Установка термического крекинга для производства термогазойля

Основное назначение процесса термического кре­кинга — производство сырья для технического угле­рода. В качестве сырья используют смесь тяжелых каталитических газойлей и дистиллятных экстрак­тов, получаемых при селективной очистке масел. Помимо целевого продукта — термогазойля (фрак­ция 200—480 °С) — получают также газ, бензиновую фракцию и крекинг-остаток. Серийный термогазойль получают по схеме, не предусматривающей фрак­ционирования в вакууме.

Основными показателями качества термогазойля являются индекс корреляции, содержание серы, коксуемость, фракционный состав, вязкость и темпе­ратура застывания [13].

Установка состоит из следующих секций:

реакторное отделение, включающее печи крекинга легкого и тяжелого сырья и выносную реакционную камеру; отделение разделения продуктов реакции, которое включает испарители высокого и низкого давления для отделения крекинг-остатка, вакуумную колонну для дополнительного отпаривания крекинг-остатка с целью увеличения выхода термогазойля, комбини­рованную колонну для загрузки печей тяжелого и легкого сырья и газосепаратора для отделения газа от нестабильного бензина;

отделение теплообменной аппаратуры, которое состоит из сырьевых теплообменников типа «труба в трубе», погружных конденсаторов-холодильников, водяных холодильников термогазойля и крекинг-остатка.

Технологическая схема установки представлена на рис. III-4. Сырье из резервуарного парка насосом 1 прокачивается через теплообменники 20 (на схеме показан один), где подогревается за счет тепла крекинг-остатка. Нагретое в теплообменниках сырье двумя потоками подается в нижнюю секцию ректифи­кационной колонны 11.

Колонна 11азделена полуглухой тарелкой на две части: пары из нижней части переходят в верх­нюю, а жидкость из верхней части накапливается в аккумуляторе (кармане) внутри колонны.

Отсюда жидкость (легкая часть сырья) забирается насосом 9 и подается в змеевики печи 3. А с низа колонны 11 тяжелая часть сырья забирается насосом 10 и подается в змеевики печи 2.

Продукты крекинга по выходе из змеевиков печей 2 и 3 поступают в выносную реакционную камеру 4, откуда переходят в испаритель высокого давления 7. Здесь от смеси отделяется жидкий крекинг-остаток, который затем через редукционный клапан поступает в испарительную колонну низкого давления 12 (испаритель).

Газы и пары по выходе из верхней части испари­теля 7 направляются в низ колонны 11, с верха кото­рой уходят бензиновая фракция и газ. Пары конден­сируются, и смесь охлаждается в холодильнике-конденсаторе 6. Далее газожидкостная смесь разде­ляется в газосепараторе 5 на газ и бензиновую фрак­цию. Газ поступает на ГФУ, а балансовое количество бензина — на стабилизацию. Насосом 8 бензин-орошение подается на верхнюю тарелку колонны 11. В колонне 12 в результате снижения давления из крекинг-остатка выделяются газойлевые фракции;

несконденсированные пары из колонны 12 направля­ются в холодильник-конденсатор 13, и конденсат собирается в приемнике 14. Отсюда часть конденсата насосом 15 возвращается в колонну 12 в качестве орошения, а балансовое его количество выводится с установки. Крекинг-остаток подается насосом 16 в вакуумную колонну 17. Целевой продукт — термо­газойль — выводится как промежуточный продукт с 17-й тарелки вакуумной колонны 17.

Во избежание коксования крекинг-остатка и для улучшения транспортирования его разбавляют менее вязким продуктом. Крекинг-остаток можно исполь­зовать в производстве битумов, а также как связую­щее вещество при брикетировании углей. Выход термогазойля на сырье вакуумной колонны состав­ляет около 72 % (масс.).

Некоторые установки термического крекинга по получению термогазойля работают по схбме, отлич­ной от описанной [14]. Целевой продукт отбирается из колонны 12, выход термогазойля в этом случае составляет 24—27 % (масс.). При индексе корреля­ции 95—100.

Режим работы основных аппаратов:

Аппарат	Температура, оС	Давление, МПа
Печь 2 вход выход Печь 3 вход выход Реакционная камера 4 верх низ Испаритель высокого давления 7 верх низ Ректификационная колонна 11 верх аккумулятор низ Испарительная колонна низкого давления 12 верх низ Вакуумная колонна 17 вход верх низ	390-410 490-500   290-320 530-550   495-500 460-470   450-460 430-440   180-220 300-330 390-410   170-200 400-415   305-345 70-90 300-320	5,0-5,6 2,2-2,8   5,0-6,6 2,3-2,9   2,0-2,6 -   1,0-1,3 -   - 0,9-1,3 -   - 0,25-0,40   0,007-0,013 - -

Материальный баланс установки при получении серийного I и вакуумного II термогазойля дан ниже:

	I	II
Взято % (масс.) Сырьё (смесь 1:1)	100,0	100,0
Итого	100,0	100,0
Получено % (масс.) Газ Головная фракция стабилизации Бензиновая фракция Термогазойль Крекинг-остаток Потери	5,0 1,3 20,1 24,2 48,3 1,1	5,0 1,3 20,1 52,6 19,9 1,1
Итого	100,0	100,0

Характеристика исходного сырья процесса термического крекинга при получении термогазойля:

Показатели	Лёгкая фракция газойля каталитического крекинга	Тяжёлая фракция газойля каталитического крекинга	Дисстилятный экстракт селективной очистки масел фенолом
Плотность при 20 оС, кг/м3 Коэффициент преломления при 20 оС Молекулярная масса Фракционный состав, оС н.к. 5% 50% 90% 95% к.к. Содержание серы, % (масс.) Коксуемость, % (масс.) Вязкость кинематическая при 50 оС, мм2/с Температура застывания, оС Групповой состав, % (масс.) парафино-нафтеновые ароматические лёгкие средние тяжёлые смолистые вещества	909,0 1,5236   1,20 0,004 4,24   49,5 50,0 10,7 8,2 31,1 0,5	943,2 1,5479   1,64 0,12 7,87   34,5 64,5 8,0 9,1 47,4 1,0	962,1 1,5480   - 3,50 0,30 6,74 -   10,0 84,5 16,9 28,1 39,5 5,5

Свойства и состав термогазойлей:

	Показатели	Термогазойль
		серийный сернистый	малосернистый	гидроочищенный	вакуумный
Плотность при 20 оС, кг/м3 Коэффициент преломления при 20 оС Молекулярная масса Фракционный состав, оС н.к. 5% 50% 95% к.к . Коксуемость, % (масс.) Вязкость кинематическая при 50 оС, мм2/с Температура застывания, оС Зольность, % (масс.) Коэффициент ароматизованности Индекс корреляции Групповой состав, % (масс.) парафино-нафтеновые ароматические лёгкие средние тяжёлые смолистые вещества	993,0 1,5770   0,84 9,86 0,008   22,0 75,5 5,2 13,3 57,0 2,5	990,5 1,5875   0,80 15,00 0,009   21,8 77,1 5,5 6,5 65,1 1,1	994,5 1,5834   0,35 11,45 0,003   18,4 79,7 12,0 15,6 52,1 1,9	1028,0 1,5985   0,90 22,30 0,011   13,2 83,4 6,1 12,9 64,4 3,4