Висбрекинг. Висбрекинг гудрона. Россия, на пороге xxi века, несмотря на спад производства, остается достаточно крупным мировым экспортером добываемых нефтей и потенциально мощным производителем нефтепродуктов на базе их переработки
 Скачать 366.06 Kb.
|
|
Часть нагретой до 90 °С в Х-105/1,2,3 воды системы ВСО-3 используется в качестве теплоносителя для подачи в подогреватели емкостей и теплоспутники трубопроводов. Во время пусконаладочных работ получение нагретой до 60°С воды предусмотрено в теплообменнике Т-117. Предусмотрена перемычка с трубопровода остатка висбрекинга после Х-105/1,2,3 на прием Н-101/1,2 для циркуляции продукта во время пуска секции. В укрепляющей части колонны К-101 размещены 30 трапециевидно-клапанных ректификационных тарелок и два «глухих» по жидкости аккумулятора. Нижний аккумулятор расположен над зоной ввода сырья в колонну К-101, верхний аккумулятор расположен между ректификационными тарелками №20 и №21. Тяжелый газойль, забираемый из нижнего аккумулятора насосом Н-108/1,2, делится на два потока. Первый поток возвращается в колонну К-101 на ректификационную тарелку №29, то есть в зоне двух нижних тарелок №29 и №30 осуществляется промывка паров, поступающих в укрепляющую часть из зоны питания колонны. Температура продукта в нижнем аккумуляторе замеряется прибором поз.TI 173. Давление над аккумулятором измеряется прибором поз.PI 260. Второй поток тяжелого газойля направляется в поток сырья в качестве разбавителя на выкид печного насоса Н-128/1,2 с коррекцией уровня в нижнем аккумуляторе (поз.LICA 414). При снижении уровня в нижнем аккумуляторе до 20 % включается звуковая и световая сигнализация. При дальнейшем снижении уровня до 10 % по прибору поз.LISA 415 включается аварийная сигнализация и отключается насос Н-108/1,2. Расход тяжелого газойля на промывку паров регулируется, клапаном-регулятором который установлен на линии возврата тяжелого газойля на тарелку №29. Из верхнего аккумулятора колонны К-101 выводится легкий газойль висбрекинга в отпарную колонну К-102. В низ отпарной колонны подается перегретый водяной пар для отпарки легких фракций. Отпаренные легкие фракции возвращаются в ректификационную колонну К-101 в зону над тарелкой №18. В качестве контактных устройств в отпарной колонне используется перекрестноточная регулярная насадка. Режим работы колонны К-102: давление – 0,45 - 0,5 МПа (4,5-5,0 кгс/см2), температура низа – не выше 280 оС. Вывод легкого газойля регулируется по температуре, клапаном-регулятором который установлен на линии вывода легкого газойля из верхнего аккумулятора К-101 в колонну К-102. Из куба отпарной колонны К-102 легкий газойль поступает на прием насоса Н-104/1,2, которым прокачивается через подогреватель сырья колонны стабилизации бензина Т-109, затем отдает свое тепло в теплообменнике Т-207 (или мимо) и направляется в остаток висбрекинга после Х-105/3. Расход газойля в остаток висбрекинга замеряется прибором поз.FI 338. Кроме того, имеется возможность вывода легкого газойля с секции через холодильник Х-104. Замер температуры производится прибором поз.TI 197. Расход водяного пара в отпарную колонну К-102 регулируется, клапаном–регулятором который установлен на линии подачи водяного пара в колонну. Уровень в кубе отпарной колонны К-102 регулируется, клапаном–регулятором который установлен на линии подачи легкого газойля в Т-109. Предусмотрена предупредительная сигнализация при снижении уровня ниже 20 % шкалы прибора (поз.LICA 418) и блокировка при дальнейшем снижении уровня ниже 10 % шкалы прибора в кубе колонны К-102 (поз.LISA 419), и отключение при этом насоса Н-104/1,2. Температура верха колонны К-102 замеряется прибором поз.TIC 175. Предусмотрена сигнализация и блокировка при снижении уровня в верхнем аккумуляторе колонны К-101 до 10 % поз.LISA 413 и отключение при этом соответственно насосов Н-105/1,2, Н-108/1,2. Съем тепла в укрепляющей