Реакторный блок установки каталитического крекинга

. Кратность  циркуляции - соотношение потоков  катализатора и сырья влияет  на глубину разложения сырья  и выход основных продуктов  крекинга и, изменяется в пределах  от 5:1 до 10:1.

При увеличении кратности циркуляции повышается глубина разложения сырья, растет выход бензина, увеличивается процент отложения кокса на катализаторе но, при чрезмерном увеличении кратности циркуляциирезко возрастает разложение целевых продуктов, выход бензина падает, а количество кокса и газа увеличивается. При постоянной производительности по сырью, с увеличением кратности циркуляции катализатора происходит уменьшение температуры в регенераторе, с одновременным увеличением количества кокса, циркулирующего в системе.

. Температура ввода сырья в реактор определяется из теплового баланса реактора-регенератора и влияет на изменение кратности циркуляции катализатора. С увеличением температуры ввода сырья в реактор, температура в зоне выжига кокса регенератора увеличивается и понижается кратность циркуляции.

Пониженная температура подогрева сырья увеличивает конверсию и снижает температуру регенератора. При пониженной температуре значительно увеличивается выход кокса и повышается циркуляция катализатора.

. Содержание  кислорода в дымовых газах.

Увеличение процента кислорода в дымовых газах регенерации, за счет увеличения подачи воздуха, понизит содержание кокса на регенерированном катализаторе, образование углерода в реакторе и температуру в регенераторе. Однако слишком высокий процент кислорода может привести к догоранию СО в СО2 в объеме регенератора и послужить причиной аварийной ситуации.

. Подача  шлама в реактор.

Направление шлама в реактор позволяет повысить эффективность процесса крекинга, сделать более гибкой регулировку температурного режима системы реактор-регенератор, за счет увеличения коксовой нагрузки на регенератор. Увеличение подачи шлама в реактор может

быть вызвано необходимостью замыкания теплового баланса системы реактор-регенератор при относительно низком выходе кокса.

. Уровень  катализатора в реакторе.

С увеличением высоты кипящего слоя в реакторе, увеличивается глубина превращения, выход кокса и температура регенерации катализатора. Содержание кислорода в дымовых газах, расход шлама в реактор понижается.

Факторы, ограничивающие гибкость процесса каталитического крекинга

. Максимальная  температура регенератора.

. Минимальная  и максимальная температура нагрева  сырья.

. Производительность  газового компрессора и его  характеристики

(расчетная  плотность газа).

. Максимальная скорость циркуляции катализатора.

. Производительность  фракционирующего оборудования.

 

1.2 Описание  технологической схемы

 

Сырьем секции 200 является смесь вакуумных дистиллятов фракции (350-500°С) полученных при вакуумной перегонке мазута секции 001 и установки по производству битумов, а также легкого и тяжелого газойлей коксования прошедших процесс гидроочистки и стабилизации на секции 100. Допускается вовлекать в сырь легкий каталитический газойль фр.195-270°С собственной выработки.

Подача сырья в реактор Р-201 осуществляется основным потоком в узел смешения с катализатором, по линии л.110/5. Схемой предусмотрена подача сырья в Р-201 через сырьевые форсунки №№1-5, в количестве до 30% масс от общей загрузки и расположенных на высоте 8,1м от низа лифт-реактора. В качестве сырья используется гидроочищенный вакуумный дистиллят (фр.350-500°С) секции С-100 в смеси с затемненным продуктом фр.450-500°С секции С-001 или УПБ.

Использование тяжелых фракций в качестве сырья крекинга при неработающем блоке гидроочистки и работа комплекса в целом определяется качеством товарных продуктов.

Для обеспечения оптимальной скорости газокатализаторного потока нижняя часть лифт-реактора выполнена уменьшенного диаметра: диаметр прямоточной части на высоту 8,1м сужен с диаметра 1400 до 1200мм путем утолщения слоя торкрет-бетона.

Технологическая схема позволяет осуществлять подачу дистиллятов в каждую из трех форсунок, расположенных на указанных отметках лифт-реактора.

Подача тяжелой фракции 450-500°С с установкипроизводства битумов (УПБ) в реактор Р-201 осуществляется через форсунки 6 или 7 по следующей схеме:

Фракция 450-500°С - затемненный продукт с вакуумного блока установки производства битумов - поступает в емкость Е-703. Уровень в емкости стабилизируется регулятором (ВЗ) уровняпоз.7-91.

Подача газойля из емкости Е-703 на секцию С-200 осуществляется насосом Н-708-1,р. Расход его регулируется поз.6-201-1, клапан (ВЗ) установлен на линии нагнетания насосов Н-708-1,р.

