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

при помощи охлаждающих змеевиков. Коэффициент теплопереда­

разделительной системе и обычно равно 1 —1,4 кгс/см2. Если реге­ нератор расположен выше реактора, то давление в нем должно быть ниже, чем в реакторе, и наоборот. При расположении реак­ тора и регенератора на одинаковой высоте давление в обоих аппа­ ратах практически равно.

Основными аппаратами установок для каталитического крекин­ га являются реактор и регенератор.

Реактор представляет собой цилиндрический аппарат с конус­ ным или выпуклым сферическим днищем. Размеры реактора зави­ сят от производительности установки. Обычно его высота 10—18, диаметр от 4 до 14 м. Для обеспечения длительной работы при пе­ реработке сернистого сырья корпус реактора из углеродистой стали футеруют или же изготовляют из двухслойной стали. Толщина внут­ реннего легированного (нержавеющего) слоя стали составляет 15—20% всей толщины листа. В днищах реакторов имеются шту­ цера соответствующих размеров для ввода сырья и катализатора и вывода продуктов реакции и закоксованного катализатора. Для равномерного распределения взвеси катализатора с парами сырья

174

по поперечному сечению реактора в нижней его части имеется рас­ пределительная решетка с соответствующими отверстиями.

Внутри реактора или вне его катализатор подвергается отпари­ ванию для удаления с его поверхности адсорбированных углеводо­ родов. В верхней части реактора расположены циклонные сепарато­ ры для улавливания катализаторной пыли.

На рис. 90 и 91 приведены схемы реактора и регенератора после их реконструкции на установке каталитического крекинга типа

1А/1М. .

Регенератор — это вертикальный цилиндрический сосуд с дни­ щами конической формы. В зависимости от количества сжигаемого кокса диаметр регенератора составляет от 6 до 18 м, общая высота от 12 до 20 м. Корпус регенератора внутри облицовывают термо­ стойким бетоном с армирующей сеткой толщиной от 8 до 18 см или огнеупорным кирпичом. Это позволяет изготовлять корпус регене­ ратора из углеродистой стали, снижает толщину и температуру ме­ таллических стенок и удлиняет срок службы регенератора. Наруж­ ную поверхность регенератора (и реактора) облицовывают для уменьшения теплопотерь специальным кирпичом.

Толщина металла корпуса регенератора 22—30 мм. В реконст­ руированном регенераторе,- схема которого приведена на рис. 91, различают четыре зоны: зону распределения смеси закоксованного катализатора с воздухом, зону плотного кипящего слоя, отстойную зону и зону улавливания пыли в циклонных сепараторах. Некото­ рые регенераторы имеют внутренние или выносные холодильники для снижения температуры катализатора. Тепло используют для получения водяного пара. Для регулирования температуры продук­ тов сгорания в зоне отстоя имеются также разбрызгиватели воды.

С повышением в регенераторе давления и температуры скорость выжига кокса увеличивается. Однако повышение температуры сверх 600° С приводит к более быстрой дезактивации катализатора. Расход воздуха составляет от 12,5 до 14 т на 1 т выжигаемого кокса.

На установках для каталитического крекинга с циркуляцией микросферического катализатора, так же как на установках с цир­ кулирующим шариковым катализатором, следует опасаться догора­ ния СО, если концентрация ее достаточно высока. В этом случае рекомендуется подавать пар или воздух для снижения температу­ ры; охлаждение является простым и эффективным способом борьбы с догоранием СО на установках, где не утилизуется тепло дымовых газов. '

На многих установках для каталитического крекинга имеются котлы-утилизаторы, которые позволяют использовать часть тепла дымовых газов. В последнее время наметился более прогрессивный метод использования тепла отходящей из регенератора СО для по­ лучения пара или перегрева сырья.

