На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Теоретические основы процесса получения основ гидравлических масел

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 07.12.2012. Сдан: 2012. Страниц: 8. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание
1 Характеристика  сырья и продукта……………………………………………………………….3
  1.1 Сырье……………………………………………………………………………………..…..3
  1.2 Продукт……………………………………………………………………………………….3
2 Химическое  превращение…………………………………………………………………….…..4
  2.1 Химизм  процесса…………………………………………………………………………….4
  2.2 Механизм  реакции………………………………………………………………………..….8
3 Теоретические  основы процесса………………………………………………………..………..9
4 Основы управления  процессом…………………………………………………………………..9
  4.1 Температура………………………………………………………………………………….9
  4.2 Давление…………………………………………………………………………………….10
  4.3 Объемная  скорость подачи сырья………………………………………………..………..11
  4.4 Кратность  циркуляции водородсодержащего  газа к сырью……………………………..11
  4.5 Активность  катализатора……………………………………………………………..……12
Выводы……………………………………………………………………………………………..14
Список использованных источников…………………………………………………………….15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       1 Характеристика сырья и продукта
       1.1 Сырье
       Основным  сырьем для получения основ низкозастывающих гидравлических масел является дизельная фракция (240-350оС). На стадию гидроочистки узкая дизельная фракция подается с блока вторичной перегонки дизельного топлива со следующими показателями [19]:
       1) 50% перегоняется при температуре  не выше 278оС;
       2) 96% перегоняется до 358оС;
       3) температура вспышки, определяемая  в закрытом тигле, не ниже 62оС;
       4) кислотность, мг КОН на 100 см3 топлива, не более 4,5
       5) температура застывания не ниже  минус 10оС;
       6) предельная температура фильтруемости  не выше минус 5оС;
       7) фракция не должна быть мутной  и содержать крупные частицы  воды.
       Дополнительным  сырьем служит водородсодержащий газ, направляемый на стадию гидроочистки с установок риформинга.
       Основные  характеристики водородсодержащего газа [19]:
       1) содержание водорода не менее  90%;
       2) не содержит углеводородов С4 и выше;
       3) содержание сероводорода не более  0,001% об.;
       4) содержание влаги не более  150 ppm (0,015%);
       5) содержание оксидов углерода (СО+СО2) не более 20 ppm;
       6) не содержит хлоридов.
       1.2 Продукт
       На  масляном и нефтехимическом производстве из дизельной фракции 240-350оС путем её гидроочистки, глубокого гидрирования и гидроизомеризации получают низкозастывающие основы гидравлических масел ВМГЗ. Данное масло предназначено для всесезонной эксплуатации в гидроприводах и гидравлических системах строительных, дорожных, лесозаготовительных, подъемно-транспортных и других машинах, в промышленном оборудовании в районах крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, работающих на открытом воздухе, а также в качестве сезонного зимнего сорта в районах умеренного климата в интервале температур от -40 до +50оС в зависимости от типа применяемого гидронасоса. Преимущества [5]:
       а) широкий диапазон рабочих температур;
       б) отличные противоизносные свойства;
       в) полностью защищают от коррозии;
       г) отличная высокотемпературная стабильность;
       д) высокая стойкость к механической деструкции;
       е) отличная фильтруемость;
       ж) легко отделяется от воды;
       з) совместимо с РТИ гидросистем.
       На  ООО «Лукойл ВНП» получают всесезонное  гидравлическое масло со следующими характеристиками:
       1) внешний вид – прозрачная жидкость  бесцветная или слегка желтоватая;
       2) кинематическая вязкость при  50оС не менее 3,5 сСт;
       3) температура застывания не выше  минус 55оС;
       4) плотность при 20оС не более 0,865 г/см3;
       5) отсутствие механических примесей  и воды;
       6) температура вспышки в открытом  тигле не ниже 120оС.
       2 Химическое превращение
       2.1 Химизм процесса
       Серусодержащие  соединения, имеющиеся в нефтепродукте, подвергаются в процессе гидроочистки следующим реакциям:
       1) меркаптаны гидрируются до сероводорода  и соответствующего углеводорода:
       RSH + H2 > RH + H2S;
       2) сульфиды гидрируются через стадию  образования меркаптанов:
       RSR' + H2 > RH + R'SH,
       R'SH + H2 > RH + H2S; 
       3) дисульфиды гидрируются до сероводорода  и соответствующего углеводорода  также через стадию образования  меркаптанов:
       RSSR' + H2 > RSH + R'SH;
       4) тетрагидротиофены гидрируются  с образованием соответствующих  алифатических углеводородов:
       
