Проект коксовой камеры замедленного коксования

Нефтяной кокс - применяется в производстве анодов и графитированных электродов, используемых для электролитического получения  алюминия, стали, магния, хлора и т. д., в производстве карбидов, в ядерной энергетике.

Газ - по составу  близок к газу термического крекинга. Газ направляют на ГФУ или используют в качестве топлива. При коксовании сернистых остатков газ коксования предварительно очищают от сероводорода.

Бензин - отличается повышенным содержанием непредельных углеводородов, имеет низкую химическую стабильность, после гидроочистки и  информирования его применяют как  компонент бензина.

Легкий газойль (фр. 160-350 °С)-используется в качестве компонента дизельного, печного, газотурбинного топлива непосредственно или после гидроочистки.

Тяжелый газойль (фр. >350 °С) - добавляют в котельное  топливо или подвергают термическому крекингу для получения сажевого сырья и дистиллятного крекинг-остатка последний применяют для производства кокса «игольчатой» структуры.

                                              

                                           Материальный баланс процесса.

  

Материальный баланс установок замедленного коксования с предварительной гидроочисткой сырья при получении гудрона. На установку замедленного коксования поступает 1100 т/сут гудрона.

 

Получено:	вых.масс	кол.т/год	т/сут	кг/час	кг/сек
Сырье	100	1100	3,43	143,22	0,039
Газ	9,5	104,5	0,32	13,60	0,0037
Бензин	15,0	165	0,51	21,48	0,005
Легкий газойль	25,0	275	0,86	3,58	0,0009
Тяжелый газойль	24,0	264	0,825	34,37	0,095
Кокс	25,0	275	0,86	3,58	0,0009
Потери	1,5	16,5	0,05	2,14	0,0005
Итого	100	2200	6,855	221,97	0,145

                 

х = % масс. * х/100 = т/год.

т/год/320 = т/сут.

т/сут/24 * 1000 =кг/час

кг/час/3600 = кг/сек.

 

1) Сырье

х = 100*1100/100=1100 т/год

1100/320=3,43 т/сут

3,43/24*1000=143,22 кг/час

143,22/3600=0,039 кг/сек.

                              

 

2) Газ

х = 9,5*1100/100=104,5 т/год

109,5/320=0,32 т/сут

0,32/24*1000=13,60 кг/час

13,60/3600=0,0037 кг/сек.

3) Бензин

х = 15*1100/100=165 т/год

165/320=0,51 т/сут

0,51/24*1000=21,48 кг/час

21,48/3600=0,005 кг/с

4) Легкий газойль

х = 25*1100/100=275 т/год

275/320=0,86 т/сут

0,86/24*1000=3,58 кг/час

3,58/3600=0,0009 кг/сек.

5) Тяжелый газойль

х = 24*1100/100=264 т/год

264/320=0,825 т/сут

0,825/24*1000=34,37 кг/час

34,37/36000,095 кг/сек.                                           

6) Кокс

х = 25*1100/100=275 т/год

275/320=0,86 т/сут

0,86/24*1000=3,58 кг/час

3,58/3600=0,0009 кг/сек.

7) Потери

Х = 1,5*1100/100=16,5 т/год

16,5/320=0,05 т/сут

0,05/24*1000=2,14 кг/час

2,14/3600=0,0005 кг/сек.

                                    Основные аппараты процесса.

                       

                         Схема установки замедленного коксования.

 

 

 

Технологические аппараты и оборудование:

1, 6, 12-15 – насосы; 2, 3 – трубчатые печи; 4 – приемник; 5, 5’ - камеры замедленного коксования; 7 – четырехходовые краны; 8, 19, 21 – аппараты воздушного охлаждения; 9 – ректификационная колонна; 10, 11 – отпарные колонны; 16 – холодильник; 17 – водогазоотделитель; 18, 20 – теплообменники.

 

 

 

 

 

 

 

Схема работы трубчатой печи с объемно-настильным сжиганием топлива.

 

 

 

 

1 – форсунка; 2 – настильная стенка; 3 – камера  радиации (топочная камера); 4 – камера  конвекции; 5 – дымовая труба; 6 –  змеевик конвекционных труб; 7 –  змеевик радиантных труб; 8 – футеровка.

