Дріс 5. Висбрекинг процесі. Негізгі шикізаты. Технологиялы параметрі. Висбрекинг процесті принципиалды технологиялы сызба-нсасы.
Дріс мазмны. Висбрекинг процесі траты азанды отындарды компоненттерін алуда ауыр мнай алдытарыны ттырлыын тмендетуде олданылады. Ттырлыты тмендетуді бл дісі стандартты азанды отындарды алуда ымбат дистиллятты сйытытарды экономдауа ммкіндік береді. Сонымен атар, каталитикалы крекинг жне гидрокрекинг процестеріні шикізаттары газойль ндірісі шін олданылады.
Висбрекинг процесіні шикізаты гудрон, сонымен атар, десафальттау процесіні асфальты, мазут. Висбрекинг процесі термокрекинг процесіне араанда жмса жаайда жргізіледі. Себебі, біріншіден, негізгі шикізаты нерлым ауыр жеіл крекингленетін шикізат, екіншіден, крекинг тередігі кокстзілуді басталу шекарасымен (1,4-3,5 МПа жне 430-5000С) аяталады.
Висбрекинг процесіні технологиялы параметрлері: ысым 1,4-3,5 МПа, температурае 430-5000С.Эндотермиялы процесс, сйы фазада жреді.
Висбрекинг процесіні 2 трі белгілі. 1. Пештік висбрекинг, ыздырыш реакциялы пештегі температура 480-5000С жне реакциялы зонадаы шикізатты болу уаыты 1,5-2 мин., 2. Сокинг-камерасы бар висбрекинг ондырысы, температура 430-4500С, реакция уаыты 10-15 мин. Жылуалмастырыштарда 3000С температураа дейін ыздырылан гудрон параллель жмыс жасайтын пештерді ыздырыш реакциялы иректеріне келіп тседі, 5000С температурасы бар пештерден висбрекинг німдері шыарылып, 4300С темпертураа дейін салындатылып, ректификациялы колоннаны тменгі секциясына жіберіледі. Колоннаны жоарыы блігінен булы газ оспасы блініп, конденсатор тоазытыштарда салындатылып, конденсирленіп, С-1 газды сеператорлара жіберіліп газ, су жне бензин фракцияларына блінеді. Бензинні бір блігі К-1 колоннасыны жоары жаын суландыру шін жіберіледі. К-1 аккумулятор арылы К-2 буландырыш колоннадан жеіл газойль блінеді. Жеіл газойльді бір блігі К-1 колоннасын аралы циркуляциялы суландыру шін олданылады.
Кубты сйыты К-1 колоннасынан К-3 колоннасына теді. К-3 колоннасындаы ысымны 0,4 –тен 0,1-0,05 МПа тмендеуінен жне су буыны К-1 ден К-3 туінен жеіл фракцияны булануы жреді. К-3 ауыр газойль колоннасыны жоары жаынан булыгаз оспасы салындатылып, конденсирленіп С-2 сеператорлара жіберіледі. Жеіл флегма К-1 колоннасына келіп осылады. К-3 аккумуляторларынан ауыр флегма шыарылып, бастапы гудронмен араластыру шін пешке жіберіледі. Висбрекинг алды К-3 колоннасыны тменгі жаынан шыарлып, жылуалмастырыштарда жне салындатышта салындатылады. Реакциялы иректерді коксталуыны алдын-алу шін аын температурасы 430-4500С боланда сол айматара су буын беріп отырады.
I – шикізат; II – тратандырылатын бензин; III – керосин-газойльді фракция (200-3500С); IV - висбрекинг алды; V – ГФ газдары; VI –су буы.
Сурет 1 – Гудронды висбрекингтеу ондырысыны принципиалды технологиялы сызба-нсасы
Сокинг камерасы жне вакуумды буландыыш бар крекинг ондырысы. ыздырылан шикізат (1) пешке жіберіледі. Пештен сокинг камерасына тсіп крекингленеді, крекингтелген шикізат атмосфералы ысымда жмыс жасайтын фракционирленуші колоннаа (3) жіберіледі. Содан кейін фракционирлеуші колоннадан вакуумды буландырыша келіп, жеіл газойль, ауыр газойль жне крекинг алдыа блінеді.