       S + 2H2 > C4H10 + H2S, 

       5) тиофены дают такие же продукты, как и тетрагидротиофены:
        S + 4H2 > C4H10 + H2S;
       6) бензо- и дибензотиофены гидрируются  по схеме:
       
                                                                  + H2 >                      ,
                                                    S                                        S
                                                    + 2H2    >                          + H2S,
                                          S                                            C2H5 
 
 

       
                                                                                  + H2S
                              + H2
                                                                                                                                 + H2S
              S                                                                       +H2
                                                                                 
                                                              S
                                                                                                                  S
                                                                                                                    +H2
       
                                                                                                                                 + H2S. 

       Таблица 1 – Тепловой эффект и изменение энергии Гиббса при гидрировании сераорганических соединений (в кДж · моль-1) [7]
       
 
Реакция
Тепловой  эффект ?G0
300 К 800 К 300 К 800 К
C4H9SH + H2 > C4H10 + H2S +58 +67 -61 -63
C6H13SH + H2 > C6H14 + H2S +59 +67 -62 -62
C12H25SH + H2 > C12H26 + H2S +59 +67 -61 -61
(C4H9)2S + H2 > C4H9SH + C4H10 +46 +55 -55 -64
C4H9SH–C11H23 + H2 > C4H9SH + C11H24 +46 +55 -53 -60
C4H9SH–C11H23 + H2 > C11H23SH + C4H10 +49 +55 -54 -60
(C3H7)2S2 + H2 > 2C3H7SH +18 +28 -31 -49
(C6H13)2S2 + H2 > 2C6H13SH +17 +24 -32 -51
                         S + 2H2 > C4H10 + H2S
       
 
+113
 
+122
 
-97
 
-63

       Одновременно  с гидрированием серусодержащих соединений происходят многочисленные реакции углеводородов:
       1) изомеризация парафиновых и нафтеновых  УВ;
       2) насыщение непредельных;
       3) гидрокрекинг;
       4) гидрирование ароматических УВ.
        RCH=CH2 + H2 > RCH2CH3;
                                                                                                                                                   . 

       По  термодинамическим данным видно, что при температурах, представляющих практический интерес, равновесия реакций гидрирования серусодержащих соединений смещено в сторону углеводородов и сероводорода; для меркаптанов, сульфидов и дисульфидов с повышением температуры убыль энергии Гиббса при гидрировании увеличивается. Для всех сераорганических соединений, кроме тиофенов, термодинамические ограничения гидрирования в интервале 300-800 К отсутствуют. При низком парциальном давлении водорода наряду с гидрогенолизом могут протекать реакции типа 2RSH > H2S + RSR; для их подавления необходимо высокое парциальное давление водорода. Для тиофенов большая глубина гидрирования может быть достигнута при не слишком высоких температурах, при повышении температуры глубина гидрирования термодинамически ограничивается.
       Таблица 2 – Равновесная степень гидрогенолиза тиофена до H2S и бутана (в %) [7]
       
 
Температура
Давление
0,1 МПа 1,0 МПа 4,0 МПа 10,0 МПа
500 99,2 99,9 100,0 100,0
600 98,1 99,5 99,8 99,8
700 90,7 97,6 99,0 99,4
800 68,4 92,3 96,5 98,0
900 28,7 79,5 91,8 95,1

       Кинетика  гидрирования сераорганических соединений сильно зависит от их строения. Скорость гидрирования в общем возрастает в ряду:
       тиофены < тетрагидротиофены ? сульфиды < дисульфиды < меркаптаны
       С увеличением числа ареновых и  циклоалкановых колец в молекуле сераорганического соединения его  устойчивость к гидрогенолизу растет.
       Таблица 3 – Степени превращения при гидрировании азот-, кислород-, и сераорганических аналогов над Ni2S3 (в %) [23]
       
Вещество Температура, оС
200 300 400
Тетрагидротиофен 41 100 100
Тетрагидрофуран 0 25 55
Тиофен 0 15 39
Фуран 0 0 10
Пиррол 0 0 0

       При одинаковом строении устойчивость относительно гидрирования возрастает в ряду:
       сераорганические < кислородорганические < азоторганические
       В связи с высокой устойчивостью  азоторганических соединений нефти  азот удаляется при гидроочистке с большим трудом. Реакции гидрирования азоторганических соединений, по-видимому, аналогичны реакциям гидрирования серусодержащих соединений. Например, хинолин гидрируется в основном по следующей схеме [3]:
       
