Установка висбрекинга гудрона. Содержание Введение Висбрекинг нефтяных остатков Технологическая схема установки висбрекинга Описание технологической схемы секции висбрекинга гудрона Заключение Список литературы Введение

• Название: Содержание Введение Висбрекинг нефтяных остатков Технологическая схема установки висбрекинга Описание технологической схемы секции висбрекинга гудрона Заключение Список литературы Введение
• Анкор: Установка висбрекинга гудрона
• Дата: 29.03.2021
• Размер: 118.02 Kb.
• Имя файла: Установка висбрекинга гудрона.docx
• Тип: Реферат; #189309

Содержание

Введение

1. Висбрекинг нефтяных остатков

2. Технологическая схема установки висбрекинга

3. Описание технологической схемы секции висбрекинга гудрона

Заключение

Список литературы

Введение

Нефть и газ - основные источники энергии в современном мире. Получаемое из них топливо используется для двигателей наземного, воздушного и водного транспорта, тепловых электростанций. В настоящее время в отрасли реализовано 100 различных процессов первичной и вторичной переработки нефти. Планируется представить новую, очень перспективную разработку, направленную на совершенствование продукции и совершенствование технологий.

Производство нефтепродуктов и химического сырья из нефти организовано на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ). Переработка нефти на НПЗ осуществляется с использованием различных технологических процессов, которые условно можно разделить на следующие группы:

1. первичная переработка (опреснение и обезвоживание, атмосферная и атмосферная - вакуумная перегонка нефти, вторичная перегонка бензина, дизельной и нефтяной фракций);

2. тепловые процессы (термический крекинг, разрушение, коксование, гидролиз);

3. термокаталитические процессы (каталитический крекинг - риформинг, гидрирование,

4. процессы переработки нефтяного газа (алкилирование, полимеризация, изомеризация);

5. процессы производства масел и парафинов (деасфальтация, депарафинизация, селективная очистка, доочистка путем адсорбции и гидрирования);

6. производство битумов, жиров, присадок, нефтяных кислот, сырья для технического углерода;

7. Процессы производства ароматических углеводородов (экстракция, гидроалкилирование, деформация, диспропорционирование).

Масла существенно различаются по составу и свойствам. Физико-химические свойства масел и их компонентов влияют на выбор ассортимента и технологии получения нефтепродуктов. При определении направления переработки нефти стараются максимально использовать отдельные природные свойства химического состава.

Переработка малосернистых, высокопарафиновых и высокосернистых парафиновых масел осуществляется с одновременным получением бензина, керосина, дизельного топлива, вакуумного газойля и фракций гудрона.

Количество и ассортимент продукции, производимой в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях, постоянно увеличивается. Соответственно, эти отрасли дополняются новым оборудованием и освоением новых технологических процессов переработки нефтяного сырья, направленных на повышение качества, увеличение целевых продуктов и снижение затрат.

Самой большой проблемой нефтепереработки является квалифицированная переработка гудрона (особенно глубокая вакуумная перегонка) с высоким содержанием асфальтовых смол, металлов и других гетеросоединений, что требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат. В этом отношении многие нефтеперерабатывающие заводы в Чешской Республике и за рубежом ограничиваются переработкой гудрона для получения продуктов, отличных от мазута, таких как котельное топливо, битум, нефтяная смола, нефтяной кокс и т. д.

Гудрон, остатки атмосферно-вакуумной перегонки фракций деминерализованных масел, доведенных до температуры 480-500 ° C, содержатся в различных маслах от 15 до 40%.

Полученный гудрон нельзя использовать непосредственно в качестве топочного мазута из-за его высокой вязкости. Для получения товарного топлива из такой смолы без ее переработки требуется большой расход дистилляционных разбавителей, что практически исключает углубление переработки нефти, достигаемое вакуумной перегонкой. Самый простой способ измельчить гудрон - разложить его, чтобы снизить вязкость, что снижает расход разбавителя на 20-25% по весу, а также соответственно увеличивает общее количество топлива в котле.

Висбрекинг - это процесс крекинга гудрона, осуществляемый при температурах 450-480 ° C с целью снижения вязкости котельного топлива.

Висбрекинг проводится в менее жестких условиях, чем термический крекинг, потому что, во-первых, перерабатывается более тяжелое сырье и, следовательно, его легче расколоть; во-вторых, допустимая глубина крекинга ограничена началом коксования (температура 440-500 ° С, давление 1,4-3,5 МПа).

