Выбор и обоснование варианта и технологической схемы переработки нефти (стр. 6 из 7)

Рисунок 5.2 Принципиальная технологическая схема гидроочистки

Каталитический крекинг. Качество сырья

а) Фракционный состав сырья. Бензиновые фракции в сырье каталитического крекинга нежелательны, так как в процессе химический состав их не изменяется, следовательно, и октановое число, т.е. они, являются балластом на установке. Но в последнее время в сырье каталитического крекинга стали вовлекать бензиновые фракции вторичных процессов термокрекинга и коксования с целью облагораживания их как по химическому составу, так и по октановому числу. В сырье крекинга их содержание достигает 15%. Керосиновые и дизельные фракции не вовлекаются в сырье каталитического крекинга, так как являются сырьем для производства реактивных и дизельных топлив. Ограничивающим фактором по концу кипения каталитического крекинга является содержание гетероатомных соединений смол, Асфальтенов и тяжелых металлов.

б) Химический (групповой) состав сырья. Наиболее реакции свободными в процессе каталитического крекинга являются изопарафиновые и алкинафтеновые углеводороды; ароматизированные углеводороды в составе сырья каталитического крекинга приводят к увеличению выхода кокса. Таким образом, наиболее благоприятным сырьем каталитического крекинга являются сырье парафин нафтенового основания и нежелательно ароматическое сырье.

в) Содержание нежелательных компонентов. Нежелательные компоненты сырья каталитического крекинга можно условно разделить на две группы:

1) вызывающие только повышенное коксоотложение на катализаторе;

2) вызывающие отравление катализатора.

К первой группе относятся полициклические, ароматические УВ, смолы и асфальтены.

Ко второй группе относятся сернистые соединения, тяжелые металлы и азотистые соединения основного характера (адсорбируется на кислотных центрах катализатора, блокируя их).

Продукты каталитического крекинга:

1. углеводородный газ содержит значительное количество пропана, изобутана и бутана. После фракционирования на ГФУ сухой газ используется в качестве сырья нефтехимии, бытового топлива; изобутан используется в качестве сырья нефтехимии и процесса алкилирования;

2. бензиновая фракция (н.к.-195 ˚C) используется в качестве компонента авто- и авиабензинов;

3. легкий газойль (пределы выкипания 195-350, 195-270, 270-420˚C) используется в качестве компонента дизельного топлива, для производства «игольчатого» кокса и в качестве флогента;

4. тяжелый газойль используется в качестве компонента котельного топлива.

Принципиальная технологическая схема установки каталитического крекинга

Сырье каталитического крекинга с блока гидроочистки поступает в узел смещения лифт - реактора Р-1. перед подачей сырья в узел смешения подается водяной пар, сюда же из регенератора ссыпается горячий регенерированный катализатор. При контакте с горячей катализатором сырье испаряется, пары сырья и катализатор начинают подниматься по лифт - реактору. За время прохождения лифт-реактора (1,5-3 сек.) сырье успевает полностью крекироваться. Пары продуктов и катализатор попадают в отстойную зону реактора. За счет увеличения диаметра отстойной зоны скорость движения катализаторной смеси уменьшается и под действием силы тяжести катализатор ссыпаются парную секцию; за счет контакта с водяным паром тяжелые УВ отпаривается на поверхности катализатора. Для улучшения контакта катализатора и водяного пара парная секция снабжена каскадными горелками. Дисорбированный катализатор из парной зоны ссыпается в регенератор. Регенерация катализатора осуществляется выжигом с поверхности катализатора горячим воздухом образовавшегося кокса. Дымовые газы, образовавшиеся при выжигании кокса, проходят двухступенчатую систему циклонов для улавливания каталитического пыли, затем подаются в котел-утилизатор КУ, в котором за счет тепла отходящих дымовых газов образуется водяной пар, затем дымовых водяной пар, затем дымовые газы проходят электрофильтры для полного управления каталитической пыли и выбрасываются в атмосферу. Регенерированный катализатор возвращаются в лифт-реактор. Пары продуктов крекинга в отстойной зоне реактора также проходят двухступенчатую систему циклонов для улавливания каталитической пыли, затем подаются в ректификационную колонну на разделение. Сверху колонны выводится углеводородный газ, бензиновая фракция и водяной пар, которые после охлаждения и конденсации разделяются в водогазосепараторе. Боковыми погонами колонны являются легкие и тяжелые газойли, выводимые через стриппинги, нижняя часть колонны представляет собой отстойник каталитического шлама. Он возвращается в парную секцию колонны. Сверху отстойника выводится остаток выше 400 или 420 ˚C, (рис.5.3).

