установки гидроочистки вакуумного газойля
.pdfпротекание реакций полимеризации и образования кокса, тем самым, продлевая длительность срока службы катализатора. Для снижения содержания сероводорода предусматривается очистка циркулирующего водородсодержащего раствором метилдиэтаноламина (МДЭА);
-температуру процесса принимаем на начало цикла равной 370 °С. С увеличением температуры интенсивность реакции гидрообессеривания и гидрирования непредельных углеводородов увеличивается. Однако, при повышении температуры выше определенного значения возможно протекание реакций обратной рекомбинации серы в углеводородные соединения. Кроме того, при очень высоких температурах равновесие в реакциях гидрирования сдвигается в сторону непредельных углеводородов. Также с повышением температуры возрастает скорость реакций деструктивной гидрогенизации (гидрокрекинга). При этом снижается выход продукта, увеличивается отложение кокса на катализаторе и сокращается срок его службы. Поэтому оптимальная температура процесса гидроочистки зависит от состава сырья и требуемой глубины очистки. Оптимальным диапазоном температур для получения вакуумного газойля с остаточным содержанием серы 400 ppm является диапазон 370-420 С. В начале рабочего цикла устанавливается минимальная температура, обеспечивающая необходимую степень очистки сырья. Повышение температуры производится для компенсации снижения активности катализатора, не увеличивая существенно глубины очистки;
-объемную скорость подачи сырья принимаем равной 0,75 ч-1. С увеличением объемной скорости подачи сырья уменьшается время пребывания сырья в реакторе, т.е. время контакта с катализатором. При этом уменьшается глубина гидрообессеривания сырья. В случае уменьшения объемной скорости подачи сырья (увеличения времени контакта сырья и катализатора) увеличивается интенсивность протекания реакций. Проектная объемная скорость подачи сырья для реакторов гидроочистки равна 0,75 ч-1 при производительности 100 %;
29 |
консорциум « Н е д р а». |
|
-кратность циркуляции водородсодержащего газа принимаем равной 340 нм3/м3 сырья. Эта минимальная величина обеспечивает необходимое количество водорода в зоне реакции [6]
Применяют две схемы подачи водорода в систему реакторного блока- «на проток» и «с циркуляцией». Схема «на проток» предусматривает жесткую связь установок по производству водорода с гидроочисткой. Схема удобна в эксплуатации, более проста по аппаратурному оформлению, но жесткая связь с установками производства водорода отражается на режиме и гибкости регулирования процесса гидроочистки. В схеме «с циркуляцией» легко поддерживается постоянное соотношение водород/сырье, для увеличения межрегенерационного периода работы катализатора можно повышать это соотношение в рекомендуемых пределах. При этом возможна работа установки при временном прекращении подачи свежего водородсодержащего газа. Выбираем схему подачи водорода «с циркуляцией».
В качестве свежего водорода применяется водородсодержащий газ с содержанием водорода 99,99 % об. с установки производства водорода.
Существуют два способа сепарации гидрогенизата: холодный и горячий.
Холодная сепарация может быть двух- и одноступенчатой по давлению. Горячая сепарация бывает двух-, трех- и
четырехступенчатой по давлению. Выбор холодной или горячей сепарации определяется также ресурсами водорода на заводе. В данном проекте выбираем холодную, двухступенчатую сепарацию гидрогенизата, так как она по сравнению с горячей сепарацией обеспечивает более высокую концентрацию водорода в циркулирующем водородосодержащем газе
В горячем сепараторе высокого давления принимаем следующие параметры:
-давление 7,1 МПа. Принимается давление после реактора с учетом потерь в трубопроводе;
30 |
консорциум « Н е д р а». |
|
-температура 280 °С. Данная температура позволяет отделить водородсодержащий газ и газы реакции от гидрогенизата и близка к температуре на входе в отпарную колонну и снижает расходы энергии как на нагрев так и на охлаждение.
В холодном сепараторе принимаем следующие параметры:
-давление 6,9 МПа. Принимается давление после горячего сепаратора высокого давления с учетом потерь в трубопроводе, теплообменной аппаратуре и аппаратах воздушного охлаждения;
-температура 50°С.Данная температура позволяет отбор водород-содержащего газа с достаточно высокой концентрацией водорода.
В сепараторе низкого давления принимаем следующие параметры:
-давление1,1 МПа. Данное давление позволяет отделить углеводородные газы от гидрогенизата исключая вынос нефтепродукта и обеспечивает прокачиваемость жидкой фазы до колонны отпарки без включения в схему насосов;
-температура 50 °С.
