Файл: Методические указания для обучающихся по практическим занятиям.pdf

33 глубины конверсии и других факторов, нельзя однозначно установить теплоту реакции. Для парафинистого сырья тепловой эффект гидрокрекинга обычно составляет 290–420 кДж/кг. Для высокоароматизированного сырья тепловой эффект может достигнуть 840 кДж/кг. Это говорит о том, что чем выше расход водорода на реакции, тем больше выделяется тепла.
Для регулирования температуры процесса по высоте реактора в зоны между слоями катализатора вводят холодный водородсодержащий газ (ВСГ).
Высота каждого слоя катализатора принимается такой, чтобы температура в нем не повышалась более, чем на 25 °С (ориентировочно).
Так как по ходу сырьевой смеси (сырье, ВСГ, продукты гидрокрекинга) меняются типы реакций, уровни отложения кокса и металлов на катализаторе и активность катализатора, то, соответственно, снижается выделение тепла и увеличиваются высоты слоев катализатора.
Катализаторы гидрокрекинга
В процессе гидрокрекинга используются несколько типов катализаторов. Эти катализаторы сочетают активность крекинга и гидрогенизации в различных пропорциях для достижения целевого превращения конкретного сырья в желаемый продукт. Активность гидрогенизации достигается за счет использования металлических промоторов, нанесенных на носитель катализатора. Промоторами могут быть металлы VI и VIII групп.
Активность крекинга достигается варьированием кислотности носителя катализатора. Эти варианты, в основном, достигаются за счет использования комбинации аморфного и кристаллического алюминия и оксида кремния или цеолита (молекулярное сито) в качестве материала для носителя.
Используются кристаллические цеолиты для носителей катализатора.
При подборе типа катализатора высокое значение имеет его возможность восстанавливать активность при регенерации. Нормальным можно считать период работы катализатора более 2 лет между регенерациями. Основная цель регенерации — выжиг отложившегося на катализаторе кокса. Аморфный и цеолитсодержащий катализаторы почти полностью сохраняют свою активность после выжига кокса. Катализаторы выпускаются, в основном, в виде экструдатов или иногда в виде микросфер с размером частиц 1–2 мм.
Сильное дезактивирующее воздействие на катализатор оказывают содержащиеся в сырье асфальтены, которые резко замедляют скорость гидрогенолиза сернистых соединений, практически не оказывая влияния на образование кокса. Сильнейшим ядом для катализаторов гидрокрекинга являются азотсодержащие соединения. При переработке нефтяных остатков

34 большую опасность для катализаторов представляют содержащиеся в сырье металлы в виде металлоорганических соединений.
Таблица 18 - Гидрокрекинг для разных видов сырья
Сырье
Продукты
Прямогонные дистилляты Сжиженный газ
Вакуумные газойли
Автомобильные бензины, керосины, дизельные топлива
Газойли коксования
Реактивные топлива
Деасфальтизат
Котельное топливо
Технологические параметры процесса.
Температура. Характерным интервалом температур для процесса гидрокрекинга является 350–405 °С. Повышение температуры от нижней границы к верхней происходит постепенно, по мере падения активности катализатора.
Давление. Давление процесса гидрокрекинга (чаще принято называть давлением в сепараторе высокого давления, то есть на приеме циркуляционного компрессора) варьируется в широких пределах — от 5,5 до
20,0 МПа.
Абсолютное давление в реакторе зависит от парциального давления водорода в системе, играющего основную роль в процессе гидрокрекинга, и зависит от концентрации водорода в циркулирующем водородсодержащем газе.
На промышленных установках гидрокрекинга минимальное содержание водорода в водородсодержащем газе не ниже 80–85 об. %. Повышая концентрацию водорода в циркулирующем водородсодержащем газе, можно снизить общее технологическое давление процесса и, соответственно, расчетное давление оборудования реакторного блока.
Объемная скорость подачи сырья зависит от качества сырья, применяемого катализатора, давления процесса, вида получаемых продуктов и глубины превращения. Типичные объемные скорости при гидрокрекинге находятся в пределах 0,5–2,0 ч
–1
Кратность циркуляции водородсодержащего газа (ВСГ). Процесс гидрокрекинга осуществляется с избыточным количеством водорода с учетом того, что с ростом парциального давления водорода скорости реакций повышаются. Кратность циркуляции представляет собой объем ВСГ по отношению к объему сырья, подаваемому в реактор (нм
3
/м
3
сырья).