1 – пеш; 2 – сокинг-камера; 3 – фракционирлеуші колонна; 4 – вакуумды булындырыш
Сурет 2 – вакуумды буландырышы жне сокинг камерасы бар крекинг ондырысыны сызба-нсасы.
Вакуумды буландырышы жне сокинг камерасы бар крекинг ондырысынан алынатын німдер: Негізгі німі - ауыр газойль.
1. Газдар (С4)
2. Тратанан бензин фракциясы (С5 - 1650С)
3. Висбрекинг газойль (165-365)
4. Вакуумды крекинг алды (>5200С)
1 – висбрекинг (пеш+колонна); 2 – вакуумды буландырыш
Сурет 3 – азанды отындарды алу варианттары.
Реакциялы камераны артышылыы:
1. Жылулы уаттылыы тмен пештерді олдану ттінді газдарды утилизациялауды арапайымдайды.
2. німдерді шыымы жне селективтілігі жоары.
3. Жылуды утилизациялауда блінетін бу млшері аз
Конструктитвік эффективтілігі жоары вертикалды цилиндрлік реакциялы камералар. Бл камералар реакциялы иректердегі шикізатты згеріс тередігін тмендетіп, ажетті айналым тередігіне жеткізуге ммкіндік береді. Бл ондырыны сызба-нсасы 4 суретте берілген. Сызба-нсада (4 сурет) режимдік параметрлермен салыстыру шін пештік висбрекинг ондырысы алынан. Пештік висбрекингте шикізатты 4800С ыздыру ажет болса, ал реакциялы камерасы бар висбрекинг ондырысында 4500С жеткілікті. Термиялы крекинг ондырысындаы дстрлі реакциялы камераларда нім жоарыдан тмен арай тсе, пештен тменгі блігіне келіп тсіп, жоары блігі арылы шыарылады.
1- пеш; 2 – фракционирлеуші ондыры; 3 – реакциялы ондырысы. Аындары: I –шикізат; II – шайыш нім; III – газ+бензин; IV – газойль; V –крекинг –алды.
Сурет 4 - Реакциялы камерасы (а) жне реакциялы камерасыз (б) висбрекинг ондырысыны сызба-нсасы.
Дебиеттер тізімі
39. Г.. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мнай жне газ химиясымен технологиясы.– Алматы, 2007 ж.–241 б.
40. Х.А. Суербаев, К.М. Шалмаамбетова, .. оанбаев. Мнайдеу нерксібіні каталитикалы процестері. – Алматы, 2004 ж.– 131 б.
41. С.В. Вержичинская, Н.Г. Дигуров, С.А. Синицин Химия и технология нефти и газа.– Издательство «Форум», 2010.– 399 с.
42. Д.В.Сокольский, В. А. Друзь. Введение в теорию гетерогенного катализа.– М.: Наука., 1980.– 383 с.
43. О.В.Крылов. Гетерогенный катализ. –М:ИКЦ «Академкнига», 2004.– 236с.
44. А. А. Баландин. Мультиплетная теория катализа.– М.: Наука, 1970.–360 с.
45. С.3.Рогинский. Гетерогенный катализ. М.: Наука, 1979.–360 с.
46. А. Утелбаева, Б. Утелбаев. Органикалы заттар технологиясыны теориялы негіздері. –Кинетика жне катализ, 2007. – 417 с.
47. Ч. Сеттерфилд. Практический курс гетерогенного катализа. –М.: Мир, 1984. – 520 с.
48. М.С. Захарьевский. Кинетика и катализ. –М.: Химия, 1963. – 320 с.
49. Ж. Жермен. Гетерогенный катализ. –М.: Наука, l961. – С. 254
50. Ахметов А.С. Технология глубокой переработки нефти и газа. – Уфа.: Гилем, 2002. 672 с.