Преимущества разрыва по сравнению с другими процессами включают: гибкость процесса, которая позволяет напрямую перерабатывать тяжелые нефтяные остатки, относительную простоту технологии и низкие капитальные и эксплуатационные расходы.

Процесс разложения гудрона в технологической системе завода играет важную роль, так как он очень сильно влияет на глубину переработки нефти и на общие экономические показатели производства нефтепродуктов.

1. Висбрекинг нефтяных остатков

Висбрекинг - это особый тип термического крекинга, термически разрушающий процесс преобразования сырья тяжелой нефти в жидкие, газообразные и твердые продукты. Сырьем для этого процесса является, в основном, гудрон, полудулин и топочный мазут. Эти нефтяные остатки характеризуются сложным химическим составом и агрегатным состоянием отдельных компонентов, структурой, свойствами и размером частиц структурных единиц, а также уровнем молекулярного взаимодействия в системе.

Процесс эндотермический, протекает в жидкой фазе. Возможность преодолеть рост производства светлых нефтепродуктов ограничена требованиями к качеству получаемого остатка. Степень конверсии сырья в этом процессе минимальна, выбор светлых нефтепродуктов из гудрона не превышает 5-20%, из топочного мазута - 16-22%. При этом получается более 75% условно неконвертированного остатка - котельного топлива.

На современных НПЗ висбрекинг позволяет:

• снизить производство мазута;

• уменьшить количество прямых дистиллятов для разбавления тяжелых высоковязких остатков (гудрона), используемых в качестве топлива для котлов;

• расширить сырьевые ресурсы для каталитического крекинга и гидрокрекинга;

• производить дополнительное количество легких и средних дистиллятов, используемых в качестве компонентов моторного и отопительного топлива.

Химизм процесса

Превращения компонентов сырья во время крекинга представляют собой комбинацию последовательных и последовательных параллельных реакций. Ф. Раис предложил цепной механизм разложения парафиновых углеводородов. Поскольку энергия связи CC меньше энергии связи CH, молекула парафинового углеводорода в первую очередь разлагается по этой связи и дает радикал с неспаренным электроном • CH3, C2H5, C3H7 и т. д. наличие более сложных радикалов, чем • С3Н7, при температурах крекинга незначительно.

Механизм радикального разложения был также предложен для холоядерных ароматических углеводородов. Образование ароматического радикала происходит за счет взаимодействия бензола (нафталина и др.) с атомом водорода.

Ароматические радикалы вступают в реакции рекомбинации, что приводит к усложнению структуры образующихся молекул и их потере в водород. Поскольку связи в ароматических кольцах очень прочные, расщепление алкилароматических углеводородов в основном приводит к частичному разрыву алкильной цепи с образованием алкилароматических углеводородов более простой структуры. Алкилароматические углеводороды характеризуются скорее конденсацией через метильные группы, чем связыванием бензольных колец.

Было обнаружено, что свободная конверсия углеводородов всех типов легче всего генерирует свободные радикалы при низких давлениях и высоких температурах. Их стабильность снижается с увеличением длины радикала, а их концентрация уменьшается с увеличением давления.

Образующиеся продукты первичного разложения снова разлагаются при углублении β-крекинга или, наоборот, вступают в реакции соединений с другими углеводородами, в результате чего даже при термическом крекинге отдельного продукта получается очень сложная смесь продуктов реакции. углеводород. Состав этой смеси значительно усложняется, если нефтяное сырье подвергается крекингу. В результате невозможно более или менее точно предсказать состав продуктов крекинга сложной углеводородной смеси. Однако изучение расщепления индивидуальных углеводородов и их простейших смесей позволяет определить общий характер реакций.

Установлено, что термический крекинг парафиновых углеводородов практически не вызывает изомеризации, что отрицательно сказывается на качестве бензинов термического крекинга без изоалканов.

Нафтеновые углеводороды несколько более стабильны, чем парафиновые углеводороды в условиях термического крекинга. Их реакции крекинга могут протекать по следующим направлениям:

1) дегидрирование колец с образованием ароматических углеводородов:

2) разрыв кольца с образованием непредельных углеводородов. Разложение непредельных углеводородов сложнее, чем в насыщенный.

Условия крекинга особенно важны для алкенов: при умеренных температурах и повышенных давлениях протекают реакции их полимеризации; повышенные температуры и низкие давления способствуют их реакциям разложения до низкомолекулярных ненасыщенных углеводородов. В очень сложных рабочих условиях ароматические углеводороды могут образовываться из ненасыщенных.

