике установлена зависимость свойств СВ не только от марки продукта, но и от его структурно-реологического типа.
1 .5 Факторы, в лияющие на свойства вяжущих
На свойства вяжущих влияют следующие факторы и параметры технологии: температура взаимодействия с нефтяным остатком, времени хранения вяжущего, содержание серы в СВ, агрегатное состояние серы при введении серы, интенсивность и продолжительность перемешивания СВ.
1 .5 .1 Зависимость свойств С В от температуры
Как было написано выше, при взаимодействии серы с нефтяным остатком протекают две основные химические реакции. При температурах до 140 0 С результатом взаимодействия серы с углеводородами является образование полисульфидных соединений. При температурах выше 140 0 С протекают реакции дегидрирования и выделяется сероводород, дегидрированные цепи поддаются циклизации, приводящей к повышению содержания асфальтенов; в результате повышаются вязкость и твёрдость, изменяются структурные и реологические свойства вяжущего. Эти температурные границы условны, так как обе реакции могут протекать одновременно.
Рекомендуемая температура смешения серы с сырьём составляет 130-140 0 С. Выше указанной температуры наблюдается интенсивное выделение токсичных газов, ниже - не происходит химического взаимодействия серы с нефтяным остатком.
Скорость реакции заметно возрастает при повышении температуры до 175 0 С, когда сера присутствует в смеси в виде линейного полимера. Исследование химического состава СВ методом ИК-спектроскопии показало, что в процессе получения серосодержащего вяжущего при температуре 180 -200 0 С линейные молекулы серы взаимодействуют с непредельными углеводородами, которые постоянно образуются в результате реакции дегидратации. Происходит сшивание молекул и образование сетчатых структур, что ведёт к резкому возрастанию вязкости и теплоустойчивости СВ.
1 .5 .2 Зависимость свойств С В от времени хранения
Со временем вязкость СВ возрастает и превышает вязкость сырья. После охлаждения и в процессе хранения СВ при комнатной температуре происходит постепенная кристаллизация серы, которая продолжается в течение
месяца. Изменение вязкости во времени зависит от степени диспергирования, содержания и вязкости серы и условий хранения. При хранении изменяется не только вязкость, но и пенетрация СВ. Получение СВ при температуре, не превышающей 150 0 С, приводит к повышению пенетрации, но во время хранения пенетрация понижается и становится меньше, чем у остатка. Введение в СВ добавки стабилизатора и эмульгатора способствует меньшему изменению пенетрации.
По данным СоюздорНИИ через сутки после введения серы её пластифицирующее действие сказывается на консистенции продукта реакции во всём диапазоне концентраций от 0 до 30% масс. Максимальное значение глубины проникновения иглы соответствует содержанию серы 10% масс. Со временем эффект пластификации исчезает, проявляется структурирующее действие серы.
Показатели проникновения иглы уменьшаются с увеличением содержания серы в СВ (таблица 1.1). Такая же закономерность, но менее ярко выраженная, наблюдается для температур размягчения и хрупкости. В первые сутки температура размягчения снижается, а затем возрастает и превышает исходную величину.
Таблица 1.1. Изменение свойств серосодержащих вяжущих во время хранения.
Глубина проникновения иглы при 25 0 С, 0,1 мм
1 .5 .3 Зависимость свойств С В от содержания серы
Было найдено, что температура размягчения СВ уменьшается до тех пор, пока количество серы в СВ не достигнет 10% (масс.). Дальнейшее возрастание содержания серы ведёт к небольшому повышению этого показателя.
И температура размягчения, и значение пенетрации тесно связаны с вязкостью и твёрдостью вяжущего. Считается, что уменьшение вязкости и твёрдости возникает частично от растворения серы в нефтяном остатке, и частично от химической реакции. Считается, что когда количество серы доходит до 50%, происходит кристаллизация второй фазы, и это повышает вязкость и твёрдость вяжущего [13].
При использовании 17-19% серы вязкость вяжущего значительно падает и может быть сопоставлена по численному значению с вязкостью исходного вещества. Но при дальнейшем добавлении серы сера прекращает полностью растворяться, и вязкость СВ возрастает.
1.6 Промышленное применение процессов получения серосодержащих вяжущих
Серосодержащее вяжущее получают введением в нефтяной остаток дроблёной, молотой либо расплавленной серы. Продолжительность перемешивания СВ до однородного состояния сокращается при использовании расплавленной серы. Время смешения компонентов составляет от 5 до 30 мин в зависимости от интенсивности перемешивания и количества серы.
