Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Химическая технология переработки нефтяных остатков и природных битумов. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 95 6 7 8 9 > Следующая >>>

сепаратор 3. За счет повышения температуры растворимость смол снижается и раствор смол снизу сепаратора 2 направляется в отгонную колонну 6, сверху которой выводится растворитель, а снизу – смолы. Верхний продукт сепаратора 3 – раствор деасфальтизата, подогревается в печи 9 до сверхкритической температуры и поступает в испаритель 4, в котором резко снижается давление и происходит разделение на растворитель и деасфальтизат. Деасфальтизат, содержащий небольшое количество растворителя, поступает в колонну 7, где отгоняются остатки растворителя. Основное количество растворителя выводится из испарителя 4. Растворитель охлаждается в теплообменнике 13, далее в холодильнике 11 и снова поступает в смеситель 1. Примерно 15 % от общего количества растворителя выводится из колонн 5, 6, 7. Они объединяются в один поток, охлаждаются в холодильнике 12, поступают в буферную емкость 10 и смешиваются с основным потоком растворителя из холодильника 11. В колонне 5 можно суммарно выделить асфальтены и смолы.

Рис. 5.2. Схема процесса ROSE

1 – смеситель; 2,3,4 – сепараторы; 5,6,7 – колонны;

8,9 – печи; 10 – уравнительный резервуар; 11,12 – холодильники;

13 – теплообменник; 14,15 – насосы

Выход деасфальтизата зависит от растворителя. Если в качестве растворителя взять изобутан, то выход деасфальтизата составит 47% при коксуемости 5 %. Если в качестве растворителя взять изопентан, то выход деасфальтизата составит 82 %, а коксуемость 13 %.

В процессе «Демекс» в качестве растворителя используют пентан, давление в процессе составляет 3,3 МПа, температура 200 º С. В отечественном процессе «Добен» в качестве растворителя используется легкий бензин.

Недостатки сольвентной деасфальтизации:

- большая энергоемкость;

- утилизация побочных продуктов;

5.3.2. Термоадсорбционная деасфальтизация (ТАД)

ТАД происходит за счет термодеструктивных превращений углеводородов и неуглеводородных компонентов с последующей адсорбцией образующихся продуктов уплотнения, смол, асфальтенов, а также соединений металлов, сера- и азотсодержащих компонентов на поверхности адсорбентов.

Процесс AРT. Реакторный блок аналогичен реакторному блоку каталитического крекинга с лифт-реактором. Процесс осуществляется с теплоносителем-адсорбентом АРТКАТ. Этот адсорбент должен иметь небольшую поверхность от 10 до 100 м

на 1 грамм

(нормальный катализатор имеет поверхность до 600 м2 на 1 грамм). Размер пор составляет 100–600 ангстрем, активность катализатора –

10-20 %.

В лифт-реакторе Р–1 при t = 480–590 ºC, при времени контакта с горячим теплоносителем 0,1–0,5 секунд происходит мгновенное испарение легкой части. А гетеросоединения и смолистоасфальтеновые вещества (САВ) адсорбируются на поверхности, где происходит их деструкция с образованием более легких продуктов и продуктов уплотнения. После отделения теплоносителя от паров, продукты направляются на фракционирование. На выходе из реактора в поток впрыскивается квенч (холодный газойль) для прекращения термических реакций. Закоксованный адсорбент регенерируют путем выжига кокса с поверхности. В результате происходит удаление металлов на 95 %, серы и азота – на 50–88%, асфальтенов – практически на 100 %.

Главным продуктом является тяжелый газойль. Он может быть использован как сырье каталитического крекинга.

Бензин (нафта) получается с октановым числом 80, перед компаундированием его подвергают гидроочистке. Легкий газойль имеет цетановое число 40, также подвергается гидроочистке.

Процесс может быть рассмотрен как энерготехнологический, так как получаемое в регенераторе большое количество тепла используется в дальнейшем для производства водяного пара.

Рис. 5.3. Схема реакторного блока установки АРТ

1 – регенератор; 2 – лифт-реактор; 3 – циклонные сепараторы; 4 –

отпарная секция

Основные продукты процесса:

- газ С1-С5 – 3–8 %;

- нафта – 13–17 %,;

- легкий газойль – 13–17 %;

- тяжелый газойль – 53–56%;

- кокс – 7–11%.

Адсорбент готовят из каолиновых глин. Отработанный

адсорбент сбрасывается в отвал, но из него можно извлечь ванадий и никель.

Процесс 3Д. Процесс 3Д был разработан фирмой БАРКО для каталитического крекинга тяжелого сырья. Фирмой ЮОП приспособлен для подготовки сырья каталитического крекинга. Также, как и в процессе ART, на установке используется циркулирующий инертный адсорбент. На этих установках нет ни кипящего слоя, ни лифт-реактора. Время контакта сырья и теплоносителя измеряется долями секунды (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Реакторный блок установки 3Д

1 – реактор и отпарная секция; 2 – регенератор; 3 – циклонные

сепараторы; 4 – холодильники контакта

Сырье подается в реактор перпендикулярно потоку регенерируемого катализатора. Пары сырья и продуктов сносят катализатор в первичные сепарационные устройства. Процесс идет на твердом контакте, большая площадь адсорбента позволяет обеспечить мгновенный теплообмен и испарение дистиллятных продуктов.

