ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 41
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Процесс ведется в диапазоне температур 700-900℃. Может быть использован разбавитель, например, водород или метан, но возможно, и часто предпочтительнее, крекировать углеводородное перерабатываемое сырье в отсутствии разбавителя. Для увеличения эффективности процесса, а также обеспечения хорошей теплопередачи, реакцию осуществляют таким образом, чтобы проходил через реакционную зону, имеющую высокое отношение нагретой поверхности к объему, ламинарным потоком.
В трубчатом реакторе, т.е. при осуществлении крекинга в трубах, отношение поверхности к объему равно 4/d, где d -внутренний диаметр трубы. Крекинг обычно осуществляется в трубах с внутренним диаметром, лежащим в диапазоне от 25 до 100 мм: в таких трубах отношение поверхности к объему находится в пределах 0,4 - 1,6 см-1. В настоящем изобретении используемое отношение поверхности к объему намного выше, например, выше 3 см-1, и предпочтительнее, находится в пределах 4-20 см-1. В результате увеличения отношения поверхности к объему разность температур между поверхностью реактора и пропускаемым через него газом уменьшается.
В патенте [10] предлагается усовершенствованный способ получения нефтяного сырья для производства, углеродных материалов, включающий термический крекинг смеси дистиллятных продуктов и нефтяных остатков первичной переработки нефти в первой печи, выделение из продуктов термического крекинга газойлевой фракции и крекинг-остатка, повторный термический крекинг выделенной газойлевой фракции в смеси с ароматизированными нефтепродуктами во второй печи и выделение крекинг-остатка ректификацией. Причем термический крекинг смеси дистиллятных продуктов и нефтяных остатков первичной переработки нефти в первой печи осуществляют при температуре, 400-550°С в зависимости от массового соотношения дистиллят : остаток, равного (0,01- 0,99), и в качестве целевого продукта-сырья для производства углеродных материалов используют крекинг-остаток повторного термического крекинга газойлевой фракции, выделенной из продуктов термического крекинга дистиллятных продуктов и нефтяных остатков первичной переработки нефти, в смеси с ароматизированными нефтепродуктами или смесь вышеназванного крекинг-остатка и крекинг-остатка термического крекинга смеси дистиллятных продуктов и нефтяных остатков в первой печи. При значительном упрощении технологии достигается увеличение выработки целевого продукта.
Смесь тяжелого дистиллята и нефтяного остатка первичной переработки нефти, взятых в массовом соотношении (0,01-0,99) : (0,99-0,01), подают на термообработку в первую печь, причем термообработку осуществляют при температуре 400-550°С в зависимости от состава смеси. Продукты реакции разделяют на газ, бензиновую фракцию, газойлевую фракцию, которую направляют во вторую печь в виде сырьевого компонента, и крекинг-остаток.
Газойлевую фракцию из первой печи смешивают с ароматизированными нефтепродуктами (экстракты селективной очистки масел, газойли коксования, каталитического крекинга и др.) и подают на термический крекинг во вторую печь, который осуществляют в известных условиях. Продукты реакции разделяют на газ, бензиновую фракцию, легкий газойль и крекинг-остаток, который является целевым продуктом - сырьем для производства углеродных материалов (кокса, техуглерода, пека, ароматического масла-теплоносителя и др.).
Крекинг-остаток из второй печи может смешиваться с крекинг-остатком из первой печи, и полученная смесь также может использоваться как целевой продукт.
В предлагаемом способе по сравнению с известным достигнуто увеличение выработки целевого продукта - сырья для углеродных материалов на 11,6-19,9 мас. % на исходное сырье, используемое по способу. При этом значительно упрощается технология способа по сравнению с известным, а именно:
- исключаются стадии коксования и экстракции, в результате чего снижаются капитальные и эксплуатационные затраты;
- термообработка дистиллятного и остаточного сырья вследствие использования приема регулирования температуры в зависимости от состава сырья позволяет крекировать смеси широкого диапазона составов в одной печи.
В работе [11] разработан способ термического крекинга углеводородного сырья, включающий нагрев подаваемого вещества в печи, его подачу в камеру реакции, разделение потока из камеры реакции на поток легких продуктов и поток тяжелых продуктов. Поток тяжелых продуктов подают в колонну вакуумной дистилляции для разделения потока тяжелых продуктов на фракции. Подача потока тяжелых продуктов в колонну вакуумной дистилляции содержит прохождение потока тяжелых продуктов сквозь ограничительное отверстие, прохождение потока тяжелых продуктов вверх по вертикальному трубопроводу такой длины, что давление жидкости на конце вертикального трубопровода имеет такую величину, что подавляет испарение на его нижнем конце. При последующем прохождении потока тяжелых продуктов через трубопровод в колонну вакуумной дистилляции конфигурация трубопровода построена таким образом, что давление жидкости на его выходе согласовано с давлением жидкости в колонне вакуумной дистилляции.