Способность алкенов конденсироваться с ароматическими углеводородами с образованием высокомолекулярных продуктов уплотнения очень важна.

Ароматические углеводороды обладают высочайшей термической стабильностью. Однако это положение применяется только к так называемым холоядерным ароматическим углеводородам, то есть к углеводородам, не содержащим боковых цепей (например, бензол, нафталин, антрацен и т. Д.), А также к ароматическим углеводородам с короткими боковыми цепями (толуол, метилнафталин). Ароматические углеводороды с длинными боковыми цепями легко расщепляются с образованием более простых ароматических и олефиновых или парафиновых углеводородов.

Характерной особенностью ароматических углеводородов является их склонность к реакциям уплотнения с образованием конденсированных ароматических углеводородов. Также могут иметь место реакции уплотнения между молекулами ароматических и ненасыщенных углеводородов. В обоих случаях продукты уплотнения являются исходным материалом для образования битумного асфальта и коксоподобных веществ.

Сырье, богатое ароматическими углеводородами, является наименее необходимым для переработки легких продуктов - оно требует строгого технологического режима и в то же время будет иметь значительную тенденцию к образованию кокса.

Характерной особенностью процесса крекинга является обогащение образующихся продуктов ароматическими углеводородами. Поскольку термическая стабильность образующихся ароматических веществ значительна, их концентрация в продуктах крекинга увеличивается.

По мнению Е.В. Смидовича начало уплотнения продуктов зависит от состава сырья и режима. Сырье, содержащее парафиновые и алкилароматические углеводороды, подвергается первому разложению, тем самым подготавливая материал для последующих реакций загущения; такими материалами являются галогенированные ароматические и ненасыщенные углеводороды. Образование продуктов уплотнения происходит по механизму радикальной цепи через алкильные и винильные радикалы по следующей схеме:

Алкилароматические
Углеводороды	Нафтены	Парафины
↓	↓	↓
Голоядерные ароматические	←→	Непределные
углеводороды		углеводороды
↓		↓

Полициклические ароматические углеводороды

│

└─────────────►Смолы

↓

Асфальтены

↓

Карбены

↓

Карбоиды
Схема 1

Каждый последующий герметизирующий продукт имеет все более высокие молекулярные массы и ароматические свойства, а также снижение растворимости в органических растворителях.

Процесс проводят в жидкой фазе в относительно мягких условиях: 430 - 500 ° С, 0,5 - 3,0 МПа, время пребывания сырья в зоне реакции от 2 до 30 минут и более. Основные реакции - это расщепление парафиновых и нафтеновых углеводородов с образованием углеводородных газов и бензина, а также жидких фракций с температурой кипения в диапазоне 200-450 ° C и вторичных асфальтенов (компонентов с наибольшей молекулярной массой нефти).

Бензин и газ (общий выход 7-12% от массы сырья) отделяются от парожидкостной смеси ректификацией; остаток крекинга с температурой кипения выше 200 ° C представляет собой жидкое топочное масло (выход около 90%). Газы направляются в установку газофракционирования, где бензин используется в составе автомобильного топлива после модернизации путем глубокой гидрогенизации и каталитического риформинга.

В некоторых случаях фракции газойля отделяются от остатка после крекинга в специальном испарителе (точки кипения 200-360 ° С и 360-450 ° С; выход 20-45% по массе). Первая фракция после гидрирования служит нафтой. При этом для обеспечения необходимой вязкости топлива котла оставшуюся часть крекинг-остатка разбавляют, например, газойлем каталитического крекинга.

Керосиновая фракция газойля (50 - 55%) - ценная часть судового мазута; после гидрирования может использоваться как компонент дизельного топлива.

Остаток крекинга (38-42%) - используется в качестве топлива для котла, имеет более высокую теплотворную способность, более низкую температуру затвердевания и вязкость, чем мазут прямого нагрева.

Представление о сырой нефти и нефтепродуктах как о нефтяных дисперсных системах в значительной степени проясняет химию и механизм протекающих в них реакций и, таким образом, позволяет прогнозировать поведение системы и способы интенсификации процессов.

В практике нефтепереработки наиболее распространенные системы диспергированы в фазодисперсных маслах в твердом, жидком и газообразном состояниях и в жидко-дисперсных средах.