51. Каминский Е.Ф., Хавкин В.А. Глуобкая переработка нефти. – М: Техник, 2001. 384 с.
Дріс 6. Инелі кокс ндірісіні технологиясы. Негізгі шикізаты. Технологиялы параметрі. Инелі кокс ндірісіні принципиалды технологиялы сызба-нсасы.
Дріс мазмны.Кокстеу осымша мнай німдерін жне мнай коксын алуа арналан мнай алдытарын термиялы крекингтеуді тере формасы. Шикізатты реакциялы зонаа беру жне німді ондырыдан шыарылуына арай кокстеуді ндірістік дісі 3 типті ондырыда жргізіледі.
Кубтарда периодты кокстеу ондырысы – шикізатты жне німді периодты трде беру жне шыарып алу. Кокс шыымы - 50%. Камерада жартылай здіксіз немесе баяу кокстеу ондырысы. Шикізатты здіксіз беру жне німді периодты шыару. Кокс шыымы 35%. Коксті жаан сйылу абатында здіксіз кокстеу ондырысы немесе термокантактілі кекинг. Кокс шыымы 25 %.
| Алкилароматты кмірсутектер |
| Нафтенді кмірсутектер |
| Парафинді кмірсутектер |
| Жалыз ядролы ароматты кмірсутектер |
| аныпаан кмірсутектер |
| Полициклді ароматты кмірсутектер |
| Алкнилароматты кмірсутектер |
| Шайырлар |
| Асфальтендер |
| Карбендер |
| Карбоидтар |
Сурет 1 - Кокс тзілу процесіні сызба-нсасы.
Коксты рамындаы ккірт млшері шикізат рамындаы ккірт млшеріне сызыты туелді. Кокстегі клді млшері мнайды деу алдындаы тзсыздандыру тередігіне байланысты. Баяу термині кокстеу процесінде бырлы пештердегі реакциялы жне реакторларды жмыс жасау ерекшелігіне байланысты. Шикізатты пешті жоары температураа дейін ыздырып, сыртынан изолирленген, ыздырылмайтын кокстеу камерасына береді. Кокстеу шмкізатпен келетін жылу нтижесінде жреді. Асфальтенге бай, полициклді ароматты кмірсутектер млшері аз ауыр шикізатты агрегативтік тратылыы тмен боландытан пеш иректерінде абатталып, бырларда коксты жинаталуына келеді. Кокстеу ондырыларында шикізатты агрегативтік тратылыын арттыру шін арнайы ароматталан концентраттар: пиролизді ауыр шайыры, крекинг газойлі секілді олданылады.
Баяу кокстеу процесіні принципиалды технологиялы сызба-нсасы.Баяу кокстеу ондырысы келесі блоктардан ралады. 1. ыздырыш блок. 2. Реакциялы блок. 3. Фракционирлеуші блок. 4. Коксты сортировкалайтын жне шыаратн блок. Баяу кокстеу ондырысыны німділіге арай пештер1, 2 жне 3 блокты болып блінеді. Шикізат жылуалмастырыштарда жне пештерді конвекциялы иректерінде ыздырылып, К-1 колоннасыны жоары каскадты тарелкасына келіп тседі. Шикізатты бір блігі рециркуляция коэффициентін реттеу шін каскадты тарелканы тменгі жаынан беріледі. Сонымен атар кокстеу камерасынан ысты кокстеу німдеріні булары жне газдар беріледі. Нтижесінде шикізат кокстеу німдеріні булары жне газдарымен жанасып, шикізат ыздырылып, тмен температурада айнайтын фракциялар буланып, жоары температурада айнайтын фракциялар конденсирленіп, екіншілік шикізатпен араласып екіншілік шикізатты райды. Екіншілік шикізат К-1 колоннаны тменгі жаынан колоннаны радиантты блігінде орналасан пешті реакциялы иректеріне баытталады. Пеште екіншілік шикізат 490-5100С ыздырылып, 4 баытты кран