Меню

Оборудование установки термического крекинга



Термический крекинг

Назначение

Термический крекинг – процесс переработки нефтяных фракций путем их термического разложения с целью получения дополнительного количества светлых нефтепродуктов (бензина), крекинг-остатка для производства игольного кокса и термогазойля для производства сажи.

Одной из разновидностью термического крекинга является висбрекинг – процесс получения котельных топлив путем снижения вязкости тяжелого сырья (мазута и гудрона).

Сырье и продукты

Сырьем процесса термического крекинга могут являться:

  1. Мазут
  2. Гудрон
  3. Вакуумный газойль

Продуктами промышленных установок термического крекинга являются:

  1. Бензин
  2. Крекинг-остаток
  3. Газ
  4. Иногда отбирают еще и керосиновую или керосиногазойлевую фракцию

Выход бензина при каталитическом крекинге зависит наряду с прочими условиями от вида сырья: он составляет (по массе )

  • для гудрона 10-12 %
  • мазута 30-35
  • газойля 50-55
  • керосина 60-65

Бензины термического крекинга содержат непредельные углеводороды и имеют низкое качество. В связи с этим процесс термического крекинга не является перспективным, однако он завоевал историческую нишу и свое место в нефтепереработке.

Основы термических превращений

Крекинг парафиновых углеводородов

Для крекинга парафинов характерен распад на более низкомолекулярные углеводороды. Продукты распада состоят из парафиновых и олефиновых углеводородов и водорода. Рассмотрим последовательность термического разложения на примере н-бутана.

  1. Первичный распад молекулы на радикалы: СН3-СН2-СН2-СН3→2•С2Н5
  2. Развитие цепи:

3. Образуещиеся радикалы вновь вступают во взаимодействие с молекулами исходного углеводорода, концентрация радикалов возрастает и возникает значительная вероятность столкновения двух радикалов с образованием парафиновых углеводородов или молекул водорода:

Крекинг нафтеновых углеводородов

Термический распад нафтеновых углеводородов происходит по молекулярному механизму.

Бициклические нафтены, например декалин, при крекинге также в основном дают продукты разложения (ароматические углеводороды, моноциклические нафтеновые углеводороды, алифатические углеводороды) и в меньшей степени-продукты дегидрирования (в данном случае нафталин и тетралин).

Крекинг ароматических углеводородов

Простейшим представителем голоядерных углеводородов является бензол (т.кип̴ ≈ 80 °С). Бензольное кольцо чрезвычайно стабильно, однако бензол довольно легко переходит в дифенил, что сопровождается выделением водорода: 2С6Н6↔С6Н5―С6Н5+Н2

Механизм реакций уплотнения

При термокрекинге, наряду с реакциями разложения, в результате которых получается бензин и газ, идут вторичные реакции уплотнения образовавшихся продуктов, в результате которых получается кокс и крекингостаток.

На химизм процесса оказывают влияние его продолжительность (время пребывания углеводородов в реакционной зоне), давление, характер исходного сырья. Сырье, содержащее алкилароматические углеводороды и парафиновые, претерпевают вначале разложение, подготавливающее материал для последующих реакций уплотнения; таким материалом являются голоядерные непредельные и ароматические углеводороды.

Увеличение температуры повышает скорость протекающих реакций, глубину процесса, а также приводит к преобладанию реакций расщепления по сравнению с реакциями уплотнения. Глубина процесса оценивается выходом бензина, газа и кокса и их соотношением. Температуру выбирают в зависимости от склонности исходного сырья к коксообразованию или газообразованию.

С увеличением глубины превращения выход бензина вначале возрастет, затем достигает некоторого максимума и начинает снижаться. Данное явление связано с тем, что скорость разложения бензина на газ начинает увеличивать скорость образования бензина.

Влияние давления проявляется как непосредственно на направленности протекающих реакций, так и через изменение фазового соотношения в реакционной зоне. Давление оказывает влияние на состав продуктов крекинга, повышает выход продуктов уплотнения и снижает выход газообразных продуктов. С увеличением давления снижается доля паров и повышается доля жидкости в реакционной зоне, что позволяет при заданном времени пребывания углеводородов значительно снизить объем реакционной зоны или углубить процесс.