Термическое превращение нефтяных фракций - сложный химический процесс. Сырье состоит из трех основных классов углеводородов: парафиновых, нафтеновых и ароматических. Конверсия углеводородов разных классов при среднем термическом крекинге происходит с разными трудностями. Наиболее легко при крекинге (расщеплении) проходят парафиновые углеводороды, наиболее устойчивые к температурным воздействиям ароматические углеводороды, нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение.

Процесс висбрекинга - это совокупность реакций разложения и уплотнения молекул. При пониженных температурах 420-450 ° C преобладают реакции полимеризации и уплотнения, а при более высоких температурах 450-500 ° C преобладают реакции расщепления. С повышением температуры скорости реакции обоих типов увеличиваются. Однако скорость реакций разложения увеличивается намного быстрее, чем реакции уплотнения, и чем больше разница, тем выше температура.

Влияние температуры наблюдается в широком диапазоне глубин конверсии гудрона и объясняется разными значениями энергии активации реакций разложения и уплотнения.

При термическом крекинге гудрона средняя энергия активации разложения составляет 55000 кал / моль, а уплотнения - 30 000 кал / моль, в то время как температурные градиенты скорости реакции фактически равны 15 и 28 ° C, т.е. реакции загустения гораздо менее чувствительны к температуре, чем реакции разложения. Поэтому процесс термического крекинга остаточных фракций целесообразно проводить при повышенных температурах.

Вязкость полученного вязкого остатка в значительной степени зависит от температуры.

С повышением температуры крекинга выход продуктов уплотнения уменьшается, а выход продуктов разложения (особенно газа и бензина) увеличивается.

2. Технологическая схема установки висбрекинга

Установка висбрекинга - это термический мелкий крекинг тяжелого сырья, такого как гудрон, мазут и другие остаточные продукты.

Назначение установки снижения вязкости - снижение вязкости остаточных продуктов и их дальнейшее использование в качестве компонентов при производстве различных видов топочного мазута. В ходе сложных химических процессов разложения и синтеза углеводородов при высоких температурах получается часть бензина и газа.

Технологическая схема установки висбрекинга в первую очередь определяет цель процесса. Существуют схемы, позволяющие получить максимальное количество топлива в котле при минимальном количестве газа и бензина. Существуют схемы производства значительных количеств легких дистиллятов, например дизельного топлива.

Этот процесс отличается простой технологической конструкцией. В промышленности используются в основном два типа висбрекинга: использование (рис. 1) удаленной реакционной камеры (камеры ячеек) и печи (рис. 2).



Рис. 1 Принципиальная технологическая схема установки висбрекинга с сокеркамерой

I – экстракты или крекинг остатки, II – вода или водяной пар, III – водяной пар.



Рис. 2 Принципиальная технологическая схема установки печного висбрекинга (обозначения теже, что на рис 1)

Печной крекинг - это высокотемпературный процесс с коротким временем контакта, в то время как растрескивание камеры ячейки - это низкотемпературный процесс с длительным временем контакта.

С начала 80-х годов прошлого века схема с внешними реакционными камерами все более расширялась. Шелл и Луммус создали десятки инсталляций с этими камерами. Использование реакционных камер позволяет использовать печь с более низкой тепловой мощностью, что упрощает использование тепла дымовых газов и приводит к меньшему количеству генерируемого водяного пара.

Луммус отмечает следующие преимущества процесса висбрекинга с реакционной камерой по сравнению с обычной печью: снижение капитальных затрат на 10-15%; меньший размер трубки; оборудование для рекуперации тепла дымовых газов меньшего размера; меньший перепад давления и меньший расход топочного топлива; высокие выходы продукта и лучшая селективность; длительный период капитального ремонта - до 1 года; менее подвержен авариям.

Одним из решающих преимуществ, определяющих интенсивность процесса висбрекинга с реакционной камерой, является снижение энергетических затрат. Вертикальные цилиндрические реакционные камеры оказались наиболее эффективной конструкцией. Использование этих камер позволяет уменьшить глубину превращения сырья в реакционном змеевике и довести ее до нужного значения в камере ячейки.

Если во время висбрекинга в печи сырье необходимо нагреть в печи до температуры 480 ° C, то температуры 450-455 ° C достаточно для достижения такой же глубины конверсии во время висбрекинга в реакционной камере.

