Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Автоматизация блока МЭА секции 100 комбинированной установки КТ 1/1 "ОАО Сибнефть-ОНПЗ"

Описание технологического процесса

Блок моноэтанольной очистки сухого газа, пропан-пропиленовой фракции (ППФ), бензина и циркулирующего водородсодержащего газа (ВСГ).

Процесс гидроочистки основывается на реакции гидрогенизации сернистых соединений в виде меркаптанов, сульфидов, тиофенов с разрывом связи углерод-сера и насыщением водородом свободных валентных и олефиновых связей. Наряду с сернистыми соединениями при гидроочистке гидрируется значительное количество олефиновых углеводородов, смол, азотистых и кислородсодержащих соединений и разрушаются металлоорганические соединения, содержащиеся в высококипящих нефтяных фракциях, например, в вакуумных дистиллятах, используемых в качестве сырья каталитического крекинга.

В зависимости от строения, сернистые соединения при каталитическом гидрировании под давлением водорода превращаются в углеводороды: парафиновые, нафтеновые и ароматические с выделением сероводорода.

Устойчивость сернистых соединений увеличивается в следующем порядке:

-меркаптаны < дисульфиды < сульфиды < тиофены.

С увеличением молекулярного веса сернистых соединений скорость гидрогенизационного обессеривания уменьшается.

Гидрогенизация азотистых соединений сопровождается выделением свободного аммиака. Разрушаются они труднее, чем серо- и кислородсодержащие соединения. Кислородные соединения легко вступают в реакцию гидрирования с образованием соответствующих углеводородов и воды.

Одновременно с гидрированием сернистых соединений в условиях гидрогенизационного обессеривания протекают многочисленные реакции углеводородов, которые в основном сводятся к расщеплению их и перераспределению водорода.

К таким реакциям относится изомеризация парафиновых и нафтеновых углеводородов, гидрирование углеводородов и их гидрогенизация.

Наиболее стойкими в процессах гидрирования являются ароматические углеводороды, которые при гидроочистке не затрагиваются или насыщаются в небольшой степени.

Условия проведения процесса гидроочистки зависят от фракционного и химического состава сырья, от требуемой степени обессеривания, применяемого катализатора и его состояния.

Основными параметрами, характеризующими гидроочистку, являются температура, давление, объемная скорость подачи сырья и кратность циркуляции водородсодержащего газа по отношению к сырью.

В первом приближении скорость гидроочистки возрастает с повышением температуры, но избирательность процесса снижается, увеличивается образование легких продуктов и отложение кокса на катализаторе.

Тяжелое, термически стойкое сырье очищают при более низкой температуре, чем легкое сырье. Наиболее целесообразно вести процесс при максимальной температуре, не вызывающей образование кокса, предел которой в зависимости от условий и характера сырья составляет 350-4200С. Во избежание коксоотложений на катализаторе не рекомендуется для данного процесса повышение температуры выше 420 0С.

Повышение давления увеличивает скорость гидрообессеривания и уменьшает коксообразование. Рабочее давление в зависимости от характера сырья и цели процесса (гидроочистка или гидрокрекинг) лежит в пределах 30-150 атм. Для данного процесса оптимальным считается давление в пределах 45-55 атм.

Объемная скорость влияет на степень и избирательность обессеривания, а также на соотношение интенсивности реакций гидроочистки и гидрокрекинга. С учетом принятой в проекте глубины обессеривания оптимальной считается объемная скорость в пределах 0,8-1,2 час-1.

Выбором наиболее рационального соотношения перечисленных параметров достигают максимальной эффективности и экономичности процесса.

Активность катализатора - величина относительная, показывающая насколько обессеривающая способность данного катализатора отличается от обессеривающей способности эталонного катализатора для одного и того же нефтепродукта. Чем выше активность катализатора, тем с более высокой объемной скоростью можно проводить процесс, обеспечивая заданную глубину обессеривания.

В качестве катализаторов для гидрогенизационных процессов переработки сернистых нефтепродуктов наибольшее распространение получил алюмокобальтмолибденовый и алюмоникельмолибденовый катализаторы, так как они обладают высокой активностью в разрыве связей С-S, малой активностью в нежелательных реакциях разрыва связей С-С и низкой активностью в реакциях полимеризации и конденсации, высокой термической стойкостью и практически полной нечувствительностью к каталитическим ядам.

В процессе проведения реакции гидроочистки сырья происходит закоксовывание катализатора и снижение его активности.

При частичной потере активности катализатора восстановление его активных центров осуществляется за счет частичного гидрирования и десорбции с поверхности катализатора продуктов уплотнения, насыщения его поверхности водородом путем выдержки катализатора в токе водородсодержащего газа при температуре реакции.

По мере накопления на катализаторе углеродистых отложений, активность катализатора уменьшается, Увеличивается сопротивление слоя катализатора, возрастает перепад давления в реакторах между входом и выходом. При значительном падении активности, которая не может быть повышена изменением параметров процесса в допустимых пределах, реакторный блок переводится на цикл регенерации катализатора.