Узел отпарки включает в себя отпарную колонну. В отпарной колонне происходит отпаркаводы, сероводорода,
углеводородного газа и отделение легкого бензина от гидрогенизата. Для отпарки в нижнюю часть колонны подается водяной пар [6].
Стабилизации бензина производится в колонне стабилизации. Нагрев колонны стабилизации осуществляется в рибойлере за счет тепла продуктового газойля. Блок предусмотрен для обеспечения требований по качеству получаемых бензинов [6].
31 |
консорциум « Н е д р а». |
|
Блок фракционирования включает колонну фракционирования с отпарной колонной. Блок предназначен для разделения гидрогенизата на гидроочищенный вакуумный газойль, дизельное топливо и бензин. В данном проекте выбираем способ поддержания температуры в нижней части колонны горячей струей стабильного продукта, нагретого в трубчатой печи. Достоинством данной схемы является простота регулирования температуры в низу колонны. В куб колонны подается водяной пар, перегретый до температуры в низу колонны. Верхним продуктом является бензин.
Боковым погоном выводится дизельное топливо. Для получения требуемого качества дизельного топлива (по температуре вспышки) принимаем вариант с выводом бокового погона фракционирующей колонны в боковую отпарную колонну. Подвод тепла в стрипинг осуществляется ребойлером. Кубовым продуктом фракционирующей колонны является гидроочищенный вакуумный газойль[6].
Блок очистки циркулирующего водородсодержащего и углеводородного газов. Блок предусмотрен на всех промышленных установках гидроочистки, где принята подача водородсодержащего газа «с циркуляцией». Блок включает в себя аминовый абсорбер высокого давления и аминовый абсорбер низкого давления. Очистка от сероводорода производится 45% раствором метилдиэтаноламина [6].
2.3. Технологическая схема установки с КИП и А и её краткое описание Технологическая схема установки гидроочистки вакуумного газойля представлена на рисунке 2.1.
Сырье - из резервуарного парка поступает на границу установки, прокачивается через теплообменники Т-1/1 и Т-
1/2, где нагревается гидроочищенным остатком до температуры 200 °С и поступает в сырьевую емкость Е-1.
Температура сырья после теплообменников Т-1/1 или Т-1/2, регистрируется (поз. 1).
32 |
консорциум « Н е д р а». |
|
Расход сырья, поступающего на установку, замеряется, регистрируется и регулируется (поз. 2) с коррекцией по уровню в емкости Е-1 (поз. 3). При увеличении уровня в емкости Е-1 выше допустимого закрывается отсечной клапан
(поз. 1), установленный на линии приема дизельного топлива на установку.
В емкости Е-1 происходит так же отстой воды, которая может попасть в систему вместе с сырьем. Вода сливается через ручную арматуру в дренаж при сигнализации максимального уровня раздела фаз.
Сырье из емкости Е-1 забирается насосом Н-1/1 и Н-1/2 и направляется в узел смешения с циркулирующем ВСГ,
поступающим с нагнетания компрессора ЦК-1/1 и ЦК-1/2.
Расход циркулирующего ВСГ поддерживается по соотношению к расходу сырья, поступающего на смешение. Для ведения нормального процесса гидроочистки и защиты катализатора от дезактивации кратность циркуляции ВСГ должна быть не менее 340 нм3/м3.
Газосырьевая смесь после смешения направляется в межтрубное пространство теплообменников Т-4, Т-2/1 - Т-2/2,
где нагревается встречным потоком газопродуктовой смеси из реактора Р-1 до температуры 330 °С, затем направляется в печь П-1 и с температурой 370 °С поступает в реактор гидроочистки Р-1.
Температура газосырьевой смеси на выходе из печи П-1 поддерживается на заданном значении клапаном (поз. 4),
регулирующим давление топливного газа, подаваемого на сжигание в горелках печи.
Для снижения температуры в реакторе Р-1 предусмотрена постоянная подача охлажденного ВСГ (квенча) с выкида компрессора ЦК-1/1 или ЦК-1/2 между ступенями реактора.
Температура на входе во второй слой катализатора регистрируется и регулируется клапаном (поз. 7), расходом охлажденного ВСГ.
33 |
консорциум « Н е д р а». |
|
Предусмотрен замер (поз. 8 и поз. 9) и сигнализация перепада давления по каждому слою катализатора. Повышение перепада давления свидетельствует о загрязнении катализатора механическими примесями, попавшими вместе с сырьем.
