Установка сернокислотного алкилирования с использованием реактора каскадного типа
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
2.1.3 Блок ректификации Блок ректификации предназначен для удаления из продуктов реакции инертных примесей, поступающих с сырьем (пропан, пропилен, н-бутан), выделения целевого  продукта (алкилата) с заданными пределами выкипания и непрореагировавшего изобутана.Из емкости питания Е-44, смесь продуктов реакции насосом Н-45/1,2 подается в колонну-деизобутанизатор К-21. В колонне К-21 происходит отделение изобутана и пропана от продуктов реакции. С верха колонны К-21 выводятся изобутан и пропан, которые конденсируются и охлаждаются в кожухотрубчатом холодильнике Т-22. Далее продукт направляется в емкость Е-23, откуда часть продукта забирается насосом Н-16/1,2 и подается в К-21 в качестве острого орошения на верхнюю тарелку, а балансовое количество откачивается через холодильник Т-49 и теплообменник Т-46 в ресивер Е-12. несконденсированная часть паров К-21 из емкости Е-23 поступает через сепаратор Е-25 на прием турбокомпрессора ТК-2, 2а. Подвод тепла в низ колонны К-21 осуществляется через рибойлер Т-20. Нижний продукт К-21 с низа колонны перетекает в рибойлер Т-20. В пучки рибойлера подается насыщенный водяной пар. Отпаренные легкие углеводородной фракции выводятся в колонну под нижнюю тарелку. Продукт из рибойлера Т-20 (алкилат с нормальным бутаном) через клапан регулятор уровня подается на питание колонны-дебутанизатора К-34. С верха колонны-дебутанизатора К-34 выводятся пары нормального бутана, которые конденсируются и охлаждаются в кожухотрубчатом холодильнике Т-35. Сконденсированный продукт собирается в емкости Е-36. Нормальный бутан из Е-36 забирается насосом Н-36а/1,2 и подается в К-34 в качестве острого орошения, а балансовое количество через холодильник Т-37 откачивается с установки в товарный парк. Подвод тепла в низ колонны К-34 осуществляется через рибойлер Т-33. Нижний продукт К-34 с низа колонны перетекает в рибойлер Т-33. В пучки рибойлера подается насыщенный водяной пар. Отпаренные легкие углеводородной фракции выводятся в колонну под нижнюю тарелку. Продукт из рибойлера Т-33 (алкилат с н  ормальным бутаном) через клапан регулятор уровня отводится на питание колонны вторичной перегонки К-40.Перед подачей в К-40 алкилат подогревается до температуры 140-1500С в паровом подогревателе Т-38. В колонне вторичной перегонки К-40 алкилат разгоняется на две фракции: авиалкилат и мотоалкилат. С верха К-40 выводятся пары авиалкилата которые конденсируются и охлаждаются в кожухотрубчатом холодильнике Т-41. Алкилат с температурой 400С собирается в аккумуляторе Е-42. Нижний продукт с К-40 мотоалкилат с низа рибойлера Т-39, через холодильник Т-50 забирается насосом Н-43/1,2 и откачивается в товарный парк. Как отмечалось выше, несконденсированные пары колонны-деизобутанизатора К-21 из емкости Е-23 поступают через сепаратор Е-25 на прием турбокомпрессора ТК-2, ТК-2а. Туда же поступают пары изобутана с примесью легких углеводородов (пропилена и пропана) из реактора Р-7 и Р-7а. Сжатая до 0,2Мпа газовая смесь изобутана и легких углеводородов поступает в конденсатор-холодильник Т-26, где она охлаждается и частично конденсируется, а затем поступает на разделение на 6-ю тарелку колонны-депропанизатора К-29. В колонне К-29 происходит разделение на изобутан и пропан-пропилен. С верха колонны выводятся пары пропан-пропиленовой фракции (ППФ), которые конденсируются, охлаждаются в кожухотрубчатом холодильнике Т-30 и направляются в емкость Е-31. Часть жидкой ППФ из емкости Е-31 насосом Н-32/1,2 подается в качестве орошения в К-29, а балансовое количество откачивается в товарный парк. Нижний продукт колонны-депропанизатора К-29 изобутан из рибойлера Т-28 в смеси с изобутаном, поступающим от насоса Н-16/1,2 через теплообменник Т-46 отводится в ресивер Е-12. 2.1.4 Холодильный блок Изобутан с низа Т-28 соединяется с частью изобутана, выходящего из водяного холодильн  ика Т-49 и одним потоком поступает в теплообменник Т-46, где охлаждается потоком продуктов реакции, поступающих в щелочной отстойник Е-17. Далее поток изобутана поступает в ресивер Е-12. Из ресивера Е-12 жидкий изобутан подается в качестве хладагента в изобутановые холодильники Т-14 и Т-14а, где за счет испарения охлаждает прямой поток бутан-бутиленовой фракции, поступающей в водоотстойник Е-11. Другой поток изобутана из Е-12 поступает в смесительную секцию реакторов Р-7 и Р-7а на смешение с серной кислотой.Пары изобутана с верха холодильников Т-14 и Т-14а через сепаратор Е-24 поступают на прием турбокомпрессора ТК-1, ТК-1а, где сжимаются до давления 0,18Мпа, а затем охлаждаются и конденсируются в конденсаторе-холодильнике Т-27. Жидкий изобутан из Т-27 поступает в ресивер Е-12. Изобутан из холодильной системы непрерывно расходуется на проведение основной реакции алкилирования, так как в исходном сырье, поступающем из товарного парка, его количество недостаточно. Для поддержания уровня в ресивере Е-12 необходимо принимать изобутан со стороны. 2.1.5 Система приема и хранения свежей серной кислоты Свежая серная кислота, 98%-ной концентрации, принимается из реагентного хозяйства товарно-сырьевого цеха в емкость Е-51 и используется на установке в качестве катализатора процесса алкилирования. 2.1.6 Система загрузки, замены и откачки отработанной кислоты В процессе алкилирования происходит постепенное снижение концентрации катализатора (серной кислоты) за счет разбавления ее водой и углеводородами. Возникает необходимость в замене кислоты в системе реакторного блока. Замена кислоты осуществляется путем подкачки (дозирования) свежей кислоты насосом Н-4/1,2 на выкид кислотных насосов Н-6/1,2 и Н-9/1,2. Одновременно из системы выводится такое же количество отработанной кислоты в емкость Е-52. При этом уровень кислоты поддерживается в пределах 60-70% в отстойниках Е-8 и Е-8а, а количество подаваемой свежей кислоты поддерживается 0,4-1,5 м3/ч. Концентрация цирк  лирующей кислоты поддерживается в пределах 87-90%.2.1.7 Система приема, хранения и закачки щелочи Щелочь (каустическая сода) на установке используется: для очистки сырья, поступающего на установку в отстойнике Е-54; для нейтрализации продуктов реакции в отстойнике Е-17 перед подачей их на ректификацию. Свежая щелочь на установку принимается из реагентного хозяйства товарно-сырьевого цеха в емкость хранения Е-19. В отстойниках Е-54, Е-17 после отработки щелочи до концентрации 2% производится ее постоянная замена. Отработанная щелочь дренируется в канализацию.  3 Средства измерения, контроля и автоматического управления3.1 Общая характеристика процесса гидроочистки и задачи его автоматизации Автоматизация процесса обеспечивает повышение производительности труда обслуживающего персонала установки при единовременном улучшении условий труда; позволяет повысить качество выпускаемой на установке продукции, снизить её себестоимость и в целом улучшить эффективность управления технологическим процессом. Для нормального ведения процесса очень важным аспектом является оптимальное регулирование и контроль основных технологических параметров, существенно влияющих на ход процесса. 3.1.1 Задачи нижнего уровня системы управления К задачам нижнего уровня относятся контроль и обеспечение заданных значений технологических параметров, на основе которых проводится управление процессами. Эти задачи реализуются на основе автоматических систем контроля (АСК) и автоматических систем регулирования (АСР), технически обеспечиваемых: первичными преобразовательными приборами, каналами связи, усилителями, задатчиками, регуляторами, исполнительными устройствами, функциональными блоками, - средствами интерфейса «АСК-АСР-человек». Применительно к процессу алкилирования необходимо решать задачи нижнего уровня: измерение и регулирование расходов (соотношения расходов) сырья и ВСГ в тройник смешения; контроль температуры сырья перед тройником смешения; контроль температуры сырья перед печью П-1; контроль температуры на перевалах печи П-1; контроль и регулирование температуры сырья на выходе из печи П-1 (входе в реактор Р-1); контроль температуры в реакторе Р-1; контроль температуры стенок реактора Р-1; контроль температуры на выходе из реактора Р-1; контроль и регулирование давления на выходе из реактора Р-1; контроль и регулирование температуры кубовой части колонны К-1; контроль температуры зоны питания колонны К-1, контроль температуры верха колонны К-1; контроль и регулирование расхода орошения колонны К-1; контроль температуры у/в газов после холодильника ХК-1 (на входе в сепаратор С-2); контроль температуры бензинов после холодильника Х-1 (на входе в сепаратор С-1); контроль и регулирование (сигнализация и срабатывание блокировок в случае отклонений от технологического режима) уровней в сепараторах С-4, С-1 и С-2; - контроль и регулирование давлений на приеме и выкиде компрессоров ПК-1,2. Реакторы и колонны узла фракционирования являются основными аппаратами процесса. Автоматизация их имеет особое значение, как в отношении безопасности так и для обеспечения длительной эксплуатации оборудования. Основным фактором, влияющим на качество получаемого продукта, является температура в реакторе. Регулирование заданной температуры на  входе в реактор осуществляется автоматически, путём изменения подачи церкуляционного изобутана.Температурный режим в реакторе контролируется термопарами. Для обеспечения нормального процесса  алкилирования предусмотрены соответствующие контрольно-измерительные приборы и автоматика.Для предотвращения "сбросов" насосов, а также во избежание переполнения колонн ёмкостей в них поддерживается определённый уровень жидкости путём изменения расхода данной жидкости. Воздействие на процесс с. целью регулирования параметров вносится с помощью исполнительных устройств, установленных на трубопроводах и изменяющих расход тех или иных материальных потоков, при этом время запаздывания должно быть минимальным, а степень влияния воздействия на регулируемый параметр наибольшей. 2.2 Расчет горизонтального реактора каскадного типа Исходные данные для прое  ктирования:Исходя из нагрузок установки 25/7 – сернокислотного алкилирования Новоярославского НПЗ и коммерческого предложения фирмы «Орграл Интернейшинл Технолоджи Корпорейшин» принимаем: температуру реакции одинаковой для всех секций: Т=283 К; мольное отношение циркулирующего изобутана : бутилены: 10 : 1; объемное отношение катализатор : углеводороды в первой секции: α=1,2; число секций в реакторе: N=5. При расчете секций реактора принимаем: пропилен, пропан, н-бутан, углеводороды С5 в реакцию алкилирования не вступают; конверсия по бутилену 99%; количество дней работы установки в год: 320; число параллельно работающих реакторов 2. Исходя из исходных данных определим количество циркулирующего изобутана и состав сырья: Таблица 2 – Состав ББФ поступающей на установку
Как следует из таблицы – 2, для проведения реакции алкилирования в полном объеме недостаточно изобутана, содержащегося в сырье, следовательно, необходимо взять дополнительный изобутан. Таблица 3 – Состав дополнительной изобутановой фракции
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||