Инструменты пользователя

Инструменты сайта


courses:refining:терм._крекинг_висбрекинг

Различия

Здесь показаны различия между выбранной ревизией и текущей версией данной страницы.

Ссылка на это сравнение

courses:refining:терм._крекинг_висбрекинг [19.05.2016 12:24] (текущий)
wikicat создано
Строка 1: Строка 1:
 +====== Уменьшение количества остатка (термический крекинг,​ висбрекинг) ======
  
 +При больших объемах нефтепереработки неизбежно образуются большие количества кубового остатка. Изменения потребности в бензине никогда не сопровождались соответствующими изменениями потребности в остаточном топливе. Даже сокращение количества прямогонного остатка за счет вакуумной перегонки не смогло установить соответствие между производимым и требуемым количеством остаточного топлива. Поэтому нефтепереработчики придумали несколько способов превращать остатки в легкие продукты. Еще в 1920 году большие количества нефтяного пека((Нефтяной пек - это остаток перегонки нефти; твердая (иногда вязкая) масса чёрного цвета [[https://​ru.wikipedia.org/​wiki/​Пек]])) перерабатывались на установке //​термического крекинга//,​ что значительно сокращало дисбаланс между бензином и остаточными фракциями. Развитие технологии в более поздние годы позволило сконструировать установки //​коксования//​ (их мы рассмотрим в следующем уроке). Эти процессы весьма схожи, и мы рассмотрим их здесь как наиболее распространенные способы уменьшения количества остаточных фракций.
 +
 +===== Термический крекинг =====
 +{{:​courses:​refining:​установка_термического_крекинга_фото.jpg?​500|}}\\
 +
 +Термическим крекингом называется распад молекул углеводорода с образованием меньших молекул,​ обычно олефинов,​ так как в системе недостаточно водорода. Парафины с длинной цепью могут разорваться в любом месте. Циклические соединения обычно разрываются в месте присоединения боковой группы,​ если таковая есть. В результате,​ тяжелые продукты крекинга обычно имеют повышенное содержание олефинов,​ нафтенов и ароматики.(( Леффлер Уильям Л. Переработка нефти. — 2-е изд., пересмотренное / Пер. с англ. — М.: ЗАО «Олимп-Бизнес»,​ 2004. — 224 с: ил. — (Серия «Для профессионалов и неспециалистов»).)) \\
 +
 +Сырьем для термического крекинга обычно является остаток вакуумной перегонки (пек), но иногда используются тяжелый крекинг-газойль и рециркулирующий газойль с установки крекинга. \\
 +
 +Если продукты,​ поступающие на термический крекинг,​ сильно различаются по температурам кипения,​ то легкокипящее сырье не смешивают с высококипящим. \\
 +
 +Хотя на рисунке ниже эти потоки показаны вместе,​ в действительности каждый из них поступает в отдельную трубчатую печь, так как для легкокипящих продуктов требуются более жесткие условия (более высокие температуры). В печах сырье нагревается до температур в пределах 520—550°С (950—1020°F). Время пребывания сырья в змеевиках,​ проходящих через печи, поддерживают небольшим,​ чтобы там не происходили слишком глубокие химические превращения. В противном случае будет образовываться кокс, который быстро забьет (закоксует) змеевик,​ что может привести к остановке всего процесса. \\
 +
 +{{:​courses:​refining:​реакционный_блок_установки_термического_крекинга.jpg?​400|}} \\
 +//​Реакционный блок установки термического крекинга//​ \\
 +
 +Затем нагретое сырье поступает в //​реакционную секцию//,​ которая должна находиться под достаточно высоким давлением (около 140 psi или 10 атм), что способствует крекингу,​ но не коксованию. \\
 +