                + H2                           
       N                                      N
                                                  C3H7             
                + H2      
       N                                      NH2
          C3H7
                    + H2                              + NH3.
         NH2                                                     C3H7
       Соединения, содержащие азот в циклических структурах, гидрируются значительно труднее, чем содержащие азот в аминогруппах. При этом хинолиновая структура  устойчивее изохинолиновой.
       Таблица 4 – Результаты гидрирования азоторганических соединений в растворах углеводородов (гексан, гексан + бензол), содержащих 5,0 – 5,5% азота на алюмокобальтмолибденовом катализаторе при 8 МПа, объемной  скорости 1ч-1, циркуляции ВСГ 3000 мл/л сырья и различной температуре (в %) [7]
       
 
Вещество
 
Температура, оС
350 400 450
Хинолин 9,5 35,8 96,4
Изохинолин 63,8 87,6 96,2
Анилин 27,8 94,4 99,6
Бензиламин 94,3 99,6 99,7
Пропиламин 92,7 98,9 99,4
о-Толуидин 28,7 86,9 98,8

 
       В процессе гидроочистки в значительной мере разрушаются металлорганические соединения и выделяющиеся металлы  отлагаются на катализаторе. 

       Таблица 5 – Данные о степени удаления металлов при гидроочистке вакуумного газойля (в %) [7]
       
Металл Степень удаления
Железо 90
Медь 80
Никель 85
Хром 75
Ванадий 95
Магний 85
Натрий 45

