Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 240404 «Переработка нефти и газа»
МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЭНЕРГЕТИКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ЭНЕРГЕТИКЕ
ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА
Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования
по специальности 240404
«Переработка нефти и газа»
Салават 2007
Одобрена предметной (цикловой) комиссией химико-технологических дисциплин ____________ Председатель ПЦК ________ С.Б.Савина
Методические указания составлены в соответствии
с примерной программой по дисциплине «Химия и технология нефти и газа» по специальности 240404 «Переработка нефти и
газа»
Заместитель директора
по учебной работе
«____»________Г.А. Бикташева
Составитель:
преподаватель
Салаватского индустриального колледжа Н.Н.Агибалова
Ответственный за выпуск:
методист заочного отделения
Салаватского индустриального колледжа А.Б. Денисов
Рецензент:
преподаватель
Салаватского индустриального колледжа Т.П. Клыкова
1 Введение
Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников со ставлены на основе ГОС СПО по специальности240404 «Переработка нефти и газа» и примерной программы по дисциплине «Химия и технология нефти и газа» базового уровня СПО.
Учебная дисциплина «Химия и технология нефти и газа» является специальной, устанавливающей базовые знания для освоения других специальных дисциплин и производственной (профессиональной) практики.
Дисциплина «Химия и технология нефти и газа» предусматривает изучение теоретических основ процессов переработки нефти и газа, параметров и их влияние на выход и качество продукции, технологических схем процессов и их аппаратурного оформления, основ эксплуатации установки, вопросов техники безопасности и охраны окружающей среды на нефтегазоперерабатывающих производствах, изучение техни ческих требований, предъявляемых к сырью, вспомогательным материалам и готовой продукции.
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- перспективы развития нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической промышленности;
- фракционный и химический состав нефти, газоконденсатов, нефтепродуктов;
- кривые истинных температур кипения;
- технологическую классификацию нефтей, газоконденсатов;
- товарную классификацию нефтепродуктов, свойства, применение;
- требования стандартов к качеству сырья, вспомогательных материалов, реагентов, катализаторов и товарной продукции;
- способы подготовки нефти к переработке;
- первичную перегонку нефти;
- термические, термокаталитические и гидрогенизационные процессы, механизм и особенности химических превращений;
- состав и источники получения нефтезаводских газов;
- способы разделения газовых смесей, газоконденсатов, их переработка;
- очистку светлых нефтепродуктов;
- производство нефтяных масел, нефтепродуктов различного назначения;
- технологические схемы установок;
- компаундирование;
- влияние норм технологического режима на качество и выход продукции;
- возможные причины отклонения от технологического режима, способы, мето ды предотвращения и устранения их;
- систему обеспечения и приборы контроля качества нефтепродуктов;
- требования безопасного проведения технологических процессов;
- аппаратурное оформление технологических процессов;
- общезаводское хозяйство;
- схемы нефтегазоперерабатывающих заводов;
- ресурсосберегающие и энергосберегающие технологии производства;
- меры по обеспечению экологической безопасности технологических процессов и охране окружающей среды;
- экобиозащитные технологии, экологически чистые и безотходные производства;
уметь:
- обосновывать выбор параметров технологического процесса;
- составлять технологическую схему (в целом и по блокам), делать эскизы аппаратов;
- составлять пооперационную схему по описанию технологического процесса;
- осуществлять обвязку оборудования по представленной «слепой» схеме;
- читать технологическую схему;
- рассчитывать материальный баланс процесса и отдельного аппарата;
- использовать информационных технологий при решении экспериментальных задач в области химии и технологии нефти и газа;
- пользоваться ГОСТами, нормативно-справочной литературой.
Усвоение программного материала складывается из:
а) изучения учебного материала по рекомендованной литературе;
б) выполнения трёх контрольных домашних работ;
в) выполнения курсового проекта, как одного из методов подготовки студента к самостоятельному решению профессиональных вопросов.
Основным методом изучения программного материала является самостоятельная работа студента-заочника по рекомендуемой литературе в соответствии с методическими рекомендациями.
Перед началом изучения дисциплины проводятся установочные занятия с целью ознакомления студента с его содержанием и методами изучения. На лекциях в период экзаменационной сессии излагаются наиболее важные темы курса, более сложные теоретические вопросы, сообщаются новые сведения из специальной периодической литературы.
При изучении курса рекомендуется конспектировать основные положения теоретического материала с вычерчиванием технологических схем процесса.
По окончании изучения учебного материала выполняется контрольная работа в отдельной тетради. На каждой странице необходимо оставить поля для замечаний преподавателя. Ответы на вопрос должны быть полными, точными, технически грамотными.
Выполненная работа сдаётся на проверку. Получив проверенную контрольную работу, студент должен сделать в ней необходимые исправления. Контрольная работа, получившая «незачёт», выполняется повторно с учётом замечаний преподавателя.
Студент-заочник допускается к итоговой государственной аттестации при наличии зачёта по контрольным работам, выполнения курсового проекта и сдачи экзаменов.
2 Примерная программа учебной дисциплины
Примерный тематический план
Наименование разделов и тем
Количество аудитор ных часов при очной фор ме обучения
Всего
в том числе практических занятий
1
2
3
Введение
4
Раздел 1. Общие сведения о составе и свойствах нефти и нефтепродуктов
42
10
Тема 1.1 Химический состав нефти, газоконденсатов и нефтепродуктов.
12
Тема 1.2 Физические свойства нефти и нефтепродуктов.
10
8
Тема 1.3 Классификация нефтей и газоконденсатов.
4
2
Тема 1.4 Товарные нефтепродукты, свойства, применение и требования стандартов к их качеству.
16
Раздел 2 Перегонка нефти
36
18
Тема 2.1. Подготовка нефти к переработке.
8
Тема 2.2 Первичная перегонка нефти.
26
18
Тема 2.3 Вторичная перегонка нефтяных фракций.
2
Раздел 3 Термические процессы переработки нефтяных фракций и остаточных продуктов
18
2
Тема 3.1 Физико-химические основы и механизм термических превращений углеводородов.
8
2
Тема 3.2 Термический крекинг (висбрекинг) нефтяного сырья.
6
Тема 3.3. Коксование нефтяных остатков. Прокалка кокса.
4
Раздел 4 Термокаталитические процессы переработки нефтяных фракций
52
26
Тема 4.1 . Каталитический крекинг.
24
12
Тема 4.2 Каталитический риформинг.
16
8
Тема 4.3. Гидроочистка и гидрокрекинг.
12
6
Раздел 5 Переработка нефтяных газов
18
8
Тема 5.1 Подготовка газов к переработке.
6
2
Тема 5.2 Производство алкилата (технического изооктана). Изомеризация.
12
6
Раздел 6 Очистка светлых нефтепродуктов
4
Тема 6.1 Карбамидная депарафинизация дизельных топлив.
2
Тема 6.2 Адсорбционная очистка.
2
Раздел 7 Производство нефтяных масел
38
18
Тема 7.1 Основы технологии производства нефтяных масел.
2
Тема 7.2 Деасфальтизация остаточных масел.
10
6
Тема 7.3 Очистка масел избирательными растворителями.
10
6
Тема 7.4 Депарафинизация рафинатов селективной очистки.
10
6
7.5. Очистка масел адсорбентами, серной кислотой. Гидроочистка масел.
6
Раздел 8 Производство нефтепродуктов различного назначения
8
Тема 8.1 Производство парафинов и церезинов.
4
Тема 8.2 Производство битумов.
4
Раздел 9 Компаундирование и получение товарной продукции
4
Тема 9.1 Получение товарных топлив.
2
Тема 9.2 Получение товарных масел.
2
Раздел 10 Современный нефтегазоперерабатывающий завод
16
6
Тема 10.1 Комбинированные процессы переработки нефти по топливному варианту.
4
Тема 10.2 Комбинированные процессы получения масел.
2
Тема 10.3 Основные технологические схемы нефтегазоперерабатывающих заводов.
8
6
Тема 10.4 Энергоснабжение, водоснабжение. Факельное хозяйство.
2
Курсовое проектирование
40
Всего по дисциплине
280
88
Содержание дисциплины и методические указания
Введение
Студент должен иметь представление:
- о содержании дисциплины;
- о связи с другими дисциплинами;
- о новейших научных достижениях в области нефтегазопереработки и нефтехимии.
Сущность дисциплины, её связь с другими дисциплинами. Роль нефти и газа в современном мире.
Краткие сведения о происхождении нефти, залежи нефти и газа в недрах. Основные месторождения нефти и газа и их краткая характеристика. Краткие исторические сведения о развитии нефтегазоперерабатывающей промышленности. Значение нефти и газа, продуктов их переработки для экономики страны. Структура топливно-энергетических ресурсов России. Понятие о глубине переработки нефти.
Научно-технические проблемы и перспективы развития нефтегазопереработки и нефтехимии. Потребности региона в продуктах нефтегазопереработки и нефтехи мии.
Литература: [1], с. 4 - 16.
Методические указания.
Учебная дисциплина «Химия и технология нефти и газа» изучает химический состав нефти, газоконденсатов и газа, направления и процессы их переработки. Главная задача нефтепереработки на современном этапе - углубление переработки нефти, т.е. при сокращении объёмов переработки увеличить выпуск товарных нефтепродуктов. Это вызвано удорожанием процесса добычи нефти и необходимостью рационального использования каждой тонны сырья, и природных ресурсов вообще. Улучшить качество до уровня мировых стандартов.
Вопросы для самоконтроля:
1. Что значит «углубить переработку нефти»?
2. Теория происхождения нефти.
3. Доля нефти в топливно-энергетическом балансе мира и России.
4. Способы разведки нефти.
5. Способы добычи нефти.
6. Важнейшие месторождения нефти.
7. Перспективы развития нефтегазопереработки в России.
Раздел 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СОСТАВЕ И СВОЙСТВАХ НЕФТИ И НЕФТЕПРДУКТОВ
Тема 1.1 Химический состав нефти, газоконденсатов и нефтепродуктов
Студент должен
знать:
- фракционный и групповой состав нефти, газоконденсатов и нефтепродуктов;
- распределение углеводородов по фракциям;
- вредное влияние гетероорганических соединений;
- значение кривых истинных температур кипения (ИТК) и название основных дистиллятов;
уметь:
- строить ИТК нефти и нефтяных дистиллятов;
- составлять материальный баланс процесса на основе кривой ИТК.
Фракционный состав нефти, газоконденсатов и нефтепродуктов. Способы его определения. Понятие о потенциальном содержании фракций в нефти. Кривые истинных температур кипения (ИТК). Элементарный состав нефти, газоконденсатов и нефтепродуктов.
Группы и классы органических соединений, входящих в состав нефти и газоконденсатов. Алканы, распределение их по фракциям. Газообразные алканы. Природные и попутные газы, их состав, строение. Жидкие алканы, их строение. Твердые алканы - парафины и церезины, их строение и физические свойства. Моно- и полициклические алканы, их распределение по фракциям. Моно- и поли циклические арены, их строение и распределение по фракциям, влияние на эксплутационные свойства нефтепродуктов.
Гибридные углеводороды нефти. Понятие о структурном строение углеводородов.
Серусодержащие соединения нефти и газоконденсатов, их типы. Содержание общей серы в нефти и газоконденсатах.
Строение, химические и физические свойства меркаптанов, алифатических и циклических сульфидов. Понятие о полициклических серусодержащих соединениях. Распределение серсодержащих соединений по фракциям. Токсичность и коррозионная агрессивность серусодержащих соединений, их влияние на качество и эксплуатационные свойства нефтепродуктов. Нормы на содержание общей серы и активных серусодержащих соединений в товарных нефтепродуктах.
Азотсодержащие соединения нефти и газоконденсатов, их содержание и влияние на переработку.
Кислородсодержащие соединения нефти и газоконденсатов. Строение, физические и химические свойства нефтяных кислот. Необходимость и способы удаления кислородсодержащих соединений из нефти и нефтяных фракций.
Металлорганические соединения нефти и газоконденсатов. Смолисто-асфальтовые вещества нефти и газоконденсатов, их виды.
Классификация нейтральных смол. Характеристики отдельных групп смолисто-асфальтеновых веществ. Распределение смолисто-асфальтеновых веществ по фракциям нефти и их влияние на качество нефтепродуктов. Понятие о нефтяных битумах.
Литература: [1], с. 16 - 41.
Методические указания.
Химия нефти является базой для изучения всех последующих разделов дисциплины. Ключевым вопросом темы является фракционный состав нефти и нефтепродуктов, поскольку от фракционного состава нефти и газоконденсатов зависит выход целевых фракций при их разгонке и экономическая эффективность переработки нефти данного типа.
Требования стандартов к качеству большинства основных товарных нефтепродуктов начинаются с показателей фракционного состава. Химический состав оказывает решающее влияние на эксплуатационные свойства нефтепродуктов, на соответствующие экологические требования к топливам и другим продуктам.
Вопросы для самоконтроля.
1. Что такое фракционный состав?
2. Как рассчитать потенциальное содержание фракций с заданными пределами выкипания по данным фракционного состава нефти?
3. Из каких химических элементов состоит нефть?
4. Каково строение молекул газообразных, жидких, твёрдых алканов?
5. Что значит гибридное строение углеводородов?
6. Каковы типы сернистых соединений нефти?
7. Почему необходимо удалять серу из состава нефтепродуктов?
8. Каковы типы азотсодержащих соединений в нефти?
9. Каково влияние азотсодержащих соединений нефти на качество нефтепродуктов?
10. Каково применение кислородсодержащих соединений нефти. Их влияние на качество нефтепродуктов?
11. По какому признаку классифицируются смолисто-асфальтеновые вещества нефти?
12. Каково влияние смолисто-асфальтеновых веществ на качество нефтепродуктов?