части ректификационной колонны К-101 осуществляется острым и циркуляционным орошениями. Циркуляционное орошение забирается из верхнего аккумулятора колонны К-101 насосом Н-105/1,2 и прокачивается через теплообменник Т-103, где нагревает сырье – гудрон. После теплообменника Т-103 часть потока циркуляционного орошения направляется в трубный пучок кипятильника стабилизатора Т-110 для регулирования температуры низа К-103 в пределах 200-210оС, а часть пропускается по байпасу, на котором установлен клапан-регулятор поз.TV 1002, управляемый прибором поз.TIC 1002, регулирующий температуру паров, уходящих с Т-110 в К-103. Затем циркуляционное орошение отдает свое тепло в теплоутилизационных теплообменниках Т-205/1,2, Т-206, нагревая воду циркуляционного контура (ВЦК-2), и с температурой не выше 200 оС возвращается на 18-ю тарелку колонны К-101.Расход циркуляционного орошения регулируется, клапаном-регулятором который установлен на входе циркуляционного орошения на 18-ю тарелку колонны К-101. Часть потока циркуляционного орошения используется в качестве квенчинга, подаваемого на выход продуктов висбрекинга из печи. Имеется также линия подачи циркуляционного орошения с выкида насоса Н-105/1,2 в теплообменник Т-109. Предусмотрена возможность подачи циркуляционного орошения из верхнего аккумулятора колонны К-101 к насосу Н-108/1,2. В пусковой период для заполнения верхнего и нижнего аккумуляторов колонны К-101 используется фракция 290-350оС, которая принимается с ЭЛОУ-АВТ-6 в емкость Е-123. Из емкости Е-123 фракция 290-350оС насосом Н-118 (Н-119) подается на 18-ю тарелку колонны К-101 и заполняет верхний аккумулятор. Из верхнего аккумулятора колонны фракция 290-350оС забирается насосом Н-108/1,2 и подается на 29-ю тарелку колонны К-101, чтобы набрать уровень жидкости в нижнем аккумуляторе. После появления жидкости в нижнем аккумуляторе налаживается циркуляция продукта по схеме: нижний аккумулятор колонны К–101 → Н–108/2,1→ 29–я тарелка колонны К–101. Налаживается также подача фракции 290-350 оС в качестве разбавителя. По мере повышения температуры в колонне К-101 и достаточного количества продукта в верхнем и нижнем аккумуляторах подача фракции фр.290-350 оС прекращается. Предусмотрена подача ингибитора коррозии в трубопровод паров с верха К-101 в конденсатор воздушного охлаждения ВХ-101 для создания защитной пленки на поверхности металлических труб. С верха колонны К-101 пары, содержащие углеводородный газ висбрекинга, водяной пар, пары бензиновой фракции, поступают в конденсатор воздушного охлаждения ВХ-101, где охлаждаются и частично конденсируются, далее газожидкостной поток направляется на охлаждение в водяной конденсатор-холодильник Х-101, где происходит дальнейшая конденсация паров. Из Х-101 газожидкостная смесь с температурой не выше 40оС поступает в емкость Е-101, где осуществляется разделение смеси на углеводородный газ, воду и бензиновую фракцию. Углеводородный газ из емкости Е-101, содержащий значительное количество сероводорода, направляется в абсорбер К-104, в котором сероводород поглощается 15%-ным раствором моноэтаноламина. Водяной технологический конденсат из емкости Е-101 отводится в емкость технологического конденсата Е-102 и далее насосом Н-106/1,2 подается в узел очистки стоков. Уровень воды в емкости Е-101 регулируется клапаном – регулятором который установлен на линии отвода воды в Е-102. Предусмотрена сигнализация минимального (20 % шкалы прибора) и максимального (80 % шкалы прибора) значений уровня воды в емкости Е-101. Давление в емкости Е-101 регулируется клапаном-регулятором, который установлен на линии вывода углеводородного газа в абсорбер К-104. Предусмотрена сигнализация минимального (20 % шкалы прибора) и максимального (60 % шкалы прибора) уровня бензина в емкости Е-101. Бензиновая фракция с низа емкости Е-101 забирается насосом Н-103/1,2 и подается на верхнюю тарелку колонны К-101 в качестве острого орошения. Расход острого орошения в колонну К-101 регулируется с коррекцией по температуре верха К-101, клапаном–регулятором который установлен на линии подачи острого орошения в К-101. Балансовое количество бензиновой фракции с выкида насоса Н-103/1,2 направляется в стабилизатор бензина К-103 или на установку гидроочистки Л-24-6. Расход нестабильного бензина в стабилизатор бензина К-103 регулируется прибором FIC 337 с коррекцией по уровню поз LIСA 421, клапан-регулятор которого поз.FV 337 установлен на линии подачи нестабильного бензина в К-103. 