       2.2 Механизм реакции гидрирования
       
       Рисунок 1 – Механизм гидрирования тиофена
       Алифатические меркаптаны, сульфиды, дисульфиды легко  вступают в реакции гидродесульфуризации в присутствии водорода и катализатора, при этом гомолитически разрывается  C-S связь, свободные валентности насыщаются водородом. Продуктами взаимодействия являются насыщенный углеводород и сероводород [28]. Соединения ряда тиофена являются более устойчивыми к гидрированию. Активирование молекул тиофена происходит путем присоединения водорода по одной из двойных связей с образованием угдерод-центрированного 2-гидротиофенового радикала. Путь гидрирования через промежуточное образование угдерод-центрированного 2-гидротиофенового радикала и далее 2,5-дигидротиофена с последующим разрывом связи S-C может произойти на равновесном Мо-ребре без создания координационно-ненасыщенных центров. Путь гидрирования также может реализовываться и на S-ребре кристаллита. Однако в этом случае изначальная равновесная структура не активна, и для протекания реакции должны быть образованы сульфидные вакансии. Сульфидные вакансии на S-ребре являются также активными центрами для реализации пути прямой гидродесульфуризации. Этот путь также проходит через образование угдерод-центрированного 2-гидротиофенового радикала, но без получения 2,5-дигидротиофена [31].
       3 Теоретические основы процесса
       Гидроочистка, процесс селективного гидрирования содержащихся в моторных топливах (бензин, керосин, дизельное топливо), маслах и других нефтепродуктах органических сернистых, азотистых и кислородных соединений, которые, присоединяя водород, образуют соответственно сероводород, аммиак и воду и в таком виде удаляются из очищаемого продукта. Гидроочистку ведут в присутствии гидрирующего катализатора при 260 — 430°С и давлении водородсодержащего газа 1—10 Мн/м(10—100 кгс/см2). В процессе расходуется значительное количество водорода (чтобы снизить на 1% содержание серы, необходимо затратить его 9—18 мна 1 мсырья), поэтому установки гидроочистки обычно совмещают с установками каталитического риформинга, дающими избыточный водород. Образующийся сероводород улавливают и используют для получения серы и серной кислоты. В результате повышается качество нефтепродуктов, снижается коррозия оборудования, уменьшается загрязнение атмосферы. Гидроочистку смазочных масел, применяемая вместо контактной очистки глинами, улучшает цвет и запах, понижает кислотность и коксуемость масел. Данный каталитический процесс обессеривания приобрёл очень большое значение в связи с вовлечением в переработку больших количеств сернистых и высокосернистых (более 1,9% серы) нефтей [25].
       4 Основы управления процессом
       Условия проведения процесса гидроочистки зависят  от фракционного и химического состава  сырья, от требуемой степени обессеривания, применяемого катализатора и его  состояния.
       Основными параметрами, характеризующими гидроочистку, являются: температура, давление, объемная скорость подачи сырья, кратность циркуляции водородсодержащего газа по отношению  к сырью и активность катализатора.
       4.1 Температура
       Подбор  оптимальных температур гидроочистки зависит от качества исходного сырья, от условий ведения процесса, потери активности катализатора с течением времени и лежит в пределах 340-388°С.
       Температура на входе в реактор наиболее легко  и часто контролируется оператором для регулирования вывода серы или  азота из сырья.
       Температура на выходе из реактора зависит от характеристик  сырья, и ею невозможно легко варьировать  без изменения температуры на входе в реактор. Температура  на входе должна постоянно поддерживаться на минимально требуемом уровне для  достижения показателей качества продукта.
       Скорость  повышения этой температуры соотносится  со скоростью дезактивации. Постепенное  снижение активности катализатора можно  компенсировать повышением температуры  в реакторе до максимального предела  температуры слоя 426 °С.
       При дальнейшем повышении температуры  степень гидрирования снижается: для  сернистых соединений незначительно; для непредельных углеводородов  довольно резко, так как при повышенной температуре происходит реакции  гидрокрекинга, в результате которых  снижается выход жидких продуктов  и увеличивается отложение кокса  на катализаторе.
       Реакции экзотермичны, количество выделяемого  тепла зависит от содержания серы и непредельных углеводородов в  сырье.
       Необходимо  непрерывно контролировать перепад  температуры в реакторе, чтобы  не допустить повышения проектных  предельных параметров установки.
       Это может иметь особое значение при  смене сырья, поскольку насыщение  олефинов ведет к значительному  выделению тепла. Максимальный перепад  температуры в слое катализатора составляет <33°С [7].
       4.2 Давление
       С повышением общего давления в системе  увеличивается степень обессеривания  сырья, уменьшается коксообразование и увеличивается срок службы катализатора.
       Процесс гидроочистки проводится при давлении 20-50 кгс/см2. Вблизи верхнего предела рост степени обессеривания от повышения давления незначителен.
       При изучении факторов, влияющих на глубину  гидроочистки, было определено, что  гидрированию, в основном, способствует не повышение общего давления в системе, а то, что с повышением общего давления в системе гидроочистки растет парциальное давление водорода.
       При увеличении парциального давления водорода до 30 кгс/см2 степень гидрирования сернистых соединений увеличивается довольно резко, а выше 30 кгс/см2 – незначительно.
       Парциальное давление водорода, требуемое для  работы установки, определяется на основе предусмотренного показателя удаления серы или азота, и представляет собой  экономический критерий оптимальности, учитывающий первоначальные инвестиции и производственные затраты относительно срока службы катализатора.
       Рабочее давление, т.е. давление сепаратора высокого давления, необходимо постоянно поддерживать на проектном значении по следующим  причинам:
       1) рабочее давление выше проектного положительно влияет на срок службы катализатора и может повысить в некоторой степени активность катализатора, но на режиме работы это отразится отрицательным образом, поскольку оборудование (печи, реакторы, компрессоры, теплообменники, предохранительные клапаны и т.д.) спроектировано исходя из определенного давления сепаратора. Повышение давления сепаратора приведет к повышенному износу оборудования и в экстремальных условиях может вызвать опасные отказы оборудования, связанные с высокими затратами;
       2) рабочее давление ниже проектного будет иметь отрицательные последствия для активности катализатора и приведет к ускоренной дезактивации катализатора вследствие коксообразования.
       Процесс гидроочистки дизельных фракций  проводится при давлении на выходе из реактора 38 кгс/см2 [19].
       4.3 Объемная скорость подачи сырья
       Объемной  скоростью называется отношение  объема сырья, подаваемого в реактор  в час, к объему катализатора.
       С увеличением объемной скорости уменьшается  время пребывания сырья в реакторе и, наоборот, с уменьшением объемной скорости увеличивается время контакта паров сырья с катализатором, и, следовательно, углубляется степень  очистки. Однако, с уменьшением объемной скорости уменьшается количество пропускаемого  через реактор сырья, т.е. уменьшается  производительность установки.
       Проект  установки основывается на рабочем  режиме, обеспечивающем оптимальные  показатели. Одним из критериев является массовый поток жидкости, проходящий через слой катализатора. При пониженной производительности могут возникнуть осложнения в работе установки вследствие гидравлических факторов (например, срабатывание регулирующих клапанов на закрытие и  т.д.). Кроме того, распределение реагирующих  веществ может стать неравномерным  из-за образования каналов с более  интенсивным потоком. По этим причинам установка не должна работать на производительности ниже минимально установленной в  течение продолжительного времени. Минимальная производительность установки  варьируется в зависимости от конкретного проекта и обычно составляет 50-70% от проектной мощности.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.