Реактор гидроочистки

     1 Назначение и принцип  действия

     Моторные  топлива — бензин, керосин, дизельное топливо —в основном получаются в процессе переработки нефти. В зависимости от состава нефти и способа их переработки моторные топлива могут различаться качеством, не всегда соответствующим требованиям ГОСТа на товарную продукцию.

     Цель  гидроочистки — улучшение качества продукта или фракции за счет удаления нежелательных примесей, таких, как сера, азот, кислород, смолистые соединения, непредельные  углеводороды.

     Реактор является наиболее ответственным аппаратом  в процессе гидроочистки, так как от его успешной работы зависит экономичность процесса и качество получаемой продукции. В реакторе осуществляется каталитический процесс гидроочистки дистиллятных фракций над стационарным слоем катализатора.

1. Реактор гидроочистки дизеля Р-301

     Реактор Р-301 – новый трехслойный реактор, оборудованный внутренними элементами, которые обеспечивают смешивание и распределение материала по слоям катализатора. Здесь происходит охлаждение холодным циркуляционным газом при помощи компрессоров для циркуляции газа ПК-2 и ПК-3 первого и второго слоев в катализаторе в реакторе.

     Количество  газа для охлаждения зависит от температуры  на верху верхнего слоя реактора под  входом охлаждающего газа. Охлаждающий  газ не подается между вторым и  третьим слоями.

     В реактор входит смесь сырья и  водорода, которая была предварительно подогрета в реакторной печи П-2 до определенной температуры.

     Реакционная смесь выводится из реактора при  температуре 350 Сº.

     Реактор Р-301 (рисунок1.1) представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат со следующими размерами:

• D_В=3500 мм – внутренний диаметр реактора.
• Н=29755 мм – высота цилиндрического корпуса между касательными линиями.
• l=78 мм + 5мм наплавленный слой – толщина цилиндрического корпуса.
• Тип верхнего и нижнего днищ: полусферический R=1770 мм – внутренний радиус.

 

1 – распределительная  тарелка; 2 – колосниковые решетки; 3 - сборник

Рисунок 1.1 – Реактор гидроочистки дизтоплива Р-301

• l_Д=50 мм + 5мм наплавки – толщина днища.

     Аппарат оснащен следующими штуцерами и  люк-лазом:

• N1 – штуцер для подачи сырья размером 300 мм условного диаметра (D_у=300), приваренный к глухому фланцу люк-лаза на верхнем днище;
• N2 – штуцер для выхода продукта 300 мм условного диаметра, приваренный к нижнему днищу;
• N3 ‒ штуцер для ввода квенчевого газа размером 150мм/80 мм условного диаметра, приваренный к корпусу;
• N4 ‒ штуцер для ввода квенчевого газа размером 150мм/80 мм условного диаметра, приваренный к корпусу;
• U1, U2  ‒ штуцера для выгрузки катализатора размером 200 мм условного диаметра, приваренный к корпусу;
• U3 ‒ штуцера для выгрузки катализатора размером 200 мм условного диаметра, приваренный к нижнему днищу;
• K1, K2 и K3 ‒ термопарогильзы ‒ газа размером 80 мм условного диаметра, приваренный к корпусу;
• K4 ‒ штуцер для ввода азота размером 80 мм условного диаметра. 

     Катализатор загружают в реактор двумя  слоями. Газо-сырьевой поток направляют аксиально сверху вниз.

     Ниже  рассмотрено назначение внутренних деталей реактора с нисходящим потоком газо-сырьевой смеси.

     Распределительная тарелка способствует равномерному распределению жидкой фазы над слоем катализатора, улавливанию продуктов коррозии и выравниванию скоростей потока паров.

     Колосниковые  решетки предназначаются для размещения секций катализатора. На колосниковую решетку укладывают сетку с размером ячеек в свету 2 мм. Для снижения гидравлического сопротивления на границе с сеткой на решетку насыпают слой (высотой 250 мм) фарфоровых шаров диаметром 12 мм. На этот слой равномерно загружают катализатор, на котором также размещают фарфоровые шары переменного диаметра от 10 до 24 мм (высота слоя 150 мм). Фарфоровые шары предотвращают шевеление катализатора при повышенных скоростях и задерживают продукты коррозии. Сборник предотвращает унос катализатора из реактора с продуктами реакции. Он состоит из перфорированной обечайки, которая для удобства монтажа выполнена из двух половин, и крышки к ней. Поверх этого устройства натянуты два слоя сетки. Сборник приваривают над выходным штуцером в нижней части днища, которую заполняют фарфоровыми шарами диаметром 24 мм, а поверх них насыпают слой (высотой 150 мм) шаров диаметром 12 мм. После этого равномерно загружают катализатор. Такое размещение катализатора предотвращает его спекание и, таким образом, обеспечивает сыпучесть его при выгрузке. 

