Файл: 1. 1 Cовременные развитие нефтегазоперерабатывающей отрасли.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 209
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
3, верхний слой – 71,01 м3. Сверху слоев катализатора засыпан катализатор защитного слоя OptiTrap: в верхней части 2,0 м3, на нижнем слое 1,0 м3. Также в реактор Р-202 загружены инертные материалы и керамические шары разного диаметра: инертные материалы Inter Layer (NiMo) –верхний слой, Inter Layer (CoMo) – нижний слой. В нижней части реактора и на распределительной тарелке верхнего слоя засыпаны керамические шары: в низу реактора Р-202 шары 13 мм и 6 мм (по 250 кг), на распределительной тарелке шары 6 мм ( 250 кг).
В реакторе Р-201 засыпаны катализатор и инертные материалы в соответствии с диаграммой загрузки:
Технические характеристики реактором Р-201 и Р-202:
Р-201 – диаметр 3,8 м; высота аппарата 11,33 м; объем 97,2 м3.
Р-202 – диаметр 3.6 м; высота аппарата 26,558 м (высота опоры 5,5 м); объем 202,8 м3
Кожухотрубчатые теплообменные аппараты широко применяются в нефтяной промышленности. Теплообменник Т-201н предназначен для нагрева газосырьевой смеси теплом газопродуктовой смеси из реактора Р-202. По трубному пространству движется газопродуктовая смесь, по межтрубному – газосырьевая.
Теплообменники с U-образными трубками имеют цилиндрический корпус, в котором установлен трубный пучок, трубки которого изогнуты в виде латинской буквы U, и оба конца закреплены в трубной решетке, что обеспечивает свободное удлинение трубок независимо от корпуса. Такие теплообменники применяются при повышенных давлениях. Среда, направляемая в трубки, должна быть достаточно чистой, так как очистка внутренней поверхности труб затруднительна.
Поперечные перегородки увеличивают скорость движения в межтрубном пространстве и создают более благоприятные условия обтекания трубного пучка, что повышает эффективность работы теплообменных аппаратов.
Теплообменный аппарат Т-201н имеет следующие основные размеры:
- поверхность теплообмена F=1170м2;
- внутренний диаметр кожуха Дв=1400мм;
-длина труб L=9000мм;
- наружный диаметр труб 20х2мм;
- площадь проходного сечения трубного пучка Sтр =202·10–3 м2;
-площадь проходного сечения между перегородками Sпопер=47,0·10–2 м2;
-площадь проходного сечения в вырезе перегородки Sпрох=24,0·10–2 м2;
- трубы расположены по вершинам квадрата.
Преимущества теплообменника с плавающей головкой:
-Легкость обслуживания и очистки;
-Стойкость к высокой температуре и давлению;
-Стойкость к коррозии и известковому налету;
Недостатки теплообменника с плавающей головкой:
-Вероятность протечки внутри плавающей головки;
-Большой расход материала на 20% увеличивает стоимость готового продукта;
-Сложная конструкция.
1.4 Описание технологической схемы
Сырьём для блока гидроочистки является бензин, поступающий в емкость V-301 с секции 100 от насосов Р-106А, В, бензин с секции гидроочистки дизтоплива от насосов Р-402А, В, а в пусковой период с емкости Е-2 от насосов Н-2.
Емкость V-301 снабжена отстойной зоной, где отстаивается поступающая с бензином вода. Вода из отстойной зоны периодически сливается в сепаратор V-611 блока получения и выделения серы или в канализацию.
Давление в емкости V-301 регулируется клапанами-регуляторами поз. РSV-302, PSV-303, установленными соответственно на линии подачи топливного газа в емкость V-301 и на линии сброса газов с емкости на факел.
Из емкости V-301 насосом Р-301А, В бензин подается в межтрубное пространство теплообменников Е-301А, В. Расход бензина в теплообменники Е-301А, В регулируется клапаном расхода поз. FIC-3402, установленным на линии нагнетания насоса Р-301А, В.
Перед входом в теплообменники Е-301А, В бензин смешивается с водородосодержащим газом (далее ВСГ), поступающим от компрессоров К-301А, В и К-401А, В.
