Курсовая работа на тему Каталитический крекинг. КП кат крек. Введение. Основные направление развития нефтеперерабатывающей промышленности Республики
 Скачать 1.6 Mb.
|
Платформинг с движущимся катализаторомТехнологическая схема В процессе платформинга фирмы UOP (США) с движущимся катализатором, циркулирующим между реактором и регенератором, три реактора раположены друг над другом и выполнены в виде одного колонного аппарата, разного диаметра по высоте. Катализатор из первого (верхнего) реактора перемещается во второй, а из второго в третий. Из нижнего реактора катализатор транспортируется в регенератор. Сырье насосом 5 подается в продуктовый теплообменник 6, предварительно смешиваясь с циркуляционным водородсодержащим газом, а затем поступает в змеевик первой секции многосекционной печи 7. Нагретая до 520°С газосырьевая смесь вводится в реактор 2. Промежуточный подогрев реакционной смеси осуществляется в змеевиках следующих секций печи 7. Продукты реакции по выходе из реактора 4 снизу проходят систему регенерации тепла (теплообменник 6 и водяной холодильник 8). В отличие от обычных схем разделение жидкой и газовой фаз происходит в газосепараторе 9 низкого давления (1 МПа). Газ из аппарата 9 компримируется компрессором I5 до давления 1,5 МПа, смешивается с жидкой фазой, подаваемой насосом 11, смесь охлаждается в холодильнике 13 и разделяется в газосепараторе высокого давления 12. Такая последовательность сепарации, вызванная низким давлением в реакционной зоне, уменьшает унос бензина с водородсодержащиш газом и повышает содержание в газе водорода. Водородсодержащий газ компрессором 10 подается в блок гидроочистки сырья и на циркуляцию в узел смешения с сырьем платформинга перед теплообменником 6. Балансовое количество водородсодержащего газа выводится с установки. В колонне 18 осуществляется стабилизация катализата. Головная фракция стабилизации после охлаждения и конденсации в аппарате 19 отделяется в газосепараторе 20 от сухого газа и подается насосом 21 на орошение стабилизатора 18, а балансовое количество выводится с установки. Для подвода тепла в низ стабилизационной колонны 18 служит трубчатая печь 17. Нижний продукт колонны 18 — стабильный катализат — выводится с установки через аппарат 14. Из реактора 4 снизу вся масса отработанного катализатора транспортируется в секцию регенерации 1, где и происходит последовательный выжиг кокса, оксихлорирование (для разукрупнения кристаллитов платины) и добавление хлоридов (промоторов). Регенерированный катализатор после охлаждения подается на верх реактора 2. Используемый в качестве транспортирующего газа водород восстанавливает катализатор после пребывания его кислительной среде регенератора. Систему регенерации при необходимости можно отключить от контура без нарушения работы установки. Автоматизация технологического процесса Технологический режим реакторно-регенераторного блока определяется, в первую очередь, устойчивостью циркуляции катализатора и тепловым балансом реактора и регенератора. Большое внимание при этом уделяется безопасности процесса. Характерной особенностью установки каталитического крекинга является наличие аппаратов (реактора и регенератора), температура в которых выше температуры самовоспламенения углеводородов. В первом из них находятся пары углеводородов, а во втором – содержащая кислород среда. Поэтому для предотвращения образования взрывоопасной смеси давление в реакторе всегда должно быть немного выше, чем в регенераторе. В связи с этим, в реакторе и регенераторе, а также на всех задвижках циркулирующего между ними катализатора фиксируется и автоматически регулируется перепад давления. Если перепад давления на задвижке уменьшается и даже становится отрицательным, указывая на низкий расход катализатора или на его обратный ток, то регулятор посылает сигнал на закрытие задвижки. По высоте и сечению реактора и регенератора установлены термопары для измерения температуры катализатора и омывающих его частицы газов и паров нефтепродуктов. Эти термопары показывают среднее значение температуры твердой и газовой фазы. Температура процесса каталитического крекинга регулируется в пределах 480-535°С изменением температуры и количества поступающего в реактор горячего регенерированного катализатора и в меньшей степени температурой предварительного нагрева сырья. Регулирование количества сырья, подаваемого в реактор, осуществляется оператором по заданию ответственного инженерно-технического работника. Расход сырья измеряется и регулируется на напорной линии сырьевого насоса перед блоком его нагрева. Окончательная температура сырья перед подачей в распылительное устройство реактора регулируется путем подачи в последний сырьевой теплообменник определенного количества кубового продукта главной фракционирующей колонны. При возникновении аварийных ситуаций оператор приводит в действие переключатель, смонтированный на панели управления, который подает сигнал на соответствующие клапаны. При этом клапан на линии подачи сырья в реактор закрывается, а на линии байпасирования (байпас – это трубопровод, ведущий мимо аппарата или прибора и позволяющий временно отключить их от схемы процесса) сырья мимо реактора в колонну открывается. Давление в регенераторе автоматически регулируется задвижкой на линии газов регенерации с помощью регулятора, связанного с приборами, измеряющими перепад давления между реактором и регенератором. Если давление в регенераторе начнет резко падать, что может произойти в результате отказа воздуходувки, сработает обратный клапан, на линии подачи воздуха в регенератор, который перекроет эту линию. Для обеспечения эффективной регенерации катализатора контролируют состав газов, выходящих из регенератора. Наличие в них большого количества СО указывает или на недостаточное количество кислорода в зоне выжига кокса, или на плохие условия регенерации. Концентрация кислорода в газах регенерации должна быть на уровне 2-3 % об. Ее регулируют, изменяя количество воздуха, подаваемого в регенератор. Технологический режим работы главной фракционирующей колонны регулируется следующим образом. Температура конца кипения бензина определяется температурой вверху колонны, измеряемой термопарой, установленной в шлемовом трубопроводе. Эту температуру регулируют изменением подачи острого орошения (нестабильный бензин) из емкости орошения в верхнюю часть колонны. Температуру внизу колонны поддерживают на уровне 350-365°С путем возврата некоторого количества тяжелого газойля и охлажденного кубового продукта (квенч) в ее нижнюю часть. Циркулирующий кубовый продукт обычно составляет 150-200% от расхода сырья колонны. Теплота кубового продукта главной фракционирующей колонны используется для предварительного нагрева сырья в теплообменнике и производства водяного пара в парогенераторах. Расход этого продукта в первый из вышеназванных аппаратов регулируется автоматически, а в парогенераторы – оператором с пульта управления. Для поддержания уровня кубового продукта в колонне часть его выводится через стриппинг, в котором, за счет подачи водяного пара, регулируется температура вспышки данного продукта. Регулирование температур по высоте главной фракционирующей колонны осуществляется за счет организации трех циркуляционных орошений: фракции тяжелого бензина, легкого и тяжелого газойлей. Давление в колонне (и соответственно в реакторе) регулируется и поддерживается автоматически на уровне 170-180 кПа (0,7-0,8 ати) клапаном на линии выхода жирного газа из емкости орошения. Расчетная часть 2.1.Материальный баланс аппараты Производительность установки 650 тыс. тонн в год
т/сут =  =  = 2031 т/суткг/час =   =  = 84625 кг/часкг/сек =  =  = 23,5 кг/секГаз – 14,6 % т/год =  = 94900 т/годт/сут =  = 296 т/суткг/час =  = 12333,3 кг/часкг/сек =  = 3,4 кг/секБензин – 38,7 % т/год =  =251550 т/годт/сут =  = 786 т/суткг/час =  = 32750 кг/часкг/сек =  = 9,1 кг/секЛегкий газойль– 25,6 % т/год =  =166400 т/годт/сут =  = 520 т/суткг/час =  = 21666 кг/часкг/сек =  = 6,01 кг/секТяжелый газойль – 20,1 % т/год =  =130650 т/годт/сут =  = 408,2 т/суткг/час =  = 17008,3 кг/часкг/сек =  = 4,7 кг/секКокс – 1 % т/год =  =6500 т/годт/сут =  = 20,3 т/суткг/час =  = 846 кг/часкг/сек =  = 0,23 кг/сек2.2.Расчет основного оборудования Целью работы является изучение конструкции и методов расчета реактора установки каталитического риформинга вакуумного дистиллята в псевдоожиженном слое. Расчет включает в себя определение количества катализатора и расхода водяного пара, составление материального и теплового балансов реактора, в результате которых определяют реактора. Задание. Рассчитать реактор установки каталитического риформинга вакуумного дистиллята в псевдоожиженном. Производительность реактора по свежему сырью  =160 т/ч. Количество рециркулирующего каталитического газойля составляет 16,4 масс.% на свежее сырьё. Выход газа – 16,6 масс.% на свежее сырьё. Температура крекинга Тр=813 К. Массовая кратность циркуляции катализатора по свежему сырью 8:1. Глубина превращения 75. Температура рециркулирующего каталитического газойля Тц=500 К. Температура катализатора Тк=760 К. Температура водяного пара, подаваемого в транспортную линию Тп.1=760 К. Температура водяного пара, подаваемого в отпарную зону реактора Тп.2=580 К.Выход бензина и кокса определяем по графикам в зависимости от глубины превращения (по рисункам 3 и 4).   Рисунок 3 – График для определения выхода бензина Рисунок 4 – График для определения выхода кокса По графику 3 выход бензина составляет  =54 объемн.% на свежее сырьё или в массовых процентах: (2.1)где  – выход бензина в объемных процентах.Получим:  ,Выход кокса в зависимости от заданной глубины превращения по графику 4 составляет  =8,5 масс.% на свежее сырьё.Выход общее количество каталитического газойля определить по разности общего количества продуктов и процентного содержания выхода газа, бензина и кокса.  (2.2)где  – выход газа и кокса в массовых процентах, соответственно. Соотношение между легким и тяжелым газойлями примем как 1:1. 2.3 Количество катализатора и расход водяного пара При кратности циркуляции катализатора R=8:1 количество циркулирующего катализатора:  (2.3)где R – кратность циркуляции катализатора, Gc – производительность реактора по свежему сырью, т/ч. |