Файл: Прокопюк С.Г. Промышленные установки каталитического крекинга.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.07.2024
Просмотров: 161
Скачиваний: 0
осуществляется в кипящем слое мелкодисперсного ка тализатора. Для создания кипящего слоя скорость газо вого потока в реакторе и регенераторе снизили до та кого уровня, при котором частицы катализатора и га зовая фаза движутся турбулентно и интенсивно переме-
-О
Рис. 24. Схема реакторно-регенераторного блока установки катали тического крекинга в кипящем слое катализатора:
а — модель I; б — модель I I ; в — модель I I I ; г — модель 43-103; / — реак тор; • 2 — регенератор; 3 — холодильник; 4 — воздухоподогреватель; 5 — ц и к л о
ны; |
6 — отпарная секций; 7 — бункер, |
|
||
/ — с ы р ь е ; / / — водяной |
пар; |
/ / / — |
поздух; IV—продукты |
реакции; V — ды |
|
мовые |
газы; |
VI — рецнркулят. |
|
73
шйваются. Частицы катализатора, которые уносятся газовым потоком, улавливаются циклонами 5. Катализа тор выводится из нижней части реактора и регенерато ра. Это позволило упростить схему циркуляции катали затора и уменьшить гидравлическое сопротивление си стемы реакторно-регенераторного блока. Высота уста новки снизилась до 50—60 м. Такая конструкция реак торно-регенераторного блока имеется на отечественных установках I-A.
Стремление снизить стоимость установки и эксплуа тационные расходы привело к разработке конструкции
реакторно-регенераторного блока, |
изображенной |
на |
рис. 24,в (модель I I I ) . Расположение |
реактора и |
реге |
нератора на одинаковой высоте позволило уменьшить высоту установки до 40 м и добиться одинакового дав ления в реакторе и регенераторе. При этом давление в регенераторе стало выше, чем на установке модели I I , что позволило уменьшить размеры регенератора и не сколько увеличить эксплуатационные расходы на сжа тие воздуха. По такой схеме построены крупнотоннаж ные установки мощностью до 10 000 т/сут.
На установках, изображенных на рис. 24, катализа тор транспортируется в разреженной фазе. При этом требуется значительный расход транспортирующего газа и большие диаметры транспортных трубопроводов. Стремление уменьшить эксплуатационные расходы при вело к разработке установки 43-103 (рис. 24, г), где реактор и регенератор также расположены на одной вы соте, но катализатор перемещается по U-образиым катализаторопроводам в плотной фазе. Это позволяет снизить расход транспортирующего газа и уменьшить
абразивный |
износ катализаторопроводов. Кроме |
того, |
не требуется |
применения на катализаторопроводах |
регу |
лирующих задвижек. Кратность циркуляции катализа тора изменяется повышением или понижением плотно сти его потоков путем меньшей или большей подачи транспортирующего агента в верхние участки катализаторопровода. Благодаря применению высокоэффек тивных циклонов 5 скорость движения паров в реакто ре и газов в регенераторе возрастает почти вдвое. В ре зультате можно повысить производительность единицы объема аппаратов и, следовательно, уменьшить их раз меры.
74
•IV
S Рис. 25. Схемы реакторно-регенера-
'1<х}=—шторного блока, снабженного одним каталнзаторопроводом, на установках каталитического крекинга в кипящем
слое катализатора:
а — на установке |
ГК-3; |
0 — |
на установке |
|
43-101: в — на |
установке |
ортофлоу, модель |
||
С: г |
— на |
установке |
ЮОП. |
|
/ — воздуходувка: |
2 — котел-утнлнзатор; |
|||
3 — регенератор; 4 — реактор; |
5 — циклоны; |
|||
в — отпарпая |
секция; 7 — катализаторопро- |
|||
|
|
вод. |
|
|
/ — сырье; / / — воздух; |
/ / / — водяной пар; |
|||
IV — продукты |
реакции; |
V — дымовые |
||
|
|
газы. |
|
|
Установки 43-103 обладают |
всеми преимуществами |
|
установок модели I I I . Давление |
воздуха, |
подаваемого |
в регенератор, такое же, как на установке |
модели I I . |
|
Сырье контактирует с катализатором в одном катализа- |
торопроводе, а рециркулят, выделенный из продуктов
реакции, — в другом. Двухстадийная |
схема контакти |
|||
рования сырья и |
рециркулята с катализатором позво |
|||
ляет регулировать |
его |
активность |
в |
реакционной зоне |
и температуру процесса |
в широких |
пределах. -Катализа |
тор регенерируют в две стадии при высокой скорости (100—160 кг сжигаемого кокса в 1 ч на 1 т катализа тора). Транспорт катализатора в потоке высокой кон центрации отличается надежностью, износ катализаторопроводов незначителен.
