Термические процессы деструктивной переработки нефтяного сырья

  Главная      Учебники - АЗС, нефть     Производство высокооктановых бензинов (Гуреев А.А., Жоров Ю.М.) - 1981 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

 

Термические процессы деструктивной переработки нефтяного сырья


К термическим процессам деструктивной переработки нефтяного сырья относятся термический крекинг и коксование—Невысокие эксплуатационные свойства как получаемых котельных топлив, так и бензинов термического крекинга и интенсивное развитие каталитических процессов способствовали тому, что новые установки термического крекинга почти не сооружаются, а многие из существующих реконструируются в установки прямой перегонки нефти. Термический крекинг как процесс получения бензина уже в 40-х

годах начал интенсивно вытесняться каталитическим крекингом и риформингом. Основным видом термического крекинга остался Taк называемый висбрекинг, направленный на получение из тяжелых

нефтяных остатков (гудронов, полугудронов) котельного топлива. При этом образуются также углеводородный газ и бензин. Более

 

тяжелые фракции крекинга обычно оставляют в крекинг:остатке для обеспечения требуемой стандартом вязкости, хотя на некоторых установках предусмотрен отбор и дизельной фракции. Выход бензина в процессе невелик. Например, при висбрекинге гудрона

выше 400 °С высокосернистой арланской нефти выход бензина вместе с «головкой» стабилизации составляет около 10%, газа —

2,3%. остальное — крекинг-остаток. Бензины висбрекинга обладают невысоким октановым числом — 65—66 (м.м.). Отрицательным их свойством является низкая химическая стабильность, обусловленная содержащимися в них непредельными, особенно диолефи-нами, склонными к реакциям полимеризации и окисления с образованием смол. Однако доля диолефинов в крекинг-бензинах невелика. Для повышения стабильности крекинг-бензинов применяют

ингибиторы окисления.

При термическом крекинге сернистых остатков значительная доля соединений серы сырья разлагается, переходит в газ и бензин, в котором содержание серы достигает 0,5—1,0% (масс.). Такие бензины, естественно, нуждаются в гидроочистке. Расход же водорода на гидроочистку достаточно большой, так как он расходуется и на насыщение непредельных. После гидроочистки октановое число бензина обычно снижается, так как непредельные с прямой цепью переходят в низкооктановые нормальные парафиновые углеводороды. Для получения на основе бензинов термического крекинга более высокооктановых компонентов подвергают их совмест-но с бензинами прямой перегонки каталитическому риформингу (обычно не более 20% на смесь). Реже бензин термокрекинга подается на каталитический крекинг вместе с сырьем этого процесса.

В качестве примеров существующих установок можно назвать блок висбрекинга, включенный в состав комбинированной установки ГК-3/1 (рис. 27). Горячий гудрон с низа вакуумной колонны установки АВТ поступает в печь висбрекинга I и проходит ее двумя потоками. Пары продуктов крекинга направляют в испаритель 2, с низа которого выводится крекинг-остаток, а пары поступают в ректификационную колонну 3. Пары бензина и газ выводятся из колонны сверху; после конденсации жирный газ отделяется от нестабильного бензина в газосепараторе 4. Нестабильный бензин передается в блок каталитического крекинга (закачивается в вакуумный газойль). Из средней части колонны через отпарную колонну 5 выводится дизельная фракция. Остаток из колонны 3 возвращается на рециркуляцию в печь 1. Температура на выходе из печи около 480—485 °С; для прекращения реакции крекинга в линию выходящего из печи продукта вводится охлаждающая струя нефтепродукта.

Значительно более распространен и перспективен процесс коксования. Целевым продуктом коксования является нефтяной кокс — ценный углеродистый материал. Одновременно образуются и легкие продукты распада — газ, бензин и газойлевые фракции. Традиционным сырьем коксования вначале были гудроны, крекинг-

 

остатки термического крекинга. Позднее начали использовать тяжелые ароматизированные дистилляты, получаемые при каталитическом и термическом крекинге и состоящие в основном из полициклических ароматических углеводородов.

В зависимости от качества сырья и технологии процесса бензины коксования имеют октановое число от 58—62 до 68—70 (м.м.). Наиболее распространенный в промышленности процесс — коксование в камерах, так называемое замедленное коксование,— дает бензины с более низким октановым числом, чем процесс непрерывного коксования в псевдоожиженпом слое порошкообразного кокса-теплоносителя (при одинаковом сырье); октановое число бензина непрерывного коксования обычно не ниже 70 (м.м.).