Адсорбированная на теплоносителе тяжелая часть сырья подвергается деструкции с образованием легких компонентов, а тяжелая часть остается адсорбированной на теплоносителе и превращается в кокс. Быстрый вывод паров из реакционной зоны практически предотвращает протекание вторичных реакций дистиллятных продуктов. Это приводит к снижению выхода кокса, газов и увеличению выхода жидких продуктов.

Процесс 3Д – это термически сбалансированный процесс. Циркулирующий теплоноситель должен иметь достаточно высокую температуру, чтобы обеспечить интенсивное испарение сырья. Необходимое количество кокса, которое должно образоваться на теплоносителе, чтобы обеспечить температуру в реакторе, должно быть не менее 4 %.

Выход газойлевых фракций в процессе составляет от 70 до 78 %. В газойле, помимо снижения его коксуемости, снижается

содержание серы, азота, металлов. Включение установок 3Д в схему завода позволяет увеличить ресурсы сырья для каталитического крекинга (тяжелого газойля) на 20–40 %.

Реактор 1 значительно меньших размеров, чем на установках каталитического крекинга. Он может монтироваться на заводахизготовителях, имеет малую металлоемкость. Он также оборудован двухступенчатыми циклонными сепараторами. Закоксованный адсорбент подается на регенерацию, которая осуществляется в две ступени. Вторая ступень снабжена выносным холодильником для охлаждения адсорбента (регулирует температуру адсорбента). Тепло дымовых газов используется для производства водяного пара, после газы направляются на обессеривание. Полученные пары и газы на выходе из циклонов охлаждаются подачей квенча.

Японские процессы деасфальтизации: НОТ, АСС, ККИ.

Процесс НОТ. Аппаратурное оформление процесса такое же, как у каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем. В качестве адсорбента-теплоносителя используется железная руда. Если в качестве флюидизирующего агента используется водяной пар, то в составе газов содержится до 70 % Н

. Температура процесса – 520–550 º С.

Процесс АСС. В качестве теплоносителя используется адсорбент – «Аллозит». Процесс осуществляется в две ступени: первая ступень – лифт-реактор, вторая – псевдоожиженный слой.

Процесс ККИ. По аппаратурному оформлению установка близка к установка «флюид», где теплоносителем является железная

руда. Установки обычно дооборудованы вращающимися барабанными печами, в которых происходит восстановление руды за счет отложившегося углерода до губчатого железа.

Уфимским нефтяным институтом, Ново-Уфимским НПЗ и ГрозНИИ был разработан аналогичный процесс на базе старых установок каталитического крекинга с шариковым катализатором. Для того, чтобы привести в движение адсорбент, необходимо на 20 кг катализатора подавать 1 кг воздуха. Время нахождения реакционной массы в реакторе составляет 10–15 минут. Использование цеолитсодержащего катализатора невозможно, так как возможно перекрекирование, коксоотложение и большой выход газа. Поэтому предложено использовать железную руду.

Закоксованный адсорбент выводится без регенерации с установки и, поскольку он обогащен ванадием и никелем, может использоваться в производстве легированных чугунов.

5.4. Промышленные установки каталитического крекинга остаточного сырья

Процесс Эйч–Оу–Си (НОС). Это первая промышленная

установка для переработки остаточного сырья. Была пущена в 60-х годах прошлого века, разработана фирмой «Келлог». Была предназначена для переработки мазутов с суммарным содержанием металлов 20–25 мг на 1 кг (суммарное количество ванадия и никеля). В дальнейшем, с разработкой цеолитсодержащих катализаторов, на этих установках в 70-х годах и по настоящее время перерабатывают гидроочищенные мазуты или гудроны после подготовки на установках АРТ. В настоящее время работает более 20 таких установок. Катализаторы, которые используются на этих установках, выдерживают 8000 мг/кг металлов.

Особенности установки: процесс осуществляется в лифтреакторе внутреннего или наружного монтажа с поворотом на 90 º к циклонам, что обеспечивает более низкую эрозию верхнего участка (рис. 5.5). В реакторе осуществляется многоточечная подача сырья и пара по высоте и периметру реактора. Это обеспечивает лучший контакт и более равномерное распределение сырья.

Реактор может быть сопряжен с циклонным сепаратором для уменьшения времени контакта сырья и катализатора, а также перепада давления. Закоксованный катализатор попадает в регенератор

большого диаметра, поскольку значительный выход кокса дает большой объем дымовых газов. Регенератор снабжен паровыми змеевиками внутреннего монтажа и выносными холодильниками. Дымовые газы выводятся через кольцевую камеру, которая идет вокруг отпарной зоны. Считается, что такая конструкция увеличивает механическую прочность аппарата. Установка имеет котел-утилизатор для выработки водяного пара. В тех случаях, когда производительность установки лимитируются возможностями регенерации, рекомендуется использовать воздух, обогащенный кислородом. Повышение концентрации кислорода до 34 % в воздухе позволяет почти в 2 раза увеличить коксовую нагрузку.