В отличие от традиционных реакционных камер, существующих в установках термического крекинга, в которых продукты реакции проходят сверху вниз, в этом случае продукт из печи входит снизу и выходит через верх, что значительно увеличивает время пребывания жидкой фазы в зоны реакции и приводит к увеличению конверсии сырья. Материальный баланс висбрекинга с реакционной камерой аналогичен материальному балансу висбрекинга, выполняемого в трубчатой ​​спирали.

Свойства котельного топлива, полученные в результате разрушения реакционной камеры и трубного змеевика, практически одинаковы, но из-за более высоких температур, используемых во время процесса реакционного змеевика, и наличия значительного перегрева жидкой пленки у стенки, стабильность котельного топлива немного выше, когда топливо получается при разрыве реакционной камеры.

Недостатком варианта удаленной реакции является сложность очистки топки и самой коксовой камеры. Эта очистка проводится реже, чем в спиральном реакторе, но требует более сложного оборудования. В настоящее время Фостер Уилер и ЮОПИ предлагают совместно разработанную версию системы змеевиков висбрекинга. Шелл является лицензиаром процесса растворения с внешней реакционной камерой, в котором также использовалась технология, используемая для строительства значительного числа промышленных предприятий.

Схема установки висбрекинга гудрона с выносной реакционной камерой показана на рис.3



Рис.3. Схема базовой установки висбрекинга с сокинг - камерой : 1-печь; 2-фракционнирующая колонна; 3-воздушный холодильник-конденсатор; 4-колонна отпарки газойля;5-сепаратор; 6-воздушный холодильник; 7-узел нагрева и выработки пара; 8-сокинг-камера.

1-сырьё; 2-водяной пар; 3-углеводородный газ; 4-кислая вода; 5-нестабильная бензиновая фракция; 6-газойлевая фракция; 7-котельное топливо.

3. Описание технологической схемы секции висбрекинга гудрона

Сырье распределительной секции - гудрон за теплообменниками Т-9 установки вакуумной перегонки топочного мазута установки ЭЛОУ-АВТ-6 с температурой 110 - 120 ° С поступает в секцию разрушения.

Поступающее в секцию сырье делится на два потока.

Первый поток (основной) в количестве 85 % от проектного значения (100-110 м³/ч) проходит через теплообменники Т-100, Т-101, Т-102, где нагревается до 210 °С потоком остатка висбрекинга из Т-104, затем проходит теплообменник Т-103, где нагревается потоком циркуляционного орошения до 230–235°С. Дальнейший нагрев гудрона до 300–320°С осуществляется в теплообменниках Т-104Т-107 за счет тепла остатка висбрекинга из колонны К-101. После Т-104Т-107 гудрон поступает в емкость Е-119.

Подача основного потока гудрона в секцию регулируется регулирующим клапаном, который установлен на патрубке подачи гудрона к теплообменнику Т-100. При снижении расхода гудрона до 95 м3 / ч срабатывает световая и звуковая сигнализация.

Второй поток в количестве 15% от проектного значения (15-25 м3 / ч) поступает в резервуар Р-101 объемом 300 м3. Из бака R-101 гудрон насосом N-101 / 1.2 подается в основной поток сырья перед теплообменником Т-100.

Расход гудрона, подаваемого в основной поток сырья, регулируется по уровню в резервуаре Е-119, с помощью регулирующего клапана, установленного на трубе для подачи гудрона в основной поток. При снижении расхода гудрона до 10 м3 / ч срабатывает световая и звуковая сигнализация.

Температура в емкости Е-119 поддерживается 300-340⁰С и замеряется прибором поз.ТI 155.

С низа емкости Е-119 гудрон забирается печным насосом Н-128/1,2 и направляется в печь П-104.

Поддержка постоянного уровня в Е-119 позволяет практически избежать колебаний расхода гудрона, подаваемого в печь П-104.

Чтобы предотвратить закоксовывание змеевиков печи П-104, тяжелый газойль, ухудшающий вязкость, вводится в поток гудрона в качестве разбавителя в количестве от 3 до 10% от веса сырья перед подачей. печь. Тяжелый газойль отбирается из нижнего аккумулятора ректификационной колонны К-101, а насос Н-108 / 1.2 подается на выход насоса Н-128 / 1.2. Расход тяжелого газойля регулируется регулирующим клапаном с коррекцией уровня в нижнем аккумуляторе К-101.

На входе в печь П-104 поток гудрона разделяется на два потока и проходит змеевик конвекционной камеры и змеевик радиационной камеры, в которых он нагревается до температуры разрушения 475-485 ° С.

Расход сырья в каждом потоке печи П-104 регулируется регулирующими клапанами, которые устанавливаются на подающих трубопроводах в печь. При снижении расхода сырья до 43 м3 / ч на каждом потоке срабатывает световая и звуковая сигнализация. Когда расход сырья снижается до 28 м3 / ч на каждом потоке, срабатывает сигнализация и блокировка.

В печи П-104 в качестве топлива используется топливный газ и жидкое топливо. Жидкое топливо забирается из существующего топливного контура топочного агрегата ЭЛОУ-АВТ-6 за теплообменником Т-42. В качестве газообразного топлива используется газообразный углеводород, который расщепляется и очищается от сероводорода. В начальный период топливный газ подается от сети блока ЭЛОУ-АВТ-6.

Расход жидкого топлива контролируется регулирующим клапаном, который установлен на линии подачи жидкого топлива в топку. Поток водяного пара для распыления жидкого топлива регулируется регулирующим клапаном, который установлен на линии подачи водяного пара для распыления. Предусмотрено регулирование состава жидкого топлива.

В качестве газообразного топлива используется очищенный от сероводорода углеводородный газ висбрекинга. На период пуска предусмотрена подача топливного газа из сети установки ЭЛОУ-АВТ-6.

Очищенный газ из К-104 или газ из топливной сети установки ЭЛОУ-АВТ-6 поступает в сепаратор топливного газа Е-109.

E-109 имеет сигнализацию минимального и максимального допустимых значений уровня жидкости. При достижении максимального уровня срабатывает сигнал тревоги. При достижении максимально допустимого значения уровня (90% шкалы прибора) срабатывает сигнализация и блокировка, открывается клапан и углеводородный конденсат направляется в бак сгорания Е-110.

Топливный газ после Е-109 поступает в подогреватель топливного газа Т-112, где нагревается водяным паром до температуры не выше 110^оС и направляется через фильтр Ф-104/1,2 к горелкам печи П-104. Температура топливного газа на выходе из Т-112 регулируется, клапаном-регулятором который установлен на линии подачи водяного пара в Т-112.

Расход топливного газа на основные горелки топки П-104 регулируется коррекцией по температуре продуктов реакции на выходе из топки П-104 с помощью регулирующего клапана, установленного на магистрали подачи топливного газа в основные горелки топки. Давление топливного газа на запальные горелки регулируется регулирующим клапаном, установленным на газовой магистрали к запальным горелкам.

Для управления нормальной работой печи, а также для аварийной защиты топочного пространства и змеевиков P-104 доступны следующие функции:

-топка оборудована пилотными горелками, отдельной системой подачи топлива;

- горелки оборудованы сигнализаторами пожаротушения. После запуска устройства пожаротушения автоматически закрываются запорные краны на линиях топливного газа и жидкого топлива в топку П-104;

- предупреждающий сигнал при падении давления сырья на входе в топку до 1,8 МПа (18 кгс / см2) (правый и левый поток). При дальнейшем падении давления сырья на входе в топку до 0,3 МПа (3,0 кгс / см2) будет обеспечиваться сигнализация и блокировка.

- предупреждающий сигнал при повышении давления сырья на входе в топку до 3,7 МПа (37 кгс / см2) (правый и левый поток). При дальнейшем повышении давления сырья на входе в топку до 3,9 МПа (39 кгс / см2) обеспечивается сигнализация и блокировка, автоматическое отключение насосов Н-128 / 1,2, Н-108 / 1,2. и отключение подачи топлива в топку;

- автоматическая подача пара в топочное пространство и змеевики печи П-104 при авариях в спиральной системе.

Для улавливания мелких частиц кокса на приемной линии насоса Н-108/1,2 установлены фильтры Ф-102/1,2. Расход турбулизатора-разбавителя (тяжелого газойля от насоса Н-108/1,2) в поток гудрона, регулируется клапаном–регулятором, который установлен на линии подачи разбавителя в гудроновую линию. Предусмотрена возможность использования легкого газойля из верхнего аккумулятора колонны К-101 в качестве разбавителя в случае, если тяжелого газойля из нижнего аккумулятора будет недостаточно для требуемого количества турбулизатора – разбавителя в печь.