Потоки: I – вход сырья; II – выход сырья; III – топливо и воздух; IV – дымовые газы.

 

 

                                          Раздел автоматизации.

         Автоматический контроль технологического процесса.

Коксование  нефтяных остатков и высококипящих  дистиллятов вторичного происхождения используют для получения малозольного электродного кокса, применяемого в алюминиевой промышленности. Одновременно получаемые коксовые дистилляты вовлекаются в дальнейшую переработку для получения светлых нефтепродуктов. Коксование ведут при давлении 0,1 - 0,3 МПа и температуре 480-540 °С.

Автоматическая система  контроля и регулирования режима трубчатой печи установки замедленного коксования предназначена для стабилизации основных параметров нагрева первичного и вторичного сырья перед коксованием.

На установках замедленного коксования первичное сырье (смесь  гудрона или крекинг-остатка) нагревается  в конвекционных змеевиках трубчатой  печи, после чего направляется в  ректификационную колонну, где за счет контакта с нефтяными парами, поступающими из реакторов, обогащается рециркулирующими продуктами. В результате образуется вторичное сырье, которое насосами подается в реакционные змеевики печи для скоростного высокотемпературного нагрева. Для создания высоких скоростей и предотвращения коксоотложения в трубах печи в поток вторичного сырья при входе в печь подается турбулизатор (конденсат водяного пара). Нагретое в печи до 490-510 °С вторичное сырье поступает в реактор, где .завершается начавшийся в печи процесс частичного испарения, деструктивного разложения сырья и замедленного коксования.

Ввиду высоких температур и вязкости нагреваемого сырья склонности его к коксованию, наличия механических примесей, малых расходов турбулизатора  и других факторов автоматизация  трубчатых печей затруднена.

Основным фактором, влияющим на производительность и длительность межремонтного пробега, является скорость закоксовывания змеевика трубчатой  печи, которая зависит в основном от качества сырья и режима работы печи.

Температурный режим печи необходимо вести так, чтобы в змеевике протекали преимущественно физические процессы нагревания и испарения, а процессы крекинга, конденсации и уплотнения, т. е. образования кокса, происходили бы в реакторах.Трубчатые печи установки замедленного коксования работают в жестких условиях, характеризующихся высокой температурой нагрева сырья и малыми допустимыми отклонениями ее от заданного значения. Даже кратковременное отклонение температуры от заданной приводит к закоксовыванию и прогару труб, нарушению технологического процесса установки и сокращению межремонтного пробега. Учитывая важность достоверного контроля тепловой нагрузки печи по каждому (левому и правому) потоку сырья, при оценке состояния реакционной зоны змеевиков целесообразно' наряду с измерением расходов сырья и общего расхода топливного газа измерять расход газа в каждую камеру сгорания печи. В качестве характеристики состояния змеевика печи (степени ее закоксованности) можно использовать перепад температур на коксующемся участке.

Одним из важнейших параметров процесса замедленного коксования, определяющим условия работы печей, количество и качество продуктов фракционирования, является коэффициент рециркуляции сырья (КР):

Автоматическому регулированию  подлежат следующие параметры: давление топливного газа, температуры нагрева вторичного сырья в точке каждого змеевика печи, предшествующей зоне активного коксообразования (изменение подачи топливного газа в камеру сгорания обеспечивается регуляторами температуры; расход турбулизатора (пара), подаваемого во вторичное сырье.

Система автоматического  контроля коэффициента рециркуляции сырья  работает следующим образом. Сигналы  с датчиков расхода соответственно вторичного и первичного сырья и  плотномеров поступают в вычислительное устройство, которое реализует приведенное  выше уравнение для расчета Кр. По значению коэффициента рециркуляции оператор судит о работе печи и реактора.

   

 

    Возможный состав ПКК и характеристики модулей различных типов.