Регенерация катализатора проводится при значительном падении активности катализатора и сводится к окислительному выжигу кокса, серы и тяжелых углеводородов, отложившихся на катализаторе в процессе реакции, непосредственно в реакторах.

Выжиг производится кислородом воздуха, подаваемого в потоке инертного газа, с поглощением окислов серы из газов регенерации 5-10% раствором соды (карбонат натрия - Na2CO3).

С целью снижения на поверхности катализатора высокомолекулярных полимерных соединений перед регенерацией катализатор промывается растворителем (бензином или дизельным топливом), что обеспечивает плавный подъем температуры в начальный период окислительного выжига кокса и сокращает общее время регенерации на 30% за счет резкого сокращения операции выжига кокса.

Газообразные продукты реакции удаляются из гидрогенизата путем отпарки их в стабилизационной колонне, при этом отгоняются бензиновые и дизельные фракции.

Удаление сероводорода из циркуляционного ВСГ проводится в абсорбере Н2S 15% раствором моноэтаноламина.

Удаление сульфидов аммония и воды производится из холодного сепаратора по разделу фаз в виде технологического конденсата

Технологическая схема блока предусматривает очистку сухого газа и пропан-пропиленовой фракции (ППФ) секции С-300, бензина и ВСГ секции С-100 от сероводорода 10-15 %-ным водным раствором моноэтаноламина (МЭА).

На сероочистку поступают:

- циркулирующий водородсодержащий газ (ВСГ) секции гидроочистки (С-100) в абсорбер К-1;

- бензин гидроочистки в К-4 по;

- сухой газ каталитического крекинга из секции абсорбции и газофракционирования (С-300) в абсорберы К-3 и К-2;

- пропан-пропиленовая фракция (ППФ) из секции абсорбции и газофракционирования (С-300) в экстрактор К-5.

Основные рабочие параметры абсорбера К-1:

- температура до 45 0С,

- давление 38-44 кгс/см2,

- расход 10-15 %раствора МЭА 50-90 м3

Очищенный водородсодержащий газ из абсорбера К-1 через сепаратор и фильтр, где от него отделяются увлеченные частицы моноэтаноламина и влага, поступает на прием циркуляционных компрессоров.

Для поддержания стабильной концентрации водорода в циркуляционном газе (не менее 75 %об.), в сепаратор или на вход воздушного холодильника постоянно подается свежий водородсодержащий газ. С целью удаления из ВСГ хлорорганических и сернистых соединений, смесь циркуляционного и свежего ВСГ подвергается промывке водой в смесителях.

Из сепаратора водородсодержащий газ поступает в коалесцирующий фильтр для удаления аэрозолей жидкости (углеводороды и водные растворы аминов) и мехпримесей.

После фильтра водородсодержащий газ поступает на прием компрессоров.

Часть очищенного водородсодержащего газа ("отдув") после абсорбера К-1 сбрасывается с установки.

Очистка сухого газа секции С-300, осуществляется в абсорберах К-3, К-2 работающих последовательно.

Основные рабочие параметры абсорберов К-2,К-3:

- температура до 45 0С,

- давление до 13 кгс/см2,

- расход 10- 15 %раствора МЭА в К-103 5-9 м3/ч, в К-104 до 24 м3

Очищенный углеводородный газ из абсорбера К-3 направляется на доочистку в К-2 и по сбрасывается в топливный коллектор высокого давления.

В экстракторе К-4 происходит очистка бензина раствором МЭА от соединений серы, подаваемого из рефлюксной емкости. Смешение бензина и раствора МЭА, подаваемого насосами Н-2,3р, происходит в смесителе перед подачей в К-4.

Основные рабочие параметры абсорбера К-4:

- температура до 45 0С,

- давление до 8 кгс/см2,

- расход 10-15 %раствора МЭА до 8 м3/ч.

Пропан-пропиленовая фракция (ППФ) из С-300 поступает в экстрактор К-5 на моноэтанольную очистку.

Основные рабочие параметры абсорбера К-5:

- температура до 45 0С,

- давление до 23 кгс/см2,

- расход 10-15 %раствора МЭА до 18 м3/ч.

Очищенная ППФ с верха К-5 через фильтр выводится с установки.

Регенерированный 10-15 % водный раствор моноэтаноламина с установки производства серы (УПС) подается на установку в емкость Е-1.

Из Е-1регенерированный раствор МЭА по л.112/9 поступает на прием насосов Н-1, 1р, Н-2 (Н-2р), Н-5 (Н-5р).

В абсорбер К-1 10-15 % раствор моноэтаноламина подается насосом Н-1 (Н-1р), в абсорбер К-2 и в экстрактор К-5 и насосом Н-5 (Н-5р), в абсорбер К-3 и экстрактор К-4 по насосом Н-2 (Н-3р).

Насыщенный сероводородом, углеводородными газами и бензином раствор моноэтаноламина из абсорберов К-1, К-2, К-3 и экстракторов К-5, К-4 поступает в емкость насыщенного раствора моноэтаноламина Е-2.