35
Кратность циркуляции ВСГ принимается, в зависимости от назначения процесса и чистоты ВСГ, в пределах 800–2500 нм
3
/ч.
Гидрокрекинг характеризуется разнообразием типов и технологических схем:
1. по давлению процесса — гидрокрекинг высокого давления и «мягкий» гидрокрекинг;
2. по ведению процесса в реакторе — в стационарном слое катализатора
(подавляющее большинство промышленных установок) и в трехфазном кипящем слое с периодической заменой порций катализатора;
3. по технологическим схемам:
- одностадийный однопроходной («на проход»);
- одностадийный с рециркуляцией остатка;
- двухстадийный;
- с параллельной системой.
Выбор технологической схемы зависит от многих факторов, о которых было упомянуто выше.
Практическое задание:
1. Составить материальный баланс процесса гидрокрекинга нефтяного сырья. Продукты подобрать самостоятельно в зависимости от перерабатываемого сырья по заданию.
2. Описать назначение процесса гидрокрекинга нефтяных фракций.
3. Провести сравнительный анализ процессов гидроочистки и гидрокрекинга нефтяных фракций по следующим параметрам: a) Сырье b) Продукты c) Тип используемого реактора d) Химические реакции e) Температура процесса f) Давление процесса g) Кратность циркуляции водородсодержащего газа h) Объемная скорость подачи сырья i) Тепловой эффект реакции
4. Оформить отчет и написать вывод по проделанной практической работе.
Пример расчета:
Производительность установки: 720000 т/год;
Число рабочих дней: 342 дня.

36
Таблица
19
–
Материальный баланс установки двухступенчатого гидрокрекинга (первая ступень)
Наименование продукта
Выход,
% масс.
Производительность, G т/год т⁄сут кг⁄ч кг⁄с
Приход:
1 Сырье
2 Водородсодержащий газ
100,00 1,40 720000 10080 2105,26 29,47 87719,16 1227,91 24,36 0,34
Итого
101,40 730080 2134,73 88947,07 24,70
Расход:
1 Гидрогенизат (в зависимости от сырья)
2 Сероводород
3 Углеводородный газ
4 Аммиак
5 Потери
92,30 2,50 6,00 0,10 0,50 664560 18000 43200 720 3600 1943,15 52,64 126,32 2,10 10,52 80964,58 2193,33 5263,33 87,5 438,33 22,50 0,60 1,46 0,024 0,12
Итого
101,40 730080 2134,73 88947,07 24,70
Варианты задания для самостоятельной работы студентов.
Таблица 20 – Исходные данные
№ варианта
Тип сырья
Производительность,
G, т\год
Число дней
Выход водорода,
% масс.
1
Прямогонные дистилляты
1100000 366 1,40 2
Вакуумные газойли
860000 358 1,42 3
Газойли коксования
880000 359 1,43 4
Деасфальтизат
1200000 354 1,39 5
Прямогонные дистилляты
1300000 361 1,49 6
Вакуумные газойли
1400000 357 1,38 7
Газойли коксования
1500000 365 1,41 8
Деасфальтизат
2000000 360 1,44 9
Прямогонные дистилляты
1800000 355 0,46 10
Вакуумные газойли
1900000 350 0,48 11
Газойли коксования
720000 366 1,40 12
Деасфальтизат
710000 365 1,42 13
Прямогонные дистилляты
700000 360 1,43