Работы по снижению затрат на транспорт катализа тора на установках каталитического крекинга продол жаются. На рис. 25, а, б, в, г показаны схемы реактор- но-регенераторных блоков с одним катализаторопроводом. Применение для подъема катализатора одного катализаторопровода оказалось возможным благодаря соосному размещению реактора и регенератора на раз ной высоте. Подобная конструкция аппаратов имеется в СоветскомСоюзе на установках ГК-3 (см. рис. 25, а) и 43-104 (см. рис. 25,6) и в США на установках ортофлоу, модель С (см. рис. 25, в) и ЮОП (см. рис. 25, г).
На установках ортофлоу, модель С, реактор распо ложен над регенератором, а на установках ГК-3 — под регенератором. Трубопроводы для транспорта катали затора находятся внутри аппаратов и не имеют изгибов. Благодаря этому достигается их низкий абразивный из нос. Скорость восходящего и нисходящего потока ката лизатора регулируют задвижками специальной конст рукции. Вследствие вертикального расположения реак тора и регенератора высота установки возросла до 40— 50 м. Однако компактность расположения аппаратуры позволяет создавать установки большой мощности на сравнительно небольшой площадке.
Установки системы |
ЮОП (рис. 25, г) |
отличаются |
||
выносным катализаторопроводом |
криволинейной конст |
|||
рукции и выносной отпарной секцией. Реактор |
располо |
|||
жен над регенератором; |
поэтому в регенераторе |
необхо |
||
димо поддерживать повышенное |
давление. |
Установки |
76
этого типа широко распространены за рубежом. Мощ ность установок сравнительно невысокая.
Отечественными конструкторами разработана и ис пытана установка 43-104 (рис. 25, г), на которой осу ществляется ступемчато-противоточный каталитический крекинг (СПКК). Этот процесс позволяет сохранить преимущество процесса с кипящим слоем — интенсив ный контакт паров сырья с большой массой циркули рующего катализатора. Но, кроме того, благодаря раз делению реактора и регенератора на несколько ступе ней уменьшается продолжительность пребывания' ча стиц катализатора и парогазовой фазы в отдельных участках реакционной зоны. Это способствует большей селективности процесса.
Показатели процесса каталитического крекинга газойлевых фракций на цеолнтсодержащем алюмосиликатном катализаторе приведены в табл. 11.
Т а б л и ц а II . Показатели процесса каталитического крекинга газойлевых фракций на цеолнтсодержащем алюмосиликатном катализаторе
|
Установки |
|
I - A |
43-104 |
ортофлоу |
У с л о в и я п р о ц е с с а |
|
|
|
|
|||
Температура, °С |
|
470 |
479 |
|
475—510 |
||
Весовая |
скорость подачи |
сырья, |
3,0 |
1,0 |
|
1,9 |
|
Кратность циркуляции |
катали |
7,5 |
6,0 |
, |
7,2 |
||
затора |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
рециркуляции |
— |
— |
|
1,95 |
||
В ы]х о д |
п р о д у к т о в |
|
|
|
|
||
Газ |
|
|
|
21,0 |
15,4 |
18,3 |
|
в том числе С4 |
|
— |
7,7 |
|
10,5 |
||
Бензин |
|
|
|
43,0 |
47,3 |
|
42.8 |
Легкий газойль |
|
19,5 |
28,4 |
30,4 |
|||
Тяжелый |
газойль |
|
11,7 |
1,5 |
|
8,5 |
|
Кокс |
|
|
|
4,8 |
7,4 |
|
|
|
|
И т о г о . . . |
100,0 |
100,0 |
|
100,0 |
|
Глубина |
крекинга, вес. % |
68,8 |
64,8 |
|
69,5 |
Г Л А В А V
П Р О М Ы Ш Л Е Н Н Ы Е У С Т А Н О В К И
сЦ И Р К У Л И Р У Ю Щ И М Ш А Р И К О В Ы М
КА Т А Л И З А Т О Р О М
В1945—1949 гг. в СССР начали строить и осваивать установки каталитического крекинга с циркулирующим шариковым синтетическим алюмосиликатным катализа тором. На этих установках перерабатывали фракции ди зельного топлива и получали базовый авиационный бен зин. Крекинг этих фракций проводили в жестких усло
виях с целью получения ароматизированного бензина с концом кипения 220 °С. Для углубления конверсии сырья и повышения качества вырабатываемого бензина осуществляли рециркуляцию газойля.
