Аппаратура технологического процесса

Основными аппаратами установки каталитического крекинга являются:

Реактор кипящего слоя. Реактор крекинга «КС» представляет цилиндрический стальной аппарат диаметром 4 м и высотой 40 м с верхним штуцером для ввода паров сырья и нижним - для вывода отработанного катализатора. Внутренний объем реактора разделен на три зоны: реакционную, отпарную и отстойную. В отпарную зону подается водяной пар для отделения адсорбированных на катализаторе углеводородов. Реакционная зона реактора заполнена кипящим слоем катализатора, который создается парами сырья высотой 5-6 м и плотностью 400 кг/м³. Производительность реакторов составляет 800 т/сутки.

Регенератор катализатора «КС» выполнен в виде стального цилиндрического аппарата диаметром 12 м и высотой 30 м, футерованного изнутри огнеупорным кирпичом. Регенератор внутри разбит на зоны, в каждой из которых размещены устройства для подвода воздуха, вывода газов регенерации и змеевики для отвода реакционного тепла. Кипящий слой в регенераторе создается током воздуха. Температура выжигания кокса в регенераторе составляет 650-720°С при расходе 12-15 кг воздуха на кг кокса. Производительность регенератора характеризуется массой кокса, выжигаемого в единицу времени с единицы реакционного объема. Для установок с микросферическим катализатором она составляет 12-14 кг/ч*м³.

Теплообменники. Теплообменники или теплообменные аппараты классифицируются по характеру теплообменивающихся сред: между двумя жидкими средами, между паром и жидкостью, между двумя газовыми средами.

По принципу действия теплообменные аппараты делятся аппараты непосредственного смешения, где охлаждение (нагрев) продукта происходит за счет прямого контакта с охлаждающей (нагревающей) средой. Такие аппараты на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах практически не применяются. Также теплообменные аппараты бывают поверхностного типа, в которых теплообменивающиеся среды разделены стенкой. Аппараты этого типа, используемые в нефтеперерабатывающей промышленности, по способу компоновки в них теплообменной поверхности делятся на следующие виды:

· погружные;

· типа труба в трубе;

· кожухотрубчатые;

· пластинчатые;

· аппараты воздушного охлаждения.

В настоящее время погружные теплообменники серийно не выпускаются, так как они занимают много места и характеризуются низким коэффициентом теплопередачи [2].

Теплообменники типа труба в трубу легко разбираются и применяются при любой разности температур.

Кожухотрубчатые теплообменники классифицируются по конструктивным особенностям на аппараты типа Н - аппараты с неподвижными трубными решетками, а теплообменники типа К - аппараты с термокомпенсатором на кожухе. Теплообменные аппараты с плавающей головкой в зависимости от их назначения подразделяются на:

· конденсаторы (ГОСТ 14247-79);

· холодильники (ГОСТ 14244-79);

· собственно теплообменники (ГОСТ 14246-79).

Конденсаторы и холодильники применяются при температуре конденсирующей среды до 400 ⁰С и температуре охлаждающей воды до 60 ⁰С. Теплообменники допускается использовать в пределах рабочих температур от -30 ⁰С до +450 ⁰С.

Последний вид теплообменников - это теплообменники воздушного охлаждения, где горячая жидкость проходит по трубам, имеющим наружное поперечное оребрение. Охлаждение трубы происходит благодаря обдуву воздухом, который нагнетается осевым вентилятором. Аппараты воздушного охлаждения (АВО) в зависимости от компоновки поверхности делятся на горизонтальные и зигзагообразные, а также выпускаются малопоточные АВО и АВО для высоковязких сред.

Насосы. На установке КТ-1 и общезаводском хозяйстве ПНХЗ применяются лопастные (центробежные, осевые), вихревые и объемные (поршневые, плунжерные, шестеренчатые, винтовые, пластинчатые) насосы. Центробежные насосы обеспечивают равномерную подачу продукта, занимают меньше места, чем поршневые, имеют более доступную конструкцию. На ПНХЗ используются центробежные нефтяные консольные насосы типа НК, выпускаемые по ТУ 26-02-766-77.

Номинальная производительность этих насосов составляет 35-560 м³/час, дифференциальный напор колеблется от 26 до 240 метров ст. жидкости.

Для уплотнения вала насосов НК применяются одинарные и двойные торцевые, а также сальниковые уплотнения.

С точки зрения безопасной эксплуатации пожаро- и взрывоопасных производств бессальниковые герметичные центробежные электронасосы ХГ, которые представляют собой агрегаты, состоящие из собственно насоса и специального встроенного асинхронного двигателя.

Отсутствие сальника обеспечивает полную герметичность агрегата. Эти насомсы выпускаются в соответствии с ГОСТ 20791-75.

Емкости. Емкостные аппараты используются на заводе ПНХЗ для хранения воздуха, газа и жидкостей на технологических установках. В настоящее время на заводе применяются емкости, выпускаемые по ГОСТу 26-02-1496-76. Этим ГОСТом установлены три типа сосудов и аппаратов:

· горизонтальные для жидкости (42ч0м³);

· вертикальные для воздуха и газов (1ч25м³);

· вертикальные для жидких сред (1ч100м³).

Ниже приведены краткие характеристики технологического оборудования, используемого в данном технологическом процессе

 

№№ п/п	Наименование оборудования (тип, назначение, номер чертежа)	Номер позиции по схеме индекс	К-во		Материал		Техническая характеристика
1.	Реактор г. Дзержинск Россия	Р-201	1	Корпус 16ГС; в оборудование 08Х13. Решетка панцирная, патрубки штуцеров, сталь углеродистая Внутренняя поверхность футеруется жаростойким торкрет - бетоном		Д-8000 мм/4500 мм/ 1600 мм Н-55200 мм, Ррас.-4 кгс/см2 08Х13 t: зона транспорта 700-540°С. Реакционная зона - 545°С
2.	Регенератор г. Дзержинск Россия	Р-202	1	Корпус 16ГС; внутреннее оборудование 08Х18Н10Т Решетка панцирная 08Х13, патрубки штуцеров сталь углеродистая. Внутренняя поверхность футеруется жаростойким торкерт-бетоном		Д-11000/9000 мм Н-27200 Ррас. - 3,5 кгс/см2 Трас. - до 700°С
3.	Топка под давлением г. Черновцы Украина	П-201	1	Сталь углеродистая		Д-2600 мм, L-9077 мм В камере сгорания Ррас.-7 кгс/см2 Трас. - до 1300°С В камере смешения Ррас.-7 кгс/см2 Трас. - до 550°С
4.	Выносные циклоны для улавливания катализаторной пыли Е-201/1-4 г. Дзержинск	Е-201/1-4	4	Корпус, днища-09Г2С		Д-4000/2800 мм Н-16700 мм Ррас. - 3,4 кг/см2 Трас. - 700°C
5.	Бункер уловленного катализатора г. Дзержинск	Б-203	1	Корпус, днища-09Г2С		Д-3800/2400 мм Н-16870 мм Ррас. - 3,4 кг/см2 Трас. - 700°С
6.	Аппарат для снижения давления газов регенерации	Д-201	1	Корпус-сталь 12Х18Н10Т Внутренние несущие элементы из стали 12Х18Н10Т, внутреннее оборудование из стали 08Х13 и чугуна марки ЖЧХ - 2,5. Внутренняя поверхность футеруется жаростойким торкретбетоном		Д-2800 мм, Н-34400 мм Ррас. - 3,5 кгс/см2 Трас. - до 700°С
7.	Аварийный бункер катализатора г. Дзержинск	Б-201	1	Сталь углеродистая		Д-9000 мм, Н-33524 мм Ррас. - 2 кгс/см2 Трас. - до 450°С
8.	Бункер для свежего катализатора г. Салават	Б-202	1	Сталь углеродистая		Д-3400 мм, Н-17271 мм Ррас. - 2 кгс/см2 Трас. - до 450°С
9.	Бункер промежуточной выгрузки катализатора	Б-204	1	Углеродистая сталь Ст3сп5		Д-1000 мм, Н-3500 мм Ррас. - 8 кгс/см2 Трас. - до 300°С
10.	Дозировочный бункер свежего катализатора г. Павлоград Украина	Б-205	1	Сталь углеродистая		V-3,2м3 Ррас. - 3,8 кгс/см2 Трас. - до 50°С
11.	Эжектор	ЭЖ-202	2	Углеродистая сталь		ПС 640ммх160 мм 10-20

 

1.3 Технологические требования по производительности, ресурсам, регламентам и аварийным ситуациям

 

Для стабильной работы и предотвращения аварийных ситуаций, выполнения требований по производительности, регламенту комбинированной установки КТ-1 ПНХЗ необходимо соблюдать следующие требования:

а) поддержание кратности циркуляции катализатора согласно регламенту;

б) возрастание перепада давления между Р-202 и Р-201 не должно превышать более 0,15 кг/см²;

в) поддержание t°С в Р-202 не выше 700°С;

г)  режимные параметры технологических параметров отдельных аппаратов должны соответствовать зоне допустимых значений (зона определяется характеристиками аппаратов и свойствами перерабатываемого сырья).

Также для стабильной работы необходимо соблюдать нормы технологического режима.

 

№ п/п	Наименование стадий процесса, аппаратов, показателей режима	№ поз. приборы по схеме	Ед. изм.	Допустимые пределы параметра		Класс точности прибора		Примечание
1.	Реактор Р-201	2-220	м3/ч % от общ загр. сырья		100-360		2,5		регулир.
	Расход сырья - в узел смешения				70-100				регистр. блокир. сигнализ.
	- в форсунки 1-5 на отм. 8,1 м	2-220-1	м3/ч % от общ загр. сырья		30-100 0-30		2,5		регистр. регулир. сигнализ.
	- расход тяжелого газойля с УЗК или фр. 450-500 °	6-201-1	м3/ч % от загр. сырья		10-40 н.б. 20		2,5		регулир. регистр. блокировка со щита оператора сигнализ.
	- расход бензина вторичного происхождения	2-38	м3/ч % от загр. сырья		10-40 н.б. 15		2,5		регулир. регистр. блокировка со щита оператора сигнализ.
	- расход шлама	2-161	м3/ч		10-55		2,5		региср. блокировка сигнализ.
	Температура
	- сырье на выходе в Р-201	2-109	°С		280-355		1,0		региср.
	- давление в линии сырья Р-201	2-220	Кг/см2		2-8		1,5		регистр.
	- давление пара на реакторный блок	2-132	Кг/ч		3-4		2,5		регулир. показан. сигнализ.
	- расход водяного пара - на распыл сырья	2-158	Кг/ч		1500-3000		2,5		регулир. показан. сигнализ.
	- на распыл тяжелых газойлей, шлама	2-156	Кг/ч		800-200		2,5		регулир. показан. сигнализ.
	- на распыл вторичных бензинов	2-156-1	Кг/ч		500-1200		2,5		регулир. показан.
	- в зону десорбции Р-201	2-157 2-159	Кг/ч Кг/ч		2000-6000		2,5		регулир. показан. сигнализ.
	- аварийного в Р-201	2-155	Кг/ч		1500-1700		2,5		регулир. сигнализ. показан.
	- на продувку в компенсаторы транспортных линий катализатора	2-171 2-172	Кг/ч Кг/ч		500-1000 500-1000		2,5		показан. регистр.
	- на парораспределитель, вокруг сборной камеры Р-201	2-173	Кг/ч		500-1000		2,5		показан. регистр.
	Температура по зонам Р-201
	- низа лифт-реактора	2-113-12	°С		530-570		1,0		регистр.
	- середины лифт-реактора	2-113-11	°С		530-560		1.0		регистр.
	- реакционной смеси на выходе из сепарационного устройства	2-112-7 2-104-1	°С °С		500-530		1,0		регулир. регистр. сигнализ.
	- отстойной зоны	2-112-3-5	°С		500-530		1,0		регистр.
	- зоны десорбции	2-113-1-4 2-113-5-8	°С °С		495-530		1,0		регистр.
	Давление
	- в отстойной зоне Р-201	2-130	кгс/см2		1,1-1,55		1,5		регистр.
	Концентрация катализатора
	- в лифт-реакторе	2-140-2	кг\м3		до 80		2,5		регистр.
	- в зоне десорбции	2-196	кг/м3		350-800		2,5		регистр.
	Перепад давления
	- по высоте лифт-реактора с сепарирующим устройством	2-140-1	кгс/см2		700-1500		2,5		регистр.
	- по сепарирующему устройству	2-139-1	кгс/см2		500-1000		2,5		регистр.
	Уровень кипящего слоя	2-181-1 2-180-1	%шк. %шк.		35-60 н.б. 85		2,5 2,5		регулир. регистр. сигнализ.
	Перепад давления на запорно-регулирующих клапанах транспортных линий	2-104-2 2-181-2	кгс/см2		0,25-0,65		2.5		регистр. регулир. сигнализ. блокир.
	Перепад давления между реактором и регенератором	2-121	кгс/см2		20,70-0,15		2,5		регистр. регулир. сигнализ.
2.	Регенератор Р-202
	Расход воздуха на регенерацию по линии 213/1	2-103-3	нм3/ч		70000-10000		2,5		регистр регулир. блокир. сигнализ.
	- по линии 213/3	2-102-2	нм3/ч		10000-40000		2,5		регистр регулир. блокир. сигнализ.
	Температура по зонам регенератора
	- в сборной камере зоны циклонов	2-114-1-4	°С		н.б. 700		1,0		регистр. сигнализ.
	-верха отстойной зоны	2-114-5-7	°С		660-700		1,0		регистр. сигнализ
	- в кипящем слое	2-115-8-9 2-116-5-8 2-116-9-12	°С		640-690		1,0		регистр. сигнализ.
	Разность температур между отстойной зоной и кипящим слоем (по разнице показаний поз. 2-103-1 и 2-103-3)	2-103	°С		н.б. 60		1,0		регистр. регулир. сигнализ.
	Давление в отстойной зоне	2-131	кгс/см2		1,2-1,7		1,5		регистр. регулир. сигнализ.
	Уровень кипящего слоя	2-186	%шк, м		40-60		1,5		регистр.
	Концентрация катализатора в кипящем слое	2-185	кг/м3		300-650		1,5		регистр.