13. Каково применение смолисто-асфальтеновых веществ?
Тема 1.2 Физические свойства нефти и нефтепродуктов
Студент должен
знать:
- характеристику физических свойств: относительную плотность, условную и кинематическую вязкость, среднюю молекулярную массу нефтей и нефтепродуктов;
- пожаро - и взрывоопасные характеристики нефтепродуктов, их значение для безаварийной работы установок;
- электрические и оптические свойства нефти и нефтепродуктов;
- размерность теплофизических констант и их значение для технологических и тепловых расчётов;
уметь:
- определять по формулам и номограммам свойства нефтей и нефтепродуктов: плотность, молекулярную массу, вязкость, теплопроводность, теплоёмкость, энтальпии газовых смесей при повышенных температуре и давлении;
- оценивать вязкостно-температурные свойства масел с помощью индекса вязкости (ИВ), температурного коэффициента вязкости (ТКВ) и отношения
μ 50 и μ 100.
Относительная плотность нефтей и нефтепродуктов. Зависимость плотности от температуры. Зависимость плотности нефтяных фракций от пределов кипения и химического состава. Средняя молекулярная масса нефтей и нефтяных фракций. Расчётные формулы и графики для определения средней молекулярной массы нефтяных фракций.
Вязкость нефтей и нефтепродуктов. Кинематическая и условная вязкость. Определение кинематической вязкости смесей нефтяных фракций по номограмме. Зависимость вязкости от температуры. Методы оценки вязкостно-температурных свойств нефтяных масел. Индекс вязкости, температурный коэффициент вязкости.
Температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения. Нижний и верхний пределы взрываемости.
Низкотемпературные свойства нефти и нефтепродуктов: температура застывания, температура помутнения, температура начала кристаллизации.
Электрические свойства нефти и нефтепродуктов. Электропроводимость нефтепродуктов и её использование в технике. Статическое электричество и борьба с ним.
Оптические свойства нефти.
Растворяющая способность и растворимость нефти и углеводородов.
Основные тепловые свойства углеводородов и нефтяных фракций: теплопроводность, теплоёмкость, энтальпия, теплота сгорания. Нахождение этих величин на графиках. Значение теплофизических величин для тепловых технологических расчётов.
Практическое занятие 1.
Литература: [1], с. 41 - 52; [2], с. 9 - 21; с. 33 - 36.
Методические указания.
Знание физических свойств нефтепродуктов необходимо, прежде всего, для освоения методов расчёта технологического оборудования.
При технологических расчётах используются данные о плотности, вязкости, молекулярной массе, а также расчётные и табличные данные по энтальпиям жидких и парообразных нефтепродуктов при различных температурах. Низкотемпературные и тепловые свойства нефти и нефтепродуктов оказывают прямое влияние на эксплуатационные свойства дизельных топлив, авиа керосинов, смазочных масел. Взрыво - и пожароопасность нефтепродуктов также характеризуется их физическими свойствами.
Примеры решения задач указаны в приложении к контрольной работе 1, 2.
Вопросы для самоконтроля.
1. Дайте определение относительной и абсолютной плотности нефти и нефтепродуктов.
2. Каковы значения относительной плотности нефти и основных товарных нефтепродуктов?
3. Как зависит относительная плотность нефтепродукта от температуры?
4. Каковы вязкостно-температурные свойства нефтепродукта, как они проявляются в процессе эксплуатации?
5. Какова взаимосвязь между индексом вязкости и вязкостно-температурными свойствами нефтепродукта?
6. Как определяется температура вспышки в стандартных условиях?
7. Укажите методы борьбы с накоплениями зарядов статического электричества?
8. В чём опасность накопления значительных зарядов статического электричества?
9. Каковы основные формулы для расчёта энтальпии паров и жидкостей, как их использовать?
10. Что такое верхний, нижний пределы взрываемости?
11. Как изменяется энтальпия паров при повышенном давлении и почему?
Тема 1.3 Классификация нефтей и газоконденсатов
Студент должен
знать:
- принципы технологической классификации нефтей по ОСТ 38. 01197-80;
- характеристику нефтей важнейших месторождений России и стран мира;
уметь:
- характеризовать по шифру нефть в соответствии с классификацией по
ОСТ 38. 01197-80.
Технологическая классификация нефтей Российской Федерации (ОСТ 38. 01197-80). Характеристика нефтей важнейших месторождений России и стран СНГ по содержанию серы, потенциальному содержанию светлых и базовых масел, индексу вязкости базовых масел и содержанию парафинов.
Практическое занятие 2.
Литература: [1], с. 68 - 70.
Методические указания.
Нефти разных месторождений отличаются по физическим и химическим свойствам. Классификация позволяет всё многообразие нефтей разделить на несколько групп по характерным признакам. Свойства нефти определяют наиболее рациональное направление её переработки, решающим образом влияют на качество получаемых нефтепродуктов. Рекомендуется запомнить порядок цифр, характеризующих отдельные показатели качества по классификационным признакам.
Вопросы для самоконтроля.
1. Каково содержание серы в нефти первого класса?
2. Каково содержание светлых в нефти третьего класса?
3. Каково содержание парафина в нефти первого класса?
4. На какие группы делятся нефти по содержанию базовых масел?
5. Определить качество нефти по шифру 1.3.2.1.3.?
Тема 1.4 Товарные нефтепродукты, свойства, применение и требования стандартов к их качеству
Студент должен
знать:
- свойства и области применения основных групп товарных нефтепродуктов;
- физико-химическую сущность детонации, пути её устранения;
- назначение антидетонаторов;
- требования к топливам турбореактивных двигателей;
- зависимость энергетических характеристик реактивных топлив от их химиче ского состава;
- особенности работы дизелей;
- определение октанового и цетанового чисел и требования к составу и качеству бензинов и дизельных топлив, воспламенительные свойства;
- основные требования к качеству масел;
- виды присадок и механизм их действия.
уметь:
- обосновывать влияние конструкции двигателя, качества топлива, химический состав на расход топлива и интенсивность детонации;
- выбирать присадки для улучшения качества топлив и масел.
Товарная классификация нефтепродуктов. Жидкие топлива. Бензины авиационные, автомобильные, их ассортимент. ГОСТы на авиационные и автомобильные бензины. Эксплуатационные свойства карбюраторных топлив. Работа четырёхтактного двигателя и сгорание топлива. Детонация в поршневых карбюраторных двигателях. Оценка детонационной стойкости. Октановое число, сортность. Антидетонаторы. Детонационная стойкость отдельных групп углеводородов. Требования к фракционному составу и упругости паров. Химическая стабильность. Антикоррозионные свойства. Марки бензинов.
Топлива для воздушно-реактивных двигателей (ВРД) и их ассортимент. ГОСТы на топливо для ВРД. Эксплуатационные свойства топлив для ВРД. Особенности сгорания топлива. Влияние химического состава на эффективность и полноту сгорания. Высота некоптящего пламени и люминометрическое число. Энергетическая характеристика топлива. Требования к фракционному составу, плотности, теплоте сгорания, низкотемпературным свойствам и другим показателям качества. Присадки к реактивным топливам. Марки керосинов.
Дизельные топлива и их ассортимент. ГОСТы на дизельные топлива. Эксплуа тационные свойства дизельных топлив. Особенности работы дизельного двигателя. «Жёсткая» работа дизельного двигателя. Требования к воспламенительным свойствам дизельных топлив и их оценка. Цетановое число. Дизельный индекс. Требования к составу и качеству дизельного топлива, обеспечивающие бесперебойную подачу топлива, полноту сгорания и отсутствие коррозии. Присадки к дизельным топливам. Марки дизельных топлив.
Котельные топлива, их ассортимент. ГОСТы на котельные топлива. Основные показатели качества котельных топлив.
Печное топливо. Марки печного топлива. Нормируемые показатели качества. Сжиженные газы коммунально-бытового назначения. Марки. Нормируемые показатели качества.
Нефтяные масла. Классификация нефтяных масел. Смазочные масла. Классификация моторных масел по ГОСТ 17479-72. Мировая классификация масел, разработанная обществом американских инженеров (SАЕ). Специальные масла.
Эксплуатационные свойства нефтяных масел: вязкость, вязкостно-температурные свойства, маслянистость, температура застывания, химическая стабильность, защитные свойства. Улучшение качества масел с помощью присадок.
Пластичные смазки, их ассортимент. Парафины и церезины. Ароматические углеводороды. Битумы. Нефтяной кокс. Присадки к топливам и маслам.
Прочие нефтепродукты.
Литература: [1], с. 70 - 94; с. 10, с. 3 - 8; [11], с. 26 - 28.
Методические указания.
Тема предусматривает изучение основ эксплуатационных свойств важнейших товарных нефтепродуктов. Даёт развёрнутое представление об условиях эксплуатации нефтепродуктов с обоснованием требований к отдельным показателям их качества. На обеспечение определённых эксплуатационных свойств нефтепродуктов направлены все технологические процессы. Для лучшего изучения темы необходимо вначале разобраться с условиями и особенностями работы карбюраторного, дизельного, турбореактивного двигателей.
Вопросы для самоконтроля.
1. Каковы характерные особенности и причины детонационного сгорания топ лива в карбюраторных двигателях?
2. Каково значение отдельных показателей фракционного состава бензинов?
3. Охарактеризовать детонационную стойкость отдельных типов углеводородов. Экологически чистые антидетонационные добавки.
4. Каковы особенности «жёсткой» работы дизельного двигателя?
5. Каковы причины увеличения продолжительности периода задержки самовоспламенения в работе дизельного двигателя?
6. Чем отличается работа дизельного двигателя от работы карбюраторного двигателя?
7. Каково влияние аренов на эксплуатационные свойства бензина, керосина, дизельного топлива?
8. Каковы основные требования к составу топлив для воздушно-реактивных двигателей?
9. Каким должно быть пламя при сгорании топлив для воздушно-реактивных двигателей?
10. Как зависит показатель цетанового числа дизельного топлива от его химического состава?
11. Как проявляется улучшение вязкостно-температурных свойств масел в условиях их эксплуатации?
Контрольная работа 1
Раздел 2 ПЕРЕГОНКА НЕФТИ
Тема 2.1 Подготовка нефти к переработке
Студент должен
знать:
- значение стабильности состава нефти для экономических показателей её переработки;
- назначение стабилизации и дегазации нефти и методы их осуществления, преимущества многоступенчатой дегазации;
- причины необходимости обезвоживания и обессоливания нефтей;
- типы эмульсий, причины образования, стойкости и способы разрушения эмульсий;
- целесообразность и преимущества разных способов разрушения эмульсий;
- нормы по обводнённости и содержанию солей в нефтях до и после подготов ки;
- типы и принципы работы дегидраторов;
уметь:
- составлять схемы стабилизации нефти и электрообессоливающей установки (ЭЛОУ);
- обосновывать выбор параметров процессов подготовки нефти к переработке;
- составлять материальный баланс процесса обессоливания и обезвоживания нефти.
Значение обессоливания и стабилизации нефти на промыслах и влияние на дальнейшую переработку нефти и газоконденсатов на нефтеперерабатывающих заводах. Нормы по содержанию воды и солей в нефтях и газовых конденсатах, поступающих на нефтеперерабатывающие заводы. Необходимость обезвоживания и обессоливания нефтей и газовых конденсатов до перегонки.
Нефтяные эмульсии, их типы. Причины образования и стойкость нефтяных эмульсий. Способы разрушения нефтяных эмульсий. Теоретические основы процессов разрушения нефтяных эмульсий. Деэмульгаторы.
Обезвоживание и обессоливание нефтей на установках ЭЛОУ. Технологическая схема ЭЛОУ. Технологический режим установки. Основная аппаратура установок ЭЛОУ. Варианты ввода нефти в дегидраторы.
Требования техники безопасности при обслуживании установок ЭЛОУ и меры по охране окружающей среды.
Литература: [1], с. 96 - 111; [6], с. 8 - 13; [7], с. 20.
Методические указания.
Для успешного проведения процесса переработки нефти решающее значение имеет подготовка, которая заключается в физической стабилизации, обессоливании и обезвоживании. В противном случае неизбежна коррозия оборудования первичной перегонки, неполадки в работе оборудования, потери лёгких углеводородов – сырьевой базы нефтехимических производств. Переработка недостаточно обезвоженной нефти опасна серьёзными нарушениями технологического режима установок первичной перегонки. Совершенствование процесса подготовки нефти связано с использованием высокоэффективных деэмульгаторов, технологического оборудования для лучшего смешения нефти с водой, дроблением капель промывной воды до размера глобул эмульсии. Комбинирование установок электрообессоливания и АВТ позволяет сократить энергозатраты.
Вопросы для самоконтроля.
1. Содержание попутных газов, солей и воды в нефти при её добыче.
2. Какова необходимость максимального обезвоживания воды на промыслах?
3. Какие природные эмульгаторы способствуют образованию стойких нефтяных эмульсий?
4. Каковы способы разрушения нефтяных эмульсий?
5. Какова необходимость стабилизации нефтей на промыслах?
6. Каковы типы электродегидраторов?
7. Какой тип электродегидраторов самый совершенный и почему?
Тема 2.2 Первичная перегонка нефти
Студент должен
знать:
- сущность однократного, многократного испарения и причины их широкого применения в промышленности;
- преимущества однократного испарения в сравнении с постепенным испарением;
- принцип работы простой и сложной ректификационных колонн;
- способы создания орошения и парового потока, роль вакуума и водяного пара при ректификации;
- способы создания вакуума, основную вакуумсоздающую аппаратуру;
- типы атмосферных и вакуумных схем переработки нефти, их достоинства и недостатки;
- преимущества использования поверхностных теплообменных аппаратов на промежуточной ступени конденсации;
- автоматический контроль и регулирование режима на установке первичной перегонки нефти;
- преимущества комбинированных установок ЭЛОУ-АВТ;
уметь:
- строить кривые истинных температур кипения (ИТК) и линии однократного испарения (ОИ) нефти и нефтепродуктов;
- выбирать оптимальный вариант переработки нефти в зависимости от её химического состава;
составлять материальный баланс установки на основе кривой ИТК.