ВСГ на секцию гидроочистки бензина поступает из сепаратора V-201 блока каталитического риформинга бензина. ВСГ поступает в сепаратор V-304 всаса первой ступени компрессоров К-301А, В, где от него отделяется жидкая фаза. Уровень в сепараторе регулируется клапаном уровня прямого действия поз. LС-З11З, установленным на линии стравливания жидкости из сепаратора на факел. Из сепаратора V-304 ВСГ поступает на всас 1-й ступени двухступенчатого поршневого компрессора К-301А, В. С нагнетания 1-й ступени поступает в воздушный холодильник АС-302 и далее в сепаратор V-305. Жидкая фаза с сепаратора V-305 сбрасывается через клапан уровня LC-3111 в дренажный коллектор. ВСГ с сепаратора V-305 поступает на всас II-й ступени компрессоров К-301А,В.
С нагнетания II-й ступени компрессора К-301А, В ВСГ подается в межтрубное пространство теплообменников Е-301А, В. Расход ВСГ регулируется клапаном расхода пoз. FV-3401, установленным на линии подачи ВСГ в теплообменник.
Избыток ВСГ с нагнетания компрессоров К-301А, В сбрасывается в линию ВСГ после компрессоров К-201А, В секции каталитического риформинга бензина.
Подогретая в теплообменниках Е-301А, В смесь бензина с ВСГ поступает в печь Н-301, где она нагревается до 371°С. Температура смеси на выходе из печи Н-301 регулируется клапаном температуры поз. ТЕ-3201 с коррекцией по давлению в линии топливного газа к горелкам (поз. Р1С-3301). Клапан управления установлен на линии подачи топливного газа к горелкам печей.
После печи Н-301 смесь бензина и ВСГ поступает в реактор R-301. В реакторе R-301, проходя через слой катализатора, серосодержащие компоненты бензина превращаются в сероводород.
Выходящий из реактора R-301 поток проходит через:
- трубное пространство испарителя Е-302, где охлаждается, нагревая
кубовый продукт колонны Т-301;
- теплообменники Е-301А, В где охлаждается за счет подогрева смеси бензина и водорода;
- подается в ABO AC-301A, где охлаждается до 41 – 43 °С и поступает в сепаратор V-302.
Температура воздуха, нагнетаемого вентиляторами ABO AC-301A, регулируется клапаном температуры поз. ТIC-3208, который управляет жалюзи на подаче воздуха в камеру АВО.
Температура воздуха на выходе из ABO AC-301A регулируется клапаном температуры поз. Т1С-3207, который управляет жалюзи на сбросе воздуха с камеры АВО.
Сепаратор V-302 снабжен отстойной зоной. Водный слой из отстойной зоны сепаратора отводится в сепаратор V-611 секции получения серы или в канализацию. Уровень водного слоя в отстойной зоне регулируется клапаном раздела фаз прямого действия noз. LG-3106, установленным на линии слива водного слоя.
Газовый поток с сухой зоны сепаратора V-302 сбрасывается на всас компрессора К-402 секции гидроочистки дизельного топлива. Избыток газового потока сбрасывается в сепаратор V-504 секции аминовой очистки газов или в факельный коллектор. Давление в сепараторе V-302 регулируется клапаном давления поз. РIС-3303. Клапан установлен на линии сброса газа с сепаратора V-302 в сепаратор V-504.
Часть ВСГ с сухой зоны сепаратора V-302 поступает на прием компрессоров К-401А, В и подается в межтрубное пространство теплообменников Е-301А, В перед клапаном расхода noз. FТ-3401 для дорегулирования соотношения ВСГ/бензин, а избыток сбрасывается через клапан расхода поз. FV-4402 на вход АВО АС-301А.
Бензин с сепаратора V-302 через межтрубное пространство теплообменников Е-304А, В, С, где подогревается до 163 °С, подается на 22-ую тарелку колонны Т-301. Уровень бензина в сепараторе V-302 регулируется клапаном уровня поз. LIС-3103, установленным на линии подачи бензина в колонну Т-301.
С верха колонны Т-301 углеводороды поступают в АВО АС-301В, где конденсируются и стекают во флегмовую емкость V-303. Температура бензина на выходе из АВО регулируется клапаном температуры поз. ТIС-3214, который управляет жалюзи на сбросе воздуха с камеры АВО.