37
Продолжение таблицы 20
№ варианта
Тип сырья
Производительность,
G, т\год
Число дней
Выход водорода,
% масс.
14
Вакуумные газойли
730000 355 1,39 15
Прямогонные дистилляты
750000 350 1,49 16
Вакуумные газойли
790000 366 1,38 17
Газойли коксования
800000 358 1,41 18
Деасфальтизат
820000 359 1,44 19
Прямогонные дистилляты
840000 354 0,46 20
Вакуумные газойли
1000000 361 0,48 21
Газойли коксования
980000 357 1,40 22
Деасфальтизат
960000 365 1,42 23
Прямогонные дистилляты
940000 360 1,43 24
Вакуумные газойли
920000 355 1,39 25
Газойли коксования
900000 350 1,49
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение термину «Гидрогенизационные процессы».
2. Дайте определение термину «Гидрокрекинг».
3. Опишите состав, используемого сырья в процессе гидрокрекинга.
4. Опишите продукты, получаемые в процессе гидрокрекинга.
5. Опишите технологические параметры процесса гидрокрекинга.
6. Опишите состав катализаторов, применяемых в процессе гидрокрекинга.
7. Опишите технологическую схему двухступенчатого крекинга.

38
Формы контроля и критерии оценки
Оценка знаний и умений при выполнении практических заданий предполагает дифференцированный подход к обучающимся, учет индивидуальных особенностей, степени усвоения и систематизации основных понятий, знаний учебного материала, умения делать обоснованные выводы и обобщения по результатам выполнения, формирования общих и профессиональных компетенций.
В критерии оценки уровня подготовки обучающихся входит:
- степень усвоения и систематизации основных понятий;
- уровень знаний учебного материала;
- системность знаний и представлений по предложенному заданию;
- грамотность выбора способа выполнения и степени самостоятельности рассуждений;
- профессиональная направленность предлагаемого способа выполнения задания;
- степень усвоения теоретического материала, предусмотренного профессиональной задачей;
- способность реализации теоретических знаний на практике;
- способность логического построения ответа, его четкость и обоснованность;
- техническая грамотность решения поставленной задачи.
Оценка 5 (отлично):
- обучающийся владеет системой знаний и представлений по предложенному заданию;
- обучающийся осуществляет реализацию теоретических знаний на практике;
- рассуждения обучающегося при выполнении задания носят аргументированный характер;
- обучающийся может пояснить выполнение любого этапа работы;
- сделан анализ проделанной работы и вывод по результатам работы;
- отчет выполнен в соответствии с требованиями к выполнению работы.
Оценка 4 (хорошо):
- обучающийся владеет системой знаний и представлений по предложенному заданию;
- рассуждения обучающегося при выполнении задания носят аргументированный характер;

39
- обучающийся допускает неточности при пояснение выполнения любого этапа работы;
- сделан неполный анализ проделанной работы или вывод по результатам работы;
- отчет выполнен с погрешностями и неточностями с требованиями к выполнению работы.
Оценка 3 (удовлетворительно):
- знания и представления обучающийся по предложенному заданию носят разрозненный характер;
- обучающийся слабо осуществляет реализацию теоретических знаний на практике;
- обучающийся допускает ошибки при пояснение выполнения любого этапа работы;
- сделан неполный анализ проделанной работы и вывод по результатам работы;
- отчет выполнен с ошибками в соответствие с требованиями к выполнению работы.
Оценка 2 (неудовлетворительно):
- обучающийся имеет существенные пробелы в знаниях и представлениях по предложенному заданию;
- рассуждения обучающегося бездоказательны;
- обучающийся не может объяснить этапы выполнения практической работы;
- не сделан анализ проделанной работы и вывод по результатам работы;
- отчет не выполнен в соответствие с требованиями к выполнению работы.
В конце работы преподаватель ставит оценку практической работы и подпись. Зачет по данным практическим работам студент получает при положительных ответах на контрольные вопросы и отчет.
Если студент пропустил соответствующие практические занятия, то все расчеты по выполнению практической работы он выполняет самостоятельно. В процессе выполнения практических работ студентом преподаватель оказывает консультативную помощь оформлению отчета.