Назначение первичной перегонки нефти и ассортимент получаемых продуктов. Способы распределения нефти на фракции (перегонка и ректификация). Простые и сложные ректификационные колонны. Варианты технологических схем атмосферной перегонки нефти по схемам с однократным, двухкратным и предварительным испарением. Достоинства и недостатки схем.
Способы создания орошения. Острое орошение. Выбор схемы и количества циркуляционных орошений. Способы подвода тепла в колонну.
Понятие о налегании фракций. Влияние флегмового числа и количества таре лок на погоноразделение и качество нефтепродуктов.
Построение кривых ИТК и линий ОИ нефти. Определение температурного режима ректификационной колонны.
Вакуумная перегонка мазута. Схемы вакуумной перегонки мазута, их достоинства и недостатки. Способы понижения температуры кипения нефтяных фракций. Выбор тарелок. Скорость паров в вакуумных колоннах. Влияние чёткости погоноразделения на дальнейшую переработку вакуумных газойлей на каталитическом крекинге и при производстве масел.
Стабилизация бензина на установках первичной переработки нефти.
Коррозия аппаратуры. Влияние хлоридов и сероводорода на коррозию оборудования. Методы защиты от коррозии. Защелачивание нефтепродуктов.
Технологическая схема атмосферно-вакуумной трубчатки (АВТ). Материальные потоки. Характеристики основной аппаратуры АВТ: назначение, конструкция, режим работы.
Эксплуатация установок первичной перегонки нефти, регулирование технологического режима по качеству дистиллятов; лабораторный контроль качества получаемых продуктов; пуск, остановка отдельных аппаратов и установки. Автоматическое регулирование режима на установках первичной перегонки нефти. Требования техники безопасности при эксплуатации установок.
Мероприятия по охране окружающей среды на установках первичной перегонки нефти.
Комбинирование установок первичной перегонки нефти с ЭЛОУ и другими процессами.
Технико-экономические показатели работы установок первичной перегонки нефти.
Практические занятия 3,4,5.
Литература: [1], с. 111 - 150; [2], с. 40 - 57; с. 62 - 64.
Методические указания.
Процесс разделения нефти на фракции, различающиеся пределами выкипания, предназначен для получения первичных полупродуктов, из которых получают конечные товарные продукты с помощью определённых технологических процессов. Значение физических свойств нефти и нефтепродуктов является залогом успешного изучения процесса перегонки нефти. Теоретические основы и фрагменты технологической схемы установки АВТ используются в технологических схемах многих процессов переработки нефти, изучаемых в объёме курса.
Приобретение навыков и знаний методов расчёта материального баланса и технологического оборудования производится самостоятельно. Навыки необходимы при выполнении расчётной части курсовых и дипломных проектов.
Вопросы для самоконтроля.
1. Каков ассортимент получаемых продуктов на АВТ и их характеристика по пределам выкипания?
2. Каковы преимущества ректификации как способа разделения нефти на фрак ции перед перегонкой?
3. В чём отличие сложной колонны от простой и в каких случаях её применение оказывается целесообразным?
4. Каковы недостатки схемы атмосферной перегонки с однократным испарени ем?
5. Каковы преимущества схемы вакуумной перегонки мазута с двухкратным испарением перед схемой с однократным испарением?
6. Почему мазут разгоняют в условиях глубокого вакуума?
7. Что такое налегание фракций?
8. Каково назначение циркуляционного орошения?
9. Каково назначение атмосферной колонны в схеме АВТ?
10. Назначение процесса стабилизации бензина?
11. Каковы типы теплообменной аппаратуры, используются на АВТ?
12. Каковы преимущества кожухотрубчатых холодильников по сравнению с холодильниками типа «труба в трубе»?
13. Каковы недостатки аппаратов воздушного охлаждения, область их применения?
14. Как регулируется температура верха ректификационной колонны?
15. Какова схема автоматического регулирования уровня в рефлюксной ёмкости на установке АВТ?
16. Каковы методы защиты от коррозии оборудования АВТ?
17. Каковы основные технико-экономические показатели работы АВТ?
18. Какие нужны исходные данные для расчёта температурного режима ректификационной колонны?
Тема 2.3 Вторичная перегонка нефтяных фракций
Студент должен
знать:
- назначение процесса;
- применение готовой продукции;
- параметры процесса и влияние их на качество продукции;
- приборы контроля качества нефтепродуктов;
уметь:
- обосновывать выбор параметров процесса;
- составлять материальный баланс процесса и отдельных аппаратов.
Назначение вторичной перегонки нефтяных фракций.
Технологическая схема вторичной перегонки бензина. Технологический режим и целевые продукты. Требования техники безопасности при работе на установках вто ричной перегонки.
Литература: [1], с. 150 - 152.
Методические указания.
Знание основного вопроса темы - целевые продукты и их характеристика - необходимо для правильного выбора сырья процесса каталитического риформинга с целью получения заданного конечного продукта. Передовой опыт работы отдельных заводов позволяет получить бензиновые фракции с заданными пределами выкипания на блоке стабилизации в схеме АВТ.
Вопросы для самоконтроля.
1. С какой целью разгоняют широкую бензиновую фракцию на более узкие фракции?
2. Каково дальнейшее использование отдельных фракций в зависимости от температурных пределов выкипания?
3. Каковы особенности техники безопасности на установках вторичной перегонки?
4. Как изменяется рабочее давление в колонне в зависимости от фракционного состава верхнего продукта и почему?
Раздел 3 ТЕРМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ И ОСТАТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Тема 3.1 Физико-химические основы и механизм термических превращений углеводородов
Студент должен
знать:
- типы термических процессов;
- сущность термодинамической вероятности реакций крекинга;
- теорию свободных радикалов, объясняющую механизм термических превра щений;
уметь:
- рассчитывать вероятность протекания химических реакций и величину полезной работы системы.
Назначение и типы термических процессов переработки нефтяного сырья: термический крекинг, висбрекинг, коксование, пиролиз.
Разложение углеводородов под действием температуры. Термодинамическая вероятность реакций крекинга. Энергия связи. Теория свободных радикалов. Химизм крекинга алканов, алкенов, циклоалканов, аренов и серусодержащих соединений.
Литература: [1], с. 152 - 166.
Методические указания.
Знание химизма и механизма разложения различных типов углеводородов под действием температур имеет значение для успешного изучения указанных термических процессов и каталитического крекинга. Изучение темы невозможно без знания химического состава нефти и нефтепродуктов (тема 1.2.), знания строения и основных свойств различных типов углеводородов, входящих в состав нефти.
Вопросы для самоконтроля.
1. Каково назначение пиролиза?
2. Какая имеется разница по получаемым продуктам между процессами терми ческий крекинг и висбрекинг?
3. Как определить термодинамическую вероятность разложения гептана при температуре 298 и 800 ° К?
4. Перечислить и написать основные реакции крекинга алканов, циклоалканов, аренов.
5. Каков химизм разложения сернистых соединений?
Тема 3.2 Термический крекинг (висбрекинг) нефтяного сырья
Студент должен
знать:
- механизм коксо- и газообразования при термокрекинге (висбрекинге) в зави симости от вида сырья;
- зависимость качества получаемых продуктов от параметров процесса;
уметь:
- рассчитывать материальный баланс процесса и отдельных аппаратов;
- обосновывать выбор параметров технологического процесса и влияние их на качество и выход продукции.
Назначение термического крекинга (висбрекинга) нефтяного сырья. Влияние параметров процесса на его направление и состав получаемых продуктов. Коксообразование и газообразование при термическом крекинге (висбрекинге). Характеристика продуктов термического крекинга (висбрекинга). Технологическая схема установки термического крекинга (висбрекинга). Технологический режим. Материальный баланс.
Основная аппаратура установок термического крекинга (висбрекинга). Эксплуатация установок термического крекинга (висбрекинга). Чистка труб от кокса. Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на установке термического крекинга (висбрекинга).
Литература: [1], с. 166 - 176.
Методические указания.
Процессы термического крекинга и висбрекинга имеют важное значение в решении вопроса углубления переработки нефти. Влияние параметров на выход и качество конечных продуктов процесса сохраняет принципиальные закономерности и для многих термических и термокаталитических процессов, изучаемых данной дисциплиной. Качественные характеристики продуктов термического крекинга (висбрекинга) характерны и для продуктов других термических процессов и каталитического крекинга. Роль висбрекинга в углублении переработки нефти постоянно возрастает по мере исследования и совершенствования данного процесса.
Вопросы для самоконтроля.
1. Какое влияние оказывает давление процесса на выход и качество бензина термического крекинга?
2. Почему термический крекинг проводится с рециркуляцией?
3. Что такое коэффициент рециркуляции?
4. Изменение, какого параметра процесса резко усиливает коксообразование и газообразование?
5. Какова характеристика бензина термического крекинга по детонационной стойкости и химической стабильности?
6. Каковы отличия в химическом составе газа термического крекинга от прямогонного газа?
7. Каково назначение реакционной камеры в схеме термического крекинга?
Тема 3.3 Коксование нефтяных остатков. Прокалка кокса
Студент должен
знать:
- особенности химизма коксования;
- типы установок коксования;
- области применения готовой продукции;
уметь:
- давать сравнительную экономическую характеристику процессов замедленно го и термоконтактного коксования.
Назначение процесса коксования. Образование кокса. Типы установок коксова ния: в обогреваемых кубах, в необогреваемых камерах (замедленное коксование) и в псевдоожиженном слое теплоносителя.
Сырьё коксования. Состав и свойства продуктов коксования. Технологическая схема установок коксования в кубах.
Технологическая схема установок замедленного коксования. Технологический режим. Материальный баланс. Выгрузка кокса из камер. Аппаратура и оборудование. Прокалка кокса.
Требования техники безопасности и мероприятия по охране окружающей среды.
Литература: [1], с. 176 - 187.
Методические указания.
Коксование - единственный технологический процесс, направленный на получение электродного нефтяного кокса. При этом получается некоторое количество светлых нефтепродуктов, дополнительно к заложенному количеству в составе нефти. При этом протекают характерные реакции термических превращений углеводородов, но кокс в данном случае не является вредным побочным продуктом, как в условиях термического крекинга, а важным товарным, к качеству которого предъявляются серьёзные требования. Как показывают исследования, замедленное коксование сернистого сырья в среде водорода позволяет получить дополнительное количество дистиллятов, и степень обессеривания достигает 80%.
Вопросы для самоконтроля.
1. Как изменяется содержание серы в коксе в зависимости от содержания серы в сырье коксования?
2. Как изменяется содержание серы в коксе в результате прокалки?
3. Каковы основные показатели качества нефтяного кокса?
4. Где применяется нефтяной кокс?
5. Как зависит выход кокса от качества сырья?
6. Установки, какого типа коксования считаются наиболее трудоёмкими, наибо лее производительными?
7. Каковы основные параметры процесса коксования?
8. Почему установки замедленного коксования относятся к типу полунепре рывного процесса?
9. Как производится выгрузка кокса из коксовых камер?
Раздел 4 ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ
НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ
Тема 4.1 Каталитический крекинг
Студент должен
знать:
- влияние качества сырья и параметров на процесс каталитического крекинга;
- карбоний - ионный механизм реакций каталитического крекинга;
- сравнительную характеристику химизма превращений углеводородов при тер мическом и каталитическом крекинге;
- условия протекания реакций диспропорционирования и изомеризации;
- перспективы развития каталитического крекинга на современном этапе;
уметь:
- обосновывать необходимость подготовки сырья для каталитического крекинга;
- рассчитывать материальный баланс установки, количество циркулирующего в системе катализатора.
Основные представления о катализе. Свойства катализаторов каталитического крекинга. Цеолиты. Аморфные и цеолитсодержащие катализаторы. Промышленные катализаторы каталитического крекинга. Механизм каталитического крекинга. Перераспределение водорода. Превращение углеводородов при каталитическом крекинге. Коксообразование и регенерация катализатора. Сырьё каталитического крекинга. Влияние качества сырья на процесс каталитического крекинга. Подготовка сырья. Параметры процесса: температура, давление, объёмная скорость, кратность циркуляции катализатора, тепловой эффект.
Продукт каталитического крекинга.
Типы установок каталитического крекинга.
Технологическая схема установки каталитического крекинга с движущимся слоем шарикового катализатора. Технологический режим и материальный баланс процесса.
Устройство реактора, регенератора, пневмоподъемника.
Варианты реакторного блока установок каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора. Технологическая схема с кипящим слоем катализатора. Технологический режим и материальный баланс процесса.
Устройство реактора и регенератора. Варианты реакторов лифтного типа. Технологическая схема каталитического крекинга типа Г 43-107. Технологический режим. Материальный баланс. Регулирование режима работы реакторов и регенераторов. Автоматизация установок каталитического крекинга.
Требования техники безопасности и мероприятия по охране окружающей среды. Перспективы развития процессов каталитического крекинга.
Практические занятия 6,7.
Литература: [1], с. 197 - 222; [2], с. 156 - 160.
Методические указания.
Каталитический крекинг - важнейший процесс, углубляющий переработку нефти. Протекают реакции, характерные для термических превращений углеводородов, но со значительно большей скоростью. Следует серьёзно разобраться с параметрами процесса, т.к. они в значительной степени характерны и для других термокаталитических процессов. Особое внимание обратить на каталитический крекинг с кипящим слоем пылевидного катализатора, так как именно он, благодаря целому ряду преимуществ, является наиболее совершенным. Перспективы развития процесса в исследовании наиболее эффективных цеолитсодержащих катализаторов и поиске энергосберегающих технологий.
