Документ Microsoft Word. Механизм и типы коррозии на установках гидроочистки

• Название: Механизм и типы коррозии на установках гидроочистки
• Дата: 04.04.2022
• Размер: 25.32 Kb.
• Имя файла: Документ Microsoft Word.docx
• Тип: Документы; #441392

Вариант 12

1. 
   Ведение технологического процесса гидроочистки дизельной фракции. Механизм и типы коррозии на установках гидроочистки
   
2. 
   Назначение процесса изомеризации. Промышленные катализаторы и их свойства
   
3. 
   На установке платформинга производительностью 28000 кг/ч по сырью перерабатывают фракцию 110—170 °С ( =0,762; М=140; Ткр=572 К; Ркр=2,8 МПа). Определить температуру выхода продуктов реакции из первого реактора, если известно: температура сырья и циркулирующего газа на входе в реактор 525 и 550 ^ºС; давление в реакторе 3,03 МПа; выход (в % масс.) сухого газа 6,4; бутановой фракции (Т_кр = 425 К, Р„_р = 3,6 МПа) 9,2, катализата ( =0,777; Т_кр = 560°С; Ркр = 2,62 МПа; М=110) 84,4; состав сухого газа (в % масс): Н₂ 14; C₁4,6; С₂ 11; С₃ 40,4; циркулирующего газа (в % масс): Н₂ 58,8; C₁ 5; С₂ 6,7; С₃ 29,4; кратность циркулирующего газа 800 м³/м³ сырья; глубина превращения в первом реакторе 50%; теплота ре­акции q_р=418 кДж/кг превращенного сырья.
   
4. 
   Составить материальный баланс установки алкилирования бутан-бутиленовой фракции производительностью 70 000 т/год по сырью, если известно: состав сырья (в % масс.): С₃Н₆ 4,2; С₃Н₈; изо-С₄Н₈ 2,5; н-С₄Н₈ 24,6; изо-С₄Н₁₀ 39,8; н-С₄Н₁₀ 27,6; массовое отношение реагирующего изобутана к олефинам 1,1 : 1; алкилат состоит на 80% из авиаалкилата и на 20% из автоалкилата; глубина превращения пропилена и бутиленов 100%.
   

5Построение схемы автоматизации блока стабилизации ТУ гидроочистки керосиновой фракции

Ведение технологического процесса гидроочистки дизельной фракции.

Механизм и типы коррозии на установках гидроочистки

Водородная коррозия. Воздействие водорода на сталь при повышенных температуре и давлении связано в основном с разрушением карбидной составляющей и сопровождается необратимой потерей ее начальных свойств. Такое физико-химическое воздействие водорода на сталь называется водородной коррозией. Из всех газов водород наиболее быстро растворяется в большинстве металлов. Под термином «растворение» следует понимать распределение газа в объеме металла. Процессу растворения газа в металле предшествует адсорбция его на поверхности металла и диссоциация на атомы. Заметная поверхностная диссоциация на атомы происходит при 200—300°С. Изменение свойств металла под воздействием водородной коррозии объясняется следующим.

В результате обезуглероживания стали согласно реакции

Fe₃C + 2Н₂   3Fe + СН₄

в дефектах кристаллической решетки металла скапливается метан. Молекула метана настолько велика, что не может диффундировать внутрь металла, поэтому возникает давление газа, приводящее к вздутию и растрескиванию металла. Обезуглероживание стали сопровождается межкристаллитным растрескиванием. В результате водородной коррозии поверхность стали теряет металлический блеск, становится матовой. Из-за скопления метана под большим давлением в приповерхностном слое металла могут образовываться вздутия. Вследствие структурных изменений и межкристаллитного растрескивания изменяются механические и физические свойства металла.

