Химия и технология нефти и газа. Установка Л-35-11-1000 производительность 1млн т/год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 Влияние основных факторов  на выход и качество продукции

1.4.1 Качество сырья

В качестве сырья каталитического  риформинга чаще используют фракции 85-180°С. Утяжеление фракционного состава сырья  выше 180°С приводит к большим отложениям кокса на катализаторе, сокращается  срок службы в режиме реакции. В последние годы в связи с переходом на евро стандарты, в бензинах минимализируется содержание бензола, и в качестве сырья установок риформинга с целью получения высокооктановых бензинов не вовлекаются фракции ниже 80-85°С, так как фракция 60-85°С дает наибольший выход бензола. На работу установок каталитического риформинга влияет не только фракционный, но и химический состав сырья. Сырье должно обязательно подвергаться гидроочистке, с целью удаления нежелательных компонентов, таких как сера, азот и металлорганические соединения, так как они, попадая на катализатор дезактивируют его, а металлоорганические соединения отравляют платиновый катализатор безвозвратно.

1.4.2 Влияние температуры

Температура оказывает значительное влияние на скорость протекающих  реакций, которые, в конечном счёте, влияют на выход целевых продуктов. При увеличении температуры выход платформата снижается, степень его ароматизации возрастает. Повышение температуры наряду с увеличением выхода ароматики ускоряет реакции расщепления углеводородов, особенно парафиновых. Температура на входе в реакторы при проведении процесса не должна превышать 530°С. Перепад температуры в реакторах риформинга определяется суммарным тепловым эффектом протекающих реакций. Температурный перепад, особенно в первой ступени риформинга, может служить характеристикой активности катализатора. По мере отработки катализатора, накопления кокса в нём, понижения концентрации водорода в циркулирующем газе, суммарный перепад температуры в реакторах понижается. Понижение перепада температуры в реакторах в некоторых случаях свидетельствует о чрезмерном содержании хлора на катализаторе.

1.4.3 Влияние давления

Парциальное давление водорода в зоне реакции оказывает существенное влия-ние на процесс ароматизации. Результаты расчётов для реакции  дегидрирования шестичленных нафтенов показывают, что в одинаковых условиях, по мере возраста-ния давления водорода, степень превращения падает.

Во всех случаях при  повышении парциального давления водорода снижается содержание непредельных углеводородов в жидких продуктах реакции, газообразование возрастает и, следовательно, снижается выход платформата.

1.4.4 Влияние объёмной скорости  подачи сырья

Выход ароматических углеводородов  и концентрация их в продуктах  зависит от объёмной скорости подачи исходного сырья.

С увеличением объёмной скорости подачи сырья выход платформата  увеличива-ется, а степень ароматизации падает, что приводит к снижению суммарного выхода ароматических углеводородов  в пересчёте на исходное сырьё  и, соответственно, снижению октанового числа платформата. Однако это снижение в определённых пре-

-делах может быть скомпенсировано  повышением температуры.

1.4.5 Кратность циркуляции  и концентрация водородсодержащего  газа

Процесс осуществляется в  среде газа с концентрацией водорода от 80 до 73% объемных на начало и конец  цикла соответственно.

Концентрация водорода в  циркуляционном газе риформинга, а  также кратность циркуляции определяет мольное соотношение "водород : сырьё". От величины этого параметра зависит  интенсивность коксообразования, стабильность и срок службы.

Рекомендуемая кратность  циркуляции водородсодержащего газа в  системе риформинга не менее 750 нм³/м³ сырья и мольное отношение "водород : углеводород" не ниже 4:1. С уменьшением кратности циркуляции и концентрации водородсодержа-щего газа отложение кокса на катализаторе увеличивается.

 

1.5 Устройство и принцип  работы основных аппаратов

 

1.5.1 Реактор каталитического  риформинга с радиальным вводом  сырьевой смеси

Реактор каталитического  риформинга с радиальным вводом газосырьевой смеси представляет собой цилиндрический вертикальный аппарат с  двумя  элептическими днищами, заполненный катализатором. Применяют для однофазного сырья. В этом случае уменьшается сопротивление прохождению сырья через слой катализатора. Внутренний диаметр аппаратов достигает 4,5м, высота слоя катализатора состав--ляет от одного до трех диаметров аппарата. Реакторы каталитического рифор-минга работают при температуре до 540°С и давлении до 5 МПа. Их изготавливают с внутренней футеровкой из биметалла, марки 12ХМ. В этом случае наружную по-верхность аппарата выполняют из углеродистой стали, а внутреннюю - из легиро-ванной. Температура стенки корпуса равна температуре процесса. По периферии реактора на стенке стакана по окружности размещены 60 вертикальных коробов. Стенки коробов, обращенные к катализатору, перфорированы. По оси установлен сборник вывода продуктов, выполненный в виде перфорированной трубы. На трубе снаружи укреплен слой крупной и мелкой сетки, предупреждающий унос катализатора в сборную трубу. Поток сырья вводится через верхний штуцер, проходит через распределитель потока и направляются к периферии в желоба. Через прорези в стенках желобов поток радиально проходит в слой катализатора, собирается в центральной трубе и выводится из реактора через нижний центральный штуцер.

