Файл: Суханов, В. П. Переработка нефти учебник.pdf

желое дизельное топливо через теплообменник 22 и холодильники (на схеме не показаны) по линии IX выводится с установки.

Мазут из низа колонны 8 прокачивается через теплообменник 23 и холодильники (на схеме не показаны) и по линии X выводится

из установки.

Пары из верха колонны 10 конденсируются в новых конденсато­ рах воздушного охлаждения 11 и поступают в новую емкость 13, откуда часть лигроина возвращается в верхнюю часть колонны как орошение, а балансовое количество по линии VI откачивается с установки.

Керосиновая фракция с 15-й тарелки колонны 10 после отпарки более легких фракций в новой отпарной колонне 12 из ее низа про­ качивается через холодильник 20 и поступает на защелачивание в емкость 19, промывку в емкость 18 и по линии VII выводится с установки. Из низа колонны 10 после теплообменника 21 по линии VIII выводится легкая дизельная'фракция.

Из верха стабилизационной колонны 14 пары бензина посту­ пают в конденсатор-холодильник 15, а сконденсировавшийся легкий

пройдя холодильник 17, по линии V выводится с установки. Примерный материальный баланс работы двухпечной установки

для термического крекинга без реконструкции и с реконструкцией при первичной перегонке нефти приводится ниже.

Как видно из этих данных, производительность установки после реконструкции повысилась на 35,4%, а выход светлых нефтепродук­ тов на 12,1 %. Это, а также сравнительно небольшие капиталовло­ жения, необходимые для реконструкции, обусловили улучшение тех­ нико-экономических показателей работы реконструированной уста­ новки: удельные капитальные затраты снизились на 25%, эксплуа­ тационные на 12,5%, себестоимость одной тонны продукции на 11,3%, а производительность труда возросла почти на 80%. Однако по мере ввода в. эксплуатацию новых заводов с укрупненными и комбинированными установками мощностью по 6—8 млн. т/год для первичной перегонки нефти установки для термического крекинга, в том числе и комбинированные для перегонки нефти, будут демон­ тироваться.

124

Рис. 75. Продольный разрез горячего насоса 6НГ-10-4:

-125

их вальцовки. Можно очищать трубы только паром без подачи воз­ духа.

Окислительный и высокотемпературный крекинг

При окислит ельном кр ек и н ге тепло, необходимое для нагрева и проведения реакции, передается сырью не через стенки труб, как в рассмотренных выше схе­ мах, а при помощи частичного сжигания (окисления) свежего сырья.

Рис. 77. Принципиальная схема окислительного крекинг-процесса:

/ — сырьевой насос; 2 — аккумулятор; 3 — холодильник; 4 — ректификационная колон­ на; 5 — насос; 6 — теплообменники; 7 — компрессор; 8 — трубчатая печь; 9 — генератор; 10 — промывная колонна; 11 — конденсатор-холодильник; 12 — газосепаратор

На рис. 77 дана принципиальная схема окислительного крекинг-процесса, разработанного русскими учеными. Сырье — керосино-соляровая фракция (свежее-

ся д о 520° С. Продукты крекинга из генератора поступают в промывную колон­ ну 10, которая для отделения полимеров и сажи орошается крекинг-остатком, а затем пары поступают в ректификационную колонну 4, из низа которой флегма

направляется в аккумулятор 2.

Выход бензина с октановым числом 81 по моторному методу (86 при добавле­ нии 3 смЗ/л ТЭС) составляет около 30%, газа 22—26, лигроина 10—14, остальное — остаток, пек и потери (до 6%). Бензин содержит до 60% олефинов, до 22% аро­ матических углеводородов, 11—17% нафтеновых и 0—9% парафиновых углеводо­ родов. Полученный крекинг-бензин содержит 3—4% кислородсодержащих: соединений (перекиси, кислоты, фенолы и альдегиды).

К. П. Лавровским с сотрудниками разработан высокотемпературный крекинг (и пиролиз). Процесс, прошедший опытно-промышленную проверку, основывается на преобладании реакций распада над реакциями конденсации (температурныеградиенты скорости реакций соответственно равны 15 и 28° С). Условия процесса: температура от 700 до 1000° С (в зависимости от фракционного и химического со­ става сырья) и продолжительность реакции от 0,01 до 0,1 с.

