Гидроочистка сырья

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

КТК-М: Типовая установка гидроочистки 24-6

ОГЛАВЛЕНИЕ

1

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

КТК-М: Типовая установка гидроочистки 24-6

2

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

КТК-М: Типовая установка гидроочистки 24-6

3

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

КТК-М: Типовая установка гидроочистки 24-6

ВВЕДЕНИЕ

Уважаемый Инструктор!

Тренажерная модель процесса гидроочистки дистиллятов (типовая установка 24-6) разработана, чтобы помочь оператору лучше понять процесс и работу вверенного ему оборудования, а также выработать у него навыки безопасного и эффективного управления установкой.

Использование тренажера даст оператору следующие знания и навыки:

лучшее понимание функционирования установки;

правильные методы управления, позволяющие избежать нарушений работы;

способность диагностировать неисправности;

правильные процедуры ручного изменения режимов работы;

знание техники безопасности.

Втренажере воспроизводится типичная операторская среда распределенной системы управления технологическим процессом, что позволяет оператору легко диагностировать и устранять неисправности оборудования и нарушения режимов работы. Это можно сделать в спокойной обстановке в учебном классе, не создавая проблем на реальной установке. Любые ошибки, допущенные обучаемым, могут быть легко выявлены и, при необходимости, воспроизведены, чтобы развить у оператора требуемые навыки по диагностированию и устранению неисправностей до того, как они возникнут в реальных условиях.

Данное руководство призвано помочь Вам в проведении обучения. Оно содержит описание многих типичных неисправностей и процедуры их устранения. Прежде чем приступить к работе с этим руководством, рекомендуем Вам изучить пособия по работе на компьютерном тренажере: «Рабочая станция инструктора – Быстрый старт» и «Рабочая станция инструктора – Руководство пользователя». Когда Вы полностью освоите компьютерный тренажер, Вы сможете создавать свои, дополнительные упражнения, которые будут адекватно отражать специфику работы конкретного оборудования и установки в целом.

Прежде чем начать обучение операторов стандартным процедурам и тренировочным упражнениям, рекомендуем Вам провести с ними занятия по ознакомлению со структурой операторского интерфейса и компьютерной системой управления. Подробные инструкции по работе в операторском интерфейсе приведены в соответствующем разделе пособия «Руководство оператора».

Тренажерная модель позволяет проводить обучение операторов с обоих потоков установки. Вам необходимо загружать в качестве начального состояния при выполнении упражнений файл, который соответствует нормальному режиму на нужном Вам потоке установки: 1-ый поток – сырье РТ; 2-ой поток – сырье ДТ.

Изучение процедуры регенерации катализатора проводится на примере регенерации закоксованного катализатора на 2-ом потоке установки.

4

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

КТК-М: Типовая установка гидроочистки 24-6

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Установка гидроочистки предназначена для гидрооблагораживания прямогонных сернистых и высокосернистых дизельных дистиллятов от сернистых, азотистых и кислородсодержащих органических соединений.

Химизм процесса гидроочистки – гидрирование всех видов сернистых органических соединений до сероводорода и непредельных углеводородов, частичное гидрирование азотистых органических и кислородосодержащих соединений с образованием непредельных и ароматических углеводородов, аммиака и воды, насыщение непредельных углеводородов, частичное гидрирование полициклических ароматических соединений с образованием одноядерной ароматики.

Вышеуказанные реакции протекают на полиметаллических катализаторах при температурах 315-400 С и давлении 26-40 кг/см2 в среде водородсодержащего газа.

Процесс гидроочистки сопровождается отложением кокса и серы на катализаторе, который необходимо периодически регенерировать. Продолжительность рабочего цикла катализатора зависит от качества исходного сырья и правильного ведения технологического режима.

Образующиеся при гидрировании сырья сероводород, аммиак, вода удаляются путем отпарки (стабилизации) гидрогенизата.

Сырьем установки являются: неочищенная керосиновая фракции с АВТ, дизельное топливо прямой перегонки нефти, легкий каталитический газойль.

Схема установки – двухпоточная, позволяющая перерабатывать одновременно два различных вида сырья.

Основными продуктами, получаемыми на установке, являются гидроочищенное дизельное топливо и керосиновая фракция, используемая как базовое топливо для РТ или как компонент ДТ. В качестве побочных продуктов получают сероводородный газ, бензин гидроочистки, газ топливный.

Технологическая схема каждого потока типовой установки гидроочистки 24-6 состоит из следующих блоков:

1.Блок гидроочистки сырья с двумя работающими последовательно реакторами со стационарным слоем катализатора.

2.Блок стабилизации гидрогенизата.

3.Блок очистки газов и циркуляции МЭА.

Набор основного технологического оборудования и позиций приборов КИПиА на двух потоках установки одинаковый. Оборудование для подачи реагентов (раствор МЭА, раствор щелочи) и часть оборудования блока очистки газов и циркуляции МЭА – общие для двух потоков.

В тренажере моделируется работа одного потока типовой установки. Тренажер также состоит из вышеупомянутых блоков. Ниже при описании состава оборудования блоков в скобках указано оборудование на втором потоке.

5

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

КТК-М: Типовая установка гидроочистки 24-6

Блок гидроочистки включает в себя: узел подачи сырья насосами ЦН-1,2(ЦН-3,4) и смешения его с водородсодержащим газом; теплообменники предварительного подогрева газосырьевой смеси продуктами гидроочистки Т-1÷4 (Т-5÷8); печь П-1 (П-2) для нагрева газосырьевой смеси; реакторы Р-2,3 (Р-5,6) с полиметаллическим катализатором; холодильники газопродуктовой смеси воздушный ВХК-1 (ВХК-2) и водяной Х-1б (Х-2б), продуктовый сепаратор высокого давления С-1 (С-2), сепаратор низкого давления С-3 (С-4); поршневые компрессоры ПК-1,2 (ПК-3) циркуляционного водородсодержащего газа с каплеотбойниками С-5,6 (С-7,8) на приеме и нагнетании.

Блок стабилизации гидрогенизата включает в себя: теплообменники Т-9÷12 (Т-13÷16) для подогрева нестабильного гидрогенизата стабильным; стабилизационную колонну К-2 (К-3) с воздушным холодильником-конденсатором паров ВХК-3 (ВХК-4); водяным холодильником Х-5 (Х-6) и бензиновым сепаратором С-9 (С-10); насосы ЦН-10,12 (ЦН-11) откачки бензина и подачи орошения в колонну; печь П-3 (П-4) нагрева теплоносителя; насосы откачки гидрогенизата и подачи теплоносителя в печь ЦН-7,7а (ЦН-8,9), водяной холодильник стабильного гидрогенизата Х-15 (Х-16).

Блок очистки газов и циркуляции МЭА включает в себя: абсорбер К-4 (К-5)

очистки ЦВСГ из сепараторов высокого давления, абсорбер К-1 очистки газов из сепаратора низкого давления и каплеуловитель КУ-1, емкость-отбойник Е-23 и абсорбер К-7 очистки газов стабилизации от сероводорода раствором МЭА; насосы ЦН-13,14 подачи раствора МЭА из Е-13 в К-4 (К-5), К-7, насосы ЦН-17,18 подачи раствора МЭА в К-1; емкости Е-13, Е-24 раствора МЭА и насос ЦН-6 подкачки раствора МЭА в систему очистки; теплообменники Т-17, Т-18, Т-19 предварительного подогрева насыщенного раствора МЭА регенерированным раствором МЭА, десорбер К-6 для регенерации раствора МЭА с паровым рибойлером Т-20, водяным конденсатором-холодильником паров ХК-3 и сепаратором С-11, водяные холодильники Х-9, Х-10 регенерированного раствора МЭА.

Дополнительное оборудование (регенерация катализатора): газодувки ВК-1,2,3

(азот, воздух) с ресиверами, насос ЦН-19 подачи раствора щелочи, насос ЦН-20 подачи промывной воды в К-1.