В емкости Е-2 происходит выделение растворенных углеводородных газов из насыщенного раствора МЭА, которые по линии жирного газа секции 001 направляются на секцию С-300, на газофракционирование. При заполнении системы 15% раствором моноэтаноламина уровень в емкости насыщенного раствора моноэтаноламина поддерживается подкачкой раствора из централизованного блока регенерации установки производства серы.

Потребности установки в газообразном топливе удовлетворяются за счет использования сухого газа каталитического крекинга ППФ и ВСГ.

Насыщенный сероводородом раствор моноэтаноламина из емкости Е-2 выводится с установки на установку производства серы.

Освобождение аппаратов от раствора моноэтаноламина при остановке на ремонт осуществляется вытеснением избыточным давлением газов (азотом) в Е-2 и по линии насыщенного раствора МЭА на установку производства серы.

При остановке установки или ремонте оборудования дренирование нефтепродукта из аппаратов и оборудования блоков стабилизации и РБ производится в дренажную емкость Е-3, из емкости Е-3 погружным насосом откачивается на секцию С-001.

Основными параметрами, характеризующими процесс гидроочистки является: температура, давление, объемная скорость подачи сырья, кратность циркуляции водородсодержащего газа. Нарушение норм технологических параметров может вызвать появление некачественной продукции.

При повышении температуры в реакторе увеличивается глубина гидрирования сернистых и непредельных соединений. Однако, при температуре выше 420 0С интенсивность реакции гидрообессеривания, и особенно гидрирования непредельных углеводородов, существенно не увеличивается. Это связано с возрастанием интенсивности реакции деструктивной гидрогенизации - гидрокрекинга и увеличением отложений кокса на катализаторе. Также увеличивается реакция дегидрирования бициклических нафтенов и расход водорода на гидроочистку снижается.

Повышение общего давления способствует увеличению глубины обессеривания, увеличению межрегенерационного цикла катализатора. При возрастании общего давления в системе растет парциальное давление водорода, способствующее увеличению глубины гидроочистки. Парциальное давление водорода также зависит от общего давления водородсодержащего газа на входе в реактор, от концентрации водорода в водородсодержащем газе.

С увеличением объемной скорости уменьшается время пребывания сырья в реакторе, т.е. время контакта с катализатором, при этом уменьшается глубина гидрообессеривания сырья. При уменьшении объемной скорости увеличивается глубина обессеривания, т.к. увеличивается время контакта сырья с катализатором. При выборе объемной скорости учитывают температуру, давление, состав сырья, состояние катализатора.

Процесс гидрообессеривания проводится в условии высокого парциального давления водорода. В качестве источника водорода используется водородсодержащий газ (ВСГ) с установок каталитического риформинга.

Парциальное давление водорода в системе реакторного блока зависит от общего давления и концентрации водорода в циркулирующем ВСГ. Соотношение водород - сырье зависит от количества ВСГ, подаваемого на смешение с сырьем, концентрации водорода в циркулирующем ВСГ и количестве загружаемого сырья.

Количество циркулирующего ВСГ зависит от давления на приеме циркуляционных компрессоров.

Повышение давления в системе реакторного блока, увеличение концентрации водорода в циркулирующем ВСГ, увеличение подачи циркулирующего ВСГ на смешение с сырьем способствуют протеканию реакции гидрообессеривания, увеличивают глубину очистки сырья от серосодержащих соединений, т.к. повышение вышеперечисленных параметров ведет к увеличению соотношения водород - сырье.

Проведение процесса гидроочистки при высоком соотношении водорода к сырью снижает отложение кокса на катализаторе, тем самым увеличивает межрегенерационный пробег установки.

Кратность циркуляции водородсодержащего газа выражается отношением объема газа в нм3, приходящимся на 1 м3 сырья.

Глубина гидрогенизации уменьшается с увеличением молекулярного веса сырья. Это объясняется увеличением вязкости фракции и увеличением содержания тиофеновой серы, трудно удаляемой в процессе гидроочистки. Изменение содержания серы и непредельных углеводородных соединений влияет на расход водорода и выделение тепла.

Содержание в сырье механических примесей приводит к понижению активности катализатора, создает дополнительное гидравлическое сопротивление в системе реакторного блока за счет загрязнения теплообменников и слоя катализатора.

При увеличении давления в стабилизационной колонне уменьшается степень выделения углеводородных газов из гидрогенизата, это связано с повышением растворимости газов в жидком нефтепродукте.

При понижении температуры низа колонны уменьшается степень отпарки фракций дизельного топлива и бензина. Понижается температура вспышки дизельного топлива.

С увеличением температуры раствора МЭА и газов, подаваемых в абсорбер, уменьшается степень абсорбции сероводорода из газов, соответственно ухудшается очистка газов от сероводорода.

При увеличении кратности циркуляции раствора МЭА увеличивается степень очистки газов от сероводорода.

При понижении концентрации МЭА в водном растворе, уменьшается степень абсорбции (поглощения) сероводорода и углекислого газа из циркуляционного ВСГ.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее