Файл: Прокопюк С.Г. Промышленные установки каталитического крекинга.pdf

щади поперечного сечения реактора) обеспечивает рав­ номерное движение катализатора по сечению и высоте аппарата. Катализатор, выходящий из каждых четырех отверстий устройства, направляется по специальным тру­ бам 9 в катализаторопроводы большего размера. Че­ рез днище реактора проходят четыре катализаторопровода 10. -Выходящий из них катализатор соединяется с общий поток, направляемый в дозер. Если отверстия выравнивающего устройства забиваются, скорость дви­ жения катализатора уменьшается и количество откла­ дывающегося на нем кокса возрастает. При регенерации такого катализатора шарики сильнее растрескиваются. Поэтому выравнивающее устройство должно работать надежно.

ж ->

При переработке тяжелого сырья •— вакуумного га­ зойля и газойля термического крекинга в верхней части реактора вместо устройства для распределения катали­ затора монтируют специальный узел ввода сырья (рис. 29). Сырье по двум трубопроводам 3 вводится в

головку диффузора 5. На выходе сырья из труб 3 по-

86

токи встречаются. Энергия потока гасится в головке диффузора и в расширяющемся к низу диффузоре. Го­ ловка и диффузор помещены внутри расширенной части катализаторопровода 2, к нижней части которого при­ креплена тарелка 7. Между тарелкой и диффузором воз­

ра 5. Пары сырья при выходе из диффузора встречаются с опускающимся катализатором. Происходит интенсив­ ный и равномерный контакт паров и неиспарившейся части сырья с катализатором.

Продукты распада и непрореагировавшая часть сырья опускаются в реакционную зону, где претерпева­ ют дальнейшие превращения. Для поддержания ста­ бильности потока катализатора в кольцевом простран­ стве 8 и обеспечения постоянного расстояния уровня ка­ тализатора от тарелки 7 монтируются катализаторопро­ воды 4.

Регенератор. В регенераторе окисляют кислородом воздуха кокс, отложившийся на поверхности катализа­ тора в процессе крекинга. Окисление кокса может начи­

тепло, которое нужно выводить из регенератора. Необ­ ходимое условие успешной регенерации — равномерное движение катализатора, воздуха и дымовых газов по сечению регенератора.

Схема регенератора показана на рис. 30. Регенера­ тор оснащен верхним и нижним выравнивающими уст­ ройствами / и 10, газосборными и воздушными коллек­ торами 4 и 6, коробами 7 и системой водяного охлажде­ ния катализатора. Конструктивно эти устройства объединены в зоны регенерации. В состав каждых верх­ них трех-четырех зон регенерации входят газосборный и воздушный коллекторы с коробами. Между ними рас­ положен слой регенерируемого катализатора. Дополни­ тельный теплоотвод в этих зонах не требуется, так как выделяющееся из них тепло поглощается слоем катали­ затора и дымовыми газами. В последующих зонах под воздушными коллекторами и коробами монтируют змее-

87

вики водяного охлаждения 8. Змеевики выполняют из нержавеющих труб диаметром 50 мм, а иногда из печ­ ных легированных труб. Расстояние между осями труб 250 мм. Трубы соединяют сварными переходами, распо­ ложенными вне зоны движения катализатора.

88

конструктивных недостатков воздушных и газосборных устройств мелкие шарики катализатора выносятся в ды­ мовую трубу. Предложены выносные газовые коллекто­ ры, лишенные этих недостатков. Они расположены вне аппарата и соединяются с коробами при помощи нип­ пелей, проходящих через корпус регенератора.. В неко­ торых регенераторах коллекторы и короба заменены тарелками с переточными трубами. Однако эти новые конструкции еще не нашли широкого применения.

В нижних зонах регенератора начинает гореть кокс, находящийся во внутренних порах шарика катализато­ ра, и процесс регенерации переходит во внутридиффузионную область. Горение кокса в этой области можно интенсифицировать путем повышения концентрации кис­ лорода в слое катализатора и использования широко­ пористого катализатора. Однако практического приме­ нения эти способы не нашли. Для полного сгорания кокса требуется увеличить длительность пребывания катализатора в зоне горения. Практически продолжи­ тельность регенерации подбирают таким образом, чтобы в катализаторе, выходящем из регенератора, содержа­ ние остаточного кокса не превышало 0,1—0,3 вес. %. Нижняя зона регенератора состоит из трех-четырех ох­ лаждающих змеевиков, позволяющих регулировать тем­ пературу на выходе из регенератора.

(рис. 31) нагревается и испаряется сырье крекинга. Теп­ ло для нагрева получают при сгорании жидкого или газообразного топлива. Печь имеет две радианткые каме­ ры 1 и двухпоточный змеевик, который собран из леги­ рованных печных труб, соединенных двойниками. Часть

89

труб змеевика расположена в конвекционной камере 2, остальные — на поде и потолке радиантных камер. Со­ ответственно эти части змеевиков называются конвекци­ онной, подовой и потолочной. Форсунки газообразного и жидкого топлива совмещены в одном муфеле. В каж­ дой топке размещено 14 муфелей. Тепло, образующееся при сгорании топлива в топке, через стенки труб пере­ дается сырью.

СИСТЕМА ПНЕВМОТРАНСПОРТА

Система пневмотранспорта предназначена для не­ прерывной циркуляции катализатора в реакторе и ре­ генераторе. В ее состав входят воздуходувки, топка для нагрева сжатого воздуха, воздуховоды, дозеры, стволы пневмоподъемника, сепараторы, которые оборудованы циклонами, служащими для удаления пыли из транспор­ тирующего воздуха, и катализаторопроводы. Рассмот­ рим оборудование, имеющее специфическую конструк­ цию.