Флегмовая емкость V-303 имеет отстойную зону. Водный слой из отстойной зоны емкости отводится в сепаратор V-611 секции получения серы или в канализацию. Уровень в отстойной зоне регулируется клапаном прямого действия пoз. LG-3108, установленным на линии отвода водного слоя в сепаратор V-611.
Бензин из емкости V-ЗОЗ насосом Р-302А, В в качестве флегмы подается в колонну Т-301. Уровень бензина в емкости V-303 регулируется клапаном уровня поз. LIС-3109, установленным на линии подачи флегмы в колонну Т-301. Углеводородные газы с емкости V-ЗОЗ отводятся в сепаратор V-504 секции аминовой очистки газов или в факельный коллектор.
Давление верха колонны Т-301 регулируется клапаном давления поз. РIС-3304, установленным на линии сброса газов с емкости V-303.
Для обеспечения минимального содержания сероводорода в кубовом продукте колонны стабилизации бензина Т-201 секции каталитического ри-форминга отбор бензина производится с 5-ой тарелки колонны Т-301 и насосом Р-303А, В подается в линию бензина перед теплообменниками Е-203А, В секции каталитического риформинга бензина.
Расход бензина с 5-ой тарелки колонны Т-301 регулируется клапаном расхода пoз. FIC-3405, установленным на линии нагнетания насосов Р-303 А, В.
Из куба колонны бензин (гидрогенизат) поступает в межтрубное пространство ребойлера Е-302, где подогревается за счет тепла углеводородов, поступающих в трубное пространство ребойлера из реактора R-301.
Испарившаяся часть углеводородов возвращается из ребойлера в куб колонны Т-301. Температура паров углеводородов на выходе из ребойлера регулируется 3-х ходовым клапаном температуры поз.Т1С-3210, установленным на линии выхода реакционной смеси из трубной части испарителя Е-301.
Неиспарившаяся часть бензина из испарителя Е-302 через трубное пространство теплообменников Е-304А, В, С подается на всас насосов Р-201А, В секции каталитического риформинга бензина.
Все производственные объекты автоматизации технологического комплекса секции – 300, описанные в данном разделе, указаны в спецификации.
Каталитическая гидроочистка широко используется в нефтепереработке для удаления таких примесей, как гетероатомы (сера, азот, кислород), полициклические ароматические углеводороды и металлосодержащие соединения.
Концентрация этих примесей увеличивается с увеличением интервала кипения масляной фракции. Соединения, содержащие ПАУ, серу, азот и кислород, присутствуют в таком низкомолекулярном сырье, как прямогонные дистилляты (бензиновые фракции, керосин и газойль). В составе высокомолекулярного сырья (вакуумные газойли, атмосферные и вакуумные остатки) эти примеси достигают еще более высоких концентрации .
Разработаны специализированные процессы гидроочистки, определяе-
мые как природой сырья, так и количеством, и типом различных гетероатомов,то есть соединениями с разной активностью. При гидроочистке происходят реакции гиродесульфиризации, гидродеазотирования, гидродеоасфальтизации,гидродеароматизации, гидродеметаллизации и гидродеасфальтизации. Кроме того, в результате гидрокрекинга снижается средняя молекулярная масса. Гидрокрекинг может происходить без существенной потери выхода жидких продуктов, как в случае гидроочистки легких дистиллятов, или же с умеренным либо существенным снижением молекулярной массы, как в случае тяжелого сырья. Для соответствия действующим и будущим экологическим требованиям, предписывающим производство так называемых чистых топлив, например, топлив со сверхнизким содержанием серы, глубину каждой из этих реакций необходимо довести до максимума, с тем чтобы получить конечный продукт
или подготовить сырье к последующим процессам. С этой целью исследователи обратили внимание на оптимизацию свойств и состава катализаторов, а также конструкций реакторов и технологических схем. С точки зрения конструкций реакторов и технологических схем каждый процесс индивидуально оптимизируется в соответствии с типом и диапазоном кипения (т. е. физическими и химическими свойствами) сырья, для которого наиболее важны условия реакции, а также типом и конструкцией реактор.