40
ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по практическим работам оформляется в соответствии с требованиями внутреннего стандарт предприятия СТП-2017 «Единые требования к оформлению отчетов по практическим и практическим работам студентов в ГБПОУ КНТ им. Б.И.Корнилова»
Отчет по практическим работам оформляется на листах формата А4 с рамкой, поля слева – 3,0 см, сверху и снизу – 2,0 см, справа – 1,0 см.
Расстояние от рамки формы до границ текста в начале и в конце строк - не менее 3 мм. Расстояние от верхней или нижней строки текста до верхней или нижней рамки должно быть не менее 10 мм. В штампе рамки указывается код специальности, название предмета, номер практической работы и вариант, например, ПР.18.02.09.МДК.02.01.25.ТО
Отчет должен содержать содержание выполненных практических работ и титульный лист. Слово «СОДЕРЖАНИЕ» записывают в виде заголовка заглавными буквами, выравнивая по центру. Практические работы, включенные в содержание, записывают строчными буквами, начиная с заглавной буквы.
Между заголовками, основным текстом пропускается одна строка.
Рассчитанные величины должны иметь размерность.
В формулах в качестве символов следует применять обозначения, установленные соответствующими государственными стандартами.
Пояснения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу, если они не пояснены ранее в тексте, должны быть приведены непосредственно под формулой. Пояснения каждого символа следует давать с новой строки в той последовательности, в которой символы приведены в формуле. Первая строка пояснения должна начинаться со слова "где" без двоеточия после него.
Пример
- Плотность нефтепродукта р, кг/м
3
, вычисляют по формуле (1):
,
(1) где m - масса нефтепродукта, кг;
V - объем нефтепродукта, м
3
Формулы, следующие одна за другой и не разделенные текстом, разделяют запятой.
При оформлении вычислений и результатов вычисления следует использовать правило, что два знака «равно» на одной строке не используется.
ρ =
m
V

41
Пример - Рассчитываем плотность нефтепродукта р, кг/м
3
, по формуле
(1):
,
(1) где m - масса нефтепродукта, кг;
V - объем нефтепродукта, м
3
Рассчитаем плотность нефтепродукта р, кг/м
3
, по формуле (1):
1000 500
р
Получим:
3
кг/м
5
,
0
р
Переносить формулы на следующую строку допускается только на знаках выполняемых операций, причем знак в начале следующей строки повторяют. При переносе формулы на знаке умножения применяют знак "х".
Применение машинописных и рукописных символов в одной формуле не допускается.
Формулы, за исключением формул, помещаемых в приложении, должны нумероваться сквозной нумерацией арабскими цифрами, которые записывают на уровне формулы справа в круглых скобках. Одну формулу обозначают - (1). Ссылки в тексте на порядковые номера формул дают в скобках, например, ... в формуле (1).
Рисунки следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией.
Слово "Рисунок" и наименование помещают непосредственно под рисунком.
На все рисунки документа должны быть приведены ссылки в тексте документа, при ссылке следует писать слово «рисунка» с указанием ее номера.
При оформлении таблиц название следует помещать над таблицей.
Слово «Таблица» указывают один раз слева над первой частью таблицы, над другими частями пишут слова «Продолжение таблицы» с указанием номера таблицы.
Таблицы, за исключением таблиц приложений, следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией. На все таблицы документа должны быть приведены ссылки в тексте документа, при ссылке следует писать слово «таблица» с указанием ее номера. Заголовки граф и строк таблицы следует писать с заглавной буквы, а подзаголовки граф - со строчной буквы, если они составляют одно предложение с заголовком, или с
ρ =
m
V

42 заглавной буквы, если они имеют самостоятельное значение. В конце заголовков и подзаголовков таблиц точки не ставят. Заголовки и подзаголовки граф указывают в единственном числе. Разделять заголовки и подзаголовки диагональными линиями не допускается. При необходимости допускается перпендикулярное расположение заголовков граф.
Например:
Таблица 1 –Материальный баланс процесса
Наименование продукта.
Выход,
% масс.
Производительность,G т/год т/сут кг/ч кг/c
Приход:
Вакуумный газойль
(350 – 500)
о
С
100,00 359000 991,7127 41321,36 11,48
Продолжение таблицы 1
Наименование продукта.
Выход,
% масс.
Производительность,G т/год т/сут кг/ч кг/c
Итого
100,00 359000 991,7127 41321,36 11,48
Если цифровые или иные данные в графе таблицы не приводятся, то в графе ставят прочерк. Числовые величины в одной графе приводятся с одинаковым количеством десятичных знаков.
Если цифровые данные и графах таблицы имеют различную размерность, она указывается и заголовке каждой графы. Если все параметры, размешенные в таблице, имеют одну размерность, сокращенное обозначение единицы измерения помещают над таблицей.
Новая страница