На основе установленных закономерностей процесса взаимодействия тяжёлых нефтяных остатков с элементной серой предложены технологические решения, обосновывающие применение серы в производстве вяжущих, которые использованы Институтом нефтехимпереработки при разработке технологического регламента на проектирование опытно-промышленного производства вяжущих материалов из сырья, модифицированного элементной серой.
В качестве сырья использованы наиболее распространённые нефтяные остатки, применяемые для производства битумов и отличающиеся фракционным и химическим составом (гудроны западно-сибирской и арланской нефтей, вакуумированный крекинг-остаток, асфальт пропановой деасфальтизации).
Композиции серы нефтяных остатков готовились двумя способами. В первом случае сера вводилась в нефтяной остаток в виде тонкодисперсного порошка, полученная смесь механически перемешивалась при температуре 130 0 С в течение 20 минут. В втором случае сера вводилась в нефтяной остаток в расплавленном виде при 120-130 0 С, затем полученная смесь механоактивировалась ультразвуковым диспергатором. Часть образцов затем подвергалась дополнительной термообработке при 140 0 С.
Исследование сырья и продуктов взаимодействия проводилось с использованием стандартных аналитических методов исследования. Определение группового химического состава (ГХС) выполнялось по методике БашНИИ НП. Для рентгеноструктурного анализа использовался дифрактометр ДРОН-2. Исследование реологических характеристик полученных смесей проводилось на реовискозиметре Хепплера [15].
Также показана возможность получения вяжущих материалов путём окисления предварительно осернённого сырья, где на первой стадии исходное сырьё смешивается с элементной серой, а затем окисляется кислородом воздуха.
1 .7 Перспективы утилизации отходов нефтеп ереработки с получением вяжущих материалов
Традиционное использование тяжёлых нефтяных остатков - получение различных марок вяжущих материалов.
Однако, зачастую в гудроны и тяжёлые остатки переработки гудрона и мазута необходимо добавлять до 30% различных продуктов. Это необходимо для улучшения качества производимого вяжущего материала. Если не вводить добавки, то получаемые вяжущие становятся хрупкими и теряют эластичность.
Упомянутые показатели можно улучшить, вводя в состав композиций отходы производства полиолефинов (полиэтилена, полипропилена, полиизобутилена). Добавка полимерного материала улучшает пространственную структуру вяжущего, повышая его эластичность и уменьшая хрупкость.
Полученные таким образом асфальтобетонные смеси на таких комбинированных вяжущих материалах имеют более высокую прочность на изгиб и растяжение, чем смеси на традиционных вяжущих.
С целью улучшения пластичных свойств органических вяжущих материалов предложено добавлять различные отработанные масла с низкой температурой застывания. Асфальтобетонные смеси на основе таких вяжущих материалов имеют низкое водопоглощение и меньшую хрупкость при низких температурах.
Композиция нефтяного остатка, отработанного масла и отходов полиолефинов образует органическое вяжущее с высокими гидрофобными свойствами и хорошей адгезией к различным поверхностям.
Важным направлением модифицирования нефтяного вяжущего материала является повышение адгезии вяжущего к каменным материалам и придание вяжущему устойчивости к термоокислительной деструкции - одному из факторов, приводящему к коррозии асфальтобетона в процессе эксплуатации дорожных покрытий. Повышение адгезии вяжущего материала к каменным материалам кислых (гранит) и основных (мрамор, известняк, доломит) пород может быть достигнуто введением в композиционное асфальтовое вяжущее поверхностно-активных веществ (ПАВ).
Известно, что в качестве таких ПАВ могут выступать смолы пиролиза бензиновых фракций и содержащие в своём составе высокомолекулярные фенольные соединения.
В ОАО «Газпром нефтехим Салават» установка получения вяжущих работает по схеме: переокисление гудрона - компаундирование. В результате проведённых тестов по окислению экспериментальных компаундов (таблица 1.2) получены следующие данные (таблица 1.3).
Таблица 1.2. Состав компаундов на основе переокисленного гудрона и тяжёлой смолы пиролиза (% масс.).
Таблица 1.3. Экспериментальные данные окисления компаундов.