Газопродуктовая смесь гидроочистки после реактора Р-1 последовательно охлаждается в трубном пространстве
теплообменников Т-2/1 - Т-2/2 и с температурой 280 °С поступает в сепаратор высокого давления С-1.
Температура газопродуктовой смеси после теплообменников Т-2/1 - Т-2/2 регистрируется (поз. 10) и регулируется контуром (поз. 11), клапан которого установлен на линии байпаса потока в межтрубное пространство теплообменников
Т-2/1 - Т-2/2.
Газопаровая фаза из горячего сепаратора С-1 охлаждается и частично конденсируется последовательно в теплообменнике Т-4 до 180 °С, аппарате воздушного охлаждения АВО-1 и водяных холодильниках ВХ-1/1 и ВХ-1/2 до
температуры 50 °С, температура контролируется по показаниям регистрирующих приборов (поз.65).
Поток после водяных холодильников ВХ-1/1 и ВХ-1/2 собирается в вертикальном холодном сепараторе высокого давления С-2, в котором осуществляется разделение фаз при давлении 6,9 МПа, давление в сепараторе С-2
поддерживается автоматически регулятором давления (поз.20).
Жидкая углеводородная фаза из сепаратора С-2 подается в сепаратор низкого давления С-3, давление в сепараторе
С-3 не более 1,1 МПа.
Циркулирующий ВСГ из сепаратора С-2 поступает в аминовый абсорбер высокого давления К-3 для удаления
сероводорода и следов аммиака 45%-ным водным раствором метилдиэтаноламина (МДЭА).
Циркулирующий ВСГ поступает под нижнюю тарелку колонны К-3. Сверху в противоток подается 45%-ный
раствор МДЭА с выкида насоса Н-8/1 или Н-8/2.
34 |
консорциум « Н е д р а». |
|
Расход 45%-ного раствора МДЭА в абсорбер регулируется (поз. 39).
Предусмотрен замер перепада давления на тарелках абсорбера (поз. 14-16), который является индикатором вспенивания на тарелках.
С верха аминового абсорбера К-3 циркулирующий ВСГ направляется в каплеотбойник Е-3, далее идет на прием компрессоров, предварительно смешиваясь с подпиточным ВСГ. Расход подпиточного ВСГ замеряется (поз. 19).
В каплеотбойнике Е-3 ВСГ освобождается от амина, увлекаемого из абсорбера К-3.
Уровень жидкой фазы в емкости Е-3 регулируется контуром (поз. 47), клапан которого установлен на линии вывода амина из емкости Е-3 в промывную емкость насыщенного амина Е-4.
С целью поддержания концентрации водорода 83 %масс. в циркулирующем ВСГ, проектом предусмотрен отдув части циркулирующего ВСГ, выходящего из абсорбера К-3 на установку КЦА. Расход отдуваемого ВСГ замеряется и регулируется (поз. 22).
Из каплеотбойника Е-2 циркулирующий ВСГ поступает на прием центробежного компрессора ЦК-1/1 или ЦК-1/2.
Нестабильный гидрогенизат из сепаратора С-1 и С-3 направляется на 16 тарелку отпарной колонны К-1 для удаления углеводородных газов, сероводорода и легких углеводородов.
Жидкая фаза из сепаратора низкого давления С-3 подается в отпарную колонну К-1, проходя подогрев за счет тепла циркуляционного орошения в Т-3,
с последующим смешиванием с потоком жидкости из горячего сепаратора С-1.
Сырье отпарной колонны К-1 содержит подлежащий удалению сероводород. Жидкость из горячего сепаратора высокого давления С-1 смешивается с жидкостью из сепаратора низкого давления С-3 и с температурой 275 °С поступает
35 |
консорциум « Н е д р а». |
|
в отпарную колонну К-1 на 10 тарелку. Пары верхнего продукта с температурой 150-165 °С (150 °С) частично конденсируются в воздушном холодильнике-конденсаторе АВО-2, затем в концевом водяном холодильнике ВХ-2 до температуры 45°С (температура контролируется по показаниям регистрирующих приборов, поз.35), после чего собираются в емкости орошения отпарной колонны Е-2. В емкости Е-2 поддерживается давление 0,8 МПа. Жидкая углеводородная фаза из емкости орошения перекачивается насосами Н-2/1 и Н-2/2 в качестве орошения в отпарную колонну К-1.
Нижний продукт отпарной колонны поступает в колонну фракционирования К-2.