4. Расчетная часть 4.1. Исходные данные В данном расчете используется технология «печь с реакционным змеевиком + сокинг-секция». Это позволит, в отличие от печного варианта, уменьшить время пребывания сырья в реакционном змеевике и понизить температуру сырья на выходе из реакционного змеевика: 460 – 470 0С вместо 500 0С, что приведёт к снижению коксообразования в змеевике печи. Для завершения реакции крекинга предусмотрена подача квенчинга – холодного остатка висбрекинга в трубопровод продуктов реакции с сокинг-секции в колонну фракционирования. В качестве сырья для установки висбрекинга взят гудрон арланской нефти. Исходные данные для расчета отражены в таблице 4.1. Таблица 4.1. - Исходные данные для расчета установки висбрекинга
Исходя из литературных данных, для заданных условий крекинга данного сырья составляется материальный баланс процесса висбрекинга. Материальный баланс представлен в таблице 4.2. Таблица 4.2. – Материальный баланс процесса висбрекинга
4.1.1. Расчет печи висбрекинга Расчеты трубчатой печи установки крекинга включают: определение общей полезной тепловой мощности печи Qпол; расчет поверхности Нр, длины Lp труб реакционного змеевика и выбор типоразмеров печи; составление теплового баланса топки печи; гидравлический расчет трубного змеевика. Методика расчетов зависит от принятой технологической схемы установки крекинга. Для установок с реакционной камерой, когда крекинг начинается в трубах печи, но заканчивается только в реакционной камере, трубчатая печь висбрекинга рассчитывается следующим образом. На основании литературных данных при заданных условиях крекинга сырья принимаются глубина крекинга X1 и температура начала разложения сырья. Для висбрекинга гудрона при температурах 470-500 0С можно принять, что в трубах печи разложение сырья осуществляется на 70-80 % от общей глубины крекинга X. Температуру начала разложения гудрона можно принять равной 420-4300С. Эта температура достигается обычно на начальных участках радиантной камеры. Принимается: температура на входе в печь 2500С, температура на выходе из печи 5000С, температура начала разложения гудрона 4200С. Глубина крекинга в трубах 30 %, так как по [1] в трубах разложение сырья осуществляется на 70-80 % от общей глубины крекинга X. Массовая доля отгона е1 рассчитывается по количеству продуктов, способных переходить в паровую фазу при заданных температуре и давлении на выходе из печи. Расчет доли отгона выполнен с помощью программы «Расчет однократного испарения и дросселирования» на ЭВМ (или задается). Полученные результаты сводятся в таблицу 4.3. Так как в печи крекингу подвергается 30 % от исходного сырья, то на выходе из печи предположительный состав смеси представлен в таблицах 4.3 – 4.5. Количество углеводородного сырья 14,47 кг/с. Таблица 4.3. – Исходные данные для расчета однократного испарения сырья
Таблица 4.4. – Результаты расчета однократного испарения
Таблица 4.5. – Расчеты мольного и массового составов смеси
Исходные данные для расчета печи отражены в таблице 4.6. Таблица 4.6. – Исходные данные для расчета печи
4.2. Определение полезной тепловой нагрузки Общая тепловая нагрузка печи Qпол состоит из расхода тепла на нагрев Qн сырья, испарения Qи части сырья и тепла, расходуемого на крекинг Qр: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||