Температура размягчения по кольцу и шару, 0С
Глубина проникновения иглы, 0,1 мм при 25 0С
Из полученных результатов видно, что вовлечение ТСП в сырьё для производства вяжущих положительно влияет на динамику процесса окисления [18]. Добавление в гудрон ТСП приводит к повышению температуры размягчения вяжущего и снижению глубины проникновения иглы, причём чем больше по массе ТСП введено, тем в большей степени проявляются эти изменения.
Таким образом, применение связующих материалов, включающих в качестве компонента элементную серу, является перспективным направлением в производстве дорожных покрытий. Целесообразность такого использования обусловлена её исключительной дешевизной, с одной стороны, и уникальными вязкостно-пластическими свойствами, с другой.
Производство вяжущих материалов - одно из приоритетных направлений нефтепереработки. Это связано с реализацией Национальной программы модернизации и развития автомобильных дорог до 2025 г. Производство вяжущих в РФ может стать решением сразу двух проблем: получения дорожных материалов высокого качества и утилизации элементной серы. К настоящему времени изученности процесса взаимодействия серы с углеводородами достаточно высок. При этом уже сейчас ясно, что сам процесс внедрения серы в нефтяной остаток можно проводить по технологии, обеспечивающей отсутствие каких-либо вредных выбросов в атмосферу, а полученный осернённый продукт будет инертен при его эксплуатации. Для перенесения накопленного опыта получения сероорганических вяжущих на производство необходимо проведение целевых прикладных исследований, при этом успех данного направления исследований трудно оспорить.
Цели работы: 1) изучение изменения структурно-механических и малакометрических свойств продуктов термолиза мазута с серосодержащей добавкой;
2) расчёт поточной схемы НПЗ мощностью 1 млн.т/год;
3) расчёт установки получения серосодержащих вяжущих.
2. О писание и обоснование поточной схемы завода по переработке нефти
2.1 Характеристика ромашкинской нефти
Таблица 2.1. Свойства ромашкинской нефти.
Таблица 2.2. Свойства ромашкинской нефти (продолжение).
Таблица 2.3. Разгонка нефти по ГОСТ 2177-66.
Выход гудрона на нефть - 36,9% (масс.).
На рис. 2.1 представлены результаты разгонки ромашкинской нефти.
Рис. 2.1. Кривая ИТК ромашкинской нефти.
На рис. 2.2 показана поточная схема переработки ромашкинской нефти на НПЗ мощностью 1 млн. т/год.
2.2 Поточная схема переработки ромашкинской нефти
Рис.2.2. Поточная схема переработки ромашкинской нефти
Специализация данного завода - переработка мазута с целью получения серосодержащих вяжущих, которые предполагается использовать в строительстве. Для переработки выбрана тяжёлая нефть, поскольку вяжущие материалы лучшего качества получаются из тяжёлых смолистых нефтей, содержащих малое количество парафинов.
Поскольку НПЗ имеют малую мощность, и сырьём для производства вяжущих является мазут, то строительство вакуумного блока на данном заводе является нерациональным из-за возможной перегрузки мощностей вторичной переработки. Итак, помимо содержащих вяжущих, продуктами НПЗ являются: высокооктановые компоненты бензина - изомеризат и риформат, фракция 70-85 0 С, которую планируется направлять в парк смешения, а также дизельное топливо. Согласно схеме, нефть поступает на блок ЭЛОУ, где обезвоживается и обессоливается, затем разделяется на фракции на установке АТ. Бензиновая фракция н.к.-180 0 С подвергается вторичной перегонке с получением компонентов автобензина. Для изомеризации выбрана фракция н.к.-70 0 С, так как в ней содержится наибольшее количество углеводородов С 5 -С 6 , необходимых для процесса. Для риформинга выбрана фракция 85-180 0 С, исходя из того, что использование фракции с температурой кипения ниже 85 0 С нежелательно, так как при этом наблюдается повышенное газообразование за счёт гидрокрекинга, а при использовании фракции, выкипающей выше 180 0 С увеличивается отложение кокса на катализаторе. Дизельная фракция подвергается гидроочистке, для которой используется водородсодержащий газ с установки риформинга. Сероводород, выделяющийся в процессе гидроочистки, представляется возможным использовать для производства серы методом Клауса, но поскольку сероводорода не хватает для покрытия потребностей на реакцию с мазутом, дополнительное количество серы закупается извне.
2.3 Материальные балансы установок
Таблица 2.5. Материальный баланс процесса обессоливания нефти [22].
Таблица 2.6. Материальный баланс процесса атмосферной перегонки нефти.