Вопросы для самоконтроля.
1. Что такое гомогенный и гетерогенный катализ?
2. Назначение и роль катализатора в термокаталитическом процессе.
3. Что такое селективность катализатора?
4. Каковы особенности механизма реакций каталитического крекинга?
5. В чём заключается подготовка сырья каталитического крекинга?
6. Почему при увеличении кратности циркуляции катализатора увеличивается глубина превращения сырья?
7. Какова детонационная стойкость бензина каталитического крекинга?
8. Каково назначение змеевиков для подачи воды и пара в регенератор катали затора?
9. В чём заключается процесс регенерации катализатора?
10. Каков выход бензина и газа в условиях каталитического крекинга?
11. Какова цель расчёта теплового баланса реактора каталитического крекинга?
12. Как используется показатель объёмной скорости подачи сырья в расчёте объёма катализатора, находящегося в реакторе?
13. Каковы преимущества процесса каталитического крекинга с кипящим сло ем катализатора?
Контрольная работа 2.
Тема 4.2 Каталитический риформинг
Студент должен
знать:
- зависимость качества продуктов от состава сырья, параметров процесса и их
изменений;
- назначение водорода (Н 2) в процессе;
- перспективы развития каталитического риформинга;
уметь:
- составлять материальный баланс реакторов риформинга и определять объём циркулирующего водородсодержащего газа (ВСГ);
- выбирать вариант работы установки.
Назначение каталитического риформинга. Химизм каталитического риформинга. Катализаторы риформинга, их состав и свойства.
Сырьё и продукты каталитического риформинга. Влияние фракционного и химического состава сырья на выход и октановое число бензина. Влияние серусодержащих, азотсодержащих и кислородсодержащих примесей в сырье на продолжительность работы катализатора риформинга. Изменение свойств катализатора в процессе риформинга. Окислительная и окислительно-восстановительная регенерация катализатора, регенерация с применением хлора.
Параметры процесса: тепловой эффект реакции, температура, объёмная скорость, давление и краткость циркуляции водородсодержащего газа.
Типы установок каталитического риформинга. Технологическая схема установки платформинга. Технологический режим и материальный баланс. Устройство реакторов риформинга.
Технологическая схема непрерывного процесса ЮОП, катализаторы ЮОП и их регенерация.
Эксплуатация установок каталитического риформинга. Возможные нарушения технологического режима. Коррозия аппаратуры и оборудования установок каталитического риформинга, меры борьбы с ней. Контроль и регулирование процесса.
Технико-экономические показатели различных типов установок каталитического риформинга.
Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на установках. Перспективы развития процессов каталитического риформинга.
Практическое занятие 8.
Литература: [1], с. 224 - 235; [10], с. 9 - 10.
Методические указания.
Основное внимание при изучении данной темы следует обратить в первую очередь на химизм и параметры процесса, так как они определяют особенности технологической схемы процесса риформинга. В зависимости от назначения конкретного производства в качестве сырья используются бензиновые фракции с соответствующими температурными пределами выкипания (тема 2.3.). Предварительная гидроочистка бензина, как обязательный блок в составе технологической схемы процесса, говорит о высоких требованиях к качеству сырья риформинга, что позволяет использовать более совершенные катализаторы, чувствительные к действию ядов. Поиск путей совершенствования процесса направлен на устранение недостатков: высокой дороговизны катализаторов, их недостаточной термической стабильности, большой металлоёмкости. Разработка цеолитсодержащих катализаторов, не содержащих благородных металлов, позволяет облагораживать низкооктановые бензиновые фракции.
Вопросы для самоконтроля.
1. Назначение процесса.
2. Почему в качестве побочного продукта процесса получается водородсодержащий газ, его применение?
3. Какие марки катализатора риформинга используются в процессе?
4. Какая необходимость в промежуточном подогреве газосырьевой смеси?
5. Какова роль водорода в процессе?
6. Какое сырьё используется для получения ксилолов?
7. Что такое рафинат и его использование.
8. Почему невозможно выделить ректификацией арены из риформата?
9. Почему имеет место неравномерная загрузка катализатора по реакторам платформинга (риформинга)?
10. Каково влияние химического состава сырья на выход и качество бензина риформинга?
11. Почему фракция НК-62 не используется в качестве сырья риформинга?
12. Как регулируется давление в блоке риформинга?
13. Почему головным блоком в схеме установки платформинга является гидроочистка?
Тема 4.3 Гидроочистка и гидрокрекинг
Студент должен
знать:
- классификацию гидрогенизационных процессов, их значение и достоинства на современном этапе нефтегазопереработки, перспективы развития;
- ресурсы и производство водорода (Н 2) для гидрогенизационных процессов;
уметь:
- давать сравнительную оценку одноступенчатого и двухступенчатого гидро крекинга;
- обосновывать выбор параметров процессов гидроочистки и гидрокрекинга;
- рассчитывать материальный баланс процессов;
- определять объём циркулирующего водородсодержащего газа.
Гидрогенизационные процессы в нефтегазопереработке (гидроочистка и гидрокрекинг).
Назначение гидроочистки. Химизм процесса гидроочистки. Основные параметры: температура, давление, объёмная скорость подачи сырья и расход водорода, кратность циркуляции водородсодержащего газа и расход, содержание тепловой эффект реакции.
Катализаторы гидроочистки и требования к ним. Срок службы катализатора. Гидроочистка бензиновых, керосиновых фракций. Гидроочистка дизельных фракций (реакторный блок, блок стабилизации и защелачивания, блок очистки циркуляционного газа и газов стабилизации, блок регенерации раствора моноэтаноламина).
Основная аппаратура установки. Механизм и типы коррозии на установках гидроочистки. Характеристика исходного дизельного топлива и гидроочищенного. Материальный баланс гидроочистки дизельного топлива. Гидроочистка вакуумных дистиллятов и мазутов. Эксплуатация установок гидроочистки. Регенерация катализатора. Техника безопасности и охрана окружающей среды на установках гидроочистки.
Гидрокрекинг дистиллятов. Назначение процесса гидрокрекинга. Химизм процесса гидрокрекинга. Катализаторы гидрокрекинга. Одноступенчатый и двухступенчатый гидрокрекинг. Сырьё и продукты процесса. Параметра процесса и влияние их на качество и выход продукции.
Технологическая схема двухступенчатого гидрокрекинга вакуумного газойля. Технологический режим и материальный баланс процесса. Аппаратура.
Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на установках гидрокрекинга. Перспективы развития гидрогенизационных процессов в нефтегазопереработке.
Практическое занятие 9.
Литература: [1], с. 240 - 258; [11], с 45 - 47; [9], с 9 - 11; 10, с. 25 - 28.
Методические указания.
Присоединение водорода к продуктам реакции гидрогенизационных процессов позволяет получить более лёгкие углеводороды по сравнению с сырьём и лучшего качества, чем исходное сырьё. Указанные процессы позволяют углубить переработку нефти и получить продукты, не содержащие серу.
Основные вопросы темы: химизм превращений углеводородов, параметры процесса и их влияние на выход и качество получаемых продуктов. Необходимо обратить внимание на то, что основные элементы технологической схемы гидроочистки и гидрокрекинга, их последовательность повторяются. Особенность химизма гидрокрекинга - сочетание реакций крекинга и гидроочистки. Реакции крекинга - это реакции расщепления углеводородов в условиях высоких температур (тема 3.1.).
Главное направление повышения эффективности гидрогенизационных процессов - совершенствование катализаторов. Катализаторы должны отвечать требованиям
современной технологии и промышленной экологии, соответствовать качеству перерабатываемого сырья и обеспечивать непрерывно повышающийся уровень требований к качеству товарных нефтепродуктов.
Перспективный способ повышения октанового числа бензинов - селективный гидрокрекинг.
Вопросы для самоконтроля.
1. Каково назначение процесса гидроочистки?
2. Каковы реакции сернистых соединений в условиях гидроочистки?
3. Какие нефтяные фракции подвергаются гидроочистке?
4. От чего зависит расход водорода в условиях гидроочистки?
5. В чём заключаются технологические трудности гидроочистки мазутов?
6. Каково назначение гидрокрекинга?
7. Какова роль гидрокрекинга в углублении переработки нефти?
8. Что общего и в чём отличие процессов гидрокрекинга и каталитического кре кинга?
9. Назовите основные параметры процесса гидрокрекинга.
10. Почему гидрокрекинг проводят в две стадии?
11. Как проводится очистка газов гидрогенизационных процессов от сероводорода?
12. Каково назначение блока стабилизации в схеме гидроочистки дизельных топлив?
Раздел 5 ПЕРЕРАБОТКА НЕФТЯНЫХ ГАЗОВ
Тема 5.1 Подготовка газов к переработке
Студент должен
знать:
- сравнительную характеристику природных и заводских газов, пути их перера ботки;
- необходимость очистки и осушки газов;
- способы подготовки газов к переработке;
уметь:
- обосновывать выбор способа очистки, осушки газов и способа разделения га зовых смесей;
- осуществлять обвязку ректификационных колонн;
- выбирать и обосновывать параметры технологического режима;
- составлять материальный баланс процесса.
Состав и источники получения нефтезаводских газов. Пути использования узких газовых фракций.
Необходимость очистки газов. Методы очистки и осушки газов. Технологическая схема очистки газов моноэтаноламином. Технологический режим. Осушка газов цеолитами.
Способы разделения газовых смесей: конденсация, компрессия, абсорбция, адсорбция и ректификация.
Технологическая схема газофракционирующей установки (ГФУ) конденсационно – компрессионно - ректификационного типа для разделения предельных газов.
Технологическая схема абсорбционно - газофракционирующей установки (АГФУ) абсорбционно - ректификационного типа для разделения газов термического и каталитического крекинга.
Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на газофракционирующих установках.
Литература: [1], с. 258 - 268.
Методические указания.
Следует обратить внимание на необходимость раздельного фракционирования прямогонных газов и газов термических процессов (крекинговых), исходя из их компонентного состава. Соответственно получаются газовые фракции определённого состава и возникает возможность их раздельного рационального использования.
Для экологической безопасности решающее значение имеет очистка от сернистых соединений. Знание технологических схем ГФУ и АГФУ обязательно, как и понимание роли способов разделения газовых смесей.
Вопросы для самоконтроля.
1. Почему на нефтеперерабатывающих заводах эксплуатируются как правило две газофракционирующие установки?
2. Каковы пути использования пропановой фракции?
3. Каковы пути использования пропан-пропиленовой фракции?
4. Какова необходимость очистки газов от сероводорода?
5. Каким показателем характеризуется степень осушки газов?
6. Каково значение компрессии в схеме разделения газов?
7. Какие реагенты применяются для очистки газов от сероводорода?
8. Как отличаются по составу газы гидрогенизационных и термических процес сов?
Тема 5.2 Производство алкилата (технического изооктана). Изомеризация
Студент должен
знать:
- условия и сущность превращений углеводородов в реакциях каталитического алкилирования (карбкатионная теория);
- теоретические основы и химизм процесса изомеризации;
- требования стандартов к качеству сырья, товарным продуктам, вспомогатель ным материалам, катализаторам;
- параметры технологического режима и влияние их на качество и выход продукции;
- области применения продуктов изомеризации;
- значение изомеризатов в производстве высококачественных товарных авто мобильных бензинов;
методы контроля качества нефтепродуктов;
уметь:
- давать сравнительную характеристику качества получаемых продуктов в зависимости от вида сырья;
- делать эскизы аппаратов, читать технологическую схему;
- рассчитывать материальный баланс процесса и отдельного аппарата.
Назначение процесса каталитического алкилирования. Механизм сернокислотного алкилирования. Побочные химические реакции. Сырьё и товарная продукция.
Параметры процесса: температура, давление, объёмная скорость сырья, соотношение между катализатором и алкенами.
Технологическая схема установки сернокислотного алкилирования.
Реакторы: вертикальные и каскадного типа.
Материальный баланс процесса.
Преимущества и недостатки сернокислотного и фтористоводородного алкилирования.
Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на установках сернокислотного алкилирования.
Назначение процесса изомеризации. Промышленные катализаторы и их свойства. Механизм реакций каталитической изомеризации. Изомеризация пентан - гексановой фракции. Сырьё, продукты и требования к их качеству. Применение готовой продукции. Технологическая схема установки изомеризации. Технологический режим и материальный баланс процесса. Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на установках изомеризации.
Практическое занятие 10.
Литература: [1], с. 268 - 284.
Методические указания.
Изучение основных вопросов темы тесно связано с эксплуатационными свойствами бензинов, а именно детонационной стойкостью, так как изопарафины - наиболее желательный компонент в составе высокооктановых бензинов как с точки зрения улучшения эксплуатационных свойств, так и экологических показателей. Научно-технические достижения, направленные на повышение эффективности процесса - это использование поверхностно-активных веществ и цеолитсодержащих катализаторов.
Вопросы для самоконтроля.
1. Назначение процесса алкилирования, изомеризации?
2. Каково качество алкилбензина, детонационная стойкость изопентановой и изогексановой фракции?
3. Какое используется сырьё процесса алкилирования, изомеризации. Источники сырья?
4. Каковы преимущества самоохлаждающегося реактора (каскадного типа)
лкилирования перед вертикальным реактором?
5. Как осуществляется борьба с коррозией на установке алкилирования?
6. С какой целью современные установки изомеризации имеют блок фракционирования?
Раздел 6 ОЧИСТКА СВЕТЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ
Тема 6.1 Карбамидная депарафинизация дизельных топлив
Студент должен
знать:
- варианты процесса депарафинизации, их преимущества и недостатки;
- требования к качеству сырья, реагентов, товарной продукции.