Процесс разрабатывался в системе подвижно-пылевидного кокса быстрым прекращением реакции после контактора путем подачи холодного продукта.

127"

§ 20. КОКСОВАНИЕ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ

Общие сведения

Коксование тяжелых нефтяных остатков можно рассматривать как форму наиболее глубокого термического крекинга, который осу­ ществляют обычно при температуре от 450 до 550° С и давлении от атмосферного до 6 кгс/см2. При этом получаются газообразные и жидкие продукты реакций деструкции, а также твердый продукт поликонденсации и глубокого уплотнения — кокс (углеродистый ■остаток). Коксование производят как для получения кокса, так и для увеличения выхода светлых нефтепродуктов.

С увеличением плотности сырья и его коксового числа выход газа, бензина и кокса возрастает, а коксового дистиллята снижает- ■ся. В табл. 2 приводится примерное изменение выхода продуктов коксования в зависимости от качества взятого сырья.

Газ коксования содержит значительно меньше непредельных углеводородов, чем газ термического крекинга. Например, в газе термического крекинга содержится олефинов Сг—С4 20—26, а в газе замедленного коксования 5—15%• Поэтому газ замедленного коксо­ вания является менее ценным сырьем для дальнейшей переработки.

Т а б л и ц а 2. Выход продуктов при коксовании различного сырья

Бензины коксования хотя и содержат меньшее количество оле­ финов, чем бензины термического крекинга, но тоже нестабильны и при хранении быстро осмоляются. Их октановое число, определен­ ное по моторному методу, составляет 60—66 пунктов.

Дистилляты коксования могут служить сырьем для других про­ цессов или после очистки и фракционирования использоваться как компоненты бензина и дизельного топлива.

При коксовании малозольного и сильно ароматизированного сырья лучше в качестве целевого продукта получать беззольный кокс, а побочного — дистилляты; при коксовании же неароматизированного сырья, особенно получаемого из сернистой нефти, содер­ жащей значительное количество солей, целевым продуктом должны быть дистилляты, а кокс побочным.

128

Нефтяной кокс представляет собой твердый пористый продукт черного цвета с металлическим блеском. Элементарный состав кокса колеблется в следующих пределах, %: углерода 90—97, водорода 1,5—8 %, остальное — сера, азот, кислород и различные металлы.

При коксовании происходит несколько процессов: наряду с чи­ сто физическим процессом испарения более легких фракций сырья протекают химические процессы расщепления сложных молекул, сопровождающиеся, во-первых, переходом в паровую фазу и удале­ нием из зоны реакции продуктов распада, имеющих низкий молеку­ лярный вес, и во-вторых, различными реакциями уплотнения, в ре­ зультате которых продукты распада, остающиеся в жидкой фазе, подвергаются дальнейшим превращениям с образованием кокса и более тяжелых дистиллятов коксования.

В промышленности коксование нефтяного сырья осуществляют тремя способами: коксованием в горизонтальных обогреваемых ку­ бах (периодический процесс), замедленным коксованием (полуне­ прерывный процесс) и контактным коксованием на коксовом тепло­ носителе (непрерывный процесс). Последний способ подразделяется на коксование на гранулированном и на порошкообразном коксе.

Коксование в кубах

Принципиальная схема установки для коксования с горизон­ тальным обогреваемым кубом показана на рис. 78. Применяются кубы диаметром 2,2—4,3 и длиной 10—12,7 м. Установка для коксо­ вания представляет собой батарею из 8 — 12 кубов, каждый из кото­ рых работает самостоятельно. Кубы больших размеров используют обычно для коксования крекинг-остатка, а меньших — для пере­ работки пиролизных остатков и других видов сырья.

Рис. 78. Схема установки для коксования с горизонтальным кубом:

/ — коксовый куб; 2 —топка; 3 — разгрузочная площадка; ■/ — кон­ денсатор-холодильник; 5 — газосепаратор; 6 — бачок для парафинис­ тых выделений; линии; I — ввода сырья; II — вывода нефтяных па­ ров; /// — вывода газа; IV — вывода нефтяных дистиллятов; К— вы­ вода паров после пропарки куба; VI — ввода пара

Количество загружаемого в куб сырья зависит от его коксообразующей способности: чем она больше, тем меньше следует его загружать, так как чрезмерная толщина образующегося на дне куба слоя кокса (коксового «пирога») может привести к перегора­