Особый момент при термокрекинге – обеспечение требуемой селективности процесса. При довольно широком молекулярном спектре углеводородов сырье сначала делят на фракции, а затем осуществляют их термокрекинг при оптимальных рабочих условиях в отдельных реакторах.

При достижении определенной глубины термического крекинга начинается образование твердого продукта-кокса, который представляет собой результат последовательных превращений ароматических углеводородов в карбиды и асфальтены. Явление коксообразования негативно сказывается на эксплуатации реакторных устройств термического крекинга, ограничивая их межремонтный пробег из-за необходимости очищать реакционную аппаратуру от коксоотложений.

С целью достижения требуемой глубины процесса при умеренной температуре без значительных коксообразований осуществляют регенерацию части получаемых продуктов на повторный крекинг. Реакционным устройством служит трубчатая печь или трубчатая печь с выносной полой реакционной камерой.

Последняя может быть заполнена только паром или иметь некоторый уровень жидкости.

Технологическая схема

Двухпоточная установка термического крекинга с выносом реакционной камеры

Рис 1. Схема двухпоточной установки термического крекинга с выносом реакционной камеры: 1 – печь тяжелого сырья (легкого крекинга); 2 – печь легкого сырья (глубокого крекинга); 3 – выносная реакционная камера; 4 – испаритель высокого давления; 5 – колонна ректификации; 6 – испаритель низкого давления; 7 – теплообменник; 8 – холодильник; 9 – газосепаратор низкого давления; 10,11 – конденсатор-холодильник; 12 – газосепаратор высокого давления.

Источник

Основное оборудование установки

date image2015-08-21
views image1576

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

кирпичом. Внутри печи расположен много­кратно изогнутый стальной трубопровод.

Печь обогревается горя­щим мазутом, подаваемым в неё при помощи форсунок. По

трубо­проводу непрерывно, с помощью насоса, подаётся нефть. В нём она быстро

нагревается до 300—325° и в виде смеси жидкости и пара поступает далее в

Ректификационная колонна имеет внутри ряд горизонтальных перегородок с

отверстиями — так называемых тарелок. Пары нефти, поступая в колонну,

поднимаются вверх и проходят через отверстия в тарелках. Постепенно

охлаждаясь, они сжижаются на тех или иных тарелках в зависимости от

Читайте также:  Итальянская оборудование для морожен

температур кипения. Углеводороды, менее летучие, сжижаются уже на первых

тарелках, образуя соляровое масло; более летучие углеводороды собираются выше

и образуют керосин; ещё выше собирается лигроин; наиболее летучие

углеводороды выходят в виде паров из колонны и образуют бензин. Часть бензина

подаётся в колонну в виде орошения для охлаждения и конденсации поднимающихся

паров. Глухие тарелки — устройства для обеспечения прохождения жидкой фазы через ребойлер, или кипятильник. Жидкая часть нефти, поступающей в колонну, стекает по тарелкам вниз, обра­зуя мазут. Чтобы облегчить испарение летучих углеводородов,

задерживающихся в мазуте, снизу навстречу стекающему мазуту подают перегретый

пар. Работу установки термического крекинга контролируют по показаниям приборов, на основании результатов анализа сырья, флегмы, крекинг-остатка и дистиллята. Если на переработку поступает более смолистое сырье, то необходимо снизить температуру крекинга в пределах, установленных технологической картой. Остановка установок термического крекинга вызывается необходимостью очистки их от кокса. Чтобы уменьшить отложения кокса, на установках термического крекинга внедрена подача в сырье перед печью небольшого количества турбулизирующего .Образование кокса при термическом крекинге ограничивает возможности дальнейшего углубления процесса.

Список используемой литературы

1.Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа. С.А. Ахметов, Т.П. Сериков, И.Р. Кузеев. Изд. 2006г.

2.Технология переработки природных энергоносителей. А.К. Мановян. Изд.2004г.

3.Переработка нефти . Уильям Л. Леффлер. Изд.1999г.

ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КРЕКИНГ-ПРОЦЕСС

На протекание реакций крекинга влияют: 1) состав исходного

сырья; 2) температура процесса; 3) давление в зоне реакции к

агрегатное состояние продукта, подвергаемого крекингу; 4) продолжительность

(время) протекания реакции; 5) достигнутая глубина

Влияние каждого из этих факторов может сказываться в разных

Температура — один из основных факторов, определяющих протекание

крекинг-процесса. При изменении температуры резко

изменяется скорость реакции, кроме того, изменяется и характер

реакций. То, что скорость реакции резко изменяется при изменении

температуры, позволяет компенсировать изменение температуры

соответствующим изменением времени реакции и получить

одну и ту же глубину превращения при разных температурах и при

соответственно разных продолжительностях процесса. Однако при

этом не следует забывать о возможности изменения и характера

реакций. Поэтому компенсировать изменение температуры соответствующим

изменением времени реакции (см. ниже) можно лишь

в ограниченном интервале температур, в котором не происходит

существенных изменении в термодинамической вероятности основных

реакций. Скорость реакции крекинга меняется с температурой

Источник

Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Содержание

Уменьшение количества остатка (термический крекинг, висбрекинг)

При больших объемах нефтепереработки неизбежно образуются большие количества кубового остатка. Изменения потребности в бензине никогда не сопровождались соответствующими изменениями потребности в остаточном топливе. Даже сокращение количества прямогонного остатка за счет вакуумной перегонки не смогло установить соответствие между производимым и требуемым количеством остаточного топлива. Поэтому нефтепереработчики придумали несколько способов превращать остатки в легкие продукты. Еще в 1920 году большие количества нефтяного пека 1) перерабатывались на установке термического крекинга, что значительно сокращало дисбаланс между бензином и остаточными фракциями. Развитие технологии в более поздние годы позволило сконструировать установки коксования (их мы рассмотрим в следующем уроке). Эти процессы весьма схожи, и мы рассмотрим их здесь как наиболее распространенные способы уменьшения количества остаточных фракций.

Термический крекинг

Термическим крекингом называется распад молекул углеводорода с образованием меньших молекул, обычно олефинов, так как в системе недостаточно водорода. Парафины с длинной цепью могут разорваться в любом месте. Циклические соединения обычно разрываются в месте присоединения боковой группы, если таковая есть. В результате, тяжелые продукты крекинга обычно имеют повышенное содержание олефинов, нафтенов и ароматики. 2)

Сырьем для термического крекинга обычно является остаток вакуумной перегонки (пек), но иногда используются тяжелый крекинг-газойль и рециркулирующий газойль с установки крекинга.

Если продукты, поступающие на термический крекинг, сильно различаются по температурам кипения, то легкокипящее сырье не смешивают с высококипящим.

Хотя на рисунке ниже эти потоки показаны вместе, в действительности каждый из них поступает в отдельную трубчатую печь, так как для легкокипящих продуктов требуются более жесткие условия (более высокие температуры). В печах сырье нагревается до температур в пределах 520—550°С (950—1020°F). Время пребывания сырья в змеевиках, проходящих через печи, поддерживают небольшим, чтобы там не происходили слишком глубокие химические превращения. В противном случае будет образовываться кокс, который быстро забьет (закоксует) змеевик, что может привести к остановке всего процесса.


Реакционный блок установки термического крекинга

Затем нагретое сырье поступает в реакционную секцию, которая должна находиться под достаточно высоким давлением (около 140 psi или 10 атм), что способствует крекингу, но не коксованию.

На выходе из реактора продукт смешивается с более холодным рециркулирующим потоком, что останавливает процесс крекинга. Оба потока подаются в секцию разгонки, где легкокипящие продукты сразу поднимаются вверх, так как давление в этой секции понижено (как это происходит в колонне вакуумной перегонки прямогонного остатка). На дне остается тяжелый крекинг-остаток, часть которого направляется снова в реакционную камеру в качестве рециркулята; то, что остается, обычно используется как компонент остаточного топлива. 3)


Установка термического крекинга

Легкокипящие продукты из верхней части секции разгонки подают в ректификационную колонну, которая показана на рисунке выше. Продукты С4

Читайте также:  Компании по производству оборудования для нефтедобычи

отправляют на установку фракционирования крекинг-газа. Бензин и нафту (лигроин) с установки термического крекинга используют как компоненты бензина либо направляют на установку риформинга. Газойль можно использовать как дизельное топливо или отправить на рециркуляцию.