 +На выходе из реактора продукт смешивается с более холодным рециркулирующим потоком,​ что останавливает процесс крекинга. Оба потока подаются в //​секцию разгонки//,​ где легкокипящие продукты сразу поднимаются вверх, так как давление в этой секции понижено (как это происходит в колонне вакуумной перегонки прямогонного остатка). На дне остается тяжелый крекинг-остаток,​ часть которого направляется снова в реакционную камеру в качестве //​рециркулята//;​ то, что остается,​ обычно используется как компонент //​остаточного топлива//​.(( Леффлер Уильям Л. Переработка нефти. — 2-е изд., пересмотренное / Пер. с англ. — М.: ЗАО «Олимп-Бизнес»,​ 2004. — 224 с: ил. — (Серия «Для профессионалов и неспециалистов»).)) \\
 +
 +{{:​courses:​refining:​установка_термического_крекинга.jpg?​400|}} \\
 +//​Установка термического крекинга//​ \\
 +
 +Легкокипящие продукты из верхней части секции разгонки подают в ректификационную колонну,​ которая показана на рисунке выше. Продукты С<​sub>​4</​sub><​sup>​~</​sup>​ отправляют на //​установку фракционирования крекинг-газа//​. Бензин и нафту (лигроин) с установки термического крекинга используют как компоненты бензина либо направляют на установку риформинга. Газойль можно использовать как дизельное топливо или отправить на рециркуляцию. \\
 +
 +++++ Оборудование установки термического крекинга |
 +
 +К основному оборудованию установки термического крекинга,​ представленной на следующем рисунке,​ относятся трубчатые печи тяжелого 1 и легкого 2 сырья, выносная реакционная камера 3, испаритель высокого давления 4, ректификационная колонна 8, испаритель низкого давления 9, стабилизатор (на рисунке не показан). \\
 +
 +{{:​courses:​refining:​двухпечная_схема_установки_термического_крекинга.jpg?​500|}}
 +++++
 +
 +
 +===== Легкий крекинг (висбрекинг) =====
 +
 +//При переработке нефтяных остатков — полугудронов и гудронов— целевым продуктом обычно является котельное топливо,​ получаемое в результате снижения вязкости исходного остатка. Такой процесс неглубокого разложения сырья называется легким крекингом или висбрекингом.//​ \\
 +
 +Установка висбрекинга использует тяжелый остаток от процесса вакуумной перегонки,​ часть которого подвергается в ней термическому крекингу. Продукт можно снова разделить на фракции,​ что приводит к уменьшению объема остатка. После этого к остатку добавляют для разбавления некий дистиллятный нефтепродукт (//​разбавитель//​),​ тогда остаток (пек) висбрекинга становится пригодным к применению в качестве остаточного (котельного) топлива. Количество дистиллята,​ добавляемого для разбавления,​ меньше,​ чем количество продуктов крекинга,​ выходящих с установки — таким образом,​ в целом, объем остаточного топлива снижается.(( Леффлер Уильям Л. Переработка нефти. — 2-е изд., пересмотренное / Пер. с англ. — М.: ЗАО «Олимп-Бизнес»,​ 2004. — 224 с: ил. — (Серия «Для профессионалов и неспециалистов»).)) \\
 +
 +В качестве разбавителя можно брать тяжелый крекинг-газойль,​ рециркулирующий газойль или погон, полученный при разделении продуктов на этой же установке. \\
 +
 +Висбрекинг напоминает термический крекинг,​ но отличается от последнего по интенсивности. Оборудование в этом случае проще, и весь процесс дешевле. С другой стороны,​ только 20—30% тяжелого остатка вакуумной перегонки подвергается трансформации.
 +Висбрекинг проводят при менее жестких условиях,​ чем термокрекинг,​ вследствие того, что, во-первых,​ перерабатывают более тяжелое,​ следовательно,​ легче крекируемое сырье; во-вторых,​ допускаемая глубина крекинга ограничивается началом коксообразования (температура 440…500 °С, давление 1,4…3,5 МПа). ((Ахметов С. А. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов,​ Т. П. Сериков,​ И. Р. Кузеев,​ М. И. Баязитов;​ Под ред. С. А. Ахметова. — CПб.: Недра, 2006. — 868 с.; ил.)) \\