уметь:
- обосновывать выбор параметров процесса;
- рассчитывать материальный баланс процесса.
Теоретические основы карбамидной депарафинизации. Сущность процесса. Влияние температуры, степени и продолжительности контакта, чистоты карбамида на интенсивность комплексообразования. Теплота комплексообразования. Варианты процесса. Принципиальная схема, режим процесса депарафинизации спиртоводным раствором карбамида. Материальный баланс. Требования техники безопасности. Качество очищенного дизельного топлива. Регенерация карбамида и растворителей.
Литература: [1], с. 284 - 288.
Методические указания.
Выделение из нефтяных фракций твёрдых парафиновых углеводородов проводится с целью улучшения эксплуатационных свойств дизельных топлив - понижения температуры застывания (тема 1.4.). Обратите внимание на рациональное использование выделенных легкоплавких парафинов. Приём промывки комплекса - сырца лигроином для очистки от дизельного топлива будет применяться в процессе производства нефтяных масел.
Вопросы для самоконтроля.
1. С какой целью проводится депарафинизация дизельных топлив?
2. Напишите формулу карбамида.
3. Как зависит полнота отделения парафина из состава дизельного топлива в процессе комплексообразования от температуры?
4. Какие растворители применяются в процессе карбамидной депарафинизации, требования к ним?
5. При какой температуре происходит разрушение комплекса?
6. Какой растворитель используется для промывки комплекса карбамида с алканами нормального строения, характеристика растворителя?
Тема 6.2 Адсорбционная очистка
Студент должен
знать:
- сущность и типы адсорбционной очистки;
- характеристику применяемых адсорбентов, в том числе синтетических цеоли тов;
уметь:
- составлять пооперационную схему по описанию технологического процесса;
- обосновывать выбор параметров процесса;
- составлять материальный баланс процесса;
- давать сравнительную оценку процессам депарафинизации дизельных топлив.
Теоретические основы адсорбционной очистки. Применяемые адсорбенты. Избирательная адсорбция на цеолитах. Технологическая схема установки адсорбционного извлечения парафинов "Парекс". Параметры технологического режима. Материальный баланс.
Литература: [1], с. 288 - 291.
Методические указания.
Адсорбционная очистка применяется для улучшения эксплуатационных свойств бензинов, дизельных топлив, нефтяных масел. Важное значение имеет высокая адсорбируемость смолисто-асфальтеных веществ, алкенов, аренов. Понимание структуры молекулярных сит объясняет положительный эффект введения цеолитов в состав катализаторов гидрогенизационных процессов, риформинга, каталитического крекинга.
Вопросы для самоконтроля.
1. Расположите по степени адсорбируемости , по мере её возрастания углеводороды: алкены, арены, смолисто-асфальтеновые вещества.
2. Какие адсорбенты применяются для очистки светлых нефтепродуктов?
3. Почему цеолиты называют молекулярными ситами?
4. Каково назначение газоносителя в схеме "Парекс"?
5. Какой газ используется в качестве десорбента, в чём и как проявляется его функция?
6. Назовите другие случаи, когда используется адсорбционная очистка светлых дистиллятов.
Раздел 7 ПРОИЗВОДСТВО НЕФТЯНЫХ МАСЕЛ
Тема 7.1 Основы технологии производства нефтяных масел
Студент должен
знать:
- возможность увеличения ресурсов сырья для производства масел в связи с ос воением новых районов добычи нефти;
- сущность различных методов очистки масел от нежелательных компонентов;
- последовательность технологической цепочки производства дистиллятных масел;
- назначение компаундирования;
уметь:
- составлять поточную схему получения масел из различных нефтей;
- обосновывать выбор применяемых процессов очистки масел.
Сырьё для производства масел и его подготовка. Использование нефтей восточных районов в производстве масел. Необходимость и задачи многоступенчатой очистки масел от нежелательных компонентов.
Деасфальтизация, очистка избирательными растворителями, депарафинизация, методы доочистки. Принципиальная схема производства масел.
Литература: [1], с. 295 - 298.
Методические указания.
Вопросы темы требуют конкретных знаний атмосферно-вакуумной перегонки нефти (тема 2.2.), эксплуатационных свойств нефтяных масел (тема 1.4.), физических свойств нефти и нефтепродуктов (тема 1.2.). Для успешного изучения производства нефтяных масел нужно разобраться, какие нежелательные компоненты из состава сырья следует удалить и в чём заключается их негативное влияние на эксплуатационные свойства масел.
Вопросы для самоконтроля.
1. Что является сырьём для производства масел и в чём заключается его подго товка?
2. Что является сырьём для остаточных масел?
3. Почему необходимо удалить из исходного сырья кислые соединения?
4. Почему нужно удалить из сырья сернистые, смолистые соединения?
5. Как влияет на качество масел присутствие твёрдых алканов и полицикличе ских аренов с короткими боковыми цепями?
Тема 7.2 Деасфальтизация остаточных масел
Студент должен
знать:
- теоретические основы процесса деасфальтизации;
- параметры процесса и влияние их на качество и выход продукции;
- аппаратуру процесса.
уметь:
- давать сравнительную оценку процессам деасфальтизации с применением различных растворителей;
- рассчитывать материальный баланс процесса, отдельных блоков и аппаратов.
Назначение процесса деасфальтизации гудрона. Основы технологии удаления смолистых веществ с применением жидкого пропана. Влияние параметров на процесс. Технологическая схема установки двухступенчатой деасфальтизации
гудрона пропаном. Технологический режим, материальный баланс. Устройство экстракционной колонны. Технико-экономические показатели процесса. Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды.
Практическое занятие 11.
Литература: [1], с. 301 - 305.
Методические указания.
Свойства пропана как селективного растворителя, зависимость растворимости и селективности растворителя от температуры процесса, значение градиента деасфальтизации для лучшего отделения асфальтенов и смол от масел - на этих вопросах следует сосредоточить внимание, как основных теоретических и наиболее сложных. Зависимость свойств селективного растворителя от температуры процесса обработки сырья будет прослеживаться неоднократно при изучении производства масел.
Вопросы для самоконтроля.
1. С какой целью проводится деасфальтизация гудрона?
2. Каковы свойства жидкого пропана как селективного растворителя?
3. Как изменяются свойства пропана как селективного растворителя с измене нием температуры?
4. С какой целью поддерживается определённая разность температур между верхом и низом колонного аппарата, где происходит экстракция?
5. Какие технологические приёмы используются при регенерации растворителя?
6. Каково качество деасфальтизата второй ступени?
7. Каково рабочее давление процесса и какая в этом необходимость?
Тема 7.3 Очистка масел избирательными растворителями
Студент должен
знать:
- общие требования к растворителям, их свойства;
- влияние параметров процесса на степень очистки масел;
уметь:
- выбирать оптимальный для процесса растворитель и параметры.
Теоретические основы применения избирательных растворителей в процессе подготовки компонентов товарных масел. Общие требования к избирательным растворителям. Свойства применяемых растворителей. Основы технологии очистки масел с применением фенола, фурфурола, N - метилпирролидона. Влияние параметров процесса, свойств растворителя на степень очистки.
Технологическая схема, режим, материальный баланс установки селективной очистки масел фурфуролом или фенолом. Устройство основных аппаратов. Режим очистки. Особенности технологии очистки масел парными растворителями. Требования техники безопасности и меры по охране окружающей среды на установках селективной очистки масел.
Практическое занятие 12.
Литература: [1], с. 298 - 315; [12], с. 17 - 19.
Методические указания.
Знание общих требований к избирательным растворителям и особенностей отдельных их представителей окажет решающее значение при выборе конкретной, с точки зрения эффективности, очистки, экологической целесообразности, экологической безопасности и безопасности обслуживающего персонала установок селективной очистки масел.
Передовой опыт перевода установок на использование безвредного растворителя N - метилпирролидона вместо фенола, решение проблем коррозии оборудования изложен в дополнительной литературе.
Вопросы для самоконтроля.
1. Какие вещества называются избирательными растворителями?
2. Как проявляется селективность фенола (фурфурола)?
3. Как изменяется селективность и растворяющая способность фенола при из менении температуры?
4. Перечислите общие требования к растворителям.
5. К какому эффекту приводит увеличение соотношения растворитель: сырьё.
6. Что такое температурный градиент экстракции, его значение?
7. Как осуществляется регенерация растворителя (фенола).
8. Чем опасно попадание фенола в сточные воды?
9. Как осуществляется подбор парных растворителей?
10. В каких случаях применяется очистка масел парными растворителями?
Тема 7.4 Депарафинизация рафинатов селективной очистки
Студент должен
знать:
- требования к растворителям депарафинизации;
- определение температурного эффекта депарафинизации, его физический смысл;
уметь:
- обосновывать выбор применяемого растворителя, параметров технологического режима;
- рассчитывать материальный баланс процесса и отдельных блоков.
Основы технологии депарафинизации масел. Применяемые растворители. Параметры процесса. Технологическая схема депарафинизации с применением кетоно - толуольного растворителя. Технологический режим и материальный баланс процесса. Основная аппаратура: кристаллизаторы, барабанный вакуум-фильтр. Требования техники безопасности. Технико-экономические показатели процесса.
Практическое занятие 13.
Литература: [1], с. 318 - 325.
Методические указания.
Депарафинизация масел с использованием селективных растворителей - ещё один вариант технологического процесса, направленного на понижение температуры застывания нефтепродукта. Решающее значение имеет создание благоприятных условий для роста кристаллов парафинов. Для улучшения экономических показателей процесса имеет значение достигнутая величина температурного эффекта депарафинизации. Положительное влияние поверхностно-активных веществ на процесс депарафинизации заключается в увеличении выхода масла и скорости фильтрования суспензии.
Вопросы для самоконтроля.
1. Назначение процесса депарафинизации.
2. Что такое гач, петролатум?
3. Назначение растворителя. Его состав?
4. Что такое температурный эффект депарафинизации?
5. Какое значение имеет скорость охлаждения раствора?
6. Как происходит отделение кристаллов парафина от раствора масла?
7. Как происходит регенерация растворителя?
Тема 7.5 Очистка масел адсорбентами, серной кислотой. Гидроочистка масел
Студент должен
знать:
- достоинства и недостатки существующих способов очистки масел;
- требования стандартов к качеству сырья, реагентов, готовых продуктов, ката лизаторов;
- правила безопасной эксплуатации производственного оборудования;
уметь:
- составлять технологическую схему процессов очистки масел;
-обосновывать выбор параметров технологического режима;
давать сравнительную оценку различным способам очистки масел.
Адсорбционная очистка масел контактным методом и путём фильтрования (перколяции). Технологическая схема, режим, материальный баланс контактной очистки. Устройство смесителей и фильтров. Перколяция на неподвижном адсорбенте. Доочистка масел на движущемся алюмосиликатном адсорбенте.
Сернокислотная очистка масел. Её параметры, принципиальная технологическая схема, аппаратура. Утилизация отходов сернокислотной очистки гудронов. Гидроочистка масел, её задачи, особенности технологического режима. Технологическая схема, аппаратура.
Литература: [1], с. 32б - 341; [9], с. 36 - 37.
Методические указания.
Теория вопроса адсорбционной очистки масел и гидроочистки масел взаимосвязаны с соответствующими способами очистки светлых нефтепродуктов (тема 4.3., тема 6.2.) и имеют значение для выполнения требований стандартов к качеству топлив и масел. Серьёзным с экологической и затратной стороны является вопрос утилизации отходов производства - адсорбентов, решение которого изложено в дополнительной литературе.
Вопросы для самоконтроля.
1. От каких нежелательных компонентов производится очистка сернокислотным методом?
2. Что такое кислый гудрон?
3. Как влияет повышение температуры на результат сернокислотной очистки?
4. Каков порядок обработки масел кислотой?
5. Каковы достоинства и недостатки процесса адсорбционной очистки?
6. Как изменяется качество масел после адсорбционной очистки?
7. Каков расход адсорбента и что используется в качестве адсорбента?
8. Назначение гидроочистки масел. Какие побочные продукты при этом образуются, и в каком количестве?
Раздел 8 ПРОИЗВОДСТВО НЕФТЕПРОДУКТОВ РАЗЛИЧНОГО
НАЗНАЧЕНИЯ
Тема 8.1 Производство парафинов и церезинов
Студент должен
знать:
- требования стандартов к качеству товарных парафинов и церезинов, их свойства и применение;
- способы очистки парафина – сырца;
уметь:
- составлять поточную схему получения парафина и церезина.
Жидкие и твёрдые парафины. Их назначение и свойства. Классификация парафинов. Способы их выделения из нефтяных фракций. Гач и петролатум.
Обезмасливание парафинов в камерах потения и с применением избирательных растворителей. Методы очистки парафина - сырца.
Литература: [1], с. 341 - 344.
Методические указания.
Материал данной темы представляет собой пример широкого использования, превращения в товарный продукт отходов производства - жидких и твёрдых парафинов, логическим завершением изучения процессов карбамидной депарафинизации дизельных топлив (тема 6.1.), адсорбционной очистки (тема 6.2.), депарафинизация рафинатов селективной очистки (тема 7.4.).
Вопросы для самоконтроля.
1. При переработке каких нефтяных фракций получаются:
а) жидкие парафины, их применение?
б) твёрдые парафины, их применение?
в) церезины, их применение?
2. Каковы основные показатели качества парафинов и церезинов?
3. Назначение процесса обезмасливания?
4. Какой порядок проведения обезмасливания парафина способом потения?