В змеевики топки также подается турбулизатор - химически очищенная деаэрированная вода из емкости Е-120 с температурой 900 ° С. Вода поступает в емкость из трубы за трубой Х-105 / 1,2,3 или из химически модифицированный водопровод заводской сети. Общий расход турбулизатора составляет 0,5 - 1,0% от веса сырья.

Уровень в баке Е-120 поддерживается регулирующим клапаном, который устанавливается на линии подачи воды в бак. Когда уровень в E-120 падает до 20%, активируются звуковые и визуальные сигналы тревоги.

Подача турбулизатора осуществляется шестиголовочным мембранным дозировочным насосом Н-122/1,2, закупленным по импорту.

Турбулизатор подается в три точки каждого змеевика печи:

• 
  в конвекционную часть змеевика по 50-100 л/ ч;
  
• 
  в две точки радиантной части змеевика по 100-200 л/ч.
  

Чтобы остановить реакции крекинга, закалка подается в потоки продуктов, разрушающихся на выходе змеевиков печи, чтобы остановить реакции крекинга - смесь остатков после разрушения и поток легкого газойля, удаляемый из верхнего накопителя К-101. вместе с циркулирующим орошением охлаждали до 200 ° C.

Температура продуктов реакции на выходе из печи после смешения с охлаждением поддерживается на уровне не более 420 ° С. Далее продукты, нарушающие вязкость, направляют в ректификационную колонну К-101.

Скорость затвердевания в каждом потоке регулируется регулирующими клапанами с коррекцией температуры продуктов реакции от печи до колонны К-101.

Расход легкого газойля, подаваемого в качестве закалочного газа, регулируется путем корректировки уровня в верхнем резервуаре колонны К-101 с помощью регулирующего клапана, установленного на линии подачи легкого газойля для смешивания с остатками висбрекинга, используемыми для закалки. Когда уровень в верхней батарее К-101 падает до 20%, срабатывает тревога.

Давление в линии вязкого остатка, подаваемой на смешивание, регулируется регулирующим клапаном, установленным на линии смешиваемого вязкого остатка.

Предусмотрена сигнализация повышения температуры продуктов реакции на входе в колонну К-101 выше 430^оС, поз.TICA 164.

Ввод продуктов висбрекинга из печи П-104 в колонну К-101 осуществляется тангенциально на верхнюю каскадную тарелку отгонной части. Всего в отгонной части колонны имеется пять каскадных тарелок.

Температура перегретого пара за топкой П-104 измеряется прибором поз. TIA 1104. Когда температура перегретого пара поднимается выше 410 ° C, срабатывает звуковой и визуальный сигнал тревоги.

Расход пара измеряется прибором поз.FISA 364-2 и поз.FISA 364-1. При снижении расхода пара до 700 кг/ч включается звуковая и световая сигнализация и автоматически открывается электрозадвижка э/з №209 и клапан-регулятор поз.FV 364 и пар сбрасывается в атмосферу через глушитель шума.

Режим работы колонны К-101:

• 
  давление – 0,45 - 0,48 МПа (4,5 - 4,8 кгс/см²);
  
• 
  температура верха – не выше 200°С;
  
• 
  температура низа – не выше 400°С.
  

Для регулирования качества остатка (температуры вспышки) висбрекинга в низ колонны К-101 подается перегретый в печи водяной пар.

Расход пара регулируется регулирующим клапаном, который установлен на подаче пара на К-101.

Остатки висбрекинга отбираются из низа колонны К-101 с помощью насоса Н-102 / 1,2, который перекачивается через сырые теплообменники Т-107Т-104, Т-102, Т-101, Т -100, где он охлаждается до температуры 200 ° C. Когда уровень падает до 10% шкалы прибора, срабатывает сигнализация и насос H-102 / 1.2 автоматически выключается.

После теплообменника Т-100 остаток висбрекинга разделяется на три потока.

Первый поток подается в качестве квенчинга на выход из змеевиков печи П-104.

Второй поток подают под маточный раствор для снижения температуры в нижней части колонны К-101. Поток повышающего вязкость остатка, который подается в нижнюю часть колонны К-101, регулируется поправкой на нижнюю температуру К-101, в то время как регулирующий клапан расположен на линии подачи остатка вязкости. Чтобы гарантировать, что температура перекачиваемого продукта поддерживается постоянной в течение времени подъема, остаток висбрекинга, охлажденный до 200 ° C, подается в линию для приема остатка висбрекинга при -102 / 1,2.