 +
 +В последние годы в развитии висбрекинга в нашей стране и за рубежом определились два основных направления. Первое — это «печной» (или висбрекинг в печи с сокинг-секцией ((Сокинг-секция - это обогреваемый змеевик внутри печи, в котором происходит процесс висбрекинга [[http://​www.studfiles.ru/​preview/​578682/​]]))),​ в котором высокая температура (480…500 °С) сочетается с коротким временем пребывания (1,5…2 мин). Второе направление — висбрекинг с выносной реакционной камерой,​ который,​ в свою очередь,​ может различаться по способу подачи сырья в реактор на висбрекинг с восходящим потоком и с нисходящим потоком. \\
 +
 +В висбрекинге второго типа требуемая степень конверсии достигается при более мягком температурном режиме (430…450 °С) и длительном времени пребывания (10…15 мин). Низкотемпературный висбрекинг с реакционной камерой более экономичен,​ так как при одной и той же степени конверсии тепловая нагрузка на печь ниже. Однако при «печном» крекинге получается более стабильный крекинг-остаток с меньшим выходом газа и бензина,​ но зато с повышенным выходом газойлевых фракций. ((Ахметов С. А. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов,​ Т. П. Сериков,​ И. Р. Кузеев,​ М. И. Баязитов;​ Под ред. С. А. Ахметова. — CПб.: Недра, 2006. — 868 с.; ил.)) \\
 +
 +{{youtube>​AKd6s_0kbcY?​medium}}
 +
 +=== Принципиальная технологическая схема типовой установки печного висбрекинга ===
 +
 +Принципиальная технологическая схема типовой установки печного висбрекинга производительностью 1 млн т гудрона приведена на следующем рисунке:​
 +
 +{{:​courses:​refining:​установка_висбрекинга.jpg?​250|}} \\
 +
 +Остаточное сырье (гудрон) прокачивают через теплообменники,​ где нагревают за счет тепла отходящих продуктов до температуры 300 °С и направляют в нагревательно-реакционные змеевики параллельно работающих печей. Продукты висбрекинга выводят из печей при температуре 500 °С и охлаждают подачей квенчинга (висбрекинг остатка) до температуры 430 °С и направляют в нижнюю секцию ректификационной колонны К-1. \\
 +
 +С верха этой колонны отводят парогазовую смесь, которую после охлаждения и конденсации в конденсаторах-холодильниках подают в газосепаратор С-1, где разделяют на газ, воду и бензиновую фракцию. Часть бензина используют для орошения верха К-1, а балансовое количество направляют на стабилизацию. \\
 +
 +Из аккумулятора К-1 через отпарную колонну К-2 выводят фракцию легкого газойля (200…350 °С) и после охлаждения в холодильниках направляют на смешение с висбрекинг-остатком или выводят с установки. Часть легкого газойля используют для создания промежуточного циркуляционного орошения колонны К-1. \\
 +
 +Кубовая жидкость из К-1 поступает самотеком в колонну К-3. За счет снижения давления с 0,4 до 0,1…0,05 МПа и подачи водяного пара в переток из К-1 в К-3 происходит отпарка легких фракций. \\
 +
 +Парогазовая смесь, выводимая с верха К-3, после охлаждения и конденсации поступает в газосепаратор С-2. Газы из него направляют к форсункам печей, а легкую флегму возвращают в колонну К-1. \\
 +
 +Из аккумулятора К-3 выводят тяжелую флегму,​ которую смешивают с исходным гудроном,​ направляемым в печи. Остаток висбрекинга с низа К-3 после охлаждения в теплообменниках и холодильниках выводят с установки. \\
 +
 +Для предотвращения закоксовывания реакционных змеевиков печей (объемно-настильного пламени) в них предусматривают подачу турбулизатора — водяного пара на участке,​ где температура потока достигает 430…450 °С. \\