Однако в целом можно сказать, что бензины коксования близки

по качеству к бензинам термического крекинга. Ниже приведены характеристики бензинов коксования остатков мангышлакских и западно-сибирских нефтей :

 

 

Рис. 27. Принципиальная схема блока висбрекинга комбинированной установки ГК-3/1:
1 — печь; 2 — испаритель; 3 — ректификационная колонна; 4 — газо сепаратор; 5 — отпарная колонна.

 

 

 

 

На рис. 28 представлена принципиальная схема установки замедленного коксования пропускной способностью 600 тыс. т в год, рассчитанная на переработку малосернистых остатков. На установке четыре коксовых камеры 1 и две трубчатых нагревательных печи 3 и 4. Исходное сырье поступает двумя параллельными потоками в трубы подовых и потолочных экранов печей и, нагретое до 350—380 °С, направляется в нижнюю часть ректификационной колонны 6. В этой секции колонны сырье встречается с потоком паров продуктов коксования из двух параллельно работающих ка-мер 1. В результате наиболее тяжелая часть паров конденсируется и смешивается с сырьем; в низу колонны образуется, таким образом, смесь сырья с рециркулятом, которая обычно называется вторичным сырьем. Если в сырье содержатся легкие фракции, то в результате контакта с парами из камер они испаряются и уходят в верхнюю часть колонны 6.

Вторичное сырье с низа колонны 6 с помощью насосов 7 возвращается в печи, в верхнюю часть конвекционных труб и правые подовые и потолочные экраны. Эта часть труб относится к «реакционному» змеевику, и вторичное сырье нагревается в нем до 490—510°С. Во избежание закоксовывания труб этой секции печи в трубы потолочного экрана подается около 3% (на вторичное сырье) водяного перегретого пара, который увеличивает скорость прохождения потока через реакционный змеевик. Паро-жидкостная смесь вводится параллельными потоками через четырехходовые краны в две работающие камеры 1 (две другие камеры в этот период подготавливают к рабочей части цикла).

Поступая в камеры снизу, горячее сырье постепенно заполняет их, а так как объем камер большой, время пребывания в них сырья значительно и здесь происходит крекинг. Пары продуктов разложения непрерывно выводятся из камер в колонну 6, а утяжеленный остаток задерживается в камере. В результате в жидком остатке накапливаются коксообразующие вещества, и остаток постепенно превращается в кокс. Процессы поликонденсации, свойственные коксованию, протекают с выделением тепла, но, поскольку коксование сопровождается и реакциями разложения, суммарный тепловой эффект — отрицателен, и пары, выходящие из камер, имеют температуру на 30—50 °С ниже температуры ввода сырья

 

в камеры.

Пары из камер, как отмечалось выше, проходят в колонну 6. В результате ректификации с верха колонны уходят пары бензина, воды и газ коксования. После конденсатора-холодильника 8 они разделяются в водогазоотделитсле 10 на водяной конденсат, стекающий в сборник 13, и откачиваемый насосом 11 нестабильный бензин и жирный газ. Часть нестабильного бензина подается в колонну как орошение, а балансовое его количество вместе с жирным газом поступает во фракционирующий абсорбер 16. Из абсорбера, в котором происходит частичная стабилизация, бензина (и отделяется сухой газ), бензин направляется на стабилизацию в колонну 18. С верха колонны выводится отгон стабилизации (бутан-бутиленовая и частично пропан-пропиленовая фракции), а с низа — стабильный бензин коксования.

Боковые погоны из колонны 6 через отпарные секции 9 с помощью насосов откачиваются как соответствующие фракции дистиллята коксования: керосин, легкий и тяжелый газойли.

Камеры заполняют коксом попарно примерно на 4/5 их высоты; продолжительность заполнения зависит от коксуемости исходного сырья — от 24 до 36 ч. После наполнения коксом двух рабо-тающих камер их отключают от системы с помощью четырехходовых кранов, позволяющих переключать поток сырья из печей без нарушения его движения. Когда поток сырья из печи переключен на пустую прогретую камеру, заполненную камеру подготавливают к выгрузке кокса.

Выгружают кокс гидравлическим методом, используя силу водяных струй, подаваемых под давлением 10—15 МПа; для этой цели над камерами установлена буровая вышка с бурильным инструментом (гидродолотом).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..