Третий поток - остаточное количество направляется в блок рекуперации в теплообменнике Т-208 / 1,2, далее охлаждается до 100 ° С водой системы охлаждения (ВСО-3) в холодильнике Х-105 /. 1,2,3 и отправлено в бизнес-парк

Уровень жидкости в нижней части колонны К-101 регулируется регулирующим клапаном, который установлен на линии перекачки остатков висбрекинга в цех перед Х-105 / 1,2,3. Когда уровень поднимается до 90%, а уровень падает до 20% шкалы прибора, срабатывает сигнал тревоги.

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.

Доступна перемычка от линии остатка висбрекинга Х-105 / 1,2,3 до входа N-101 / 1.2 для обеспечения циркуляции продукта во время пуска секции.

Армирующая часть колонны К-101 содержит 30 перегородок с трапециевидным клапаном и два «глухих» по жидкости аккумулятора.

Нижний аккумулятор расположен над зоной входа сырья в колонну К-101, верхний аккумулятор размещен между ректификационными плитами №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 выпускной патрубок печного насоса 128-128 / 1.2 с корректировкой уровня в нижнем резервуаре (позиция LICA 414).

Когда уровень в нижней батарее падает до 20%, включается звуковая и визуальная сигнализация. Когда уровень упадет до 10%, прибор поз. LISA 415 включает сигнализацию и выключает насос Н-108 / 1,2.

Расход тяжелого газойля на продувку паров регулируется регулирующим клапаном, который установлен на линии возврата тяжелого газойля к плите №29.

Легкий вязкий газойль выгружается из верхнего аккумулятора колонны К-101 в отпарную колонну К-102. Перегретый пар подается в нижнюю часть отпарной колонны для отпаривания легких фракций. Удаленные 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.
  

Температура на выходе легкого газойля регулируется регулирующим клапаном, который установлен на выходе легкого газойля от верхнего аккумулятора К-101 к колонне 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.

Поступление водяного пара в отпарную колонну К-102 регулируется регулирующим клапаном, который установлен на патрубке для подачи водяного пара в колонну.

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 200-210^оС, 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 циркулирующий орошение отдает свое тепло в теплообменниках с рекуперацией тепла Т-205 / 1,2, Т-206, нагревает воду в циркуляционном контуре (ВЦК-2) и при температуре не выше 200 ° С возвращается в 18-ю. плита колонны К-101. Циркуляционный полив регулируется регулирующим клапаном, который установлен на входе циркуляционного полива на 18 тарелке 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 290-350^оС, которая принимается с ЭЛОУ-АВТ-6 в емкость Е-123.

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.

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.



Табл. 1. Материальный баланс установи висбрекинга гудрона

Заключение

Переработка нефти на российских НПЗ осуществляется при недостаточной загрузке производственных мощностей и с низкой (относительно мировой) степенью конверсии топочного мазута.

Одним из эффективных и гибких вторичных процессов переработки мазутов и гудронов является висбрекинг, отличительной особенностью которого, по сравнению с другими процессами переработки нефти и нефтепродуктов, являются низкие капитальные и энергетические затраты. Висбрекинг, при относительной простоте технологического и аппаратурного оформления, позволяет вырабатывать из нефтяных остатков котельные топлива требуемого качества без разбавления легкими топливными фракциями, перерабатывать остаточные фракции в дистиллятные, получать дополнительно некоторое количество средних и легких фракций.

Процесс висбрекинга - это разложение тяжелых остатков нефтепереработки при умеренной (470-490оС) температуре и давлении(5-20 кгс/см2). Решение о включении висбрекинга в схему НПЗ принимается обычно исходя из следующих задач:         

- уменьшения вязкости остаточных потоков с целью сокращения расхода высококачественных дистиллятов, добавляемых в котельное топливо для доведения его вязкости до требования спецификаций на готовый продукт;         

- необходимости переработки части остатков в дистилляты, в частности в вакуумный газойль - сырье крекинга;         

- углубление переработки нефти.

Список литературы

1. https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=603993

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Висбрекинг#::text=Висбре́кинг%20

3. https://neftegaz.ru/tech-library/tekhnologii/141706-visbreking-eto-odin-iz-vidov-termicheskogo-krekinga/

4. https://pronpz.ru/ustanovki/visbreking.html

5. http://www.tehnoinfa.ru/pererabotkaneftiigaza/3.html

6. https://studfile.net/preview/584332/page:2/

7. https://works.doklad.ru/view/SpLon7OeYLY/15.html