В связи с развитием в нашей стране реактивной авиации и расширенного применения в автотракторном парке дизельных двигателей производство базового авиационного бензина сильно сократилось и ресурсы сырья (фракции дизельного топлива) уменьшились. Сырьем каталитического крекинга могли служить толь ко прямогонные фракции нефти с пределами кипения выше, чем у дизельного топлива (200—360 °С), и фрак ции вторичного происхождения (керосиновые и газойле вые фракции процесса термического крекинга). В сере дине пятидесятых годов на установках каталитического крекинга начали перерабатывать вакуумные газойли и флегму термического крекинга. При переработке тяжелых фракций (350—500 °С), содержащих много смо листых веществ и непредельных углеводородов, увели чилось коксообразование и возникла перегрузка регене раторов по теплу. С целью уменьшения коксообразования были подобраны мягкие условия крекирования и увеличен объем регенераторов. Количество зон в регене раторе возросло с 9 до 14—15. На некоторых установках объединили несколько зон и стали подавать в них боль ше воздуха. С целью повышения кратности циркуляции катализатора была проведена реконструкция и автома-
78
тизация пневмотранспорта. Все эти мероприятия позво лили перерабатывать на установке модели 43-102 тяже лое сырье и сырье вторичного происхождения. Техноло гическая схема такой установки описана ниже.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ 43-102
Установка 43-102 (рис. 26) с циркулирующим шари ковым катализатором состоит из двух основных блоков: реакторного и нагревательно-фракционирующего. В ре акторном блоке при непрерывной циркуляции катализа тора происходит расщепление сырья и регенерация ка тализатора. В нагревательно-фракционирующем блоке сырье' нагревается и катализат (продукты каталитиче ского крекинга) разделяется на газ, бензин, легкий и тяжелый газойли.
Сырье |
забирается |
насосом из |
резервуара (см. |
рис. 26), |
нагревается |
до 150—200 °С |
в теплообменни- |
Рис. 26. |
Технологическая |
схема |
установки каталитического |
крекин |
||||||||
|
|
|
|
|
га 43-102: |
|
|
|
|
|
||
/ — печь; |
2 — реактор; |
3 — напорный |
стояк; |
4 — бункер; |
5 — сепараторы; |
|||||||
в — отвенватель; |
7 — циклон; |
|
S — бункер |
регенератора; |
9 — регенератор; |
|||||||
10 — котел - утилнзаюр; / / — водяной насос; 12 — воздуходувки; |
13 — топка для |
|||||||||||
подогрева |
воздуха; |
14 — емкость |
для |
пыли; |
15. |
16 — дозеры; |
17— ректифика |
|||||
ционная колонна; |
IS— отпарная |
колонна: |
19 — теплообменники; |
20 — насосы; |
||||||||
21 — конденсатор-холодильник; |
22 — газосепаратор-водоотделнтель; |
23 — холо |
||||||||||
|
|
|
|
|
дильники. |
|
|
|
|
|
||
/ — с ы р ь е ; |
" — водяной |
пар: / / / — воздух; |
/ V — горячий |
вторичный |
воздух; |
|||||||
V — вода; |
I / — жирный |
газ; VII — бензин; |
VIII |
— легкий |
газойль; / ^ — тяже |
|||||||
|
|
|
|
|
лый |
газойль. |
|
|
|
|
|
79