книги из ГПНТБ / Прокопюк С.Г. Промышленные установки каталитического крекинга

фракционирующую установку. Затем снижают произво­ дительность установки по сырью до минимально устой­ чивой, останавливают компрессоры и направляют газ на факел. Переводят печь на жидкое топливо и устанав­ ливают заглушку на линии подачи в печь сухого газа. Понижают температуру сырья на выходе из печи до 440—460 °С п прекращают подачу в реактор сырья. Для этого открывают задвижку на трубопроводе поступле­ ния сырья из печи в колонну мимо реактора и закры­ вают линию, по которой сырье поступает в реактор. Уменьшают подачу пара в зону отпарки. Через 20— 30 мин закрывают задвижки на выходе паров из реакто­ ра в колонну и пропаривают реактор с выпуском пара через воздушник до исчезновения в нем углеводородов. Прекращают подачу пара в реактор и в пароперегрева­ тель.

Выключают змеевики водяного охлаждения и про­ должают осуществлять циркуляцию катализатора в си­ стеме до возможно полного выгорания кокса. После

жают осуществлять горячую циркуляцию продукта, сни­

печь прекращают, когда его температура понизится до 200 °С. Продукт из печи вытесняют паром в ректифика­ ционную колонну, а затем продувают печь паром с вы­ пуском его в аварийную емкость. Продолжают подавать продукт с низа колонны через теплообменники на чет­ вертую тарелку для охлаждения колонны. Закрывают пар в отпарную колонну. После охлаждения ректифика­ ционной колонны циркуляцию нижнего орошения пре­ кращают. При проведении ремонтных работ в колонне из нее удаляют нефтепродукты; на линиях, идущих от колонны в реактор, печь, конденсатор и насосы, уста­ навливают заглушки и колонну пропаривают водяным паром.

Правила аварийной остановки установки. В процессе эксплуатации установки может прекратиться подача сырья, электроэнергии, пара, воды, воздуха для прибо­ ров КИП, нарушиться герметичность технологического

1Q0

оборудования или технологический режим. При этом создается аварийная ситуация; для ее ликвидации необ­ ходимо остановить отдельные аппараты или узлы. Пра­ вила аварийной остановки подробно излагаются в про­ изводственной инструкции и регламенте установки. Укажем здесь лишь основные аварийные ситуации.

Прекращение подачи сырья на установку может при­

уменьшается выход продуктов крекинга, особенно газа. Если не остановить срочно компрессоры, в системе уста­ новки создастся вакуум, появится угроза подсоса возду­ ха в аппаратуру и создания взрывной смеси. Для лик­ видации аварийной ситуации на прием сырьевого насо­ са подают легкий газойль, гасят форсунки печи, остав­ ляя по одной в каждой камере для работы на жидком топливе, и останавливают газомоторные компрессоры. Давление в системе регулируют клапаном, установлен­ ным на сбросе газа на факел. В случае большого пере­ рыва в поступлении сырья его подачу в реактор прекра­ щают и установку переводят на циркуляцию.

Прекращение циркуляции катализатора может быть вызвано отсутствием электропитания моторов воздухо­ дувок, неисправностью воздуходувок, прекращением го­ рения форсунки в топке и др. Во всех этих случаях про­ исходит «посадка» дозера. Принимают меры по восста­ новлению циркуляции катализатора. Если это невоз­ можно, снимают реактор с потока нефтяных паров и переводят нагревательно-фракционирующий блок на циркуляцию.

В случае прекращения подачи электроэнергии обо­ рудование, имеющее электрический привод, останавли­ вают, перестают подавать сырье и жидкое топливо, от­ качивать с установки продукт и прекращают циркуля­ цию катализатора. Для ликвидации аварийного поло­ жения принимают меры в следующем порядке:

перестают подавать топливо к форсункам, чтобы предотвратить образование в топке взрывной смеси;

гасят форсунки нагревательной печи и перекрывают

101

закрывают шибер на выходе дымовых газов из реге­

охлаждающие змеевики регенератора насосом с паро­ вым приводом.

При длительном отсутствии электроэнергии установ­ ку останавливают полностью.

Прекращение снабжения установки острым паром может привести к прорыву паров нефтепродуктов из реактора в дозер и их загоранию. Поэтому в таких слу­ чаях расход пара на установке сокращают. Перекры­ вают задвижку на поступлении острого пара на уста­ новку и используют пар собственной выработки. При длительном отсутствии острого пара установку необхо­ димо остановить.

необходимого для работы приборов КИП, автоматиче­ ских, пневматических регуляторов и регулирующих кла­ панов, установку снабжают воздухом, получаемым от собственных компрессоров, или переходят на ручное ре­ гулирование процесса.