арылы 2 параллельді аынмен 2 жмысшы камераа жіберіледі. Кокстеу німдеріні булары камерадан К-1 коллонасына жіреліп, ауыр алды камерада алады. Сйы алды біртіндеп кокске айналады. Баяу кокстеу ондырысындаы фракционирлеуші блок ректификациялы колоннадан К-1, буландырыш коллоналардан К-2 жне К-3, фракционирлеуші абсорберден К-4 жне бензинді тратандырушы К-5 колоннадан трады. Ауыр жне жеіл газойль сйкесінше К-2 жне К-3 буландырыш коллонасына жіберіледі. Газдар жне трасыз бензин С-1 сеператор арылы К-4 фракционирлеуші абсорберге келіп тседі. К-4 жоары блігіне ра газ, тменгі жаынан трасыз бензин блінеді. Трасыз бензин К-5 коллонасында тратандырылады. Пропан-бутан фракциясынан блініп,
I – шикізат; II – траты бензин; III – жеіл газойль; IV – ауыр газойль; V – головка стабилизации; VI – ра газ; VII - кокс; VIII – буландырыш камера булары; IX – су буы.
Сурет 3 - 2 блокты баяу кокстеу ондырысыны принципиалды-технологиялы сызба-нсасы.
Салындатылан коксты камерадан шыарып алу шін гидравликалы дісті олданады. Кокс пласталары 10-15 МПа ысымда су аынымен бзылады. Кокстеу камерасыны циклдері: кокстеу, коксты салындату, коксты шыару, камераны ыздыру. Кокспен толтырылан камера коксты бойындаы сйы німдерді алу шін су буымен рленеді. Кокс температурасы 400-4050С тмендегенде бу аынын колоннаа жіберуді тотатып, скрубберге баыттайды. Бу аынымен кокс 200 салындатылады. Кокстеу камерасын коксты шыарып аланан кейін, алдымен ызан су буымен, содан кейін жмысшы камерадаы костеу німдеріні ысты буымен 360-3700С ыздырып барып, жмысшы циклге осылады. Коксты сапасына жне шыымына шикізатты рециркуляциялау коэффициенті сер етеді.
Жоары сапалы графиттелген электродттар алуда клділігі аз жне аз ккіртті инелі кокстар олданылады.
Инелі коксты ерекшелігі: айын анизотропты талшы, гетерооспаларды млшері тмен, меншікті тыыздыы жне графиттелуі жоары болып келеді.
Инелі кокс ндірісіні дстрлі шикізаттары: термиялы крекинг процесіні аз ккіртті ароматталан дистиллятттары, каталитикалы крекинг газойлі, пиролиз процесіні ауыр шайыры.
Инелі кокс ндірісі шін мнай деу зауыттарында дистиллятты шикізатты термиялы крекингтеу ондырысы жне баяу кокстеу ондырысы болуы ажет. Зауытта шыарылан ароматталан алдыты жоары ысымда 6-8 МПа ары арай ароматтау масатында термиялы крекингке жіберіледі. Ары арай дистиллятты крекинг алды баяу кокстеу ондырысына жіберіледі.
Кокстеу процесі арылы алынан шикі кокс химиялы траты жне инетртті материал. Шикі коксты рамы: 88-95 % кміртектен, 3-4 % сутектен, 1-2 % азоттан, 0,58-6% ккірттен, 1-7 %оттектен ралады. Кокске электродты асиет беру шін оны 1200-13000С температурада ртеу пешінде ртейді. ртенген коксты рамы баыты жне млшері ртрлі кристаллиттерден ралады.
ртрлі кокстарды микрорылымы анизотропты дрежесімен аныталады.
Баяу кокстеу ондырысында алынатын ндірістік кміртектік материал - инелі кокс. Инелі кокс - дуголы электроалайы балытыш пештерде олданылатын ірі габаридті графиттелген электродтар ндірісі шін ажет.