Таблица 2.7. Материальный баланс процесса вторичной перегонки бензина.
Таблица 2.8. Материальный баланс процесса изомеризации
Таблица 2.9. Материальный баланс процесса каталитического риформинга
Таблица 2.10. Материальный баланс процесса гидроочистки дизельной фракции.
Таблица 2.11. Материальный баланс процесса Клауса.
Таблица 2.12. Материальный баланс термолиза мазута. Составляется по экспериментальным данным.
Таблица 2.13. Сводный материальный баланс завода.
2.4 Расчет октанового числа товарного автомобильного бензина и глубины переработки нефти
Среднее октановое число получаемого бензина определяется по правилу аддитивности.
где ОЧ - октановое число бензина смешения;
ОЧ i - октановое число i-ого компонента в смеси;
x i - объемная доля i-ого компонента в смеси.
В таблице 2.14 представлен расчет октанового числа товарного автомобильного бензина.
Таблица 2.14. Расчёт октанового числа товарного автомобильного бензина.
Глубину переработки нефти рассчитываем по формуле:
где НП - количество вырабатываемых на заводе товарных нефтепродуктов, тыс. т/год; П- безвозвратные потери, тыс. т/год; Н-мощность завода, тыс.т/год.
Данный завод представляет собой предприятие малой мощности, специализирующееся на производстве серосодержащих вяжущих. Помимо данной продукции, данный завод выпускает следующие товарные нефтепродукты: бензин с октановым числом по моторному методу, равным 86, и октановым числом по исследовательскому методу, равным 93; дизельное топливо; сжиженный газ.
Согласно расчёту, глубина переработки НПЗ достигает 96,14% (масс.), что говорит об рациональном использовании мазута в качестве сырья для получения серосодержащих вяжущих, а также о экономичной работе завода, связанной с малым количеством потерь.
3. Т ехнологический расчёт процесса термолиза мазута
3.1 Технологическая схема комбинированной установки «А Т - термолиз мазута »
3.1.1 Схема технологической установки
Рис. 3.1. Технологическая схема установки «АТ - термолиз мазута».
Аппараты: 1- теплообменник, 2 - печь, 3 - ректификационная колонна, 4,8 - холодильники, 5 - сепаратор, 6,9,12 - насосы, 7 - стриппинг, 10 - клапаны, 11 - аппарат для плавления серы, 13 - реакторы, 14 - цистерна для продукта.
3.1.2 Описание технологической схемы
Сырьё - обессоленная и обезвоженная нефть - нагревается в теплообменнике за счёт тепла мазута от
Термолиз как один из вариантов переработки мазута и утилизации отработанного масла дипломная работа. Химия.
Курсовая работа по теме Калькуляция себестоимости эксплуатации автомобиля (ЗИЛ-4331)
Сочинение Описание Кабинета Химии 6 Класс
Контрольная работа по теме Символика расизма и ее восприятие в Рунете 2010-2022 гг.
Реферат: Клещевой сыпной тиф Северной Азии. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Petroleum Essay Research Paper Petroleum or crude
Курсовая работа: Насекомые-вредители плодовых деревьев Астраханской области
Реферат: Профессиональная этика сотрудников ОВД
Реферат: Биология в ХVIII в. - первой половине ХIХ века . Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Системи землеробства і сівозміни
Отчет по практике: Организация обслуживания в кафе "Огонек"
Курсовая работа по теме Монтаж электрооборудования комплекса ООО 'Спорт'
Дипломная работа по теме Геологическое обоснование доразведки Хасырейского нефтяного месторождения
Курсовая работа по теме Прогнозування розвитку динаміки України як господарської системи
Курсовая работа: Правовые отношения понятия признаки элементы виды. Скачать бесплатно и без регистрации
Мгоу Титульный Лист Реферата
Курсовая Работа На Тему Развитие Ресторанного Бизнеса В России
Контрольная работа по теме Расчет основных параметров горения и взрыва
Реферат На Тему Диагностика Лжи При Допросе
Дипломная Работа На Тему Компетентностно-Ориентированные Задачи В Процессе Обучения Математике Учащихся Основной Школы
Дипломная работа: Пути улучшения финансового состояния РУП "Гомельский жировой комбинат"
Занимательные задачи - Математика презентация
Проектирование электронного тахометра - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Эволюция налоговой системы РФ - Финансы, деньги и налоги курсовая работа