CC BY
573
УДК 665.753.4
Л. С. Иванова, И. З. Илалдинов
ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТАНОВКИ ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Ключевые слова: гидроочистка, дизельное топливо Евро-5.
В данной работе предлагается возможность усовершенствования установки «гидроочистки дизельного топлива» от стандарта Евро-4 до Евро-5, благодаря замене катализатора. Спроектирована технологическая схема с использованием программы CADWorxP&ID, разработаны 3D модели металлоконструкций, оборудования, обвязка трубопроводами, используя программы CADWorxEquipment, MathCad, CADWorxPlant.
Keywords: hydrotreating, diesel Euro 5.
In this article proposes to update the installation "diesel hydrotreater" to standart Euro-5, replacing the catalyst. The technological scheme was developed with using CADWorxP program. Also 3D-models have been developed for metal-constructions, equipments, piping with using programs CADWorxEquipment, MathCad, CADWorxPlant.
Количество автомобилей, использующих дизельное топливо, с каждым годом растет, что оказывает влияние на состояние воздуха. С целью снижения нагрузки на окружающую среду, например, в Европе постоянно вводятся в действие все более жесткие требования к моторному топливу. В России с 2008 года был принят Технический регламент, в целом повторяющий европейские нормы. К началу 2009 года Россия должна была полностью перейти на топливо классом не ниже Евро-3. Выпуск в оборот бензина и дизельного топлива стандарта Евро-3 - допускается до 31 декабря 2014 года, стандарта Евро-4 - до 31 декабря 2015 года.
В России существуют и действуют 2 стандарта на дизельное топливо: ГОСТ 305-82 и ГОСТ Р 52368-2005. Последний стандарт соответствует требованиям европейского стандарта [1].
К увеличению содержания вредных веществ в выхлопных газах и общего уровня выбросов приводит наличие серы в дизельном топливе, а так же из-за серы увеличивается износ деталей двигателя, сокращается срок службы масла, ускоряется выход из строя деталей, ответственных за выброс вредных веществ. Продукты сгорания при взаимодействии с водой образуют серную и сернистую кислоты, которые в свою очередь провоцируют коррозию металла [1].
Одним из распространенных методов удаления из нефтяных фракций серо-, азото-, кислоро-до-, металлосодержащих соединений является гидроочистка. Особенное значение гидроочистки возросло с увеличением добычи сернистых и высокосернистых нефтей [2].
Рост отечественного рынка дизельных топлив приведет к тому, что конкуренцию выдержит тот, кто будет реализовывать наиболее качественное дизельное топливо, содержащее многофункциональный пакет присадок [1].
В связи с экологическими требованиями российские НПЗ переходят к выпуску дизельных топлив по стандарту ГОСТ Р 52368-2005, который соответствует современному стандарту Евро-5 [3].
Параметрами, которые регламентируют качество топлива по стандарту Евро-5, являются цета-новое число, которое должно быть не ниже 51, содержание серы не более 10 ppm и полициклических
ароматических углеводородов не более 11 масс.% [4,5].
Один из подходов усовершенствования качества дизельного топлива служит замена катализатора более активным, причем основные параметры процесса гидроочистки и большая часть оборудования остаются прежними [6].
В ходе выполнения работы было проведено 3D проектирование установки гидроочистки дизельного топлива c заменой катализатора HR 526 на НR 626 фирмы Axens. Предложенная замена катализатора позволяет осуществлять производство дизельного топлива с содержанием серы 10 ppm. За счет высокой активности и стабильности, кобальт-молибденовый катализатор позволяет максимально увеличить продолжительность цикла и минимизировать потребление Н2.
В таблице 1 представлены характеристики используемого катализатора HR-526 1.2 и предлагаемого HR-626 1.6. Из вышеприведенной таблицы можно заметить, что параметры катализаторов HR-626 1.6 и HR-526. 1.2 допускают возможность эксплуатации идентичного по размерам реактора.