Тема 8.2 Производство битумов
Студент должен
знать:
- требования стандартов к качеству сырья, товарных битумов, свойства и об ласть применения;
- способы получения битумов;
- меры по защите окружающей среды от загрязнений;
уметь:
- обосновывать выбор параметров технологического режима, влияние их на качество продукции;
- давать оценку эффективности различных способов получения битумов.
Назначение, состав, свойства нефтяных битумов. Основные требования к дорожным и строительным битумам. Классификация битумов. Показатели их качества. Способы получения битумов. Сырьё и требования к нему. Технология получения окисленных битумов. Технологическая схема установки непрерывного производства битума. Аппаратура, автоматизированный контроль за проведением процесса. Присадки к битумам. Требования техники безопасности, меры по охране окружающей среды.
Литература: [1], с. 350 - 355.
Методические указания.
Основные вопросы темы направлены на изучение возможностей утилизации таких отходов производства, как смолы и асфальтены, полученные при деасфальтизации остаточных масел (тема 7.2.), утилизации гудронов (тема 2.2.). Технология производства окисленного битума не представляется сложной, но производство битумов широко распространено и играет важную роль как составляющая народного хозяйства.
Вопросы для самоконтроля.
1. Каково назначение дорожных битумов?
2. Как применяются битумы в строительстве?
3. Какой компонент, входящий в состав битума, обеспечивает его твёрдость? Морозостойкость? Эластичность?
4. Что такое адгезия?
5. Каковы требования к битумам?
6. Из каких видов сырья производят битумы?
7. Каковы способы производства битумов?
8. Каково назначение рециркулята в схеме производства окисленного битума?
Раздел 9 КОМПАУНДИРОВАНИЕ И ПОЛУЧЕНИЕ ТОВАРНОЙ ПРОДУКЦИИ
Тема 9.1 Получение товарных топлив
Студент должен
знать:
- компонентный состав авиационных и экологически чистых автомобильных бензинов;
- реформулированные бензины;
- последовательность операций компаундирования;
- основные показатели качества, учитываемые при компаундировании бензинов;
- типы присадок и их влияние на качество топлив;
- требования к качественным характеристикам моторных топлив;
уметь:
- давать сравнительную оценку различным составам товарных бензинов;
- составлять поточную схему получения товарных автомобильных бензинов.
Компонентный состав авиационных и автомобильных бензинов. Приготовление авиационных и автомобильных бензинов. Экологически чистые (реформулированные) бензины.
Литература: [5], с. 11 - 28; [9], с. 32 - 34; [11], с. 42 - 43; [10], с. 3 - 8.
Методические указания.
Для успешного изучения темы нужны знания о качественных и эксплуатационных показателях компонентов товарных топлив, полученных при переработке нефти с использованием технологических процессов, изученных в объёме данной учебной дисциплины. С целью увеличения производства бензинов, отвечающих повышенным экологическим требованиям, широко внедряется в практику использование экологически безопасных высокооктановых компонентов и присадок взамен этиловой жидкости. Улучшение качества дизельных топлив направлено на сокращение содержания серы и ароматических углеводородов.
Вопросы для самопроверки.
1. Какие Вы знаете марки автомобильных бензинов?
2. Назовите марки авиационных бензинов?
3. Перечислите компоненты, из которых компаундируют товарные автомобильные и авиационные бензины.
4. Назовите основные требования к составу реформулированных бензинов.
5. Назовите наиболее токсичные компоненты автомобильных бензинов.
6. Назовите базовый компонент высокооктановых бензинов.
Тема 9.2 Получение товарных масел
Студент должен
знать:
- компонентный состав смазочных масел;
- последовательность операций компаундирования;
- назначение, механизм действия и состав присадок.
уметь:
- составлять поточную схему получения товарных масел.
Базовые масла. Присадки к маслам. Получение товарных масел компаундированием.
Литература: [1], с. 72 - 74; с. 90 – 94.
Методические указания.
Учебный материал данной темы является завершающим этапом изучения технологии производства нефтяных масел. Включает широкий набор присадок, так как базовые масла часто не в состоянии обеспечить требуемые эксплуатационные свойства масел.
Вопросы для самоконтроля.
1. Перечислить основные марки базовых масел и области их применения.
2. Как получают товарные масла с заданной вязкостью?
3. Как проявляется влияние вязкостных присадок на вязкостно-температурные свойства масел?
4. Каково назначение антиокислительных присадок?
5. Для смазки, каких механизмов применяются масла с антизадирными присадками?
6. Каковы свойства многофункциональных присадок?
7. Как проявляется действие моющей присадки?
Раздел 10 СОВРЕМЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЙ
ЗАВОД
Тема 10.1 Комбинированные процессы переработки нефти по топливному варианту
Студент должен
знать:
- экономическую целесообразность комбинированных процессов;
- состав комбинированной схемы одного из комплексов;
- получаемые продукты и области их применения;
уметь:
- составлять материальный баланс процессов, блоков.
Экономическая целесообразность комбинированных процессов переработки нефти. Состав комбинированных установок ЛК-6У, ГК-3, КТ-1, КТ-2, КТ-3. Рассмотрение одной из комбинированных схем переработки нефти по топливному варианту. Товарный баланс.
Литература: [1], с. 391 - 392.
Методические указания.
Основной вопрос темы - обоснование экономической целесообразности получения на одной установке, на одной промышленной площадке из сырой нефти нескольких товарных продуктов путём комплексной переработки сырья с использованием набора технологических процессов.
Хорошее знание технологических процессов, их особенностей и возможностей - обязательно.
Вопросы для самоконтроля.
1. Какие технико-экономические показатели улучшаются с применением ком бинированной установки взамен отдельно расположенных установок?
2. Какие блоки входят в состав комбинированной установки ЛК-6У?
3. Какие блоки входят в состав комбинированной установки КТ-1?
4. Каковы недостатки комбинированных установок?
Тема 10.2 Комбинированные процессы получения масел
Студент должен
знать:
- достоинства и недостатки укрупнения установок по различным процессам;
- принципы проектирования заводов и назначение генерального плана;
- схему переработки нефтей по масляному варианту;
- варианты технологических схем современных нефтегазоперерабатывающих заводов;
- назначение, состав и свойства получаемых продуктов;
уметь:
- обосновывать выбор каждого блока комбинированной установки;
- составлять материальный баланс комбинированного процесса получения ма сел.
Состав комбинированной схемы получения масел КМ-1/2. Назначение каждого блока комбинированной установки. Получаемые продукты.
Литература: [1], с. 391 - 392, с. 389.
Методические указания
Учебный материал темы показывает, как варианты комбинирования отдельных процессов производства масел, изученных ранее, позволяет получить набор товарных масел в широком ассортименте. При изучении обратите внимание на экономическую целесообразность комбинирования.
Вопросы для самоконтроля.
1. Какие блоки входят в состав комбинированной установки КМ-2, назначение каждого блока?
2. Какие масла получают на установке КМ-2?
Тема 10.3 Основные технологические схемы нефтегазоперерабатывающих заводов
Студент должен
знать:
- схемы переработки нефтей по топливно-масляному варианту;
уметь:
- давать экономическое обоснование целесообразности совмещения процессов нефтегазопереработки с нефтехимическими производствами.
Профили нефтегазоперерабатывающих заводов. Принципиальные схемы переработки сернистых нефтей по топливному варианту с высоким уровнем отбора светлых нефтепродуктов.
Схемы переработки нефтей по топливно-масляному варианту.
Возможность совмещения нефтегазопереработки с нефтехимическими производствами.
Литература : [1], с. 385 - 390.
Методические указания.
Варианты и направления переработки нефти в наборе технологических процессов выражают профиль нефтегазоперерабатывающего завода. Для успешного изучения основных вопросов темы необходимо хорошо знать технологические процессы, входящие в схему завода, теорию и практику решения задачи углубления переработки нефти.
Вопросы для самоконтроля.
1. С учётом каких, факторов выбирают направление переработки нефти?
2. Каков ассортимент продукции АВТ завода, работающего по топливному варианту?
3. Каковы возможные варианты переработки вакуумного газойля, гудрона?
4. Каков ассортимент продукции АВТ завода, работающего по топливно-масляному варианту?
5. Какой технологический процесс необходим в схеме переработки сернистых нефтей?
6. Какова роль НГПЗ в развитии нефтехимического крыла завода?
7. Каковы возможны основные виды продукции нефтехимических производств при совмещении нефтегазопереработки и нефтехимии?
Тема 10.4 Энергоснабжение, водоснабжение. Факельное хозяйство
Студент должен
знать:
- оборотные системы водоснабжения;
- способы и значение очистки сточных вод;
- системы снабжения воздухом;
- назначение факельной системы;
уметь:
- составлять принципиальную схему факельного хозяйства нефтегазоперерабатывающего завода.
Основные сведения о паро- снабжении, электроснабжении и топливоснабжении нефтегазоперерабатывающего завода. Водоснабжение. Требования к воде различного назначения. Оборотные системы водоснабжения. Устройство градирен. Системы канализации. Методы и значение очистки сточных вод. Сбор нефти в ловушках. Утилизация нефтешлама. Назначение и методы снабжения воздухом и инертным газом. Факельное хозяйство нефтегазоперерабатывающего завода. Роль факельного и ловушечного хозяйства в охране окружающей среды.
Литература: [1], с. 368 - 383; [1], с. 11 - 13.
Методические указания.
Основные вопросы темы дают общее представление о заводском хозяйстве, без которого не может функционировать ни одно звено нефтегазопереработки. При изучении темы обратите особое внимание на значение всего энергохозяйства завода с точки зрения рационального использования энергоресурсов, воды. Отметьте роль факельного хозяйства в сборе и утилизации газов, поступающих с установок. Материал о модернизации топливно-энергетической системы Московского регионального НПЗ и структуры потребления топливно-энергетических ресурсов в дополнительной литературе.
Вопросы для самоконтроля.
1. Какова область применения водяного пара в зависимости от его параметров?
2. В каких случаях целесообразно использование теплофикационной воды?
3. Чем грозит для НГПЗ внезапное отключение электроэнергии?
4. С какой целью вводится оборотное водоснабжение?
5. Назовите основные объекты в схеме оборотного водоснабжения?
6. Какие вы знаете системы водоснабжения и водоотведения?
7. Каково назначение факельного хозяйства завода?
8. В каких случаях газ направляется на сжигание?
9. Каковы источники факельных сбросов?
10. Какие виды топлива используются на НГПЗ?
11. Куда направляется паровой конденсат и почему?
Контрольная работа 3.
3 Примерный перечень практических занятий
-
Номер темы
Номер и название занятия
Количество аудиторных часов
1.2
1. Решение задач с использованием теплофизических величин
8
1.3
2. Упражнения по расшифровке нефтей.
2
2.2
3. Составление материального баланса установки АВТ на основе потенциального содержания фракций в нефтях.
4. Составление материальных балансов ректификационных колонн.
5. Определение температурного режима атмосферной колонны. Составление теплового баланса колонны.
6
6
6
3.1
6. Расчёт термодинамической вероятности протекания химической реакции и величины полезной работы.
2
4.1
7. Расчёт материального баланса установки каталитического крекинга. Определение количества циркулирующего катализатора.
8. Определение теплового баланса реактора каталитического крекинга.
6
6
4.2
9. Составление материального баланса установки каталитического риформинга. Определение количества циркулирующего водородосодержащего газа.
8
4.3
10. Составление материального баланса установок гидроочистки и гидрокрекинга.
6
5.1
11. Составление материального баланса установки газофракционирования.
2
5.2
12. Составление материального баланса установок сернокислотного алкилирования.
13. Составление материального баланса установки изомеризации.
4
2
7.2
14. Расчёты материальных балансов установки деасфальтизации и экстракционной колонны.
6
7.3
15. Составление и расчёт материальных балансов установки селективной очистки масел и экстракционной колонны.
6
7.4
16. Составление материального баланса установки депарафинизации. Расчёт материального блока кристаллизации.
6
10.3
17. Составление поточных схем переработки нефти по топливному и топливно-масляному вариантам.
6
Всего:
88
4 Курсовое проектирование
Студент должен знать:
принципы выбора рациональных схем, технологических режимов и аппаратурного оформления технологических процессов; требования ЕСКД и ЕСТД при выполнении графической части и пояснительной записки курсового проекта;
уметь:
рассчитывать материальный баланс установок, блоков, отдельных аппаратов; определять температурный режим аппаратов и составлять тепловой баланс; определять основные конструктивные размеры аппаратов; выбирать аппараты, используя ГОСТы, нормативно справочную литературу.
Курсовое проектирование служит одним из методов подготовки студентов к само стоятельному решению вопросов выбора рациональной схемы производства нефтепро дуктов, наиболее экономичных технологических режимов и современного аппаратурно го оформления, автоматизации процессов. Во время работы над курсовым проектом сту денты приобретают навыки работы с нормативно-справочной, технической литературой, действующими ГОСТами.
Курсовой проект выполняется на основе знаний, приобретенных студентами в ходе изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин.
Курсовой проект состоит ие пояснительной записки в объеме задания (25-30 с) и. графической части (технологической схемы процесса).
В пояснительной записке приводятся:
- основные направления развития технологии нефтегазоперерабатывающей про мышленности ;
- назначение и краткая характеристика проектируемого процесса ;
- теоретические основы проектируемого процесса ;
- описание технологической схемы проектируемого процесса (блока);
- нормы технологического режима ;
- качество сырья, вспомогательных материалов, готовой продукции ;
- технологический расчет аппаратов установки , выбор их по ГОСТам, нормативно-справочной литературе;
- основы техники безопасности и противопожарные мероприятия ;
- меры по охране окружающей среды.
Для расчёта выбирается узел установки (например, реакторный блок, блок стабилизации, отделение кристаллизации), состоящий из разнородной аппаратуры, оборудования (печь, реактор, теплообменник, холодильник, колонны ), связанных между собой в единую технологическую схему. Рассчитывается материальный баланс, расход катализатора и реагентов, составляются тепловые балансы, определяются конструктивные размеры аппаратов.
В графической части проводится технологическая схема установки (блока) со схемой автоматизации основного аппарата.
Курсовые проекты установок или их отделений (блоков) выполняются по следующим процессам:
- первичная перегонка нефти до мазута;
- первичная перегонка нефти до гудрона;
- вторичная перегонка бензиновых фракций;
- термический крекинг (висбрекинг) нефтяного сырья каталитический крекинг;
- гидроочистка дизельных топлив;
- гидрокрекинг;
- разделение газов;
-алкилирование;
- изомеризация;
- очистка светлых нефтепродуктов различными методами;
- деасфальтизация масел;
- очистка масел избирательными растворителями;
- депарафинизация;
- гидроочистка масел.
5 Задания для контрольных работ
Методические указания к выполнению контрольных работ.
Выбор вопросов и заданий к контрольной работе определяется по фамилии, имени и отчеству студента, которые записываются в виде таблички, где номер буквы в Ф.И.О. определяет номер группы вопросов, а буква по нижеприведённой таблице оп ределяет номер вопроса.
Номера вопросов, входящих в задание, будут следующие: буква С первая в фамилии, значит, первый вопрос из первой группы для буквы С - номер 8 (строка 8). Для буквы И - во втором столбце - группе третья строка номер 13, поскольку И - вторая буква в фамилии и т.д.
В том случае, когда фамилии одинаковые, отсчёт номеров вопросов произво дится в обратном порядке.
Для 1,2,3 контрольной работы выбираются по 8 вопросов.
Примеры расчёта задач
Задача 1. Пределы выкипания нефтяной фракции 60-180°С. Определить сред нюю молекулярную массу.
Решение:
1. Средняя температура кипения фракции:
= 120 °С.
2. Молекулярная масса М cр = 60 + 0,3 • 120 + 0,001 • 120 2 = 110,4
Задача 2. Относительная плотность нефтепродукта 
= 0,7609. Определить 
.
Решение: = + 5 • α = 0,7609 + 5 • 0,000818 = 0,765.
Задача 3. Относительная плотность нефтепродукта = 0,7609. Определить 
.
Решение: = - α (140 - 20) = 0,7609 - 0,000818 • 120 = 0,663.
Задача 4. Определить среднюю молекулярную массу фракции, если = 0,758.
Решение: 
= 123,42
Задача 5. Определить плотность газа каталитического крекинга; состав:
СН 4 - 13,5% (масс.); С2Нб - 14,04% (масс.); СзН8 - 34,54% (масс.); С4Н10 - 38,4% (масс.).
Решение:
1. Плотность метана 
= 0,714 кг/ м 3.
2. Плотность этана 
= 1,34 кг/ м 3.
3. Плотность пропана 
= 1,96 кг/ м 3.
4. Плотность бутана 
= 2,59 кг/ м 3.
5. Плотность смеси 
кг/ м 3
Задача 6. Определить энтальпию паров бензина плотностью = 0,750; М ср = 100 при температуре 400 °С и давлении 4 МПа.
Решение:
1. Находим приведённую температуру:
Т пр. = 
, где Т кр. – критическая температура, находится по графику [2, с. 19] в зависимости от молекулярной массы или средней температуры кипения;
2. Находим приведённое давление:
П пр = 
, где П - давление в системе; Р кр - критическое давление, находится по графику [2, с. 19], Р кр = 2,7;
П пр = 
1,5.
3. По графику [2, с. 35] по П пр и Т пр находим х; х = 9.
4. Находим поправку 
= 
= 49,3 кДж/ кг.
5. Находим энтальпию паров при t = 400°С.
5.1 = + 5 α = 0,750 + 0,000831* 5 = 0,754;
5.2 
= α (4 - ) – 308,99,
α = 486,87 кДж/ кг [2, с. 300].
= 486,87(4 – 0,754) – 308,99 = 1272,4 кДж/ кг.
6. Находим энтальпию паров бензина при температуре 400 °С и давлении 4 МПа:
= 1272,4 – 49,3 = 1223,1 кДж/ кг.
Задача 7. Относительная плотность нефтепродукта = 0,750. Определить энтальпию жидкости при температуре 120 °С.
Решение: 
, где 
= 227,05 кДж /кг [2, с. 230].
= 263,37 кДж /кг.
Задача 8. Определить индекс вязкости масла, имеющего кинематическую вяз кость при t = 50 °С, равную 50 мм 2/ с, а при t = 100 °С равную 8,5 мм 2 /с.
Решение: По номограмме [2, приложение 14] аналогично приведённому при меру определяем индекс вязкости, равный 70.
Задача 9. Расход сырья в реактор каталитического крекинга Q с = 40000 кг/ч;
плотность сырья ρ с = 800 кг/м 3; объёмная скорость подачи сырья ω = 1,5 ч
. Опреде лить объём катализатора, находящегося в реакторе.
Решение: 
= 33,0 м 3.
Задача 10. Объём паров, проходящих через поперечное сечение ректификаци онной колонны V д = 3 м 3/ с; линейная скорость движения паров u = 0,5 м/с. Рассчитать диаметр колонны.
Решение:
1. Площадь поперечного сечения колонны:
= 6 м 2.
2. Диаметр колонны:
Д = 
=2,65 м.
Вопросы для контрольной работы 1
(Раздел 1. Темы 1.1; 1. 2; 1. 3; 1. 4)
1. Теории происхождения нефти.
2. Способы разведки нефти.
3. Способы добычи нефти и газовых конденсатов.
4. Что значит «углубить переработку нефти».
5. Фракционный состав нефти. Разгонка нефти и нефтепродуктов в лаборатор ных условиях.
6. Фракционный состав нефти. Кривая ИТК.
7. Групповой углеводородный состав нефти.
8. Элементарный состав нефти.
9. Газообразные алканы. Газовые и газоконденсатные месторождения. Попут ные нефтяные газы. Сухие и жирные газы.
10. Жидкие алканы нефтей. Получение и применение.
11. Твёрдые алканы нефтей. Получение и применение.
12. Моно - и полициклические алканы, их распределение по фракциям. Влияние на эксплуатационные свойства нефтепродуктов.
13. Моноциклические арены. Их распределение по фракциям и влияние на эксплуатационные свойства нефтепродуктов.
14. Полициклические арены. Их распределение по фракциям и влияние на эксплуатационные свойства нефтепродуктов.
15. Циклоалканы нефтей. Их строение. Химические свойства.
16. Серусодержащие соединения нефтей. Меркаптаны, их основные свойства.
17. Серусодержащие соединения нефтей. Активные и неактивные сернистые соединения.
18. Серусодержащие соединения нефтей. Необходимость их удаления. Нормы по содержанию серусодержащих соединений (серы) в основных видах топлив.
19. Кислородсодержащие соединения нефтей. Мылонафт, асидол.
20. Азотсодержащие соединения нефтей. Их влияние на качество нефтепродуктов.
21. Гибридные углеводороды нефти. Понятие о структурном строении углеводородов.
22. Смолисто-асфальтеновые вещества нефтей. Их влияние на качество нефтепродуктов.
23. Смолисто-асфальтеновые вещества нефтей, их виды и классификация.
24. Понятие о нефтяных битумах.
25. Относительная плотность нефтей и нефтепродуктов. Зависимость от температуры. Основные формулы для расчета .
26. Молекулярная масса нефтей и нефтепродуктов. Основные формулы для расчета средней молекулярной массы нефтяной фракции от средней температуры кипения.
27. Относительная плотность нефтепродукта . Формула для расчета через среднюю молекулярную массу.
28. Вязкость нефтей и нефтепродуктов. Вязкостнотемпературные свойства. Индекс вязкости.
29. Температура вспышки, воспламенения, самовоспламенения. Их значение и порядок определения.
30. Пределы взрываемости паров нефтепродукта в смеси с воздухом.
31. Низкотемпературные свойства нефтей и нефтепродуктов.
32. Электрические свойства нефтепродуктов.
33. Оптические свойства нефтей и нефтепродуктов.
34. Растворяющие свойства и растворимость нефтей и нефтепродуктов.
35. Теплопроводность и теплоёмкость нефтяных фракций. Теплота сгорания.
36. Энтальпия жидких нефтепродуктов и энтальпия паров. Определение и рас четные формулы.
37. Технологическая классификация нефтей.
38. Товарная классификация нефтепродуктов. Основные виды жидких топлив
39. Товарная классификация нефтепродуктов. Нефтяные масла.
40. Товарная классификация нефтепродуктов. Пластичные смазки, парафины и церезины, нефтяные битумы.
41. Товарная классификация нефтепродуктов. Технический углерод, нефтяной кокс, товарные ароматические углеводороды, присадки к топливам и маслам.
42. Бензины авиационные и автомобильные. Принцип действия карбюраторного двигателя.
43. Признаки детонационного сгорания карбюраторных топлив. Причины детонации.
44. Октановое число бензинов. Сортность. Антидетонаторы. Детонационная стойкость различных углеводородов.
45. Фракционный состав бензинов, значение отдельных показателей. Пояснить.
46. Химическая стабильность бензинов. Показатели качества, характеризую щие химическую стабильность. Марки автомобильных бензинов.
47. Автомобильные бензины с улучшенными экологическими и эксплуатационными свойствами (реформулированные бензины).
48. Антикоррозионные свойства бензинов.
49. Топлива для воздушнореактивных двигателей (ВРД). Их ассортимент.
50. Особенности сгорания топлива в ВРД. Оптимальный углеводородный со став топлив для ВРД.
51. Топлива для ВРД. Плотность, теплота сгорания. Значение этих показателей и их зависимость от углеводородного состава.
52. Топлива для ВРД. Характер пламени. Фракционный состав. Значение этих показателей и их зависимость от углеводородного состава.
53. Дизельные топлива. Принцип работы дизельного двигателя. Воспламени-тельные свойства топлив.
54. Дизельные топлива. Цетановое число, его зависимость от углеводородного состава топлив.
55. Дизельные топлива и их ассортимент.
56. Жёсткая работа дизельного двигателя. Причины.
57. Период задержки самовоспламенения. Его значение для нормальной работы дизельного двигателя.
58. Присадки к дизельным топливам.
59. Нефтяные масла. Назначение.
60. Нефтяные масла. Классификация.
61. Вязкость масел — одна из основных эксплуатационных характеристик. Вязкостно-температурные свойства масел.
62. Маслянистость и подвижность масел при низких температурах. Способы улучшения этих показателей.
63. Химическая стабильность смазочных масел. Значение химической стабиль ности. Причины ухудшения показателя
64. Стабильность нефтей и нефтяных фракций. Назначение.
65. Способы стабилизации нефтей, их достоинства и недостатки.
66. Необходимость обезвоживания нефтей. Типы водонефтяных эмульсий.
67. Необходимость обессоливания нефтей. Природные эмульгаторы, содержа щиеся в нефтях, их действие.
68. Способы разрушения нефтяных эмульсий.
69. Технологическая схема ЭЛОУ. Начертить и дать описание.
70. Основная аппаратура установки ЭЛОУ.
71. Типы водонефтяных эмульсий. Условия, способствующие образованию стойких водонефтяных эмульсий.
72. Пределы выкипания фракций 130 – 200 °С. Рассчитать среднюю молекулярную массу.
73. Определить выход фракций, выкипающей в пределах 80 - 240 °С (нефть по заданию преподавателя).
74. Относительна плотность нефтепродукта = 0,861. Определить .
75. Относительная плотность нефтепродукта = 0,841. Определить энталь пию жидкости при t = 160°С.
76. Относительная плотность нефтепродукта = 0,841. Определить энталь пию паров при t = 280°С.
77. Относительная плотность нефтепродукта = 0,761. Определить среднюю молекулярную массу.
78. Определить плотность газа каталитического крекинга. Состав:
СН 4 - 14,8 % (масс); С 2 Н 6 - 15,1 % (масс.); С 3 Н 8 - 33,5 % (масс.); С 4 Н 10 - 36,6 % (масс.).
79. Определить энтальпию паров бензина плотностью = 0,725; М ср = 95;
при температуре 350 °С и давлении 3,8 МПа.
80. Относительная плотность нефтепродукта = 0,718. Определить .
Вопросы для контрольной работы 2.
(Раздел 2. Темы 2.1; 2. 2; 2. 3. Раздел 3. Темы 3.1; 3. 2; 3. 3. Раздел 4. Тема 4.1)
1. Назначение первичной переработки нефти. Получаемые продукты и их характеристика.
2. Способы разделения нефти на фракции.
3. Сущность перегонки с однократным испарением нефти.
4. Сущность перегонки с многократным испарением нефти.
5. Сущность перегонки постепенным испарением нефти.
6. Понятие о ректификации.
7. Разгонка нефти до мазута. Схема с однократным испарением нефти, её достоинства и недостатки.
8. Разгонка нефти до мазута. Схема с двухкратным испарением нефти, её достоинства и недостатки.
9. Принцип работы простой ректификационной колонны.
10. Принцип работы сложной ректификационной колонны.
11. Разгонка нефти до гудрона. Схема с однократным испарением нефти, её достоинства и недостатки.
12. Разгонка нефти до гудрона. Схема с двухкратным испарением нефти, её достоинства и недостатки.
13. Схема АВТ. Начертить и дать описание.
14. Основная аппаратура АВТ: ректификационные колонны и печи.
15. Виды теплообменной аппаратуры АВТ, их достоинства и недостатки.
16. Способы создания орошения ректификационной колонны.
17. Способы создания вакуума.
18. Способы подвода тепла в колонну.
19. Показатели, по которым оценивается эффективность работы установок АВТ. Пояснить.