Высокотемпературная сероводородная коррозия. В отличие от водорода сероводород, взаимодействуя с металлом, образует на поверхностях контактах сульфидные пленки и отложения, состоящие главным образом из сульфида железа. Потери металла в результате сероводородной коррозии могут быть весьма значительными даже при малых концентрациях сероводорода, поэтому коррозия этого вида наиболее опасна в условиях гидроочистки. Высокотемпературная сероводородная коррозия железа протекает по уравнению:

Fe+H₂S   FeS+H₂+Q

Так как коррозия развивается вследствие преимущественной диффузии ионов железа через поверхностную пленку к газообразной среде, то наружный слой этой пленки обогащен серой и состоит из FeS₂. При повышении температуры FeS₂ начинает распадаться с выделением элементной серы и образованием более термостабильного сульфида. Высокотемпературная коррозия под действием сероводорода в процессе гидроочистки наиболее опасна в интервале 350—450°С, особенно если она сопровождается обезуглероживанием карбидных соединений. Последнее приводит к межкристаллитному разрушению металла — так называемой межкристаллитной коррозии. Чтобы ее предотвратить, достаточно легировать сталь 17% хрома. При температурах ниже 260°С газообразные смеси с любым содержанием сероводорода мало агрессивны.

Низкотемпературная сероводородная коррозия. На установках гидроочистки влага поступает с сырьем и циркуляционным газом, а также образуется в цикле гидрирования. В условиях образования водной фазы на металлической стенке возникает низкотемпературная сероводородная коррозия. С повышением концентрации сероводорода в водной фазе скорость коррозии углеродистой стали постепенно возрастает, причем максимальные значения скорости соответствуют высоким значениям концентрации сероводорода. Следует учитывать и общее содержание сероводорода в системе, так как его растворимость в углеводородах и воде различна: в углеводородах она в несколько раз выше, чем в электролите. Повышенная концентрация сероводорода в углеводородной фазе среды способствует коррозионному процессу. Максимальное парциальное давление сероводорода в присутствии влаги, выше которого начинается наводороживание сталей, составляет 0,1 кПа. Если в среде помимо сероводорода присутствуют хлориды, то коррозия заметно усиливается. На промышленных установках гидроочистки применяют 2 способа сепарации ВСГ из газопродуктовой смеси: холодная (низкотемператур­ная) и горячая (высокотемпературная).

Холодная сепарация ВСГ применяется на установках гидроочистки бензиновых, керосиновых и иногда дизельных фракций заключается в охлаждении газопродуктовой смеси, отхо­дящей из реакторов гидроочистки, сначала в теплообменниках, затем в холодильниках (воздушных и водяных) и выделении ВСГ в сепараторе при низкой температуре и высоком давлении. В сепараторах низкого давления выделяют низкомолекулярные углеводородные газы.

Горячую сепарацию ВСГ применяют преимущественно на установ­ках гидроочистки высококипящих фракций нефти: дизельного топлива, вакуумного газойля и масляных дис­тиллятов. Газопродуктовую смесь после частичного охлаж­дения в теплообменниках подают в горячий сепаратор, выделяемые в нем ВСГ и углеводородные газы охлаждают до низкой температуры в воздушных и водяных холодильниках и далее направляют в холодный сепаратор, где отбирают ВСГ с достаточно высокой концен­трацией водорода.

В настоящее время на установке гидроочистке дизельного топлива применяются следующие катализаторы: АТ724G, АТ-505, 720Х, катализатор ИК-ГО-1. Все данные катализаторы имеют один и тот же носитель – Al2O3.

Катализатор 720Х, АТ724G – триметаллический (NiCoMo) катализатор. Содержащиеся в них активные металлы позволяют плавно изменять активность всей катализаторной системы по ходу сырья. Это идеальный материал для минимизирования перепада давления.

АТ724G, в сравнении имеет меньшую устойчивость к дроблению и значительно меньшую насыпную плотность.

Катализатор АТ-505 - (NiMo), также на Al2O3 носителе, его устойчивость к дроблению не совсем велика 22 Н/мм, но аналогично АТ-405 имеет хорошую адсорбирующую способность по отношению к гетероатомным соединениям.

Катализатор ИК-ГО-1 - Катализатор глубокой гидроочистки дизельных фракций, представляет собой гранулы оксида алюминия в форме трехлистника, модифицированные активными компонентами (молибденом, кобальтом).Позволяет практически без реконструкции выпускать на российских предприятиях дизтопливо стандарта Евро-4 [21]. Способствует уменьшению перепада давления в реакторе.

\