К основному оборудованию установки термического крекинга, представленной на следующем рисунке, относятся трубчатые печи тяжелого 1 и легкого 2 сырья, выносная реакционная камера 3, испаритель высокого давления 4, ректификационная колонна 8, испаритель низкого давления 9, стабилизатор (на рисунке не показан).

Легкий крекинг (висбрекинг)

При переработке нефтяных остатков — полугудронов и гудронов— целевым продуктом обычно является котельное топливо, получаемое в результате снижения вязкости исходного остатка. Такой процесс неглубокого разложения сырья называется легким крекингом или висбрекингом.

Установка висбрекинга использует тяжелый остаток от процесса вакуумной перегонки, часть которого подвергается в ней термическому крекингу. Продукт можно снова разделить на фракции, что приводит к уменьшению объема остатка. После этого к остатку добавляют для разбавления некий дистиллятный нефтепродукт (разбавитель), тогда остаток (пек) висбрекинга становится пригодным к применению в качестве остаточного (котельного) топлива. Количество дистиллята, добавляемого для разбавления, меньше, чем количество продуктов крекинга, выходящих с установки — таким образом, в целом, объем остаточного топлива снижается. 4)

В качестве разбавителя можно брать тяжелый крекинг-газойль, рециркулирующий газойль или погон, полученный при разделении продуктов на этой же установке.

Висбрекинг напоминает термический крекинг, но отличается от последнего по интенсивности. Оборудование в этом случае проще, и весь процесс дешевле. С другой стороны, только 20—30% тяжелого остатка вакуумной перегонки подвергается трансформации. Висбрекинг проводят при менее жестких условиях, чем термокрекинг, вследствие того, что, во-первых, перерабатывают более тяжелое, следовательно, легче крекируемое сырье; во-вторых, допускаемая глубина крекинга ограничивается началом коксообразования (температура 440…500 °С, давление 1,4…3,5 МПа). 5)

В последние годы в развитии висбрекинга в нашей стране и за рубежом определились два основных направления. Первое — это «печной» (или висбрекинг в печи с сокинг-секцией 6) ), в котором высокая температура (480…500 °С) сочетается с коротким временем пребывания (1,5…2 мин). Второе направление — висбрекинг с выносной реакционной камерой, который, в свою очередь, может различаться по способу подачи сырья в реактор на висбрекинг с восходящим потоком и с нисходящим потоком.

В висбрекинге второго типа требуемая степень конверсии достигается при более мягком температурном режиме (430…450 °С) и длительном времени пребывания (10…15 мин). Низкотемпературный висбрекинг с реакционной камерой более экономичен, так как при одной и той же степени конверсии тепловая нагрузка на печь ниже. Однако при «печном» крекинге получается более стабильный крекинг-остаток с меньшим выходом газа и бензина, но зато с повышенным выходом газойлевых фракций. 7)

Принципиальная технологическая схема типовой установки печного висбрекинга

Принципиальная технологическая схема типовой установки печного висбрекинга производительностью 1 млн т гудрона приведена на следующем рисунке:

Остаточное сырье (гудрон) прокачивают через теплообменники, где нагревают за счет тепла отходящих продуктов до температуры 300 °С и направляют в нагревательно-реакционные змеевики параллельно работающих печей. Продукты висбрекинга выводят из печей при температуре 500 °С и охлаждают подачей квенчинга (висбрекинг остатка) до температуры 430 °С и направляют в нижнюю секцию ректификационной колонны К-1.

С верха этой колонны отводят парогазовую смесь, которую после охлаждения и конденсации в конденсаторах-холодильниках подают в газосепаратор С-1, где разделяют на газ, воду и бензиновую фракцию. Часть бензина используют для орошения верха К-1, а балансовое количество направляют на стабилизацию.