Нарушение герметичности аппаратов и трубопрово­ дов может привести к загазованности и загоранию вы­ текающего нефтепродукта. Прорыв паров через стояк реактора и их последующее загорание может быть вы­ звано резким понижением уровня катализатора в бунке­ ре реактора, давлением в реакторе выше установленной нормы, прекращением циркуляции катализатора. Не прекращая циркуляции катализатора, восстанавливают уровень катализатора в бункере реактора до нормаль­ ного или снижают производительность установки для понижения давления в реакторе. Одновременно в бун­ кер реактора подают пар. При отсутствии циркуляции катализатора снижают загрузку сырья в печь и прекра­ щают подачу в реактор нефтяных паров.

Пары нефтепродуктов прорываются из реактора в дозер вследствие нарушения режима отпарки углево­ дородов в отпарной зоне, снижения температуры сырья.

№

Г Л А В А VI

П Р О М Ы Ш Л Е Н Н Ы Е У С Т А Н О В К И

СЦ И Р К У Л И Р У Ю Щ И М М Е Л К О Д И С П Е Р С Н Ы М

КА Т А Л И З А Т О Р О М

На нефтеперерабатывающих заводах освоены и ус­ пешно работают установки каталитического крекинга I-A и 1-Б. Более распространена установка I-A. Кроме того, на ее основе создаются усовершенствованные тех­ нологические схемы. Поэтому установку I-A и конструк­ цию основных ее аппаратов целесообразно подробно рассмотреть.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ 1-А

На установке имеются реакторный, нагревательнофракционирующий и газовый блоки. Схема реакторного и нагревательно-фракционирующего блока показана на рис. 34. Сырье, нагретое в теплообменниках легкого, тя­ желого и циркулирующего газойлей и в нагревательной печи 3, направляется в транспортную линию реактора — в узел смешения катализатора с сырьем. Сырье и во­ дяной пар подхватывают регенерированный катализа­ тор, поступающий через дозирующую задвижку 2 из напорного стояка регенератора, и по транспортной ли­ нии проходят в реактор 11. Перегретый водяной пар, подаваемый в узел смешения катализатора и сырья, способствует более интенсивному испарению сырья и со­ зданию скорости движения паров, достаточной для транс­ портирования катализатора из регенератора в реактор при небольшой плотности — 20—30 кг/м3 («редкая фа­ за») . Поступающий в реактор поток проходит через от­ верстия распределительной решетки и попадает в кипя­ щий слой катализатора. При контакте сырья и катали­ затора в транспортной линии и в кипящем слое при 450—500 °С протекают реакции каталитического крекин­ га. Частицы катализатора, уносимые продуктами реак­ ции, отделяются от них в трехступенчатом циклоне 10

104

и по спускным трубам циклонов возвращаются в кипя­ щий слой, а продукты реакции поступают в ректифика­ ционную колонну.

Отработанный в процессе крекинга катализатор из нижней части кипящего слоя направляется в отпарную секцию, расположенную под распределительной решет­ кой. Для вытеснения углеводородов, находящихся меж­ ду частицами катализатора и в порах, в низ отпарной секции навстречу катализатору пускают перегретый во­ дяной пар. Отработанный и отпаренный катализатор по

воздуха катализатор транспортируется в виде «редкой фазы» в регенератор 7.

В транспортную линию регенератора подается около половины воздуха, необходимого для сжигания кокса. Остальной воздух проходит в регенератор через воздуш­ ные коробы, расположенные на одном уровне с распре­ делительной решеткой регенератора. При движении воз­ духа через слой катализатора создаются условия для контакта кислорода с отложениями кокса на внешней и внутренней поверхности частиц катализатора. Горение кокса в регенераторе происходит при 570—600 "С.

Воздух для подачи катализатора в регенератор на­ гревается турбовоздуходувкой типа 1200-26-1. При пу­ ске установки воздух нагревается в топке 19. При нор­ мальной эксплуатации установки топка отключается.

Дымовые газы уходят из кипящего слоя катализато­ ра и поступают в двухступенчатый циклон 8, где отде­ ляются от основной массы частиц катализатора. Улов­ ленный катализатор по спускным трубам направляется в кипящий слой, а газы с небольшим количеством мел­ ких частиц катализатора подаются в котел-утилиза­ тор 6 для использования их тепла. Охлажденные газы увлажняются химически очищенной водой в увлажните­

ректификационную колонну 12 под каскадные тарелки.

Юб

пыль увлекается в нижнюю часть колонны. По мерс накопления в нижней части колонны шлам откачивают в реактор.

Освобожденные от катализаторной пыли парообраз­ ные продукты крекинга коитактируются на ректифика­ ционных тарелках с жидкостью (флегмой), стекающей с вышележащей тарелки. На верхнюю тарелку ректи­ фикационной колонны поступает холодный нестабиль­ ный бензин из газосепаратора. Если верхняя ректифи­ кационная тарелка орошается сконденсированным про­ дуктом, уходящим через верх колонны, то орошение на­ зывают острым. Для уменьшения объема острого оро­ шения применяют циркуляцию жидкого продукта с рек­ тификационной тарелки, расположенной ниже, через теплообменник, охлаждающий продукт, па выше распо­ ложенную ректификационную тарелку. В нашем случае температурный режим верха колонны 12 поддерживают с помощью верхнего циркуляционного и острого ороше­ ния жидким продуктом из газосепаратора, чтобы с вер­ ха колонны уходила бензиновая фракция с определен­ ным концом кипения. Выходящие из колонны пары бен­ зина, газ и водяной пар конденсируются и охлаждают­ ся в конденсаторе-холодильнике 13. Сконденсированные продукты и газ разделяются в газосепараторе 14. Газ уходит на очистку и компримирование, а нестабильный бензин — на стабилизацию.

Колонна 12 имеет 9 каскадных и 28 желобчатых рек­ тификационных тарелок. С 9-ой, 13-ой и 17-ой ректифи­ кационной тарелки (счет ведется снизу вверх) выво­ дится керосин и легкий газойль, направляемый в отпарные колонны 16 и 17. В нижнюю часть каждой отпарной колонны подается водяной пар, который барботирует через слой продукта на тарелках и способствует удале­ нию из продуктов легких фракций, возвращаемых в ко­ лонну 12. Из отпарной колонны легкий газойль заби­ рается насосом и через теплообменники 20 и холодиль­ ники 21 прокачивается в резервуарный парк.

Тяжелый газойль выводится с 4-ой и 5-ой тарелки в отпарную колонну 18. Пары бензина и легкого газой­ ля из этой колонны возвращаются под 6-ую тарелку ректификационной колонны. Отпаренный тяжелый га­

107

Избыточное тепло в колонне 12 снимают острым оро­ шением, верхним и нижним циркуляционным ороше­ нием. Жидкий продукт для верхнего циркуляционного орошения забирается с 17-ой тарелки, прокачивается

правляется на 5-ую тарелку. Циркуляционные оро­ шения позволяют поддерживать требуемый температур­ ный режим на нижних и средних ректификационных та­ релках.

Полученные на установке жирный газ и нестабиль­ ный бензин идут на переработку в газовый блок, состоя­ щий из секции сероочистки, компрессорной, секции аб­ сорбции газа и стабилизации бензина.

Газ крекинга, содержащий сероводород, из газосе­ паратора 14 ("см. рис. 34) проходит в нижнюю часть аб­ сорбера 23. На верх абсорбера для поглощения из газа сероводорода подают холодный 15%-ный водный рас­ твор моноэтаноламина (МЭА). Насыщенный сероводо­ родом раствор МЭА выходит с низа абсорбера, нагре­ вается в теплообменнике 20 до 80 °С и поступает в десорбер 24. Низ десорбера подогревается теплоносителем (в данном случае используется тяжелый газойль) до 120 °С. Сероводород, выделенный из МЭА, уходит с вер­ ха десорбера. В дальнейшем он используется для про­ изводства элементарной серы или серной кислоты. Ре­ генерированный раствор МЭА с низа десорбера 24 про­ ходит теплообменник 20, где отдает тепло отработанно­ му раствору МЭА, охлаждается в холодильнике 21 обо­ ротной водой и подается на верх абсорбера 23. Цикл движения, раствора моноэтаноламина повторяется.

108

в контактор 27. Из контактора газ поступает на 20-ю тарелку фракционирующего абсорбера 29. Нестабиль­ ный бензин из контактора 27 самотеком проходит в ем­ кость 28; увлеченный бензином газ возвращается в кон­ тактор, а бензин нагревается в теплообменнике 20 до 160°С и идет на 6-ю тарелку фракционирующего аб­ сорбера 29. На верх абсорбера подается стабильный бензин, поступающий с низа стабилизатора 32 через теп­ лообменник 20 и холодильник 21. Верхняя и средняя части абсорбера охлаждаются тремя циклами циркуля­ ционного орошения. Из абсорбера сухой газ направ­ ляется на дополнительную абсорбцию легким каталити­ ческим газойлем в абсорбере 30, а оттуда передается в топливную сеть.

После удаления из бензина во фракционирующем абсорбере 29 этана и метана бензин подают в стабили­ затор 32. С верха стабилизатора легкий бензин прохо­ дит в конденсатор-холодильник 13 и газосепаратор 31. Газ из сепаратора уходит вместе с сухим газом. Часть легкого бензина идет на орошение в стабилизатор, а остальной бензин откачивается в парк. После охлаж­ дения часть стабильного бензина выводится в резер­ вуары.

тор, регенератор, ректификационная колонна и элек­ трофильтры. Остальные аппараты имеются в других схе­ мах нефтеперерабатывающих установок и поэтому здесь не рассматриваются.

Реактор. Основное назначение реактора — проведе­ ние реакций каталитического крекинга при непрерыв­ ном контактировании сырья с катализатором. Схема реактора показана на рис. 35. Корпус реактора выпол­ нен в виде цилиндрического аппарата внутренним диа­ метром 8 м и высотой 35,6 м. К нижней части корпуса присоединяется отпарная секция диаметром и высотой 3 м. Для улучшения отпарки углеводородов от закокспванного катализатора высота отпарной секции увеличе­ на на 5 м за счет присоединения цилиндрического аппа­ рата диаметром 2,4 м. Реактор футерован и внутри обли-

109