В реакторе Р-201 засыпаны катализатор и инертные материалы в соответствии с диаграммой загрузки:
-
высота, занимаемая основным катализатором нижнего слоя составляет 8,52 м; высота, занимаемая керамическими шарами в нижнем слое – 150 мм и 140 мм; высота, занимаемая инертным материалом – 190 мм. Между слоями катализатора находится распределительная тарелка. Между распределительной тарелкой и нижним слоем катализатора – пустое пространство – 150 мм. В верхнем слое высота, занимаемая керамическими шарами – 100 мм; инертным материалом – 200 мм; высота, занимаемая катализатором основным – 7,43 мм; высота, занимаемая инертным материалом – 300 мм; высота, занимаемая катализатором защитного слоя – 120 мм.
Технические характеристики реактором Р-201 и Р-202:
Р-201 – диаметр 3,8 м; высота аппарата 11,33 м; объем 97,2 м3.
Р-202 – диаметр 3.6 м; высота аппарата 26,558 м (высота опоры 5,5 м); объем 202,8 м3
Кожухотрубчатые теплообменные аппараты широко применяются в нефтяной промышленности. Теплообменник Т-201н предназначен для нагрева газосырьевой смеси теплом газопродуктовой смеси из реактора Р-202. По трубному пространству движется газопродуктовая смесь, по межтрубному – газосырьевая.
Теплообменники с U-образными трубками имеют цилиндрический корпус, в котором установлен трубный пучок, трубки которого изогнуты в виде латинской буквы U, и оба конца закреплены в трубной решетке, что обеспечивает свободное удлинение трубок независимо от корпуса. Такие теплообменники применяются при повышенных давлениях. Среда, направляемая в трубки, должна быть достаточно чистой, так как очистка внутренней поверхности труб затруднительна.
Поперечные перегородки увеличивают скорость движения в межтрубном пространстве и создают более благоприятные условия обтекания трубного пучка, что повышает эффективность работы теплообменных аппаратов.
Теплообменный аппарат Т-201н имеет следующие основные размеры:
- поверхность теплообмена F=1170м2;
- внутренний диаметр кожуха Дв=1400мм;
-длина труб L=9000мм;
- наружный диаметр труб 20х2мм;
- площадь проходного сечения трубного пучка Sтр =202·10–3 м2;
-площадь проходного сечения между перегородками Sпопер=47,0·10–2 м2;
-площадь проходного сечения в вырезе перегородки Sпрох=24,0·10–2 м2;
- трубы расположены по вершинам квадрата.
Преимущества теплообменника с плавающей головкой:
-Легкость обслуживания и очистки;
-Стойкость к высокой температуре и давлению;
-Стойкость к коррозии и известковому налету;
Недостатки теплообменника с плавающей головкой:
-Вероятность протечки внутри плавающей головки;
-Большой расход материала на 20% увеличивает стоимость готового продукта;
-Сложная конструкция.
1.4 Описание технологической схемы
Сырьём для блока гидроочистки является бензин, поступающий в емкость V-301 с секции 100 от насосов Р-106А, В, бензин с секции гидроочистки дизтоплива от насосов Р-402А, В, а в пусковой период с емкости Е-2 от насосов Н-2.
Емкость V-301 снабжена отстойной зоной, где отстаивается поступающая с бензином вода. Вода из отстойной зоны периодически сливается в сепаратор V-611 блока получения и выделения серы или в канализацию.
Давление в емкости V-301 регулируется клапанами-регуляторами поз. РSV-302, PSV-303, установленными соответственно на линии подачи топливного газа в емкость V-301 и на линии сброса газов с емкости на факел.
Из емкости V-301 насосом Р-301А, В бензин подается в межтрубное пространство теплообменников Е-301А, В. Расход бензина в теплообменники Е-301А, В регулируется клапаном расхода поз. FIC-3402, установленным на линии нагнетания насоса Р-301А, В.
Перед входом в теплообменники Е-301А, В бензин смешивается с водородосодержащим газом (далее ВСГ), поступающим от компрессоров К-301А, В и К-401А, В.