С установки отводят: бензин гидроочистки из С-9 (С-10) в парк или на блок защелачивания, стабильный гидрогенизат из куба К-2 (К-3), сероводород из сепаратора С-11, топливный газ из К-7.

В тренажере моделируются процессы в аппаратах, работа оборудования и приборов системы контроля и управления.

6

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

КТК-М: Типовая установка гидроочистки 24-6

Примечания

С целью упрощения и облегчения восприятия оператором моделируемого технологического процесса без потери принципиальных возможностей модели в тренажере типовой установки гидроочистки не моделируются следующие процессы и элементы оборудования, системы контроля и управления, вспомогательные системы:

1.Узел приготовления растворов МЭА и щелочи, емкость хранения раствора щелочи, емкость воды.

2.Подогрев топлива печей.

3.Система охлаждения и смазки подшипников насосов, системы обеспечения работоспособности компрессоров.

4.Факельная и дренажная системы, системы сбора конденсата и аварийного опорожнения аппаратов.

5.Вытеснение азота из системы при приеме ВСГ, контроль содержания горючих в газе при продувке азотом на останове. Выделение и дренирование влаги из сепараторов на пуске, а также сульфидирование катализатора.

7

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

КТК-М: Типовая установка гидроочистки 24-6

2. ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ

Назначение системы управления блоками установки гидроочистки состоит в обеспечении безопасной и эффективной работы оборудования и получении выходного продукта, удовлетворяющего спецификациям при расчетной производительности. Схема управления, описанная ниже, ориентирована на достижение этих целей.

Примечание. Ниже в тексте в скобках указываются наименование оборудования и значения режимных параметров процесса на втором потоке установки (сырье ДТ).

2.1 Гидроочистка сырья

Сырье из резервуаров промпарка с температурой 50 С (поз.TIR-301) поступает по двум трубопроводам, позволяющим перерабатывать одновременно два вида разного сырья, на прием сырьевых насосов ЦН-1,2 (ЦН-3,4) и под давлением 50-70 кг/см2 (5.0- 7,0 МПа), которое регистрируется прибором поз.PIR-201, подается на смешение с циркулирующим вородосодержащим газом (ЦВСГ) от компрессоров ПК-1,2,3.

Количество сырья, подаваемого на щит смешения, регулируется прибором поз. FIRC-101, клапан которого установлен на выкидном трубопроводе сырьевого насоса перед щитом смешения. При понижении расхода сырья на смешение до 37.5 (30) м3/час срабатывает световая и звуковая сигнализация, а при понижении расхода до 25 м3/час срабатывает блокировка на остановку сырьевого насоса и автоматически закрывается электрозадвижка поз.UV-101 на выкидном трубопроводе сырьевого насоса.

Расход ЦВСГ на смешение с сырьем регистрируется прибором поз.FIR-102. При этом кратность циркуляции ВСГ должна быть не менее 250 (300) нм3/час на 1 м3 сырья.

Газосырьевая смесь (ГСС) под давлением до 60 кг/см2 (6,0 МПа) и с температурой 50-60 С от щита смешения направляется в межтрубное пространство теплообменников реакторного блока – Т-1÷4 (Т-5÷8), где нагревается приблизительно до температуры 280 С за счет тепла газопродуктовой смеси (ГПС), идущей из реакторов по трубному пространству теплообменников. Температуры ГСС на входе и выходе из теплообменников регистрируются приборами поз.TIR-302 и поз.TIR-303.

Давление ГСС на входе в теплообменники регистрируется прибором поз.РIR-202. После теплообменников ГСС направляется в печь П-1 (П-2), где подвергается

дополнительному нагреву до температуры не более 425 С.

Печь П-1 (П-2) 2-х поточная, работает на газовом и жидком топливе. Постоянство температуры ГСС на выходе из печи поддерживает регулятор поз.TIRC-305, клапан которого установлен на трубопроводе подачи топливного газа к форсункам печи. Приборы поз.TIR-304_1-2 контролируют температуру на выходе печи по потокам.