Микропроцессорные контроллеры (МК). МК относятся к  классу программно-аппаратных средств и ориентированы на решение конкретной задачи или набора однотипных задачи или внедрение - основное направление повышения уровня автоматизации технологических процессов. По назначению они делятся на два типа: первый - МК, предназначенные для реализации алгоритмов регулирования и различного преобразования аналоговых и дискретных сигналов, которые заменят регуляторы; наиболее типичным представителем их является ремиконт; второй - МК, предназначенные для реализации задачи программно-логического управления; они должны заменить релейные и логические схемы; представителем их является ломиконт.

В состав любого типа МК входят неизменный для данного  типа базовый комплект, проектно-компонуемый комплект (ПКК), а также панель оператора. Базовый комплект (БК) включает процессор (ПР) и память: оперативную (ОЗУ)-для хранения числовых данных и постоянную (ПЗУ) -для хранения программ.

ПКК - это устройство ввода - вывода сигналов. Его состав определяется числом каналов ввода - вывода и содержит блоки гальванической развязки ГР для разделения входов и выходов от нагрузки; мультиплексор МПКС для коммутации аналоговых сигналов, а также аналого-цифровые (АЦП), цифро-аналоговые (ЦАП), дискретно-цифровые (ДЦП) и цифро-дис-кретные (ЦДП) преобразователи.

Панель оператора (ПО) МК имеет органы управления (клавиши, кнопки) и устройство отображения  информации в виде цифрового индикатора (ремиконт) или матричного экрана (ломиконт). Она позволяет выбрать режим  работы, составить и реконфигурировать систему управления, осуществить вызов  программы из ПЗУ, изменить настройки контуров.

МК имеют  выходы по стандартным радиальным интерфейсам-последовательному (ИРПС) и параллельному (ИРПР) - на УВК, дисплеи и принтеры; число каналов ИРПС может достигать пяти, а длина каналов этого типа может составлять 0,5; 1; 2; 4 км; число каналов ИРПР равно двум, а длина не превышает 15 м.

Оба типа МК выполнены  в конструктивах УТК-2. Элементарной ячейкой МК является модуль (160X235); модули собираются в каркас (480X280X240), в каждом из которых может быть установлено до 23 модулей; каркасы собираются в шкаф (1850X800X650).

Регулирующий  микроконтроллер ремиконт. Число  посадочных мест для модулей ПКК  Р-110 равно 16 (2 места не занимаются из соображений вентиляции); для модулей Р-112 равно 32, но основной комплект полностью дублируется резервным, поэтому возрастает надежность этого типа МК, а не информационная мощность; Р-120 представляет собой два локальных контроллера, каждый из которых имеет по 6 посадочных мест, а в Р-122 второй ПКК становится резервным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                   Охрана труда и противопожарная защита.

Характеристика  вредных и опасных производственных факторов.

На нефтеперерабатывающем  заводе в большом количестве имеется нефть и нефтепродукты ее переработки, представляющие собой отравляющие и легко воспламеняющие жидкости, приводящие к острым или хроническим отравлениям и одновременно создающие взрывоопасную ситуацию на территории завода.

Предельно допустимая концентрация определяется специальными токсикологическими исследованиями, после чего утверждается Министерством Здравоохранения Республики Казахстан и становится обязательной для всех предприятий нормой, превышение которой не допускается.

Значение предельно  допустимых концентраций имеет большое значение для профилактики отравлений. Очевидно, что чем меньше предельно допустимая концентрация, тем более серьезные требования должны предъявляться к мерам защиты работающих на промышленных предприятиях.

Санитарными нормами вредные вещества по степени взаимодействия на организм человека разделяются на 4 класса:

Вещества чрезвычайно  опасные, ртуть, свинец, тетраэтилсвинец;

Вещества высоко опасные, бензол, дихлорэтан, сероводород, серная кислота, формальдегид;

Вещества умеренно опасные, метанол, толуол, фенол, фурфурол;

Вещества мало опасные, аммиак, ацетон, изобутилен, керосин, этиловый спирт, циклогексан.

Нефть и продукты ее переработки могут оказывать  вредное влияние на организм человека.

Ниже приводится краткая характеристика некоторых вредных веществ, применяемых или получаемых на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях.

Нефть. Если в  нефти содержатся ароматические  углеводороды или сероводород, то она  может вызывать острые или хронические  отравления.