Рис. 5.5. Схема реакторного блока установки НОС

1 – ренератор; 2 – реактор-подъемник; 3 – холодильник катализатора;

4 – охлаждающие змеевики в слое катализатора;

5 – кольцевая камера для сбора дымовых газов

Процесс каталитического крекинга мазута Эр–Си–Си (RCC).

Это разработка компании «Эшленд Ойл» и ЮОП (рис. 5.6). Согласно имеющейся патентной информации реактор для процесса разработан фирмой «Эшленд Ойл», а регенератор – фирмой ЮОП. Отличительной особенностью этих установок является диспергирование сырья с помощью легких углеводородных газов, которые подаются в количестве 8 % ниже точки ввода сырья. Подача углеводородных газов обеспечивает хорошее диспергирование сырья, а также восстанавливает и пассивирует V2О5. Подача сырья осуществляется с помощью ультразвуковых форсунок со скоростью 20–40 м/c. Чем более диспергировано сырье, тем интенсивнее происходит испарение. Для улучшения испарения тяжелого сырья внизу реактора поддерживается более высокая температура, чем в основной части (внизу реактора температура составляет 600 ºС). Выше точки подачи сырья впрыскивается квенч и температура в реакторе поддерживается порядка 500–540 ºС.

Рис. 5.6. Схема реакторного блока установки Эр–Си–Си

1 – двухступенчатый регенератор; 2 – реактор-подъемник;

3 – холодильник катализатора

В регенераторе температура достигает до 720-760 ºС. Время нахождения сырья в реакторе 1–2 секунды. В качестве сырья используется деметаллизированный мазут с содержанием металлов до 65 мг/кг и коксуемостью 9 %.

Также, как и на установках НОС, применяется закрытая система циклонов. В отличие от НОС, используется двухступенчатая регенерация катализатора. Воздух подается раздельными потоками на первую и вторую ступень. В первой ступени регенератора (нижняя часть) в основном происходит сгорание водорода и частично углерода, это так называемая "мокрая зона" регенерации. В результате выжига водорода на поверхности катализатора образуется пленка из углерода, которая защищает катализатор от разрушений (для защиты от разрушения ванадиевой кислотой). Основное количество сжигается во второй верхней зоне регенератора. Содержание остаточного кокса достигает 0,05 % ("сухая зона"). Имеется выносной холодильник катализатора.

Процесс каталитического крекинга остатков R–2–R. Процесс разработан совместно французской компанией «Тоталь» и французским институтом нефти (ФИН).

Установки R–2–R перерабатывают сырье, содержащее до 30 % мазута. Коксуемость смешанного сырья достигает 10 % и содержание металлов в сырье достигает 50 мг/кг. На этих установках, в зависимости от качества перерабатываемого сырья, получают от 60 до 65 % бензина.

Особенностью установки R–2–R является наличие двух регенераторов с раздельной подачей воздуха и выводом дымовых газов (рис. 5.7).

В первом по ходу движения катализатора реакторе (нижний), при ограниченной подаче воздуха выжигается в основном из кокса водород (первая "мокрая" зона). Температура в первом регенераторе – 680–700 º С. В первом регенераторе не происходит дожиг СО до СО2. Во втором регенераторе температура составляет 800 º С при избытке воздуха. Там сгорает в основном углерод и происходит дожиг выделяющихся СО и SO

до СО2 и SO

. Второй регенератор имеет

выносной циклонный сепаратор, а также десорбер, в котором регенерированный катализатор из регенератора продувается инертным газом, для удаления из катализатора захваченных адсорбированных дымовых газов. Эта операция позволяет уменьшить содержание инертных газов в сухом газе каталитического крекинга и повысить его калорийность.

Рис. 5.7. Схема реакторного блока установки R – 2 – R

1 – регенератор первой ступени; 2 – регенератор второй ступени;

3 – секция отдува катализатора от дымовых газов;

4 – реактор-сепаратор; 5 – реактор-подъемник

Лифт-реактор соединен с системой циклонов для снижения времени пребывания катализатора и реакционной массы при высокой температуре. Для интенсификации испарения сырья температура внизу лифт-реактора может быть на 40–100 º С выше, чем температура в основной части лифт-реактора. Для регулирования температуры в реакторе выше точки ввода сырья подается квенч (холодный собственный газойль). Сырье подается при помощи специальных устройств (сопло Лаваля, трубы Вентури), в которых достигается высокая скорость потока, близкая к звуковой. При этом образуется ударная акустическая волна, которая разбивает сырье на капли, сопоставимые по размеру с частицами катализатора (40–80 мкм).

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 95 6 7 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]