Авторами [12] описан способ непрерывного термического крекинга тяжелого минерального масла и предложена установка физической обработки для исполнения технологии. Способ термического крекинга тяжелого минерального масла, при котором обеспечивают работу установки термического крекинга, имеющей крекинг-печь для нагревания тяжелого минерального масла, две или более линий, каждая из которых содержит первую и вторую реакционные емкости, в которые вводится тяжелое минеральное масло, нагретое в крекинг-печи, и одну дистилляционную колонну для разделения газообразных веществ, выведенных из соответствующих реакционных емкостей каждой линии, при этом обеспечивают работу каждой линии посредством повторения цикла, включающего выведение тяжелого минерального масла из крекинг-печи, подачу выведенного тяжелого минерального масла в первую реакционную емкость и подачу выведенного тяжелого минерального масла во вторую реакционную емкость после завершения подачи выведенного тяжелого минерального масла в первую реакционную емкость, причем пар вдувают в каждую реакционную емкость снизу каждой реакционной емкости во время подачи тяжелого минерального масла, и пар непосредственно входит в контакт с тяжелым минеральным маслом, подлежащим термическому крекингу, при этом полученные газообразные продукты крекинга и пар в каждой реакционной емкости выводят из верхнего выпуска каждой реакционной емкости для введения в дистилляционную колонну, а образующийся пек переносят в резервуары для хранения жидкого пека, в дистилляционной колонне осуществляют разделение путем дистилляции, при котором наряду с газообразными продуктами процесса образуются тяжелые концевые фракции крекингового масла, которые смешиваются с тяжелым минеральным маслом, подаваемым в донную секцию, с последующей подачей смеси на крекинг-печи, при этом часть указанной смеси подается непосредственно в реакционные емкости, минуя крекинг-печи, при этом обеспечивают запаздывание по фазе для цикла, повторяемого в каждой линии, так что установка термического крекинга работает с различным временем начала подачи в первую реакционную емкость в каждой линии. Схема установки представлена на рисунке 2.
1- Бункер для сырьевого материала; 2 - Печь для предварительного нагревания сырьевого материала; 3 - Дистилляционная колонна; 4 - Трубчатая крекинг-печь (крекинг-печь); 5, 7, 14 - Переключающие клапаны; 6 - Реакционная емкость; 8 - Пароперегреватель; 9 - Клапан; 10 - Резервуар для хранения жидкого пека; 11 - Магистраль; 12 - Установка отверждения пека; 13 - Установка последующего хранения пека; 14 - Входной клапан; 15 - Трубопровод;
Рисунок 2 – Технологическая схема крекинга масляных дистиллятов
Технический результат – снижение нестабильности количества газообразных компонентов, поступающих в дистилляционную колонну, достижение улучшения эффективности разделения, повышение производительности установки.
В патенте [13] предложен способ регулирования процесса термического крекинга высоковязкого сырья. Способ включает нагрев сырья в трубчатой печи, выдержку продуктов крекинга в реакционной камере и разделение продуктов крекинга на газ, бензин и крекинг-остаток. При этом определяют массовое содержание сероводорода в газе крекинга, вязкость сырья и текущее значение вязкости крекинг-остатка, рассчитывают величину коэффициента снижения вязкости из соотношения КСВ=2,15С-3,6, где С - содержание сероводорода, мас.%. Из отношения вязкости нефтяного сырья к КСВ определяют минимальную расчетную вязкость крекинг-остатка, с учетом разницы расчетного и текущего значений вязкости крекинг-остатка осуществляют корректировку режима процесса путем повышения температуры сырьевого потока на выходе из реакционной камеры или снижения его расхода на входе в нее. Изобретение позволяет обеспечить оптимальный подбор условий крекинга путем экспрессного определения оптимальных величин коэффициентов снижения вязкости (КСВ) и соответственно минимальных значений вязкости получаемых крекинг-остатков.
В изобретении [14] предложен способ термодинамического крекинга тяжелых нефтепродуктов заключается в том, что сырье вводят в стояк переменного диаметра, крекинг нефтепродуктов с образованием газов крекинга проводят в стояке и в циклонном реакторе под действием вращающегося и турбулентного потока флюидизированного теплоносителя-катализатора в виде мелкозернистых минеральных частиц, которые движутся из регенератора, работающего при температуре от 450°С до 600°С, по двум линиям, выходящим ниже уровня флюидизированного слоя, и частицы транспортируют под действием дымовых газов, образующихся в регенераторе,
через стояк в циклонный реактор, в котором происходит отделение газообразных продуктов от теплоносителя-катализатора, который возвращают в регенератор. Также описана установка крекинга. Технический результат - повышение качества тяжелых нефтепродуктов.
Рисунок 3 – Установка низкотемпературного крекинга
Процесс начинается со сжигания газа или нефти в отдельной камере сгорания A и нагревания теплоносителя-катализатора B в регенераторе C. Газ, который состоит из газообразных углеводородов, водяного пара, CO и CO2, вводится в ресивер D и расширяется, проходя через перфорированную флюидизирующую пластину E, под действием чего катализатор переходит в флюидизированное состояние и нагревается горячими дымовыми газами.
Этот катализатор может пневматически транспортироваться через стояк F, погруженный в флюидизированный слой. Вблизи выхода стояка, подогретый нефтепродукт с помощью насоса G закачивается в распыляющую форсунку Н, причем водяной пар вводится по линии I в форсунку. Этот пар образуется в теплообменнике J, расположенном в регенераторе. Избыток пара используется для подогрева нефтяного сырья в приемном резервуаре К приблизительно до 100°С.
Нефтяное сырье подается насосом L в теплообменник M, где оно нагревается потоком флюидизирующих газов, выходящих из регенератора C.
Сырье, которое распыляется в микроскопические капли, нагревается с помощью частиц катализатора, в результате этого температура понижается до значения выше точки росы наиболее тяжелых фракций сырья. В связи с низким парциальным давлением нефтепродуктов в выхлопных газах, этот процесс может быть осуществлен при температуре до 450°С.
Газы крекинга нефтепродуктов вместе с выхлопными газами поступают в циклон установки крекинга N, в котором входное сечение меньше, чем сечение стояка, в результате чего увеличивается скорость газового потока. На входе в циклон поток газов отклоняется приблизительно на 45 градусов, что снижает скорость газов и обеспечивает действие большого усилия сдвига, дающего вклад в крекинг наиболее тяжелых фракций.
В циклоне N основная часть частиц катализатора падает вниз в секцию питающей линии О) и возвращается обратно в регенератор.
Когда в катализаторе накапливается кокс