ВСГ на секцию гидроочистки бензина поступает из сепаратора V-201 блока каталитического риформинга бензина. ВСГ поступает в сепаратор V-304 всаса первой ступени компрессоров К-301А, В, где от него отделяется жидкая фаза. Уровень в сепараторе регулируется клапаном уровня прямого действия поз. LС-З11З, установленным на линии стравливания жидкости из сепаратора на факел. Из сепаратора V-304 ВСГ поступает на всас 1-й ступени двухступенчатого поршневого компрессора К-301А, В. С нагнетания 1-й ступени поступает в воздушный холодильник АС-302 и далее в сепаратор V-305. Жидкая фаза с сепаратора V-305 сбрасывается через клапан уровня LC-3111 в дренажный коллектор. ВСГ с сепаратора V-305 поступает на всас II-й ступени компрессоров К-301А,В.
С нагнетания II-й ступени компрессора К-301А, В ВСГ подается в межтрубное пространство теплообменников Е-301А, В. Расход ВСГ регулируется клапаном расхода пoз. FV-3401, установленным на линии подачи ВСГ в теплообменник.
Избыток ВСГ с нагнетания компрессоров К-301А, В сбрасывается в линию ВСГ после компрессоров К-201А, В секции каталитического риформинга бензина.
Подогретая в теплообменниках Е-301А, В смесь бензина с ВСГ поступает в печь Н-301, где она нагревается до 371°С. Температура смеси на выходе из печи Н-301 регулируется клапаном температуры поз. ТЕ-3201 с коррекцией по давлению в линии топливного газа к горелкам (поз. Р1С-3301). Клапан управления установлен на линии подачи топливного газа к горелкам печей.
После печи Н-301 смесь бензина и ВСГ поступает в реактор R-301. В реакторе R-301, проходя через слой катализатора, серосодержащие компоненты бензина превращаются в сероводород.
Выходящий из реактора R-301 поток проходит через:
- трубное пространство испарителя Е-302, где охлаждается, нагревая
кубовый продукт колонны Т-301;
- теплообменники Е-301А, В где охлаждается за счет подогрева смеси бензина и водорода;
- подается в ABO AC-301A, где охлаждается до 41 – 43 °С и поступает в сепаратор V-302.
Температура воздуха, нагнетаемого вентиляторами ABO AC-301A, регулируется клапаном температуры поз. ТIC-3208, который управляет жалюзи на подаче воздуха в камеру АВО.
Температура воздуха на выходе из ABO AC-301A регулируется клапаном температуры поз. Т1С-3207, который управляет жалюзи на сбросе воздуха с камеры АВО.
Сепаратор V-302 снабжен отстойной зоной. Водный слой из отстойной зоны сепаратора отводится в сепаратор V-611 секции получения серы или в канализацию. Уровень водного слоя в отстойной зоне регулируется клапаном раздела фаз прямого действия noз. LG-3106, установленным на линии слива водного слоя.
Газовый поток с сухой зоны сепаратора V-302 сбрасывается на всас компрессора К-402 секции гидроочистки дизельного топлива. Избыток газового потока сбрасывается в сепаратор V-504 секции аминовой очистки газов или в факельный коллектор. Давление в сепараторе V-302 регулируется клапаном давления поз. РIС-3303. Клапан установлен на линии сброса газа с сепаратора V-302 в сепаратор V-504.
Часть ВСГ с сухой зоны сепаратора V-302 поступает на прием компрессоров К-401А, В и подается в межтрубное пространство теплообменников Е-301А, В перед клапаном расхода noз. FТ-3401 для дорегулирования соотношения ВСГ/бензин, а избыток сбрасывается через клапан расхода поз. FV-4402 на вход АВО АС-301А.
Бензин с сепаратора V-302 через межтрубное пространство теплообменников Е-304А, В, С, где подогревается до 163 °С, подается на 22-ую тарелку колонны Т-301. Уровень бензина в сепараторе V-302 регулируется клапаном уровня поз. LIС-3103, установленным на линии подачи бензина в колонну Т-301.
С верха колонны Т-301 углеводороды поступают в АВО АС-301В, где конденсируются и стекают во флегмовую емкость V-303. Температура бензина на выходе из АВО регулируется клапаном температуры поз. ТIС-3214, который управляет жалюзи на сбросе воздуха с камеры АВО.
