Проект нефтеперерабатывающего завода по переработке ромашкинской нефти - Дипломная работа

Утяжеление состава добываемых в настоящее время нефтей, вовлечение в переработку нефтяных остатков и отработавших продуктов заставляет искать во многих случаях принципиально новые методы их переработки.Известно, что элементная сера широко используется для получения серосодержащих вяжущих, вулканизации резин и т.д.Во время взаимодействия нефтяных остатков с серой протекают 2 основные химические реакции: 1) при температуре <140 0C 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;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 [3]. При взаимодействии низших алканов с серой выше 220 0С начинается их дегидрирование с выделением сероводорода.При взаимодействии циклогексана и его гомологов с серой их дегидрирование в соответствующие ароматические углеводороды не наблюдалось, что вряд ли соответствует действительности. 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 Na2S *9 H2O протекает уже при 140 0 C, а не при 180 0С - как в отсутствии данного катализатора.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 0C c выделением сероводорода и образованием тиантрена, дифенилсульфида и тиофенола [3]. При взаимодействии паров серы и нафталина в железной трубке, нагретой до красного каления, образуется динафтотиофен, 1,8-нафталиндисульфид и сероводород: 1.2.4 АрилалканыДневные и сезонные колебания температуры в добавление к возрастающему объему перевозок и загрузке транспорта приводят к возрастающим нагрузкам на асфальтовые покрытия. Параллельно с исследованиями по изучению влияния серы на свойства СБВ при ее добавлению к нефтяному остатку, проводились также исследования по ее добавлению к остатку, модифицированному полимерами. Кроме того, сера приводит к образованию трехмерной структуры вещества [7]. 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. При обычной температуре сера состоит из восьмиатомных кольцевых молекул, которые при температуре 155-160 0С начинают разрываться, что ведет к снижению вязкости.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.Как было написано выше, при взаимодействии серы с нефтяным остатком протекают две основные химические реакции. При температурах выше 140 0С протекают реакции дегидрирования и выделяется сероводород, дегидрированные цепи поддаются циклизации, приводящей к повышению содержания асфальтенов; в результате повышаются вязкость и твердость, изменяются структурные и реологические свойства вяжущего. Выше указанной температуры наблюдается интенсивное выделение токсичных газов, ниже - не происходит химического взаимодействия серы с нефтяным остатком.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 0С, приводит к повышению пенетрации, но во время хранения пенетрация понижается и становится меньше, чем у остатка.Дальнейшее возрастание содержания серы ведет к небольшому повышению этого показателя. Считается, что когда количество серы доходит до 50%, происходит кристаллизация второй фазы, и это повышает вязкость и твердость 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 вязкос

Оглавление

Аннотация

Введение

Раздел 1. Литературный обзор изучение химизма, механизма реакций нефтяных остатков с серой и анализ свойств продуктов их взаимодействия

1.1 Типы химических реакций при взаимодействии нефтяных остатков с серой

1.2 Химизм и механизм реакций элементной серы с углеводородами

1.2.1 Алканы

1.2.2 Циклоалканы и их ароматические производные

1.2.3 Ароматические углеводороды

1.2.4 Арилалканы

1.3 Применение серы в процессах получения вяжущих материалов

1.5 Факторы, влияющие на свойства вяжущих

1.5.1 Зависимость свойств СВ от температуры

1.5.2 Зависимость свойств СВ от времени хранения

1.5.3 Зависимость свойств СВ от содержания серы

1.7 Перспективы утилизации отходов нефтепереработки с получением вяжущих материалов

Вывод по разделу 1

Раздел 2. Описание и обоснование поточной схемы завода по переработке нефти

2.1 Характеристика ромашкинской нефти [20]

2.2 Поточная схема переработки ромашкинской нефти

2.3 Материальные балансы установок

2.4 Расчет октанового числа товарного автомобильного бензина и глубины переработки нефти

Вывод по разделу 2

Раздел 3. Технологический расчет процесса термолиза мазута

3.1 Технологическая схема комбинированной установки "АТ - термолиз мазута"

3.1.1 Схема технологической установки

3.1.2 Описание технологической схемы

3.2 Материальный баланс процесса термолиза мазута с элементной серой

3.3 Тепловой баланс процесса

3.3.1 Приход тепла

3.3.2 Расход тепла

3.4 Расчет реактора

Вывод по разделу 3

Раздел 4. Экспериментальная часть исследование свойств продуктов термолиза мазута

4.1 Цель и результаты работы

4.2 Методика проведения термолиза

4.3 Исследование реологических свойств продуктов термолиза

4.4 Зависимость реологических свойств продуктов термолиза от условий процесса

4.6.4 Определение содержания нерастворимых в толуоле

Вывод по разделу 4

Общие выводы по работе

Список литературы

Утяжеление состава добываемых в настоящее время нефтей, вовлечение в переработку нефтяных остатков и отработавших продуктов заставляет искать во многих случаях принципиально новые методы их переработки. Известные способы переработки и утилизации тяжелых 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 [1]. Данная работа посвящена термолизу как одному из вариантов переработки мазута и утилизации отработанного масла. нефтяной остаток сера мазут