Инелі коксты сапасын баылайтын негізгі крсеткіштер: кйдіргенен кейінгі тыыздыы, термиялы кеею коэффициенті, ккірт млшері, реакциялы абілеттілігі, клділігі.
Кйдіргенен кейінгі наыз тыыздыы
Кйдіргенен кейінгі наыз тыыздыыны жоары (2,11г/см3 жоары) болуы электродты материалды механикалы беріктігіні жоары болуын, термиялы тратылыыны жоары болуын амтамасыз ететін жылу жне электр ткізгіштік асиеттке ие болады.
Ккірт млшері
рамындаы ккірт млшері 1,0–1,2% жоары электродты графитті шикізаты ретінде олданылмайды. Себебі, 1400-2000°С температура аралыында десульфуризации жретіндіктен, электродты массаны клеміні кееюі жріп, электродты массада жарышалар пайда болады.
Термиялы кеею коэффициенті.
рылымын алыптастырушы абілеттілігі жоары жне графиттелген электродты термотратылыын анытайтын негізгі крсеткіш.
I – шикізат; II – траты бензин; III – жеіл газойль; IV – ауыр газойль; V – головка стабилизации; VI – ра газ; VII - кокс; VIII – буландырыш камера булары; IX – су буы.
Сурет 1 - 2 блокты баяу кокстеу ондырысыны принципиалды-технологиялы сызба-нсасы.
Коксты рттеу айналмалы бырлы пештерде жргізіледі. Айналмалы пеш диаметрі 3,0-4,0 м жне зындыы 45-60 м болатын алай бырдан жасалады. Пешті айналмалы жне иаш болуы алыдыы 45-50 см коксты жылжылмалы озалысына ммкіндік береді. Пештегі ртеуді атамасыз ету шін кокс аымына арсы отын жне ауа беріледі. Пеш саатына 1050 тонна коксты айналдырады. Жоары температуралы реактор крекинг жне шыш заттарды жаып, коксты рылымын реттейді. рттеу клесі сатылармен жргізіледі. 1. 1-ші зонада шикі кокс рамында 6-8 % ылал боландытан, кокс пеште 4000С температурада кептіріліп, ыздырылады. 2 - ші зонада шыш заттарды бліп алу жне термиялы крекингтеу процесі жреді. Бл сатыда кокс 800-1000С ыздырылып, шыш заттарды бойынан блінуінен ісінеді. Коксті ртеу 3-ші зонада аяталады. 8000С жоары температурад кмірсутектер сутекке жне пиролиттік кміртекке ыдыр Пиролиттік кміртек кокс кеуектерінде жинаталып, коксты тыыздалуына келеді. Графитті 2 лшемді рылымы 3 лшемді рылымды кристаллиттерге реттеледі. Кристалды рылымда пайда болан деффектілер пи элеткрондарды стап алып отырады.
Сурет 2 - Айналмалы ртеу пешіні функционалды сызба-нсасы.
Сурет 3 - Коксті ртеуде кристалды рылысыны тзілуі.
Шикі коксты 1100-13000С температурада ртеу арылы бойынан ылал, шыш заттар кетіп, электр жне жылу ткізгіштігін арттыратын кристалды тор алыптасады.
Сурет 4 – Анизотропты дрежесі трлі коксты рылысы.
Суретте крінгендей тыыз коллоидтты тзілімдерді барлы баытта біркелкі таралуы нтижесінде балыан (шот) изотропты рылым тзеді. Инелі кокс рылымы зын блшектерден тратын тере, ке кеуектерден ралады.
Коксты реакциялы абілеттілігі.
С+О2 = СО2
С+ СО2 = 2СО
Коксты реакциялы абілеттілігін онны рамындаы каталитикалы оспа трі анытайды. Натрий- коксты ауада жне кмір ышыл газындаы реакциялы абілеттілігін арттырса, ванадий ауамен тотыу реакциясын катализдейді.