Флегмовая емкость V-303 имеет отстойную зону. Водный слой из отстойной зоны емкости отводится в сепаратор V-611 секции получения серы или в канализацию. Уровень в отстойной зоне регулируется клапаном прямого действия пoз. LG-3108, установленным на линии отвода водного слоя в сепаратор V-611.
Бензин из емкости V-ЗОЗ насосом Р-302А, В в качестве флегмы подается в колонну Т-301. Уровень бензина в емкости V-303 регулируется клапаном уровня поз. LIС-3109, установленным на линии подачи флегмы в колонну Т-301. Углеводородные газы с емкости V-ЗОЗ отводятся в сепаратор V-504 секции аминовой очистки газов или в факельный коллектор.
Давление верха колонны Т-301 регулируется клапаном давления поз. РIС-3304, установленным на линии сброса газов с емкости V-303.
Для обеспечения минимального содержания сероводорода в кубовом продукте колонны стабилизации бензина Т-201 секции каталитического ри-форминга отбор бензина производится с 5-ой тарелки колонны Т-301 и насосом Р-303А, В подается в линию бензина перед теплообменниками Е-203А, В секции каталитического риформинга бензина.
Расход бензина с 5-ой тарелки колонны Т-301 регулируется клапаном расхода пoз. FIC-3405, установленным на линии нагнетания насосов Р-303 А, В.
Из куба колонны бензин (гидрогенизат) поступает в межтрубное пространство ребойлера Е-302, где подогревается за счет тепла углеводородов, поступающих в трубное пространство ребойлера из реактора R-301.
Испарившаяся часть углеводородов возвращается из ребойлера в куб колонны Т-301. Температура паров углеводородов на выходе из ребойлера регулируется 3-х ходовым клапаном температуры поз.Т1С-3210, установленным на линии выхода реакционной смеси из трубной части испарителя Е-301.
Неиспарившаяся часть бензина из испарителя Е-302 через трубное пространство теплообменников Е-304А, В, С подается на всас насосов Р-201А, В секции каталитического риформинга бензина.
Все производственные объекты автоматизации технологического комплекса секции – 300, описанные в данном разделе, указаны в спецификации.
Каталитическая гидроочистка широко используется в нефтепереработке для удаления таких примесей, как гетероатомы (сера, азот, кислород), полициклические ароматические углеводороды и металлосодержащие соединения.
Концентрация этих примесей увеличивается с увеличением интервала кипения масляной фракции. Соединения, содержащие ПАУ, серу, азот и кислород, присутствуют в таком низкомолекулярном сырье, как прямогонные дистилляты (бензиновые фракции, керосин и газойль). В составе высокомолекулярного сырья (вакуумные газойли, атмосферные и вакуумные остатки) эти примеси достигают еще более высоких концентрации .
Разработаны специализированные процессы гидроочистки, определяе-
мые как природой сырья, так и количеством, и типом различных гетероатомов,то есть соединениями с разной активностью. При гидроочистке происходят реакции гиродесульфиризации, гидродеазотирования, гидродеоасфальтизации,гидродеароматизации, гидродеметаллизации и гидродеасфальтизации. Кроме того, в результате гидрокрекинга снижается средняя молекулярная масса. Гидрокрекинг может происходить без существенной потери выхода жидких продуктов, как в случае гидроочистки легких дистиллятов, или же с умеренным либо существенным снижением молекулярной массы, как в случае тяжелого сырья. Для соответствия действующим и будущим экологическим требованиям, предписывающим производство так называемых чистых топлив, например, топлив со сверхнизким содержанием серы, глубину каждой из этих реакций необходимо довести до максимума, с тем чтобы получить конечный продукт
или подготовить сырье к последующим процессам. С этой целью исследователи обратили внимание на оптимизацию свойств и состава катализаторов, а также конструкций реакторов и технологических схем. С точки зрения конструкций реакторов и технологических схем каждый процесс индивидуально оптимизируется в соответствии с типом и диапазоном кипения (т. е. физическими и химическими свойствами) сырья, для которого наиболее важны условия реакции, а также типом и конструкцией реактор.