Создан аппарат, в котором дожигается СО (содержащаяся в дымовых газах) с образованием С 02 и утилизуется тепло сгорания, а также тепло нагрева газового потока. Несколько таких аппаратов

175

(экспандеров) для утилизации энергии газов регенератора крекингустановок путем их расширения в турбодетандерах успешно рабо­ тают. После прохождения через турбину детандера отработанный газ можно использовать для получения тепла в камере дожига­ ния СО, а образующейся энергии хватает для подачи на установку воздуха, необходимого для регенерации катализатора. Очевидно, экспандеры в ближайшее время вытеснят менее эффективные кот­ лы-утилизаторы, которые используют только тепло дымовых газов.

Рис. 92. Схема установки для двухступенчатого крекинга:

Однако внедрение экспандеров требует снижения содержания твердых частиц в отходящих дымовых газах регенератора для сни­ жения эрозии лопастей турбин. Для этого нужна установка допол­ нительных мощностей для разделения газа и твердых частиц. Это мероприятие также способствует снижению расхода катализатора.

Двухступенчатый каталитический крекинг. Анализ работы уста­ новок для каталитического крекинга показывает, что процесс ката­ литического крекинга в значительной степени проходит в транспорт­ ной трубе по тракту от начала контакта катализатора с сырьем до входа смеси в кипящий слой катализатора в реакторе. Поэтому в промышленную практику все шире внедряется каталитический кре­ кинг в две ступени.

176

На рис. 92 показана схема .установки для двухступенчатого ка­ талитического крекинга вакуумного дистиллята в варианте с внеш­ ним расположением реактора и восходящим потоком катализатора. Расположение сквознопоточного реактора определяется только кон­ структивными соображениями. Возможно расположение сквозно­ поточного реактора с инерционным сепаратором внутри реактора с псевдоожиженным слоем катализатора.

Технико-экономическая оценка двухступенчатого каталитическо­ го крекинга свидетельствует о его большом преимуществе по срав­ нению с одноступенчатым с псевдоожиженным слоем катализато­ ра. Из данных табл. 10 следует, что при двухступенчатом крекинге выход бензина больше, чем при одноступенчатом, причем более 70% компонента автомобильного бензина образуется на первой сту­ пени (на аморфном катализаторе).

Т а б л и ц а 10. Материальный баланс двухступенчатого каталитического крекинга вакуумного дистиллята при работе по сопряженной схеме, % (по массе)

(по данным В. С. Алиева)

За последние годы как в СССР, так и за рубежом продолжаются работы по дальнейшему совершенствованию каталитического кре­ кинга путем применения новых видов катализатора, а также улуч­ шения конструкции аппаратов с применением секционирования, сту- пенчато-противоточного потока и пр. В основном эти усовершенст­

вования касаются установок для двухступенчатого каталитического крекинга с применением кипящего слоя.

В качестве примера на рис. 93 показана схема двухступенчатого каталитического крекинга в кипящем слое фирмы «Тексако». Осо­ бенности этого процесса: раздельный крекинг свежего и циркули­ рующего сырья в их транспортных линиях 4 (эти линии часто на­ зывают лифт-реактором), где происходит первая ступень каталити-

Рпс. 93. Схема двухступенчатого каталитического крекинга в кипящем слое фирмы «Тексако»:

/ — регенератор; 2 — реактор (крекинг второй ступени); .7 — отпарная

вывода легкого газойля (может также быть использован как цирку­ лирующий газойль); IX — тяжелого циркулирующего газойля

ческого крекинга, дополняемый крекингом второй ступени в плотном слое катализатора реактора 2; наличие отдельной секции 3 для высокоэффективной отпарки закоксованного катализатора; высокая эффективность циклонных сепараторов, расположенных в верхней части реактора 2 и регенератора 1. На установке применяется вы­ сокоэффективный кристаллический алюмосиликатный катализатор, который позволяет наряду с высокой скоростью реакции в плотной фазе (первая ступень крекинга) и низкой скоростью в разбавлен­ ной фазе (вторая ступень) при раздельной переработке свежего и циркулирующего сырья обеспечить высокую гибкость установки в эксплуатации. Типичные выходы в % (объемы.), получаемые при трех режимах крекинга на такой установке при переработке ливий­ ского вакуумного дистиллята (плотность 0,890, пределы кипения 343—549°С), приводятся ниже.

178