Давление жидкого топлива в системе поддерживается регулятором давления поз.PIRC-241, клапан которого установлен на линии сброса избытка топлива в топливное кольцо. Давление топливного газа в системе поддерживается регулятором давления поз.PIRC-243, клапан которого установлен на линии подачи топливного газа из заводской сети на установку в сепаратор С-14.

Температуру дымовых газов над перевальной стеной печи П-1 (П-2) регистрирует прибор поз.TIR-304.

Пройдя печь, ГСС с температурой не более 425 С направляется в реакторы Р-2,3 (Р-5,6), которые работают последовательно.

8

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

КТК-М: Типовая установка гидроочистки 24-6

Температура в реакторах Р-2,3 (Р-5,6) не более 380 С (400 С) контролируется многозонными термопарами поз.TIR-306 и поз.TIR-308.

ГСС проходит через слой катализатора в реакторах сверху вниз и в виде ГПС направляется в трубное пространство теплообменников Т-4÷1 (Т-8÷5), где охлаждается до температуры 130-150 С, отдавая свое тепло ГСС.

Регистрация температуры ГПС на выходе из реакторов Р-2,3 (Р-5,6) осуществляется приборами поз.TIR-307 и поз.TIR-309. Давление ГПС на входе и выходе реакторов регистрируется приборами поз.PIR-203, поз.PIR-204, поз.PIR-205.

Отдав тепло ГСС, ГПС из теплообменников проходит последовательно воздушные холодильники ВХК-1 (ВХК-2), водяные холодильники Х-1б (Х-2б), где охлаждается до температуры 60 С, и направляется в продуктовый сепаратор высокого давления С-1 (С-2), в котором жидкий гидрогенизат отделяется от газовой фазы – ЦВСГ.

Постоянство уровня жидкости в С-1 (С-2) поддерживается регулятором уровня поз.LIRC-401, клапан которого установлен на трубопроводе отвода гидрогенизата из сепаратора в сепаратор низкого давления С-3 (С-4). Для уменьшения уноса жидкости газовой фазой в сепараторе С-1 (С-2) поддерживается уровень около 50%, а температура не более 60 С.

В сепараторе низкого давления происходит отделение газов, выделяющихся из гидрогенизата при понижении давления до 5 кг/см2. Постоянство уровня жидкости в С-3 (С-4) поддерживается регулятором уровня поз.LIRC-402, клапан которого установлен на трубопроводе отвода гидрогенизата на блок стабилизации.

Основная часть газовой фазы из С-3 (С-4) направляется на очистку в абсорбер К-1. Давление в сепараторе низкого давления поддерживает регулятор поз.PIRC-207, клапан которого расположен в линии сброса части газа из С-3 (С-4) в емкость Е-23.

Схема циркуляции ВСГ

Процесс гидроочистки протекает в атмосфере избыточного водородсодержащего газа, который возвращается в цикл реакции, являясь циркуляционным газом.

С верха сепаратора С-1 (С-2) ЦВСГ направляется на очистку от сероводорода в абсорбер К-4 (К-5) блока очистки. Очищенный от сероводорода циркулирующий газ из К-4 (К-5) поступает через сепаратор-отбойник С-5 (С-7) на прием компрессоров ПК-1,2 (П-3) и далее через выкидной сепаратор-отбойник С-6 (С-8) подается на щит смешения с сырьем.

Давление и температура газа на приеме и нагнетании компрессора контролируются приборами поз. PIR-208, TIR-313 и поз. PIR-209, TIR-314 соответственно.

Для поддержания концентрации водорода в циркулирующем газе не менее 70% в линию ЦВСГ на очистку в К-4 (К-5) подается свежий ВСГ с блока риформинга. Расход свежего газа регулируется прибором поз.FIRC-103. Концентрация водорода в ЦВСГ контролируется поточным анализатором поз.AIR-501. Для поддержания давления в системе гидроочистки часть неочищенного газа из С-1 (С-2) отдувается в топливную сеть завода через клапан регулятора давления поз.PIRC-206.