I

\

порта катализатора, а также для регулирования коли­ чества циркулирующего потока катализатора. Нагретый до 550 °С воздух (первичный) подается в низ дозера и равномерно распределяется по стволу пневмоподъем­ ника 2 с помощью выравнивателя 3. Объем воздуха ре-

гулируется таким образом, чтобы скорость его движе­ ния в стволе пневмоподъемника была 19—22 м/с; при этом обеспечивается скорость движения шариков ката­ лизатора 15 м/с. Катализатор загружают в ствол пнев­ моподъемника вторичным воздухом; он подается в коль­ цевое пространство, расположенное в нижней части дозера, и через отверстия приходит в ствол. Катализа­ тор поступает в верхнюю часть дозера и заполняет про­ странство между стволом и корпусом дозера 1. Вторич­ ный воздух захватывает шарики катализатора и на­ правляет их в ствол. Изменяя количество подаваемого вторичного воздуха, можно регулировать загрузку ка­ тализатора в ствол. Износ ствола пневмоподъемника в значительной степени зависит от равномерности по­ дачи первичного воздуха и равномерности загрузки в ствол катализатора. Поэтому при изготовлении дозе­ ра уделяют большое внимание концентричности распо­

Ствол пневмоподъемника. Его изготавливают из сварных труб. Стыки труб должны быть тщательно по­ догнаны, иначе увеличится механический износ частиц катализатора. Ствол имеет линзовый или сальниковый компенсатор, вмонтированный в днище сепаратора. Нижняя часть ствола с наименьшим диаметром назы­ вается разгонным участком. На этом участке частицы катализатора приобретают требуемую скорость движе­ ния. В средней части ствола расположен транспортный участок большего диаметра. Наверху ствол заканчи­ вается тормозным участком, где вследствие увеличения диаметра скорость движения катализатора снижается до минимальной. Конец ствола входит в сепаратор, представляющий собой пустотелый аппарат большого диаметра. Когда скорость движения воздуха становится ниже скорости витания частиц катализатора, последний опускается на днище аппарата. В верхней части сепарата расположены циклоны батарейного типа обычной конструкции.

та. Внутри аппарата расположена цилиндрическая ка­ мера сгорания /. Конец камеры сгорания входит в ка- -

91

меру смешения 2. В камеру сгорания вмонтированы основная и запасная форсунки (на рисунке не показа­ ны) для распыления жидкого топлива. Изнутри топка футерована огнеупорным кирпичом. На конце топки расположен предохранительный клапан 4. Часть воз­ духа подается в камеру смешения через штуцер 3. Дру-

j

/ — холодный воздух; / / — нагретый воздух.

гую часть вводят в камеру сгорания через специальный штуцер и нагревают теплом, получаемым от сгорания топлива. Нагретый воздух смешивается с холодным воздухом в камере смешения и направляется в дозер.

СХЕМЫ КОНТРОЛЯ И АВТОМАТИЗАЦИИ

Надежная работа средств контроля и автоматиза­ ции является важнейшим условием безаварийной ра­ боты установки. Своевременный контроль качества цир­ кулирующего катализатора и получаемых продуктов позволяет регулировать параметры процесса для дости­ жения оптимальных результатов.

Реакторный блок. Технологический режим реактор­ ного блока определяется в первую очередь устойчиво­ стью циркуляции катализатора. В последние годы раз­ работаны и применены надежные приборы для контро­ ля количества циркулирующего катализатора, а также для замера уровня его в бункерах реактора и регенера­ тора. Циркуляция катализатора регулируется прибора­ ми малогабаритной автоматической унифицированной системы изменением давления в дозере закоксованного

92

катализатора. Чем выше давление в дозере, тем боль-, ше его загрузка и тем интенсивнее циркуляция катали­ затора. Количество циркулирующего катализатора из­ меряется шнековым расходомером, установленным в на­ порном стояке.

Изменением загрузки дозера регенерированного ка­ тализатора регулируется уровень катализатора в бун­ кере реактора.

По высоте и сечению реактора и регенератора уста­ новлены термопары для измерения температуры ката­ лизатора и омывающих зерна катализатора газов и па­ ров нефтепродуктов. Эти термопары показывают сред­ нее значение температуры твердой и газовой фазы. По­ скольку в промышленном регенераторе измерить темпе­ ратуру в зоне горения кокса внутри частицы нельзя, может произойти перегрев материала шарика катали­ затора.

Температура процесса каталитического крекинга, ре­ гулируется в пределах-450—500°С изменением темпера­ туры и количества поступающего в реактор катализато­ ра, а также нагревом сырья в печи. Температуру про­ цесса каталитического крекинга измеряют в верхней, средней и нижней точках реакционной зоны. За среднюю температуру процесса принимают температуру середи­ ны высоты слоя катализатора в реакционной зоне. Жесткость процесса и количество загружаемого в реак­ тор сырья регулируют в зависимости от содержания кокса па отработанном катализаторе (оно должно быть не выше 3%).

В каждой зоне регенерации поддерживают заданную температуру. В верхних трех—четырех зонах темпера­ туру регулируют подачей воздуха в воздушный, коллек­ тор и выводом дымовых газов из газосборного коллектбра с помощью заслонок, т. е. сжигают такое количе­

живают изменением подачи воздуха, а также включе­ нием охлаждающих змеевиков.

Для обеспечения эффективной регенерации состав дымовых газов, уходящих из регенератора, контролиру­ ют. Наличие в дымовых газах большого количества окиси углерода указывает на недостаток кислорода в зо-

93