Из аккумулятора К-1 через отпарную колонну К-2 выводят фракцию легкого газойля (200…350 °С) и после охлаждения в холодильниках направляют на смешение с висбрекинг-остатком или выводят с установки. Часть легкого газойля используют для создания промежуточного циркуляционного орошения колонны К-1.

Кубовая жидкость из К-1 поступает самотеком в колонну К-3. За счет снижения давления с 0,4 до 0,1…0,05 МПа и подачи водяного пара в переток из К-1 в К-3 происходит отпарка легких фракций.

Парогазовая смесь, выводимая с верха К-3, после охлаждения и конденсации поступает в газосепаратор С-2. Газы из него направляют к форсункам печей, а легкую флегму возвращают в колонну К-1.

Из аккумулятора К-3 выводят тяжелую флегму, которую смешивают с исходным гудроном, направляемым в печи. Остаток висбрекинга с низа К-3 после охлаждения в теплообменниках и холодильниках выводят с установки.

Для предотвращения закоксовывания реакционных змеевиков печей (объемно-настильного пламени) в них предусматривают подачу турбулизатора — водяного пара на участке, где температура потока достигает 430…450 °С.

Висбрекинг с вакуумной перегонкой

На ряде НПЗ (например, Омском и Ново-Уфимском) путем реконструкции установок термического крекинга разработана и освоена технология комбинированного процесса висбрекинга гудрона и вакуумной перегонки крекинг-остатка на легкий и тяжелый вакуумные газойли и тяжелый висбрекинг-остаток.

Целевым продуктом процесса является тяжелый вакуумный газойль, характеризующийся высокой плотностью (940…990 кг/м3), содержащий 20…40 % полициклических углеводородов, который может использоваться как сырье для получения высокоиндексного термогазойля или электродного кокса, а также в качестве сырья процессов каталитического или гидрокрекинга и термокрекинга как без, так и с предварительной гидроочисткой. Легкий вакуумный газойль используется преимущественно как разбавитель тяжелого гудрона. В тяжелом висбрекинг-остатке концентрированы полициклические ароматические углеводороды, смолы и асфальтены. Поэтому этот продукт может найти применение как пек, связующий и вяжущий материал, неокисленный битум, компонент котельного и судового топлива и сырье коксования.

Читайте также:  Ремонт станков и промышленного оборудования нижний новгород

Для повышения степени ароматизации газойлевых фракций и сокращения выхода остатка процесс висбрекинга целесообразно проводить при максимально возможной высокой температуре и сокращенном времени пребывания. Комбинирование висбрекинга с вакуумной перегонкой позволяет повысить глубину переработки нефти без применения вторичных каталитических процессов, сократить выход остатка на 35…40 %. 8)

Замечание. В нефтепереработке многих стран значительные количества тяжелого прямогонного газойля попадают в кубовый остаток. В США он был бы отделен как головной погон вакуумной перегонки и заменен сверхтяжелым крекинг-газойлем в качестве разбавителя. 9)

Учитывая возможные источники остаточного топлива, уменьшение количества остатка может сводиться к вакуумной перегонке в сочетании с каталитическим крекингом, а не к термическому крекингу в сочетании с коксованием. Однако это будет именно уменьшение количества остатка, но не деструкция пека.

Источник

Термический (паровой) крекинг

Установки парового крекинга (УПК) — крупные и сложные сооружения, выполняющие главную роль в нефтехимических комплексах (НХК)

Термический крекинг — высокотемпературная переработка нефти и ее фракций с целью получения продуктов меньшей молекулярной массы (легких моторных и котельных топлив, непредельных углеводородов, высокоароматизированного сырья, кокса нефтяного и др.).

Наряду с расщеплением тяжелых углеводородов при термическом крекинге протекают процессы синтеза, которые обуславливают создание высокомолекулярных продуктов.

При термическом крекинге образуются также недостаточно устойчивые химически непредельные углеводороды, отсутствующие в природной нефти.

Установки парового крекинга (УПК) — крупные и сложные сооружения, выполняющие главную роль в нефтехимических комплексах (НХК).