Предусмотрена схема дренажа газового конденсата из приемного С-5 (С-7) и выкидного С-6 (С-8) сепараторов компрессоров в емкость Е-23. Уровень конденсата в сепараторах контролируют приборы поз.LIR-403 и поз.LIR-404 соответственно.

9

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

КТК-М: Типовая установка гидроочистки 24-6

2.2 Стабилизация гидрогенизата

Из сепаратора низкого давления С-3 (С-4) нестабильный гидрогенизат направляется в межтрубное пространство теплообменников блока стабилизации Т-9÷12 (Т-13÷16), где нагревается за счет тепла стабильного гидрогенизата до температуры 130-170 С и поступает в колонну стабилизации К-2 (К-3).

Температуру нестабильного гидрогенизата до и после теплообменников контролируют приборы поз. TIR-320 и TIR-321.

В колонне стабилизации происходит выделение из поступившего нестабильного гидрогенизата бензина, образовавшегося в результате реакции гидрокрекинга, а также растворенных газов и воды.

Пары бензина, воды и газа с верха колонны К-2 (К-3) с температурой 80-135 С поступают в воздушный холодильник-конденсатор ВХК-3 (ВХК-4), водяной холодильник Х-5 (Х-6) и далее направляются в бензиновый сепаратор С-9 (С-10).

Температуру паров с верха колонны К-2 (К-3) и температуру после холодильников контролируют приборы поз.TIR-323 и поз.TIR-324 соответственно.

Бензин из сепаратора С-9 (С-10) забирается насосами ЦН-10,12 (ЦН-11) и частично подается на орошение в колонну стабилизации К-2 (К-3) для поддержания температуры верха колонны, а остальная часть откачивается с установки. Расход орошения в колонну поддерживает регулятор поз.FIRC-122, клапан которого установлен на линии подачи орошения в колонну.

Постоянство уровня бензина в сепараторе С-9 (C-10) поддерживается регулятором уровня поз.LIRC-421, клапан которого установлен на трубопроводе откачки бензина с установки в парк или на блок защелачивания.

Давление на нагнетании бензиновых насосов регистрирует прибор поз.PIR-221. Сульфидная вода из С-9 (С-10) при накоплении сбрасывается в Е-24.

Газ, выделившийся в сепараторе С-9 (С-10) отводится через емкость Е-23 на очистку от сероводорода в абсорбер К-7. Постоянство давления верха колонны стабилизации поддерживается регулятором давления поз.PIRC-220, клапан которого установлен на линии отвода газа из С-9 (С-10).

Расход газа из сепаратора С-9 (С-10) регистрируется прибором поз.FIR-121.

Стабильный гидрогенизат с низа колонны К-2 (К-3) с температурой 150-180 С (180210 С) забирается «горячим» насосом ЦН-7,7а (ЦН-8,9) и направляется в трубное пространство теплообменников блока стабилизации Т-9÷12 (Т-13÷16), откуда, отдав тепло нестабильному гидрогенизату, поступает в водяной холодильник Х-15 (Х-16). Давление на нагнетании насосов регистрирует прибор поз.PIR-222.

После водяного холодильника, где стабильный гидрогенизат охлаждается до температуры не выше 60 С, продукт далее отводится в парк готовой продукции.

Температуру гидрогенизата перед теплообменниками и в линии в парк после холодильника контролируют приборы поз.TIR-328 и поз.TIR-327 соответственно.

Постоянство уровня в колонне К-2 (К-3) поддерживается регулятором уровня поз.LIRC-420, клапан которого установлен после холодильника на линии откачки в товарный парк.

Необходимое для отпарки гидрогенизата тепло вносится в колонну с горячей струей. Часть стабильного гидрогенизата с выкида насосов ЦН-7,7а (ЦН-8,9) направляется

под нижнюю тарелку колонны стабилизации через трубчатую печь П-3 (П-4).

10