2.3 Непрерывное коксование

 

  Непрерывное коксование в кипящем слое кокса-теплоносителя  нацелено на максимальный выход дистиллятов  из низкокачественных остатков. Поскольку  в кокс переходят практически все металлы исходного сырья, а также сера и другие гетероатомы, кокс в этом случае является побочным продуктом.

  Большим достоинством технологии непрерывного коксования в кипящем слое коксовых частиц является возможность удовлетворения потребности в технологическом тепле за счет сжигания собственного кокса (что устраняет необходимость во внешних источниках тепла), а также довольно простая процедура выгрузки кокса из системы (в отличие от установок замедленного коксования).

2.4 Сырье коксования

 

  В качестве сырья для коксования используют остатки как прямогонные, так и вторичного происхождения. Гудроны традиционно составляют основу сырья установок замедленного коксования. Ресурсы остаточного сырья на отечественных НПЗ довольно велики. Выход гудрона составляет (в зависимости от нефти) примерно 30% на нефть. [10]

  Другие  источники сырья коксования –  концентраты ароматических углеводородов  и смолисто-асфальтеновых веществ (побочные продукты производства нефтяных масел): экстракты селективной очистки  тяжелых масляных дистиллятов, асфальт пропановой деасфальтизации. Они отличаются высокой коксуемостью, обусловленной повышенной концентрацией смолисто-асфальтеновых веществ, зачастую высоким содержанием серы, азота, тяжелых металлов.

Наиболее  предпочтительными компонентами сырья, с точки зрения структуры кокса, зольности и прочего, являются крекинг-остатки (особенно дистиллятные), экстракты, газойль каталитического крекинга (с гидроочисткой сырья), а также гидрокрекинга. В некоторых случаях используется тяжелая часть смолы пиролиза.  Эта смола состоит из полициклических ароматических углеводородов, практически не содержит серы и, как и крекинг-остатки, является благоприятным сырьем для получения кокса. Для получения кокса с содержанием серы до 1,5%, содержание серы в сырье не должно превышать 0,9-1,0% [10].

2.5 Описание технологической схемы УЗК

 

  Установка замедленного коксования включает реакторный блок, состоящий из четырех коксовых камер, двух трубчатых нагревательных печей, блок фракционирования и систему регенерации тепла и охлаждения продуктов (рис. 2).

  Исходное  сырье подается насосом (1) двумя параллельными потоками в трубы подовых и потолочных экранов печей (2 и 3), где оно нагревается до 350-380⁰С. Затем сырье поступает в нижнюю часть колонны (9) на верхнюю каскадную тарелку. Сюда же, под нижнюю тарелку, поступают горячие газы и пары продуктов коксования, образующиеся в двух параллельно работающих камерах (5 или 5’). В колонне (9)  сырье встречается с восходящим потоком газов и паров и в результате контакта тяжелые фракции паров конденсируется и смешиваются с сырьем, а легкие фракции сырья испаряются и уходят вместе с парами в верхнюю часть колонны. Таким образом,  в нижней части колонны (9)  образуется смесь сырья с рециркулятом, обычно называемым вторичным сырьем.

  Вторичное сырье с низа колонны (9) забирается насосом (6) и возвращается в змеевики печей (2 и 3) – в верхние трубы конвекционной секции и паровые подовые и потолочные экраны. Эта часть труб относится к реакционному змеевику, здесь вторичное сырье нагревается до 490-510⁰С. Во избежание закоксовывания труб этой секции в трубы потолочного экрана подают перегретый водяной пар, так называемый турбулизатор (≈ 3% масс. на вторичное сырье), который увеличивает скорость прохождения потока через реакционный змеевик и снижает его закоксовывание.

  Парожидкостная  смесь из печей (2 и 3) вводится параллельными потоками через четырехходовые краны (7) в две работающие камеры (5), две другие камеры (5’) в это время подготавливаются к рабочему периоду цикла. Горячее сырье подается в камеры снизу и  постепенно заполняет их; так как объем камер большой, время пребывания сырья в них значительно, и там происходит крекинг сырья. Пары продуктов разложения непрерывно выводятся из камер сверху и поступают в колонну (9), а утяжеленный остаток остается в камере и постепенно превращается в кокс.

  В колонне (9) продукты коксования разделяются. С верха колонны уходят пары бензина и воды, а также газ коксования. Эти продукты проходят аппарат воздушного охлаждения и конденсации (8), затем водяной холодильник (16) для дополнительного охлаждения и поступают в водогазоотделитель (17), где разделяются на водный конденсат, нестабильный бензин и жирный газ.