Таблица 1 - Сравнительные параметры катализаторов HR 52б 1.2 и HR б2б 1.б
Пара- метры HR 52б 1.2 HR б2б 1.б
Объем (м3) 8.933 8.933
Вес (т) 6.789 7.414
Высота (мм) 3400 3400
Тип Промотиро- Промотиро-
ванный CoMo ванный CoMo
Форма трилистник трилистник
Размер (мм) 1.2 1.6
Загрузка плотная плотная
Описание процесса проектирования
На первом этапе работы была подобрана часть площадки всей установки гидроочистки дизельного топлива и составлена РІ&Б -схема в программе АиоСАБ РІ&Б (рис. 1,2) в которой отражаются аннотации всего оборудования, а также
его маркировка [7]. Сырое дизельное топливо с установки атмосферно-вакуумной переработки нефти подается в трубопровод с ВСГ (водородсодержащий газ) через теплообменники Т-401/402 в печь П-401, нагретая смесь поступает в реактор Р-401 заполненный катализатором. После поток смеси ВСГ и ДТ (дизельное топливо) через теплообменники Т-401/402 и воздушный холодильник АС-401 в охлажденном виде поступает в сепаратор У-401, где циркулирующий водородсодержащий газ отделяется от дизельного топлива. Сепаратор У-401 имеет сухую зону, где отбиваются капли дизельного топлива унесенного ВСГ. После сепаратора У-401 ВСГ поступает в абсорбционную колонну ТК-402, для удаления из него сероводорода раствором диэтаноламина. Дизельное топливо из сепаратора У-401 подается в сепаратор низкого давления У-402, за счет снижения давления из дизельного топлива выделяются растворенные в нем газы и вода. Из сепаратора V-402 дизельное топливо через теплообменник Е-403 направляется на 16 тарелку отпарной колонны К-401. На выходе из колонны: сверху через флегмо-вую емкость У-403 несконденсировавшиеся газы попадают в секцию аминной очистки; из отстойной флегмовой емкости У-403 водный слой отводится в секцию получения серы; углеводороды из флегмовой емкости У-403 подаются в виде флегмы для поддержания температуры верха колонны К-401; с куба колонны К-401 смесь выводится в товарный парк.
Рис. 1 - P&ID- схема установки гидроочистки дизельного топлива
После в процессе моделирования в программе AutoCAD Plant 3D было построено трехмерное изображение установки гидроочистки дизельного топлива (рис. 3). При этом нужно отметить, что AutoCAD P&ID и AutoCAD Plant 3D входят в одну поставку. Они работают в одном диалоговом окне, запускаясь из соответствующего раздела диспетчера проектов [7].
Таким образом, в данной работе была предложена замена катализатора для усовершенствования установки «гидроочистки дизельного топлива» от стандарта Евро-4 до Евро-5. Была спроектирована технологическая схема с использованием про© Л. С. Иванова - магистр КНИТУ, [email protected];
граммы CADWorxP&ID и разработаны 3Б модели металлоконструкций, оборудования, обвязка трубопроводами, используя программы CADWorxEquip-шеШ, МаШСа^ CADWorxPlant.
АС-402
__X
Рис. 2 Продолжение Р&ГО- схемы установки гидроочистки дизельного топлива
Рис. 3 ЭБ-модель установки гидроочистки дизельного топлива
Литература
1 Халикова Д.А., Меньшикова Т.С. Сравнение ключевых показателей дизельных топлив зарубежного и отечественного производства // Вестник КГТУ.-2012.-№9. -с.226-227.
2 Солодова Н.Л., Терентьева Н.А. Гидроочистка топлив: учебное пособие.-Казань: Изд-во Каз.гос.технол.ун-та, 2008.-104с.
3 Постановление Правительства Российской Федерации от 27 февраля 2008 г., № 118, г. Москва. Технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» // Российская газета.- 2008. 5 марта.- №47(4604). - С.24.
4 ГОСТ Р 52368-2005. Топливо дизельное ЕвРо. Технические условия.
5 Капустин В.М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти. Часть 2. Деструктивные процессы. Москва, КолосС, 2007, 334 с.
6 http://www.ogjrussia.com
7 Марков В.Ю., Усманов Т.К., Абдуллин А.И. Проектирование установки гидроочистки дизельного топлива ООО «Лукойл-Волгоград нефтепереработка» // Вестник КГТУ. - 2013. - №1. - с. 195-196.
З. Илалдинов - к.х.н., доцент кафедры ТООНС КНИТУ.