 +
 +=== Висбрекинг с вакуумной перегонкой ===
 +
 +На ряде НПЗ (например,​ Омском и Ново-Уфимском) путем реконструкции установок термического крекинга разработана и освоена технология комбинированного процесса висбрекинга гудрона и вакуумной перегонки крекинг-остатка на легкий и тяжелый вакуумные газойли и тяжелый висбрекинг-остаток. \\
 +
 +Целевым продуктом процесса является тяжелый вакуумный газойль,​ характеризующийся высокой плотностью (940…990 кг/​м<​sub>​3</​sub>​),​ содержащий 20…40 % полициклических углеводородов,​ который может использоваться как сырье для получения высокоиндексного термогазойля или электродного кокса, а также в качестве сырья процессов каталитического или гидрокрекинга и термокрекинга как без, так и с предварительной гидроочисткой. Легкий вакуумный газойль используется преимущественно как разбавитель тяжелого гудрона. В тяжелом висбрекинг-остатке концентрированы полициклические ароматические углеводороды,​ смолы и асфальтены. Поэтому этот продукт может найти применение как пек, связующий и вяжущий материал,​ неокисленный битум, компонент котельного и судового топлива и сырье коксования. \\
 +
 +Для повышения степени ароматизации газойлевых фракций и сокращения выхода остатка процесс висбрекинга целесообразно проводить при максимально возможной высокой температуре и сокращенном времени пребывания. Комбинирование висбрекинга с вакуумной перегонкой позволяет повысить глубину переработки нефти без применения вторичных каталитических процессов,​ сократить выход остатка на 35…40 %.((Ахметов С. А. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов,​ Т. П. Сериков,​ И. Р. Кузеев,​ М. И. Баязитов;​ Под ред. С. А. Ахметова. — CПб.: Недра, 2006. — 868 с.; ил.)) \\
 +
 +//​Замечание//​. В нефтепереработке многих стран значительные количества тяжелого прямогонного газойля попадают в кубовый остаток. В США он был бы отделен как головной погон вакуумной перегонки и заменен сверхтяжелым крекинг-газойлем в качестве разбавителя.(( Леффлер Уильям Л. Переработка нефти. — 2-е изд., пересмотренное / Пер. с англ. — М.: ЗАО «Олимп-Бизнес»,​ 2004. — 224 с: ил. — (Серия «Для профессионалов и неспециалистов»).)) \\
 +
 +Учитывая возможные источники остаточного топлива,​ уменьшение количества остатка может сводиться к вакуумной перегонке в сочетании с каталитическим крекингом,​ а не к термическому крекингу в сочетании с коксованием. Однако это будет именно уменьшение количества остатка,​ но не деструкция пека. \\
 +
 +===== Словарь =====
 +
 +|боковая группа |side group |
 +|висбрекинг |visbreaking |
 +|висбрекинг с выносной реакционной камерой |soaker visbreaking |
 +|высококипящие остатки |high-boiling residues |
 +|вязкость |viscosity |
 +|глубина крекинга |cracking efficiency |
 +|змеевик |coil |
 +|испаритель высокого давления |high-pressure evaporator |
 +|котельное топливо |furnace fuel oil |
 +|кубовая жидкость |bottom liquid |
 +|легкокипящий компонент |light boiling component |
 +|нафтены |naphthenes |
 +|остаточное топливо |residual fuel |
 +|пек |pitch |
 +|печной висбрекинг |furnace visbreaking |
 +|распад молекул |dissipation of molecules |
 +|разбавитель |dilution agent |
 +|рециркулят |recycle |
 +|термический крекинг |thermal cracking |
 +|циклические соединения |cyclic compounds |
 +
 +
 +[[dsp:​blogpage|Назад в блог]]
 +
 +{{tag>​Тема}}
 +
 +~~DISCUSSION|Комментарии переводчиков~~
courses/refining/терм._крекинг_висбрекинг.txt · Последние изменения: 19.05.2016 12:24 — wikicat