Типы промышленных установок термического крекинга под давлением и основная аппаратура

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Лекция № 17. Типы промышленных установок термического крекинга под давлением и основная аппаратура

На заводах России имеются два типа установок: Термический крекинг мазутов по двухпечной схеме с выносной реакционной камерой и без нее (реакционная секция находится в самой печи). Эти установки были спроектированы бывшим институтом Гипронефтезаводы (ныне ВНИПИнефть) и построены в 50-е годы. При работе по последнему варианту время пребывания сырья и продуктов реакции в Печи составляет 1,6-2,5 мин во избежание большого отложения кокса в трубах реакционного змеевика. Если же имеется выносная реакционная камера, нагрев в печи производится до более низкой температуры, но за счет пребывания нагретого сырья в реакционной камере в течение 10-15 мин происходит углубление процесса с увеличением выхода бензина без закоксовывания труб печи. Такие установки при определенных условиях безостановочно работают от 6-ти месяцев до года и позволяют перерабатывать как тяжелое, так и более легкое сырье.

Принципиальная схема крекинг-установки с выносной реакционной камерой по двухпечному варианту приводится на рис. 17.1.

Сырье насосом Н-1 (производительностью до 70 т/ч) подается через группу теплообменников Т-1, Т-2. Часть сырья после теплообменников поступает в основную ректификационную колонну К-3, остальное сырье — в верхнюю часть испарителя низкого давления К-4. Разделение сырья делается для лучшего использования тепла паров в этих аппаратах. Обогащенный тяжелыми газой-

левыми фракциями поток сырья с глухой тарелки испарителя К-4 насосом Н-3

откачивается в нижнюю часть колонны К-3, а отпаренный от легких фракций поток жидкости, состоящий из свежего сырья и рециркулята с низа К-3 горячим насосом Н-9 (производительностью до 240 м3/ч) подается в печь тяжелого сырья П-1.

Газойлевая фракция с глухой тарелки колонны К-3 откачивается горячим насосом Н-10 (производительностью до 50 м3/ч) в печь легкого сырья П-2 для глубокого крекинга, где нагревается до более высоких температур, чем тяжелое сырье с печи П-1. Далее продукты крекинга из обеих печей входят в верхнюю

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

часть выносной реакционной камеры К-1, где поддерживается давление 2- 2,5

МПа. Продукты реакции снизу камеры направляются в испаритель высокого давления К-2, работающий при давлении 0,8-1,0 МПа, где производится разделение продуктов крекинга на паровую и жидкую фазы. Регулировка давления и его снижение производится с помощью редукционного клапана, установленного на линии перетока продуктов крекинга из выносной реакционной камеры в испаритель высокого давления К-2. Жидкая фаза в виде тяжелого крекинг-остатка самотеком поступает в испаритель низкого давления К-4, где за счет уменьшения давления из него происходит выделение паров газойлевых фракций, которые через проход в глухой тарелке попадают в верхнюю часть колонны К-4 и вступают в контакт с исходным сырьем, подаваемым в верхнюю часть. Некоторое количество несконденсировавшихся в колонне К-4 паров и газов конденсируется и охлаждается в холодильнике Т-7, затем собираются в сборнике-газосепараторе Е-2,

откуда насосом Н- 4 возвращается в верхнюю часть колонны К-4 в виде орошения.

С верха колонны К-3 уходят пары бензиновых фракций и газ, которые конденсируются и охлаждаются в холодильнике Т-6, доохлаждаются в холодильниках Т-8, Т-9 и разделяются в газосепараторе Е-1 на газовую и жидкую фазы. Газовая фаза направляется на ГФУ, а бензин — на стабилизацию в колонну К-5. Головка стабилизации направляется на газофракцконирование. В табл. 17.1

приведен примерный технологический режим выше описанной двухпечной установки термического крекинга.

При переработке остатков прямой перегонки нефти (мазутов) на установке двухпечного крекинга можно получить до 5-6% масс. газа, 1,5-2% масс. головки стабилизации и до 20-25% крекинг-бензина. Остальное — крекинг-остаток. Иногда на установках термического крекинга вырабатывается термогазойль — сырье для получения технического углерода-сажи. В этом случае выход термогазойля составляет 22-24% масс., а крекинг-остаток имеет высокую плотность и может использоваться как сырье процесса коксования.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Таблица 17.1 Основные параметры технологического режима двухпечной установки термического крекинга

К основным аппаратам установки относятся печь легкого и тяжелого сырья,

выносная реакционная камера и погоноразделительная аппаратура.

Печи установок термического крекинга обычно шатрового типа, двухкамер-

ные, рассчитаны в зависимости от производительности на два или больше потоков.

Выполнены из хромо-молибденовых труб, выдерживающих высокие тепловые нагрузки и сгруппированных посредством специальных устройств (ретурбендов) в

днойники или четверники, одним из серьезных недостатков которых является вальцовка труб. При резких температурных колебаниях вальцованные соединения начинают пропускать, поэтому на некоторых заводах их дополнительно обваривают, тем самым повышая надежность соединений.

Чистка труб от кокса может производиться как пневматическим способом с помощью специальных пневмотурбинок, оснащенных бойками, так и механическим с помощью шарошек. Процесс очистки таким способом сопряжен с большим выделением коксовой пыли и очень трудоемок. Иногда в зависимости от степени закоксованности работа продолжается от 4 до 5 суток. В настоящее время на заводах внедрен паровоздушный способ очистки трубного змеевика печей,

который лишен выше отмеченных недостатков, но требует очень тщательного

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

контроля за выжигом кокса. Неуправляемое горение кокса, связанное с большим тепловыделением, может привести к местному перегреву трубы и нарушению ее прочностных свойств.

Регулировка температур в зоне горения кокса в змеевиках производится за счет изменения расхода воздуха и пара. При этом в зоне горения температура не должка превышать 500-550ᵒС. Контроль ведется с помощью термопар,

установленных через пробки двойников внутрь определенной группы труб змеевика, либо с помощью поверхностных термопар. Изменение зоны горения по змеевику наглядно видно на записывающих потенциометрах. В этот период ведется лабораторный контроль за содержанием кислорода в паровоздушной смеси, а также углекислого газа и окиси углерода в продуктах сгорания кокса.

В случае если перерабатываемое сырье содержит значительное количество солей, последние отлагаются вместе с коксом на стенках труб. Это затрудняет очистку змеевика и требует промывки труб водой перед выжигом кокса.

Выносная реакционная камера представляет собой цилиндрический аппарат большого объема (рис. 17.2), обеспечивающий длительное пребывание в нем сырья. Значительное влияние на работу сокинг-камеры оказывает направление движения сырья: нисходящее или восходящее (табл. 17.2). Использование восходящего потока позволяет значительно увеличить время пребывания жидкой фазы в зоне реакции и тем самым повысить степень превращения сырья.

Таблица 17.2 Сопоставление параметров работ реакционных камер с различными направлениями потока

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts