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

цован. Полезный объем реактора 310 м3 при высоте ки­ пящего слоя катализатора 4,4 м.

Для улавливания частиц катализатора, увлекаемых

ных бункера и два спускных стояка по 200 мм. Мульти­ циклоны I I ступени имеют один бункер и стояк диамет­ ром 200 мм. Для лучшего отделения частиц катализа­ тора от продуктов реакции мультициклоны батарейного типа заменяют иногда трехступенчатыми циклонами.

///

при помощи распределительного устройства 5, установ­ ленного в нижней части реактора на конце транспортно­ го трубопровода /. Объем конической воронки 6 не пре­ вышает 80 м3 . В- верхней части воронки установлена распределительная решетка 4 диаметром 7 м.

Крекинг сырья в реакторе осуществляется следую­ щим образом. В распределительное устройство 5 непре­

ная часть его может распадаться в транспортном трубо­ проводе 1. Смесь расширяется в объеме в воронке и че­ рез распределительную решетку проходит в реактор.

НО

Распределительная решетка служит для уменьшения газовых пузырей и более равномерного распределения реагирующей смеси по сечению реактора.

Кипящий слой катализатора образуется при про­ хождении его вместе с потоком паров через распредели­ тельную решетку. Объем кипящего слоя поддерживают'

оптимальной глубины разложения сырья. Чем тяжелее сырье, чем меньше стойкость его к разложению и чем активнее катализатор, тем меньше объем кипящего слоя, требуемый для достижения заданной глубины кре­ кинга. Из кипящего слоя катализатор перетекает в отпарную секцию, а продукты крекинга через циклоны уходят на ректификацию. В отпарной секции навстречу катализатору подается водяной пар с таким расчетом, чтобы происходило слабое псевдоожижение катализато­ ра без интенсивного перемешивания. Продолжитель­ ность пребывания катализатора в отпарной зоне обыч­ но не более 3 мин. Освобожденный от углеводородов закоксованный катализатор через дозирующую задвиж­ ку поступает в транспортный трубопровод регенера­ тора.

Рис. 36. Схема регенератора:

Регенератор. В регенераторе (рис. 36) сжигается кокс, отложившийся в процессе крекинга на поверхно­ сти катализатора. Для поддержания равномерного горе­ ния кокса по всей массе катализатора, находящегося в кипящем слое, необходимо постоянно подводить воз-

111

дух по всему сечению регенератора. При горении кокса температура частиц катализатора не должна быть вы­ ше 600 °С; в противном случае нарушается пористая структура его частиц. Поэтому в конструкции регенера­ тора для охлаждения катализатора предусмотрены змеевики 5.

Регенератор представляет собой цилиндрический ап­ парат внутренним диаметром 12 м и высотой 30 м. Днища аппарата конические. Полезный объем регене­ ратора 680 м3 при высоте кипящего слоя 6 м. Корпус 4 футерован внутри шлаковатой и огнеупорным кирпичом. Для улавливания частиц катализатора, уходящих из ре­ генератора вместе с потоком дымовых газов, в верхней части помещены мультициклоны 3 батарейного типа (101 шт.). Батареи включаются в одну или в две ступе­ ни. Ниже середины высоты аппарата размещено восемь змеевиков 5 общей поверхностью 80 м2 . Закоксованный катализатор подается в регенератор по транспортному трубопроводу 8 при помощи воздуха. В процессе движе­ ния катализатора по конусу воронки 6 и через распре­ делительную решетку 7 диаметром 5,6 м и отверстиями величиной 20 мм образуется кипящий слой катализато­ ра. Обычно на сгорание 1 кг кокса требуется 12 кг воздуха. Недостающую часть воздуха вводят по четырем коробам /, над которыми смонтирована распредели­ тельная решетка 7. Каждый короб оборудован 14 ма­ точниками. Такая конструкция обеспечивает довольно равномерное распределение воздуха и катализатора по сечению регенератора.

При нормальном технологическом режиме воздух не проскакивает через кипящий слой катализатора в цик­ лон. Поэтому кислород воздуха расходуется на окис­ ление кокса в дв'уокись углерода, окись углерода и воду. Догорание окиси углерода в верхней части регене­ ратора не происходит. Увеличение содержания кислоро­ да в дымовых газах, уходящих из кипящего слоя, спо­ собствует догоранию окиси углерода в верхней части регенератора, и особенно в циклонах; для предотвраще­ ния этого подают водяной пар. Кокс успевает сгорать достаточно полно за 5—10 мин при интенсивности го­ рения 10—40 кг в 1 ч на 1 т катализатора. Охлажден­ ный регенерированный катализатор поступает через во­ ронку 2 в транспортный трубопровод регенератора.

112

Ректификационная колонна. Продукты каталитиче­ ского крекинга разделяются на газ, бензин, керосин, легкий газойль, тяжелый газойль и шлам в ректифика­ ционной колонне (см. рис. 34). Конструктивно колонна выполнена в виде цилиндрического аппарата высотой 43,7 м и диаметром 5,4 м. Диаметр нижней части колон­ ны уменьшен до 3 м. Это позволяет сократить длитель­ ность пребывания шлама в нижней части колонны и, следовательно, уменьшить смолообразование.

В нижней части колонны установлено пять каскадных тарелок, на которых частицы катализатора отмываются от продуктов крекинга горячим шламом. Над каскад­ ными тарелками расположено 28 колпачковых ректифи­ кационных тарелок. На каждой из них осуществляется контакт паров, уходящих о нижерасположенной тарел­ ки, с флегмой, стекающей с вышерасположенной тарел­ ки. При контакте более нагретых паров с менее нагре­ той флегмой из нее вытесняются легкие компоненты и флегма обогащается тяжелыми компонентами. При заданной температуре верха и низа колонны на каждой тарелке накопляются фракции продуктов крекинга с оп­ ределенной температурой кипения. Требуемые фракции (керосин, легкий и тяжелый газойли) выводятся с та­ релок в виде боковых погонов. Бензин и газ уходят в ви­ де паров через верх колонны.

Электрофильтры. Циклоны улавливают основную массу частиц катализатора, увлеченных из регенерато­ ра дымовыми газами. Для очистки газов от мелких ча­

электрофильтров катализаторная пыль осаждается, за­ тем ее собирают в бункеры и возвращают в регенера­ тор. Электрическое поле создается между коронирующими электродами 12 и осадительными электродами 8. Коронирующие электроды подсоединены к отрицатель­ ному полюсу выпрямителя высокого напряжения, даю­ щему пульсирующий ток. Осадительные электроды за­ землены.

Конструктивно коронирующие электроды представ­ ляют собой провода, подвешенные к верхней раме и на­ тянутые грузами. Для центровки проводов к верхней раме подвешивается нижняя коронирующая рама 11. Вся коронирующая система крепится к опорной конст-

рукции, установленной на изоляторах. Осадительные электроды выполнены из металлических прутков, закре­ пленных в прямоугольных металлических рамах. Име­ ются три секции коронирующнх и осадительных элек­ тродов. На входе и выходе дымовых газов расположены

распределительные решетки 9, предназначенные для создания равномерного потока газов по всему сечению электродов. Осевшая на электродах пыль сбрасывается в бункер 10 встряхивающими механизмами 4. Темпера­ тура дымовых газов, поступающих в электрофильтр, не должна превышать 300 °С, линейная скорость движения дымовых газов поддерживается в пределах 0,3—0,4 м/с. В этих условиях пропускная способность электрофильт­ ров достигает 15—20 тыс. м'/ч газа. .

114

СХЕМЫ КОНТРОЛЯ И АВТОМАТИЗАЦИИ

Надежность работы установки и постоянство техно­ логического режима на заданном уровне в значительной степени зависят от схем автоматического регулирова­ ния.

Реакторный блок. Поскольку режим реакторного блока определяется устойчивостью циркуляции катали­ затора, контролю и автоматическому регулированию по: токов катализатора уделяется особое внимание. Объем циркулирующего в системе катализатора контролируют но показаниям приборов, замеряющих перепад давле­ ния на дозирующих задвижках 2 (см. рис. 34), и по по­ казаниям перепада давления в транспортной линии ре­ генератора. Количество циркулирующего катализатора регулируется дозирующей задвижкой, установленной на напорном стояке регенератора. Для того чтобы цирку­ ляция катализатора из регенератора в реактор при вне­ запном прекращении подачи сырья не нарушалась, в транспортную линию реактора подается перегретый во­ дяной пар. Количество пара должно быть достаточным для аэрации и транспорта катализатора. Уровень ки­ пящего слоя в реакторе регулируется дозирующей за­ движкой 2, установленной на напорном стояке реак­ тора.

Содержание кокса на катализаторе, уходящем из реактора и регенератора, определяют в лаборатории. При недопустимом содержании кокса изменяют техно­ логический режим реактора и регенератора.

Температуру процесса крекинга в кипящем слое реактора (500 °С) регулируют изменением количества и температуры катализатора, подаваемого в реактор из регенератора, а также нагревом сырья до 400 °С в на­ гревательной печи 3 (см. рис. 34). Замеряют темпера­ туру тремя термопарами, расположенными на разной высоте кипящего слоя.

Температуру процесса регенерации (не выше 600 °С) поддерживают по показаниям термопары, расположен­ ной в средней зоне регенератора, изменением загрузки сырья и шлама в реактор и в некоторых случаях путем сжигания топлива в форсунке, расположенной в ниж­ ней части регенератора. При температуре выше допу­ стимой в реактор взамен сырья подают легкий газойль

для снижения коксообразования, а в . кипящий слой регенератора, циклоны и дымоход — острый пар для подавления реакции окисления. Количество воздуха, поступающего в транспортный трубопровод регенерато­ ра, должно быть достаточным для надежного транс­

каждый короб, измеряют расходомером. Температура дымовых газов на входе в электрофильтры регулирует­ ся автоматически с помощью потенциометра и клапана,

регулятор расхода. В комплект его входят диафрагма, диафманометр, регулирующий клапан и импульсные трубопроводы. После теплообменников поток сырья раз­ деляется на два потока, направляемых в двухпоточную нагревательную печь 3 (см. рис. 34). На обоих потоках установлены регуляторы расхода. Температура сырья на выходе из печи поддерживается регулятором темпе­ ратуры, который управляет клапаном, установленным на трубопроводе подачи топливного газа к форсункам печи.

Температура верха колонны поддерживается на уровне 170 °С регулирующим потенциометром, который связан с регулирующим клапаном, установленным на трубо­

и газойля в отпарные колонны 16 и 17. Клапан управ­ ляется регулирующим потенциометром; его термопара установлена в парах, уходящих с ректификационной та­ релки вывода газойля. Аналогично регулируют вывод тяжелого газойля. Требуемые характеристики легкого и тяжелого газойля — температура вспышки, начало кипения и содержание сероводорода — обеспечиваются

116

подачей перегретого водяного пара в низ отпарных ко­ лонн 16, 17 и 18.

Расход верхнего и нижнего циркуляционного ороше­ ния изменяется регулятором расхода, клапан которого устанавливается на трубопроводе, выходящем из холо­ дильника, или на входе в колонну 12. Количество верх­ него циркуляционного орошения зависит от температу­ ры на верхних тарелках, а нижнего — от температуры низа колонны.

Уровень продукта внизу колонны 12 измеряют поплаковым или дифманометрическим уровнем и регули­ руют выводом из нее тяжелого газойля в отпарную колонну 18. Уровни в отпарных колоннах регулируют поплавковыми уровнемерами, пневматическими устрой­ ствами, предназначенными -для управления регулирую­ щими клапанами, которые устанавливают на трубопро­ воде откачки газойля после холодильников. Давление в колонне 12 регулируют загрузкой газомоторных ком­ прессоров. Для снижения давления загрузку компрес­ соров увеличивают и из системы откачивают большее количество газа. Уменьшением загрузки компрессоров давление повышают.

Газофракционирующсш блок. Полнота извлечения сероводорода из газа крекинга зависит от концентрации используемого для этой цели моноэтаноламина (МЭА), количественного отношения МЭА к очищаемому газу, температуры МЭА и полноты регенерации его раствора. Концентрация моноэтаноламина должна быть около 15%; необходимо, чтобы содержание сульфидов в реге­ нерированном растворе было минимальным. Требуемое соотношение МЭА: очищаемый газ достигается с по­ мощью регулятора расхода раствора, подаваемого в аб­ сорбер. Температура абсорбента ниже 50 °С достигается подбором соответствующей поверхности холодильников регенерированного раствора. Температуру низа десорбера не выше 120 °С (при более высокой температуре МЭА частично разлагается) поддерживают изменением количества подаваемого горячего теплоносителя.

Глубина извлечения из газа крекинга пропан-пропи- леновой и бутан-бутиленовой фракций зависит от коли­ чества и температуры стабильного бензина, подаваемо­ го во фракционирующий абсорбер 29 (см. рис. 34). Ко­ личество абсорбента изменяется с помощью регулятора

117

расхода, последний управляет клапаном, установленным на выкидном трубопроводе насоса подачи стабильного бензина в абсорбер. Температура верха фракционирую­

рующим тяжелым газойлем. Температуру теплоносителя регулируют потенциометром, который управляет рабо­ той клапана, установленного на трубопроводе подачи теплоносителя.

Избыток тепла во фракционирующем абсорбере 29 снимается циркуляционным орошением. Циркулирую­ щая флегма охлаждается водой в холодильнике 21. Расход циркулирующей флегмы измеряется расходоме­ ром, а ее количество регулируется в зависимости от температуры на 19-ой, 25-ой и 36-ой тарелках.

Количество нестабильного бензина, поступающего в контактор 27, измеряется расходомером и регулирует­ ся клапаном. Клапаном управляют при помощи пневма­ тического регулятора, способного регулировать расход с коррекцией по уровню в газосепараторе 26. Анало­ гично регулируется подача сырья в стабилизатор 32 с коррекцией расхода по уровню внизу фракционирую­ щего абсорбера 29. Избыточное давление в стабилиза­ торе поддерживается постоянным — не выше 13 кгс/см2 . Качество легкого бензина головки стабилизации зави­ сит от температуры верха колонны; обычно ее поддер­ живают на уровне 90 °С регулирующим потенциометром путем подачи орошения. Температура низа стабилиза­ тора при этом не должна превышать 190 °С. Ее регули­ руют так же, как температуру низа фракционирующего абсорбера. Постоянные уровни жидкостей внизу стаби­ лизатора 32 и в газосепараторе 31 поддерживают регу­ ляторами уровня и регулирующими клапанами, уста­ новленными на трубопроводах откачки продуктов в резервуарный парк.

Качество сухого газа, уходящего из абсорбера 30, зависит от количества и температуры абсорбента, пода­ ваемого наверх абсорбера. Количество абсорбента регу­ лируется расходомером и регулирующим клапаном, установленными на трубопроводе подачи абсорбента. Температура абсорбента поддерживается не выше 60 °С.

118

ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВКИ

Пуск установки каталитического крекинга включает следующие операции: подготовка к пуску; загрузка ка­ тализатора в систему и циркуляция катализатора; за­ полнение системы сырьем и подготовка нагревательнофракционирующей части для включения нефтяных па­ ров в реактор; включение реактора на поток паров сырья; вывод установки на нормальный технологический режим.

Подготовка к пуску. По окончании строительства установки или восстановительных ремонтных работ вы­ полняют все мероприятия, соответствующие правилам техники безопасности, пожарной и газовой безопасно­ сти.

С территории установки удаляют посторонние пред­ меты (мусор, остатки материалов и ремонтной техники). Проверяется наличие средств пожаротушения (паровые

иводяные шланги, кошмы, песок и пожарный инстру­ мент и огнетушители), исправность систем пенотушения

ипаротушения. Совместно с работниками газоспасатель­ ной службы проверяют исправность и комплектность средств газовой защиты "— фильтрующие и шланговые противогазы. Испытывают электрофильтры и обкаты­ вают турбовоздуходувки, воздушные и газовые компрес­ соры, насосы и приборы КИП. Внимательно осматри­ вают все аппараты, арматуру, фланцевые соединения, люки и канализационную систему. При осмотре прове­ ряют тщательность очистки всех аппаратов от посто­ ронних предметов, прочность затяжки гаек, шпилек на люках и фланцевых соединениях, проходимость канали­ зационной системы и правильность установки гидравли­ ческих затворов.

После устранения выявленных дефектов принимают на установку оборотную и химически очищенную воду, пар, электроэнергию и осушенный сжатый воздух для приборов контроля и .автоматики. В случае приема в эксплуатацию установки после строительства или ре­ конструкции трубопроводы промывают водой для очист­ ки от мусора, затем трубопроводы, отдельные узлы и аппараты опрессовывают водой. После опрессовки во­ ду тщательно удаляют. При пуске в зимних условиях аппаратуру н трубопроводы опрессовывают инертным

119