Предусмотрена также подача фракции 195-270°С каталитического крекинга в емкость Е-703, с последующим направлением его на смешение с сырьем, подаваемым в реактор. Схемой предусмотрен возврат фр.195-270°С в Е-106, в качестве компонента сырья секции С-100,200.

Подача затемненного продукта фр.450-500°С секции С-001 осуществляется в линию гидроочищенного вакуумного газойля после теплообменника Т-102 по следующей схеме: Фракция 450-500°С забирается с 16 тарелки колонны К-601/1 насосом Н-605,605р и подается в поток гидроочищенного стабилизированного вакуумного газойля. Количество фракции 450-500°С, выводимой в линию сырья с С-001 на С-200, регулируется поз.6-114. Диафрагма и клапан (ВО) установлены на линии нагнетания насосов Н-605, Н-605р.

Для проведения процесса крекинга в жестких условиях и прекращения вторичных реакций, снижения выхода продуктов разложения образовавшихся дистиллятных фракций в конце реакции, а также рационального использования дистиллятов вторичного происхождения, получаемых на заводе (погоны УЗК), выполнена подача холодных орошений "квенча" через форсунки №№6-8 по высоте лифт-реактора.

В качестве "квенча" используется бензин УЗК, нестабильный бензин каталитического крекинга и (или) газойль УЗК. В качестве нестабильного бензина каталитического крекинга может подаваться бензин из 0-201 или нестабильный бензин верхнего циркулирующего орошения колонны К-201.

На С-200 в технологических целях используется водяной пар с давлением 12ата и 4ата (ПНД). Пар 12ата поступает на секцию из сети пара 12ата, магистрального трубопровода. Пар 4ата получают редуцированием пара 12ата. Постоянство давления пара 4ата на реакторный блок секции поддерживается регулятором давления поз.2-123, клапан (ВЗ) которого установлен на линии подачи пара 12ата в сеть пара 4ата. В случае превышения давления в сети пара 4ата на коллекторе пара 4ата установлен предохранительный клапан СППК с установочным давлением 5кгс/см2 и сбрасывающим пар в атмосферу.

С целью обеспечения возврата катализаторной пыли с низа К-201 в реактор Р-201, а также замыкания теплового баланса системы реактор-регенератор предусмотрена подача (возврат) шлама в реактор, через форсунки №№6,7 или в узел смешения захватного устройства Р-201.

Расход шлама подаваемого в реактор, измеряется прибором поз. 2-161, диафрагма установлена на линии нагнетания Н-203/1-4,р.

Распыленное водяным паром сырье смешивается в нижней части лифт-реактора Р-201 с регенерированным катализатором, поступающим из регенератора Р-201 по транспортному трубопроводу катализатора.

Пары нефтепродуктов, образовавшиеся при контактировании парожидкостной смеси сырья с горячим катализатором, двигаясь в прямоточном лифт-реакторе Р-201, подвергаются каталитическому крекированию.

Прокрекированное нефтяное сырье и катализатор поступают в верхнюю часть лифт-реактора, оборудованную баллистическим сепаратором, на выходе из которого, за счет резкого изменения направления потока на 180°С и большой разницы удельного веса продуктов крекинга и катализатора, происходит быстрое разделение продуктов крекинга (паров) от катализатора.

Парогазовая смесь продуктов крекинга и водяного пара поступает в 4 группы двухступенчатых циклонов со спиральным вводом и после отделения их от увлеченной катализаторной пыли направляется в ректификационную колонну К-201 на разделение.

Для исключения образования застойных зон и предотвращения коксообразования вокруг сборной камеры реактора Р-201 и в районе газовыводных патрубков внутренних циклонов реактора, смонтирован паровой маточник (барботер), через который подается водяной пар ПНД.

Расход ПНД измеряется расходомером поз.2-173.

Катализатор с адсорбированными на его поверхности продуктами крекинга поступает в зону десорбции реактора, где осуществляется отпарка продуктов крекинга от катализатора с помощью водяного пара, подаваемого в 2 коллектора зоны десорбции Р-201.

Расходы ПНД в первый и второй коллектора зоны десорбции регулируются поз.2-157 и поз.2-159. Клапаны (ВЗ) установлены на линиях подачи пара в эти коллектора.

Плотность кипящего слоя в зоне десорбции контролируется поз. 2-196, контроль уровня в зоне десорбции реактора осуществляется основным уровнемером поз.2-181-1 и дублирующим уровнемером поз. 2-180-1.

При работе РРБ на малой производительности, а также в период пуска или остановки секции предусмотрена подача пара 12ата в Р-201, для обеспечения проектных скоростей потока при различной подаче сырья в реактор (рис.№1).

Закоксованный катализатор за счет разности статических напоров катализатора в реакторе-регенераторе самотеком по наклонному транспортному трубопроводу поступает на регенерацию в зону выжига кокса регенератора Р-202.

Регенерация катализатора осуществляется при температуре до 690°С и давлении 1,7кгс/см2.

Дымовые газы регенерации отделившись от увлеченной ими катализаторной пыли в отстойной зоне регенератора и в 6-ти группах двуступенчатых циклонов со спиральным вводом продуктов разделения с температурой до 700°С поступает в выносные пылеулавливающие циклоны Е-201-1-4, где происходит доочистка дымовых газов и возврат уловленного катализатора в Б-203,с последующей перегрузкой уловленного катализатора в бункер Б-201.

Регенерированный катализатор из регенератора Р-202 самотеком по наклонной транспортной линии (л.216/2) поступает в реактор Р-201 на смешение с сырьем.

Для обеспечения глубокой регенерации катализатора вводы (коллекторы) для подачи воздуха в регенератор оборудованы перфорированными лучами (маточниками), обеспечивающими равномерное распределение воздуха в кипящем слое катализатора по всему объему регенератора.

С целью предотвращения повышения температуры регенерации выше допустимой, за счет возможного горения окиси углерода (СО), на регенераторе Р-202 предусмотрен узел загрузки промотора в кипящий слой катализатора.

В качестве промотора применяется оксипром-2, КО-9 или СР-3.

Уровень кипящего слоя в регенераторе Р-202 контролируется поз. 2-186 и дублируется поз.2-187, плотность (концентрация) кипящего слоя в верхней части контролируется поз.2-190, в нижней части кипящего слоя - поз.2-185.

Для разогрева системы реактор-регенератор, в момент пуска, и при работе РРБ на малых загрузках, схемой предусмотрена подача жидкого топлива (фр.350-500°С) в кипящий слой регенератора Р-202 для увеличения коксовой нагрузки на Р-202 и замыкания теплового баланса по системе РРБ.

Загрузка катализатора в регенератор Р-202 осуществляется из бункеров Б-201, Б-202. Для поддержания оптимальной активности равновесного катализатора, циркулирующего в системе РРБ, технологической схемой предусмотрена подпитка свежим катализатором системы РРБ из бункера Б-202 через бункер-дозатор Б-205 мерными порциями.

Догрузку свежего катализатора необходимо осуществлять в количестве 0,5-0,7кг катализатора на тонну крекируемого сырья.

Свежий катализатор из Б-202 периодически загружается в бункер-дозатор Б-205 с помощью пневмотранспорта через заборное устройство (эжектор). Загрузка ведется до уровня соответствующего среднему пробному крану, и составляет ~1,6тн. Отмеренная таким образом порция свежего катализатора через заборное устройство (эжектор) пневмотранспортом направляется в регенератор Р-202. Сброс сжатого воздуха из бункера Б-205 осуществляется через внутренний пылеулавливающий циклон Б-202 на свечу (в атмосферу).

Заборное устройство (эжектор) выполнено съемным с регулируемым соплом, для подбора пневмотранспорта катализатора.

При расходе свежего катализатора, соответствующем естественным потерям, наблюдается снижение активности равновесного катализатора и, как следствие, снижение выхода целевых продуктов крекинга. С другой стороны, регулярный ввод в систему РРБ свежего катализатора в количестве превышающем естественные потери, неизбежно приведет к росту уровня кипящего слоя катализатора в регенераторе и реакторе выше допустимых пределов. Таким образом, для повышения эффективности процесса крекинга предусмотрена система периодической выгрузки равновесного катализатора из системы РРБ.

Выгрузка катализатора из регенератора Р-202 осуществляется в аварийный бункер Б-201. Основная проблема при этом обусловлена высокой температурой выводимого катализатора (650°С) и, как следствие, чрезмерным нагревом кат. провода и арматуры, а также ограничением температуры в бункер Б-201.

Выгрузка и охлаждение катализатора осуществляется естественным путем за счет теплоотдачи через поверхность кат. провода в окружающую среду и смешения с техническим воздухом из заводской сети, подаваемым на пневмотранспорт. При этом необходимая температура катализатора (до 300°С), поступающего в бункер Б-201, достигается ограничением расхода выводимого из регенератора катализатора при помощи специального дозировочного устройства. Согласно расчетов, расход катализатора не должен превышать 1,0-1,5тн/ч.