Базовые продукты — этилен, пропилен, бутадиен, ароматические углеводороды, ацетилен, бутадиен, пиролизный бензин, бензол, толуол, ксилол получаются в результате крекинг углеводородного сырья в присутствии пара при температуре 800 — 860°C.

Крекинг-газ разделяется на базовые продукты, которые можно использовать в техпроцессах дальнейшей переработки.

Технология парового крекинга была разработана более 50 лет назад.

Мощность современных УПК до 1,5 млн т/год этилена и 0,6 млн т/год пропилена.

Электрическая мощность УПГ — до 800 МВт.

Техпроцесс термического крекинга включает операции:

конденсация и криогенное фракционирование.

УПГ состоит более чем из 300 отдельных агрегатов, работающих при температурах от 1 100 до -100°C.

Для снижения выбросов газов, в УПГ ныне используются горелки LoNOx (с низким содержанием окислов азота) и каталитические системы DeNOx.

Источник

Установки и печи термокрекинга, висбрекинга мазута

Установка висбрекинга имеет производительность до 50 т/сутки.
Назначение: установка висбрекинга мазута ВМ-1 предназначена для термической деструкции мазута в мягких условиях с целью понижения его вязкостных характеристик. Побочным продуктом образующимся в ходе процесса является бензиновая фракция.

Производительность — 60 тонн в сутки

Назначение: Установка ТКМ -700-2Э Предназначена для термической деструкции высокопарафинистых мазутов с целью получения бензиновых и дизельных фракций.

Производительность — от 24 тонн в сутки

Назначение: Блок ТДМ-1 предназначен для внедрения в существующее схему первичной переработки нефти с целью повышения выхода светлых фракций за счет углубленной переработки мазута получаемого в результате первичной перегонки нефти.

Предлагаем купить высокоэффективное промышленное оборудование для Мини нефтеперерабатывающих заводов по конкурентной цене. Осуществляем комплексное обслуживание установок. Услуги включают все необходимые клиенту процессы: от проектирования, производства и доставки до шеф-монтажа оборудования «под ключ». Выполняем пуск и наладку установок, проводим авторский надзор.

установка висбрекинга мазута

Установка термокрекинга мазута позволит получать дополнительное количество светлых нефтепродуктов путем термического разложения остатков от перегонки нефти. В результате переработки остаточного тяжелого сырья полезный выход увеличивается до 50% – выгода очевидна.

Наша компания располагает собственными инновационными технологиями для производства надежного оборудования переработки мазутосодержащего сырья, новых и старых шламов, мазута для получения высококачественных нефтепродуктов.

Индивидуально рассмотрим вашу задачу и найдем оптимальный способ ее решения. При необходимости изменим типовую конструкцию под ваши нужды. Учтем климатические условия объекта, необходимые технические требования.

Преимущества установок

установка висбрекинга мазута

Мы являемся производителем нефтеперерабатывающего оборудования в России, поэтому наши цены выгодно отличаются на рынке данного сектора. В компании можно купить полноценную установку либо отдельные ее элементы. Печи для крекинга, редакторы, блоки ректификации и рекуперации – предложим варианты сборки с индивидуальным подбором производительности.

В зависимости от ожидаемого конечного результата подберем оптимальную установку из представленных в ассортименте:

  • ТКМ-700-2Э с производительностью до 600т/сутки (установка термического крекинга мазута);
  • ВМ-1 с производительностью 50 тонн в сутки (установка висбрекинга);
  • ТДМ-1 с производительностью от 24 т/сутки (блок термической деструкции мазута).

Работаем оперативно – наше оборудование в России и странах СНГ может быть смонтировано и пущено в действие в максимально сжатые сроки (несколько суток). Проведем инструктаж персонала, поможем эффективно распределить трудозатраты на производстве.

Благодаря современным процессам переработки нефти нагрузки на печи для термокрекинга снижаются, качество и количество получаемого сырья повышается, увеличивается уровень селективности образования керосино-дизельных фракций, технология переработки высокопарафинистого низкосернистого сырья упрощается.

Источник