20. Принципиальная схема регулирования режима работы отбензинивающей колонны АВТ.
21. Влияние сероводорода и хлоридов на коррозию оборудования установок АВТ.
22. Методы защиты оборудования АВТ от коррозии.
23. Основные мероприятия по технике безопасности при эксплуатации установки АВТ.
24. Основные мероприятия по охране окружающей среды при эксплуатации установки АВТ.
25. Назначение вторичной перегонки бензина. Продукты перегонки и их даль нейшее использование.
26. Технологическая схема вторичной перегонки бензина. Начертить и дать описание.
27. Назначение и типы термических процессов переработки нефтяного сырья.
28. Роль термических процессов в углубленной переработке нефти.
29. Химизм крекинга алканов и алкенов.
30. Химизм крекинга циклоалканов и аренов.
31. Термическая стабильность основных типов углеводородов. Разложение се ру содержащих соединений.
32. Термодинамическая вероятность процесса разложения углеводородов под действием температуры.
33. Назначение термического крекинга. Сырьё и продукты.
34. Технологическая схема установки термического крекинга. Начертить и дать описание.
35. Материальный баланс установки ТК. Характеристика продуктов.
36. Глубина превращения сырья в условиях термического крекинга. Рециркуляция сырья. Коэффициент рециркуляции и коэффициент загрузки.
37. Назначение процесса висбрекинга. Параметры. Роль висбрекинга в углублении переработки нефтяного сырья.
38. Основная аппаратура установки ТК. Очистка от кокса.
39. Параметры процесса ТК, их влияние на направление процесса.
40. Назначение процесса коксования. Типы установок.
41. Основные параметры процесса коксования. Материальный баланс.
42. Назначение процесса коксования. Сырьё и продукты.
43. Схема замедленного коксования. Начертить и дать описание.
44. Качество нефтяного кокса. Его применение.
45. Прокалка кокса.
46. Устройство коксовых камер. Выгрузка кокса.
47. Технико-экономическая характеристика процессов коксования.
48. Технологическая схема термоконтактного коксования. Начертить и дать описание.
49. Материальный баланс висбрекинга.
50. Назначение процесса пиролиза. Основные параметры.
51. Качество продуктов термического крекинга.
52. Сущность процесса катализа. Гомогенный и гетерогенный катализ.
53. Сущность процесса катализа. Селективность, активность, срок службы катализаторов.
54. Назначение каталитического крекинга. Технологическая схема реакторного блока. Установки каталитического крекинга с движущимся шариковым катализатором. Начертить и дать описание.
55. Назначение каталитического крекинга. Технологическая схема блока ректификации. Установки каталитического крекинга с движущимся шариковым катализатором. Начертить и дать описание.
56. Параметры процесса каталитического крекинга: температура и давление. Их влияние на эффективность процесса.
57. Параметры процесса каталитического крекинга: - объёмная скорость подачи сырья. Влияние на эффективность процесса.
58. Параметры процесса каталитического крекинга: кратность циркуляции катализатора, тепловой эффект. Их влияния на эффективность процесса.
59. Устройство реактора каталитического крекинга с движущимся слоем катализатора.
60. Качество продуктов каталитического крекинга.
61. Устройство регенератора катализатора установки каталитического крекинга с движущимся слоем катализатора.
62. Схема установки каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора. Начертить и дать описание.
63. Устройство реактора каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора.
64. Устройство регенератора установки каталитического крекинга с кипящем слоем катализатора.
65. Назначение каталитического крекинга. Сырьё и его подготовка. Материальный баланс процесса.
66. Катализаторы каталитического крекинга. Состав и особенности.
67. Особенности химизма каталитического крекинга.
68. Особенности механизма каталитического крекинга.
69. Варианты реактора лифтного типа установки каталитического крекинга.
70. Регулирование режима работы реактора установки каталитического крекинга с шариковым катализатором.
71. Регулирование режима работы регенератора установки каталитического крекинга с шариковым катализатором.
72. Рассчитать материальный баланс АВТ, если годовая производительность по сырью 2,5 мл т/год, число дней работы в году -320 дней.
73. Кинематическая вязкость масла при t = 50 °С равна 52 мм 2/ с, при t = 100 °С равна 8,6 мм 2 /с. Определить индекс вязкости. Какое свойство масла характеризуется этим показателем.
74. Расход сырья в реактор каталитического крекинга 63000 кг/ч. Плотность сырья 900 кг/м 3. Объёмная скорость ω = 2,5 ч. Определить объём катализатора, находя щегося в реакторе.
75. Объём паров, проходящих через поперечное сечение колонны 2,5м з/с. Ли нейная скорость паров - 0,5 м/с. Рассчитать диаметр колонны.
76. Рассчитать материальный баланс процесса каталитического крекинга, если годовая производительность по сырью составляет 300 тыс. т/год, число дней работы в году 330 дней.
77. Рассчитать материальный баланс процесса коксования, если годовая производительность по сырью составляет 150 тыс. т/год, число дней работы в году 310 дней.
78. Рассчитать материальный баланс процесса термического крекинга, если годовая производительность по сырью составляет 210 тыс. т/год, число дней работы в году 310 дней.
79. Висбрекинг гудрона. Материальный баланс. Назначение процесса.
80. Рассчитать материальный баланс процесса висбрекинга, если годовая про изводительность по сырью (гудрон) - 300 тыс. т/год, число дней работы в году 330 дней.
Вопросы для контрольной работы 3.
(Раздел 4. Темы 4. 2; 4. 3. Раздел 5. Темы 5. 1; 5. 2. Раздел 6. Темы 6. 1; 6. 2. Раздел 7. Темы 7. 1; 7. 2; 7. 3; 7. 4; 7. 5. Раздел 8. Темы 8. 1; 8. 2. Раздел 9. Темы 9. 1; 9. 2. Раздел 10. Темы 10. 1; 10. 2; 10. 3; 10. 4)
1. Назначение процесса каталитического риформинга (платформинга). Сырьё и получаемые продукты.
2. Технологическая схема платформинга. Начертить и дать описание.
3. Материальный баланс платформинга. Технологический режим.
4. Катализаторы риформинга. Яды катализаторов.
5. Регенерация катализаторов риформинга.
6. Химизм превращений углеводородов в условиях риформинга.
7. Параметры процесса каталитического риформинга: тепловой эффект и температура процесса. Их влияние на направление процесса.
8. Параметры процесса риформинга: объемная скорость и давление водородсодержащего газа. Их влияние на направление процесса.
9. Основная аппаратура установки риформинга. Защита от коррозии.
10. Технологическая схема установки каталитического риформинга с движущимся слоем катализатора. Начертить, дать описание и указать преимущества по сравнению с процессом на стационарном катализаторе.
11. Контроль и регулирование процесса риформинга.
12. Гидроочистка дистиллятов. Назначение процесса, характеристика гидрогенизационных процессов.
13. Химические превращения алканов и алкенов в условиях гидроочистки.
14. Химические превращения циклоалканов и аренов в условиях гидроочистки.
15. Параметры процесса гидроочистки: температура и давление, их значение.
16. Параметры гидроочистки: кратность циркуляции водородосодержащего газа, объемная скорость и концентрация водорода в водородосодержащем газе. Их значение для процесса.
17. Параметры гидроочистки: расход водорода и тепловой эффект реакции.
18. Катализаторы гидроочистки. Материальный баланс процесса.
19. Технологическая схема установки гидроочистки дизельного топлива. Начертить и дать описание.
20. Схема и режим регенерации катализатора гидроочистки.
21. Назначение гидрокрекинга дистиллятов. Тепловой эффект.
22. Параметры процесса гидрокрекинга.
23. Технологическая схема двухступенчатого гидрокрекинга вакуумного га зойля. Начертить и дать описание.
24. Материальный баланс и технологический режим гидрокрекинга. Чем отличаются продукты гидрокрекинга от продуктов каталитического крекинга.
25. Гидроочистка и гидрокрекинг остаточных нефтепродуктов.
26. Производство водорода на НПЗ.
27. Характеристика нефтяных газов. Характерные особенности состава нефтезаводских газов процессов нефтепереработки.
28. Пути использования нефтяных газов.
29. Необходимость очистки углеводородных газов. Способы очистки.
30. Необходимость осушки углеводородных газов. Способы осушки.
31. Способы разделения углеводородных газов: конденсация, компрессия и абсорбция.
32. Способы разделения углеводородных газов: адсорбция, ректификация.
33. Технологическая схема ГФУ конденсационно-компрессионно-ректификационного типа. Начертить и дать описание.
34. Технологическая схема АГФУ для разделения газов термического и ката литического крекинга. Начертить и дать описание.
35. Почему на НПЗ, как правило, работают две газофракционирующие уста новки.
36. Назначение процесса производства алкилата. Характеристика сырья.
37. Назначение процесса производства алкилата. Характеристика продуктов.
38. Катализаторы процесса алкилирования.
39. Механизм процесса алкилирования.
40. Параметры процесса алкилирования.
41. Материальный баланс процесса алкилирования.
42. Технологическая схема установки алкилирования. Начертить и дать описа ние.
43. Вертикальный реактор алкилирования. Устройство, работа, недостатки.
44. Каскадный самоохлаждающийся реактор алкилирования. Устройство, ра бота, преимущества.
45. Назначение процесса изомеризации легких алканов. Катализаторы.
46. Механизм процесса изомеризации.
47. Сырье и продукты изомеризации. Их характеристика и применение.
48. Технологическая схема установки изомеризации. Начертить и дать описа ние.
49. Технологический режим установки изомеризации и материальный баланс.
50. Назначение процесса карбамидной депарафинизации дизельного топлива. Теорети ческие основы.
51. Параметры процесса карбамидной депарафинизации дизельного топлива.
52. Технологическая схема карбамидной депарафинизации дизельного топлива. Начер тить и дать описание.
53. Технологический режим и материальный баланс карбамидной депарафинизации дизельного топлива.
54. Теоретические основы адсорбционной очистки светлых нефтепродуктов.
55. Технологическая схема установки «Парекс». Начертить и дать описание.
56. Сырье для производства масел, его подготовка.
57. Какие нежелательные компоненты необходимо удалить из состава сырья для получения нефтяных масел и почему.
58. Назначение процесса деасфальтизации масел пропаном. Свойства пропана как селективного растворителя. Материальный баланс.
59. Технологическая схема установки деасфальтизации. Начертить и дать опи сание.
60. Какие вещества называются селективными растворителями.
61. Назначение селективной очистки масел фенолом. Свойства фенола как се лективного растворителя. Качество продукции.
62. Свойства фурфурола как селективного растворителя в производстве масел. Качество продукции.
63. Технологическая схема установки селективной очистки масел фенолом. Начертить и дать описание.
64. Назначение и теоретические основы адсорбционной очистки масел. Техно логическая схема. Материальный баланс.
65. Назначение депарафинизации масел. Состав и свойства растворителя. Ус ловия, способствующие повышению эффективности процесса.
66. Технологическая схема отделения кристаллизации установки депарафини зации масел. Начертить и дать описание. Как производится регенерация растворителя.
67. Назначение и теоретические основы сернокислотной очистки масел. Каче ство продукции. Параметры процесса.
68. Жидкие и твердые парафины. Их свойства и применение. Выделение из нефтяных фракций. Гач и петролатум.
69. Назначение битумов. Состав. Зависимость эксплуатационных свойств би-тумов от компонентного состава.
70. Компонентный состав автомобильных бензинов. Характеристика компонентов.
71. Повышение качества автомобильных бензинов. Новые марки топлив с улучшенными экологическими и эксплуатационными свойствами - «Евросупер-95» и др. Экологически чистые высокооктановые добавки к бензину.
72. Компонентный состав и марки авиационных бензинов.
73. Комбинирование процессов переработки нефти. Эффективность комбини рования. Состав комбинированной установки ЛК – б У.
74. В чем принципиальное отличие схемы переработки нефти по топливно-масляному варианту от схемы переработки нефти по топливному варианту с высоким уровнем отбора светлых нефтепродуктов.
75. Какова роль НГПЗ в развитии нефтехимических производств завода. Ос новные виды продукции.
76. Виды водоснабжения нефтегазоперерабатывающего завода. Роль оборотно го водоснабжения. Схема оборотного водоснабжения.
77. Система водоотведения НГПЗ. Почему недопустимо смешение канализа ционных потоков разных систем.
78. Пароснабжение нефтегазоперерабатывающего завода.
79. Энергоснабжение нефтегазоперерабатывающего завода.
80. источники факельных сбросов. Роль факельного хозяйства в охране окружающей среды. Схема факельного хозяйства. Начертить и дать описание.
6. Перечень рекомендуемой литературы
Основная:
1.В.Н. Эрих. М.Г. Расина. М.Г. Рудин. Химия и технология нефти и газа. Л. Химия. 1985.
2. А.Г. Сарданашвили. А.И. Львова. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. М. Химия. 1982.
Дополнительная:
1. И.Л. Гуревич. Технология переработки нефти и газа. М. Химия. 1972.
2. Е.В. Смидович. Технология переработки нефти и газа. М. Химия. 1980.
3. В.М. Школьников. Товарные нефтепродукты. Свойства и применение. М. Химия. 1978.
4. С.А. Ахметов. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа. «Гилем». 2002.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
Примерная программа учебной дисциплины 5
Примерный перечень практических занятий 43
Курсовое проектирование 44
Задания для контрольных работ 46
Перечень рекомендуемой литературы 58
Нравится материал? Поддержи автора!
Ещё документы из категории разное:
Чтобы скачать документ, порекомендуйте, пожалуйста, его своим друзьям в любой соц. сети.
После чего кнопка «СКАЧАТЬ» станет доступной!
Кнопочки находятся чуть ниже. Спасибо!
Кнопки:
Скачать документ