Висбрекинг-установка с реакционной камерой
Горячий мазут, поступающий с нефтеперегонной установки, подается насосом 1 в змеевик печи 2. По выходе из печи сырье подвергается висбрекингу в реакционной камере 3 (реакторе), работающей при давлении около 1,7МПа. Полученная смесь продуктов, пройдя редукционный клапан 4, направляется далее в фракционирующую колонну 8. До входа в колонну смесь охлаждается за счет подачи в линию холодного газойля, нагнетаемого насосом 7, через теплообменник 6. Остальная часть охлажденного газойля (рециркулят) возвращается этим же насосом в среднюю зону колонны S. Балансовое количество газойля отводится с установки через холодильник 5.
Рисунок 2 - Технологическая схема висбрекинг-установки с реакционной камерой.
Для конденсации бензиновых паров и охлаждения газов, выходящих из колонны 8 сверху, служит аппарат воздушного охлаждения 11. После него смесь проходит водяной холодильник 12. В горизонтальном сепараторе 13 (он же сборник орошения) жирные газы отделяются от нестабильного бензина. Часть бензина подается насосом 14 на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения; остальное количество отводится с установки.
Легкая керосиновая фракция отбирается из колонны с промежуточной тарелки и насосом 10 выводится с установки. На некоторых установках эта фракция предварительно продувается водяным паром в выносной отпарной колонне.
Описанная установка является частью комбинированной установки, и с низа колонны 8 остаток - утяжеленный висбрекинг-мазут - направляется насосом 9 в вакуумную ступень.
Реакционная камера, обеспечивая необходимое время пребывания сырья, позволяет работать с потоком более низкой температуры на выходе из печи и тем самым экономить печное топливо. Несмотря на очевидные экономические преимущества, этот процесс имеет ряд недостатков, основной из которых - сложность очистки печи и сокерной камеры от кокса. Эта очистка проводится реже, чем на установке со змеевиковой печью, однако для нее требуется более сложное оборудование.
Обычно кокс из сокера удаляют путем резки водой под высоким давлением. В результате образуется значительное количество воды, загрязненной частицами кокса, которую необходимо удалять, фильтровать и возвращать для повторного использования. В отличие от установок замедленного коксования (УЗК.) установки висбрекинга обычно не оснащены оборудованием для резки кокса и очистки загрязненной воды. Затраты на это оборудование на установке висбрекинга экономически не оправданы,
Технологическое нововведение в процессе - применение кавитационно-акустического воздействия, позволяет подавить процессы коксообразования и интенсифицировать процессы деструкции за счет, прежде всего, воздействия на микрогидродинамику жидких реакционных сред. В качестве генератора кавитации используются кавитационно-акустические насосы с регулируемой энергетикой кавитационного воздействия. Использование этого технологического приема и ряда других новшеств позволило значительно снизить температуру крекинга - до 410°С и ниже, избежать нежелательного закоксовывания оборудования, а также снизить давление с 2,5 до 0,5-0,2 МПа и вдвое уменьшить металлоемкость оборудования.
Аппаратурное оформление процесса висбрекинга разработано в блочно-модульном исполнении, когда один или несколько модулей составляют функциональный блок, на котором осуществляется один технологический передел сырьевого потока. Принцип модульной компоновки весьма целесообразен как при привязке к существующим технологиям на НПЗ, так и при создании самостоятельных производственных мощностей для выделения очередей строительства.
Заключение
Переработка нефтяного сырья на российских НПЗ осуществляется с недостаточной загрузкой мощностей производственного потенциала и с низкой (относительно мировой) степенью конверсии мазута. Целевые нефтепродукты - автобензины, дизельные топлива, топочные мазуты, смазочные масла - по эксплуатационным и экологическим свойствам уступают в серийном производстве мировому уровню.
В связи с этим наиболее приоритетным направлением является создание современной технологической схемы производства с небольшими материальными и энергетическими затратами и коротким сроком окупаемости.
Одним из эффективных и гибких вторичных процессов переработки мазутов и гудронов является висбрекинг, отличительной особенностью которого, по сравнению с другими процессами переработки нефти и нефтепродуктов, являются низкие капитальные и энергетические затраты. Висбрекинг, при относительной простоте технологического и аппаратурного оформления, позволяет вырабатывать из нефтяных остатков котельные топлива требуемого качества без разбавления легкими топливными фракциями, перерабатывать остаточные фракции в дистиллятные, получать дополнительно некоторое количество средних и легких фракций.
Процесс висбрекинга - это разложение тяжелых остатков нефтепереработки при умеренной (470-490оС) температуре и давлении(5-20 кгс/см2).
Продуктами висбрекинга являются: топливный газ, бензиновая фракция и мазут топочный М-100.
Продукты установки висбрекинга используются: газ топливный после очистки от сероводорода раствором амина используется в качестве топлива на установке и других объектах завода; бензиновая фракция после очистки используется в качестве компонента при приготовлении бензина А-80; топочный мазут М-100 используется в качестве жидкого топлива на электростанциях, ТЭЦ, и т.д.
Существует две схемы проведения процесса висбрекинга:
v проведение реакции висбрекинга в печном змеевике;
v проведение реакции висбрекинга в реакционной камере.
Типичным сырьем висбрекинга являются мазуты и гудроны. Степень конверсии этих остатков обычно составляет 10-15% в зависимости от их физико-химических характеристик и режима. На НПЗ в качестве сырья используется гудрон - остаточный продукт вакуумной колонны установки ЭЛОУ-АВТ-6.