 

 

 

 

 

 

 

                  

 

1 - корпус реактора; 2 - распределитель  сырья; 3 - защитный стакан; 4 - ко-роба; 5 - сборник продуктов реакции; 6 - опора; 7 - цилиндрический стакан; 8 - штуцер ввода сырья; 9 - штуцер  для термопары; 10 - штуцер для выгрузки  катализатора; 11 - штуцер вывода продукта.

Рисунок 1 - Реактор риформинга с радиальным вводом газо-сырьевой смеси.

1.5.2 Сырьевой теплообменник риформинга «Пакинокс»

Пластинчатые теплообменники «Пакинокс» французского производства способны выдерживать очень высокие  температуры и давления. Имеет  огромные размеры:  19,42 метров в длину  и 2,5 метров в диаметре. Аппарат состоит  из сотни гофрированных пластин. Несмотря на свою величину и высокую производительность, у теплообменника очень малая опорная поверхность. Площадь поверхности теплообмена может достигать 16 000 м², но при этом один аппарат способен заменить до двадцати кожухотрубных теплообменников, что существенно снижает объем капиталовложений. Пластины могут достигать 13 метров в длину и 2 метра в ширину. Они формируются по технологии взрыва. Сформированные пластины поступают на линию сварки, где собираются на автоматическом сварочном прессе. В сборочном цехе пластины свариваются в аппараты. После ряда испытаний теплообменник готов к отгрузке. Теплообменник состоит из набора пластин. Пластины теплообменника изготовлены из антикоррозийного материала, с двумя каналами для жидкостей, участвующих в процессе теплообмена. Нужное количество пластин теплообменника, профиль, размер определяются в соответствии с требуемыми  параметрами, в соответствии с расходами сред и их физико-химическими свойствами, температурной программой и допустимой потерей напора по горячей и холодной стороне. Пластинчатый теплообменник оборудован съемными пластинами. При необходимости в теплообменник можно легко добавить новые или, напротив, снять лишние пластины Пакет пластин размещен между опорной и прижимной плитами и закреплен стяжными болтами. Каждая пластина снабжена прокладкой из термостойкой резины, уплотняющей соединение и направляющей различные потоки жидкостей в соответствующие каналы. Гофрированная поверхность пластин обеспечивает высокую степень турбулентности потоков и жесткость конструкции теплообменника. Размещение патрубков для ввода и отвода сред возможно как на опорной, так и на прижимной плитах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           

1 - штуцер вывода газосырьевой  смеси; 2- штуцер ввода газопродуктовой  смеси; 3 - вентиляционное отверстие; 4 - компенсаторы с горячей стороны; 5 - люк-лаз; 6 - коллектор сырья; 7- коллектор  газопродуктовой смеси; 8 - опора  пучка; 9 - корпус в виде сосуда, работающего под давлением; 10 - пучок  сварных пластин; 11- лапы (или юбка); 12 - выход газопродуктовой смеси.

Рисунок 2 - Пластинчатый теплообменник «Пакинокс».

1.6 Описание технологической  схемы

 