  Часть нестабильного бензина нагнетается  насосом (15) в качестве орошения на верхнюю тарелку колонны (9). Балансовое количество бензина проходит через теплообменник (18), где нагревается за счет тепла легкого газойля и передается в секцию стабилизации. Водный конденсат, отводимый из водогазоотделителя (17) прокачивается насосом (14) через теплообменник (20) в пароперегреватели, расположенные в конвекционных секциях печей (2 и 3).

  Легкий  и тяжелый газойли, отводимые  из отпарных колонн (10 и 11), направляются, соответственно насосами (13 и 12) через теплообменники нагрева нестабильного бензина (18), водного конденсата (20) и аппараты воздушного охлаждения (19 и 21) в резервуары.

  После заполнения камер коксом, образующимся в процессе, камеры отключают и  продувают водяным паром для  удаления оставшихся жидких продуктов  и нефтяных паров. Удаляемые продукты поступают вначале в колонну (9), а затем, когда температура кокса понизится до 400 – 405 °С, поток паров отдувают в приемник (4). Подачу водяного пара продолжают до снижения температуры кокса до 200 °С, далее в камеру подают воду до тех пор, пока вновь подаваемые порции воды, пары которой выводят в атмосферу, не перестанут испаряться, т.е. пока в сливной трубе приемника (4) не появится вода.

Кокс  из камер выгружается гидравлическим способом – посредством гидрорезаков с использованием воды под давлением 10 – 15 МПа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение 1

 

    Установка сернокислотного  алкилирования 

    Алкилирование – каталитический процесс производства высокооктанового компонента бензина  на основе взаимодействия изобутана с бутиленами и пропиленом.

    Сырьем  для алкилирования служат ББФ  и ППФ, получаемые в процессе разделения газов каталитического крекинга. Целевыми продуктами процесса являются легкий и тяжелый алкилаты. Легкий алкилат (имеет к.к. = 85 °С и октановое число 91-95 по моторному методу) является компонентом автомобильного бензина, тяжелый алкилат (выкипает в пределах 185-310 °С) применяется как компонент дизельного топлива (ДТ). Катализатором процесса служит серная кислота. В данной работе применена установка, использующая    98 - 99%-ную серную кислоту по моногидрату.

    Характеристики  технологического режима:

         - температура, °С                                                                                      5 – 15

- давление  в реакторе, МПа                                                                   0,3 – 1,0

- мольное  соотношение изобутан : олефины                                       (6-7) : 1

 

    На  установку поступает ББФ и  ППФ с АГФУ непредельных в количестве 129,82 тыс.т/год. Расчет выхода отдельных компонентов в % масс. на сырье проводится при использовании литературы [6] и представлен в таблице 31.

     

Таблица 31

Материальный  баланс установки  сернокислотного  алкилирования 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список использованной литературы

1. Смидович  Е.В. Технология переработки нефти  ч.2 М.:Химия, 1980г.-328с.
2. Нефти СССР (справочник). – Т. 4/ Под ред. З.В. Дриацкой. – М.: Химия, 1974.
3. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Т 581 Справочник / И.Г. Анисимов, К.М. Бадыштова, С.А. Бнатов и др.; Под ред. В.М. Школьникова. Изд. 2-е перераб. И доп. – М.: Техинформ, 1999. – 596 с.:ил.
4. Танатаров М.А. Технологические расчеты установок переработки нефти. – М.: Химия, 1987. – 352 с.
5. Рудин М.Г., Сомов В.Е., Фомин А.С. Карманный справочник нефтепереработчика. / Под ред. М.Г. Рудина. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2004. – 336с.
6. Капустин В.М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти. Часть вторая. Деструктивные процессы. – М.: КолосС, 2008. – 334 с.
7. Научно – технический журнал « Мир нефтепродуктов» Издательский центр «Техинформ» Маи».
8. В.М. Капустин, С.Г. Кукес, Р.Г. Бертолусини. Нефтеперерабатывающая промышленность США и бывшего СССР..—М.: Химия, 1995.—304 с.
9. Н.К. Матвеева, Т.П. Клокова, Сборник справочных материалов к курсовому проектированию по дисцеплине: Технология переработки нефти и газа, М.: МИНГ, 1988,36 с.
10. Глаголева О.Ф., Клокова Т.П., Корба О.И. «Коксование нефтяных остатков. Принципы технологического расчета аппаратов установки замедленного коксования (с применением программы Excel)». – М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. – 2009. – 67 с.