С верха колонны К-2 углеводородный газ, сероводород и пары легких углеводородов направляются в аппарат воздушного охлаждения АВО-3, где охлаждаются до температуры 50 °С (поз. 26), затем в водяной холодильник ВХ-3 для доохлаждения до температуры 35 °С (поз. 27), далее поступают в сепаратор С-4.
Температура потока после АВО-3 регулируется частотой вращения электродвигателей вентиляторов.
Углеводородный газ, содержащий сероводород, из сепаратора С-4 направляется на очистку в аминовый абсорбер К-
3.
Нестабильный бензин из сепаратора С-4 насосами Н-7/1, Н-7/2 подается в качестве орошения в колонну К-2,
балансовое количество выводится с установки.
Расход нестабильного бензина, выводимого с установки, замеряется и регулируется (поз. 28) с коррекцией по уровню жидкости в сепараторе С-4 (поз. 29).
Расход бензина, подаваемого в колонну К-2, замеряется и регулируется (поз. 31) с коррекцией по температуре в вверху колонны К-2 (поз. 30).
36 |
консорциум « Н е д р а». |
|
С 16 тарелки колонны К-2 отводится дизельное топливо и поступает на верхнюю тарелку стриппинг – колонны К-
2/1. Пары из колонны К-2/1 возвращаются под 18 тарелку колонны К-2, а жидкая фаза забирается насосом Н – 6/1, Н –
6/2, прокачивается через аппарат воздушного охлаждения и выводится с установки.
Выводимый из куба колонны К-2 гидроочищенный остаток делится на два потока.
Первый поток насосами Н-5/1 и Н-5/2 направляется в печь П-2, где нагревается до температуры 351 °С и
возвращается в куб колонны К-2 в качестве горячей струи.
Постоянство расхода стабильного вакуумного гаойля в печь П-2 поддерживается клапаном (поз. 34), установленным
на линии нагнетания насосов Н-5/1 и Н-5/2.
Температура газосырьевой смеси на выходе из печи П-2 замеряется и регистрируется (поз. 32), и поддерживается на заданном значении клапаном (поз. 33), регулирующим давление топливного газа, подаваемого на сжигание в горелках
печи.
Второй поток гидроочищенного остатка насосами Н-4/1 или Н-4/2 направляется в трубное пространство
теплообменников Т-1/2 и Т-1/1, где нагревает сырье установки.
Расход гидроочищенного остатка, выводимого с установки, регулируется клапаном (поз. 35), установленным на
линии вывода гидроочищенного остатка с установки с коррекцией по уровню в кубе колонны К-2 (поз. 36).
Кислый газ из сепараторов С-3 и С-4 смешивается и поступает под нижнюю тарелку аминового абсорбера низкого
давления К-4 для очистки от содержащегося в нем сероводорода.
В противоток на верхнюю тарелку подается насыщенный 45%-ный раствор МДЭА с выкида насосов Н-9/1или Н-
9/2.
37 |
консорциум « Н е д р а». |
|
Расход рабочего раствора амина, подаваемого в колонну К-4, замеряется и регулируется (поз. 64).
С верха колонны К-4 очищенный углеводородный газ направляется в топливную сеть.
Рабочий раствор МДЭА с границы установки поступает в емкость рабочего раствора амина Е-4.
Уровень в емкости Е-4 регулируется контуром (поз. 38), клапан которого установлен на линии подачи ненасыщенного амина с границы установки в емкость. Проектом предусмотрена отсечка подачи ненасыщенного амина по максимальному уровню.
Выходящий из емкости Е-4 ненасыщенный амин делится на два потока.
Первый поток насосами Н-8/1 или Н-8/2 направляется на верхнюю тарелку аминового абсорбер высокого давления
К-3.
Постоянство расхода рабочего раствора регулируется клапаном (поз. 39) установленным на линии выкида насосов Н-8/1 и Н-8/2.
Второй поток насосами Н-8/1 или Н-8/2 направляется на верхнюю тарелку аминового абсорбера низкого давления
К-3.
Постоянство расхода рабочего раствора регулируется клапаном установленным на линии выкида насосов Н-8/1 и Н-
8/2 (поз. 64).
Насыщенный раствор МДЭА из абсорбера К-3 и емкости Е-3 направляется в десорбер К-5, предварительно нагреваясь в теплообменнике Т-7 за счет тепла регенерированного раствора МДЭА.
В десорбере К-5 производится регенерация насыщенного раствора МДЭА. Тепло в колонну подводится циркуляцией раствора МДЭА через рибойлер Т-8, обогреваемый водяным паром.
38 |
консорциум « Н е д р а». |
|