Сырьем секции 200 является гидроочищенная фракция 85-180°С поступающая с низа колонны К102 секции 100. Сырье подается наносом Н1 через фильтр Ф1 в сырьевой теплообменник специальной пластинчатой конструкции «Пакинокс» Т1. В теплообменнике «Пакинокс» сырье смешивается с водородсодержащим газом (ВСГ) циркулирующим по замкнутой системе реакторного блока компрессором ЦК1. В теплообменнике Т1 «Пакинокс» происходит смешение бензинового сырья с водородсодержащим газом, и последующий нагрев за счет охлаждения поступающей из реактора Р4 газопродуктовой смеси. Далее газосырьевая смесь поступает в первую секцию печи П1 и затем направляется в реактор Р1, где проходит слой катализатора и далее направляется в печь П4. Процесс каталитического риформинга протекает в реакторах Р1, Р2, Р3 при давлении 15,9÷13,9 кгс/см³ и температуре 485-530°С на неподвижном слое катализатора RG-485 и в реакторе Р4 в движущем слое катализатора  CR-201 и R-134 при температуре 510-540°С. Непрерывная регенерация катализатора CR-201 и R-134 из реактора Р4 осуществляется на секции 500. Поскольку реакции риформирования являются  эндотермическими, то необходим подогрев смеси перед каждым следующим реактором риформинга. После печи П4, газопродуктовая смесь направляется в первую секцию печи П2 и затем поступает в реактор Р2, где проходит слой катализатора и далее направляется в первую секцию печи П3 и во вторую секцию печи П2. Реактор Р2 оборудован многозонными термопарами, позволяющими следить за распределением температуры по слоям катализатора. Нагретая в печах П3, П2 газопродуктовая смесь поступает в реактор Р3, где проходит слой катализатора и далее направляется во вторую секцию печи П3. И во вторую секцию печи П1. Нагретая в печах П3, П1, газосырьевая смесь поступает в реактор Р4, где проходит слой катализатора и далее направляется в сырьевой теплообменник Т1 «Пакинокс», где происходит охлаждение газопродуктовой смеси за счет нагрева поступающей газосырьевой смеси. Слой катализатора в реакторе Р4 является подвижным и с помощью газового лифта, порциями направляется на регенерацию на секцию 500, получая одновременно порцию регенерированного катализатора. Далее газопродуктовая смесь охлаждается в аппаратах воздушного охлаждения ХВО1 и в водяном холодильнике Х1, после чего смесь поступает на разделение в сепаратор С1. С сепараторе С1 происходит разделение на водородсодержащий газ и жидкую фазу – нестабильный платформат. С верха сепаратора С1 водородсодержащий газ уходит в топливную сеть или на факел. Нестабильный платформат с выкида насоса Н2 проходит дополнительную стадию абсорбции из водородсодержащего газа углеводородов С₅ –С₆. Для чего нестабильный платформат с выкида насоса Н2, смешивается с водородсодержащим газом поступающим с выкида компрессора ЦК2, затем газопродуктовая смесь охлаждается в водяном холодильнике Х2 и поступает в сепаратор С2. Водородсодержащий газ с верха сепаратора С1 направляется в сепаратор С3 и далее на прием циркуляционного компрессора ЦК1, а также в сепаратор С4 и далее на прием дожимного компрессора ЦК-2. В сепараторах на приеме компрессоров С4 и С3 происходит отделение водородсодержащего газа от унесенного легкого бензина. Легкий бензин из С4 и С3 через дроссельную шайбу направляется в емкость Е1. Из емкости Е1 выводится легкий бензин. С сепаратора С2 отводится водородсодержащий газ и нестабильный платформат.

 

 

 

 

 

 

1.7 Нормы технологического  режима

Таблица 2 - Нормы технологического режима

Наименование стадий процесса, аппараты, показатели режима	Единица измерения	Допускаемые пределы технологических параметров	Требуемый класс точности измерительных приборов
1	2	3	4
Расход сырья от насоса Н201	м3/час	102 - 170	0,25
Расход водородсодержа-щего газа (ВСГ)	нм3/час	89000 - 149000	0,25
Кратность циркуляции ВСГ к сырью	нм3/м3	Не ниже 750
Концентрация водорода в циркулирующем газе	% об.	Не ниже 70	2,5
Давление на приеме компрессора ЦК201	кгс/см2	10 - 13	0,25
Давление на нагнетании компрессора ЦК201	кгс/см2	Не более 18
Максимальный перепад  между нагнетанием и приемом  компрессора ЦК201	ррm	7,0
Влажность циркулирую-щего газа в системе	кгс/см2	15 - 35	4,0

 

Продолжение таблицы 2

1	2	3	4
Температура на входе  в реакторы: - Р201 - Р202 - Р203	°С °С °С	470 - 530 470 - 530 470 - 530	0,5 0,5 0,5
Объемная скорость подачи сырья на общий  объем катализатора в реакторах  Р201, Р202, Р203, Р204	ч-1	Не более 1,5	-
Температура на входе в  реактор Р204	°С	500 - 540	-
Допустимые температур-ные  перепады по печам: - П201/I - П201/II - П201/III - П201/IIII	°С °С °С °С	Не выше 50 Не выше 80 Не выше 45 Не выше 60	0,5 0,5 0,5 0,5
Давление после реактора Р204	кгс/см2	12-13	0,25
Перепад давления по реакторам: - Р201, Р202 ,Р203, Р204	кгс/см2	0 - 1,5