     2 Описание конструкции  по ремонтным узлам

     Реактор гидроочистки дизельного топлива состоит  из следующих узлов: корпус, верхнее и нижнее днища, распределительные тарелки,  штуцеры ввода и вывода сырья,  штуцер вывода катализатора и сборник.

     Корпус  по конструкции представляет собой  цилиндрическую обечайку, выполненную из двухслойной стали марки 12ХМ + 0Х18Н10Т толщиной 78 мм. Длина корпуса равна 29755 мм. Внутренний диаметр составляет 3500 мм.

     Верхнее и нижнее эллиптические днища  изготовлены из двухслойной стали марки 12ХМ + 0Х18Н10Т. Толщина стенки составляет 50 мм. Внутренний радиус днища равен 1770 мм. К корпусу днища крепятся при помощи сварного соединения.

     Распределительная тарелка изготовлена штамповкой из стали 12ХМ. К корпусу тарелка  крепится при помощи болтового соединения.

 

     3 Перечень работ, выполняемых при техобслуживании и капитальным ремонте

     В ходе технического обслуживания выполнятся следующие работы: осмотр и устранение мелких неисправностей, проверка состояния доступных для осмотра болтовых, сварных и других соединений, а также проверка состояния уплотнений, проверка системы управления и контроля, проверка защитных ограждений.

     При капитальном ремонте реактора производится следующие работы: все работы при техническом обслуживании, ремонт или замена трубопроводов, замена прокладок при необходимости, а также полная разборка реактора, диагностика, чистка, контроль состояния работоспособности узлов, ремонт или замена неисправностей (распределителя сырья и распределительной тарелки), гидроиспытания, замена изношенных болтов и гаек, сборка реактора, окраска, пуск, обкатка и сдача в эксплуатацию.

 

     4 Контрольно-регулировочные  работы

     Контрольно-регулировочные работы включают в себя:

     1. Проверка вертикальности корпуса.

2. Проверка равномерности затяжки болтов.
3. Выявление отсутствия герметичности сварных швов и трубопроводов.
4. Проверка плотности прилегания фланцевых соединений.
5. Проверка поддержания рабочего давления и температуры внутри реактора

 

     5 Составление графика  ППР

     Коэффициент использования оборудования определяется формуле:

                                                    (5.1)

где Т_ф – фактическое время работы оборудования, ч;

      Т_к – календарная продолжительность работы оборудования, ч;

     

     Фактическое время работы рассчитываем исходя из сменного режима работы оборудования по количеству рабочих дней в году, количеству смен в день и продолжительности  смены. Т_ф = 8000 ч.

     Количество  ремонтов в межремонтном цикле:

     1) капитальных ремонтов

                                                    (5.2)

где Т_ц – длительность ремонтного цикла, ч;

      Т_кр – промежуток времени между двумя капитальными ремонтами,ч.

     

     2) техобслуживания

                                            (5.3)

где Т_то – промежуток времени между двумя тех. обслуживаниями, ч.

     

     Количество  технических обслуживаний и ремонтов в текущем году:

     1) капитальных ремонтов определяем  по формуле:

                                           (5.4)

где N – количество единиц однотипного оборудования, N=1;

       а – количество технических обслуживаний (ремонтов) в цикле.

     Принимаем n_кр=0;

     2) тех. обслуживаний определяем по формуле (5.4)

     

     Принимаем n_тр=1;

     Годовой простой в ремонтах

                                   (5.5)

где t_кр, t_тр, – продолжительность простоя оборудования в ремонтах и техническом обслуживании.

     

     Годовой фонд рабочего времени

                                              (5.6)

     

     Структура ремонтного цикла приведена на рисунке 5.1.

     

     6 Составление сетевого  графика капитального  ремонта

     Сетевой график капитального ремонта реактора гидроочистки показан на рисунке 6.1, работы, выполняемые при капитальном ремонте, представлены в таблице 6.1.

     Рисунок 6.1 − Сетевой график ремонта реактора гидрогенизации

Таблица 6.1 – Перечень работ, выполняемых при капитальном ремонте