Рисунок5.3 Принципиалтьная технологическая схема каталитического крекинга

Состоит из четырех блоков:

1) блока подготовки сырья (гидроочистки);

2) реакторно-регенераторного блока;

3) блока ректификации продуктов крекинга;

4) блока газофракционирования (ГФУ).

Процесс замедления коксования

Коксования предназначено для получения высокоуглеродистого твердого материала, называемого коксом. В качестве сырья процесса используют остатки от прямой перегонки нефти (мазут, гудроны) и тяжелые фракции термокаталитических процессов (тяжелые газойль, крекинг - остатки, пиролизная смола), остатки масляного производства (экстракты, асфальты). По назначению кокс можно разделить на четыре группы:

1) электродный кокс, предназначенный для производства электродов для выплавки Аlи других металлов;

2) металлургический кокс, предназначен для выплавки сталей;

3) конструкционный кокс, предназначенный для футеровки аппаратов, работающих в агрессивных средах;

4) кокс как твердое топливо.

Существуют три модификации этого процесса:

1) периодическое коксование в обогреваемых камерах;

2) непрерывное (замедленное коксование в не обогреваемых камерах);

3) непрерывное коксование в реакторах.

Замедленное коксование – это широко применяемый в настоящее время процесс коксования. Он осуществляется в вертикальных цилиндрических не обогреваемых камерах. На установках замедленного коксования работают параллельно две камерах. На установках замедленного коксования работают параллельно две камеры. Во время работы одной камеры, вторая камера готовится к работе.

Таким образом, камеры работают периодически, а установка в целом непрерывно. Основными аппаратами установки замедленного коксования являются: нагревательные печи, не обогреваемые камеры и разделительная колонна.

Продукты коксования:

1) кокс, углеродный продукт;

2) углеродный газ богат непредельными углеводородами и может использоваться в качестве топлива, но в основном направляются на ГФУ;

3) бензиновая фракция содержит значительное количество непредельных углеводородов и имеет низкое октановое число. После гидроочистки используется в качестве компонента товарных бензинов или установок риформинга;

4) легкий газойль используется после гидроочистки в качестве компонента дизельного топлива;

5)тяжелый газойль может использоваться для производства кокса или в качестве компонента сырья каталитического крекинга и гидрокрекинга.

Принципиальная технологическая схема установки замедленного коксования

Сырье замедленного коксования (гудрон) с вакуумного блока установки АВТ паровым насосом подается в печь П-1, где нагревается до температуры 350-360 ˚С, и затем поступает в ректификационную колону К-3 под тарелку с патрубком; в нижнюю часть ректификационной колонны подаются горячие пары продуктов разложения из коксовых камер; при контакте горячих паров с сырьем происходит конденсация из паров наиболее тяжелых углеводородов; получается вторичное сырье, обогащенное тяжелыми углеводородами.

Для улучшения компонентов между паровой и жидкой фазами, нижняя часть колонны снабжена тарелками и представляет собой конденсатор смешения.

Вторичное сырье снизу ректификационной колонны вновь подается в печь, где нагревается до температуры 500-510˚С, и поступает в коксовую камеру. Коксовая камера заполняется сырьем только на

для предотвращения заноса капелек тяжелой жидкости в линию паров; в верхнюю часть коксовой камеры подается антипенный препарат. Заполнение камеры продолжаются 24-36 часов, затем камера выключается, и в ней за счет аккумулированного сырьем тепла протекают реакции коксообразования. Сырье включается на параллельную камеру, предварительно подготовленную к работе, подогретую сначала водяным паром, а затем парами продуктов из рабочей камеры.

После завершения образования кокса, коксовую камеру охлаждают сначала продувкой водяным паром, а затем подачей холодной воды. Продукты из коксовой камеры подаются для разделения в ректификационную колонну, сверху которой отбираются углеводородный газ, водяной пар и пары бензиновой фракции, которые охлаждается и конденсируется в конденсаторе-холодильнике, и разделяются в водогазосепараторе. Сборку колонны выводится легкий и тяжелый газойли. Оставшийся в камере кокс выгружается следующим образом: в коксовую камеру под высоким давлением подают воду, которая как бы «пробуривает скважину»; вверху камеры устанавливается аппаратура («колпачок») и при помощи гидрорезка кокс режется на слои и выводится снизу камеры через специальное «отверстие» и погружается на тележки, (рис.5.4).

Рисунок 5.4.Технологическая схема установки замедленного коксования

Депарафинизация карбамидом

Депарафинизацию называется процесс удаления из нефтяных фракций твердых углеводородов, выпадающих из раствора при понижении температуры. К числу углеводородов, выделяющихся в кристаллическом состоянии из нефтяных фракций, относятся высокомолекулярные парафины и церезины, а также нафтеновые, ароматические и нафтеновые, ароматические и нафтеноароматические углеводороды с длинными боковыми алифатическими радикалами нормального и слаборазветвленного строения.