Котировки акций
adrbidask
Газпром0.000.00
ГМК0.000.00
Лукойл0.000.00
Роснефть0.000.00
Ростелеком0.000.00
Сургутнефтегаз0.000.00
Татнефть0.000.00
ВТБ0.000.00
Данный на 00:00 МСК
Товарные рынки
BIDASK
Золото0.000.00
Серебро0.000.00
Платина0.000.00
Палладий0.000.00
Алюминий0.000.00
Никель0.000.00
Медь0.000.00
Нефть Brent0.000.00
Нефть Лайт0.000.00

ТЕРМОДЕСТРУКТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Висбрекинг Деструктивная перегонка Термический крекинг
Замедленное коксование в необогреваемых камерах Термоконтактный крекинг Пиролиз

Назначение, варианты, состав установки

Висбрекинг — процесс однократного термического крекинга тяжелого остаточного сырья, проводимый в мягких условиях. Типичное сырье висбрекинга — мазуты, получаемые при атмосферной перегонке нефтей, или вакуумные гудроны. Восприимчивость гудрона к висбрекингу тем выше, чем ниже температура его размягчения и чем меньше асфальтенов, нерастворимых в н-пентане.

Висбрекинг проводится для производства преимущественно жидкого котельного топлива пониженной по сравнению с сырьем вязкости (вариант I), либо с целью производства в повышенных количествах газойля — сырья для установок гидрокрекинга и каталитического крекинга (вариант II). В обоих вариантах побочными легкими продуктами являются газы и бензиновые фракции, выход которых обычно не превышает 3 и 8% (масс.) на сырье. Проведение процесса в более жестких условиях, что оценивается по выходу бензина, может приводить к нестабильности топлив, получаемых смешением остаточного продукта висбрекинга с другими компонентами тяжелого жидкого котельного топлива. Нестабильное топливо расслаивается, в нем образуется осадок.

При проведении висбрекинга по варианту I характерно следующее:

  • сохранение в составе остаточного продукта (называемого ниже висбрекинг-мазутом) всех жидких фракций, кроме бензиновых;
  • высокий выход висбрекинг-мазута (90—93% масс, на сырье);
  • более низкие по сравнению с сырьем вязкость, температуры начала кипения и застывания висбрекинг-мазута;
  • простота и гибкость технологической схемы установки, позволяющие перерабатывать остаточное сырье разного качества.

В результате висбрекинга гудронов значительно сокращается расход маловязкого дистиллятного разбавителя при приготовлении котельного топлива. Содержание тяжелых бензиновых фракций в остаточном продукте висбрекинга ограничивают, учитывая необходимость получения топлива с достаточно высокой температурой вспышки.

При проведении висбрекинга по варианту II установка дополняется вакуумной секцией, предназначаемой для выделения из висбрекинг-мазута вакуумного газойля. В результате процесса потенциальное содержание вакуумного газойля в сырье повышается на 25—40% (об.).

На некоторых заводах часть тяжелого остатка, получаемого по варианту II и являющегося нижним продуктом вакуумной колонны, используется как топливо на самих заводах, а избыток после разбавления маловязким продуктом, например каталитическим газойлем, направляется в резервуар товарного мазута нормированной вязкости.

Установка висбрекинга может входить как секция в состав комбинированной установки, например атмосферная перегонка нефти→висбрекинг атмосферного мазута→вакуумная перегонка→висбрекинг -мазута для выделения газойлевых фракций или висбрекинг атмосферного мазута→выделение газойлей (в частности, под вакуумом)→термический крекинг смеси газойлей с целью увеличения выхода керосиновой фракции. Возможны также варианты установок висбрекинга: на одних нагретое сьфье по выходе из печи направляется в необогреваемый реактор, где в основном и осуществляется неглубокий термокрекинг; на других — нагретое сырье подвергается висбрекингу в обогреваемом змеевике (сокинг-секция), расположенном во второй топочной камере трубчатой печи.

Для висбрекинга гудронов условия процесса такие: температура 460—500°С; давление 1,4—3,5 МПа. Длительность пребывания сырья в зоне реакции определяется с помощью уравнения скорости реакции первого порядка. Требуемый объем реакционной зоны, т. е. того участка змеевика, где температура сырья превышает 399°С, составляет 3,6—4,8 м3 на каждые 1000 м3 перерабатываемого жидкого сырья в сутки.

Теплота реакции термического крекинга

Процесс висбрекинга протекает с поглощением тепла; теплоты эндотермических реакций неглубокой формы термического крекинга разных образцов сырья на 1 кг бензина с концом кипения 225°С приведены ниже:

Сырье Плотность сырья при 20°С, кг/м3 Теплота реакции при различном выходе бензина, кДж/кг
5%, масс. 10%, масс. 15%, масс.
Мазут бакинской нефти 945 1425 1380 1340
Мазут грозненской нефти 904 1510 1465 1425
Газойль бакинской нефти 853 1260 1240 1270
Дистиллят парафинистый 859 1300 1470 1470
Битум парафинистый 1004 587 922 1006

Характеристики сырья и продуктов висбрекинга

Показатели Мазут легкой аравийской нефти Гудрон легкой аравийской нефти Полугудрон ставропольской нефти
Выходы продуктов, % (масс.):
    сероводород 0,2 0,3 -
    газы до С4 2,1 2,2 0,8
    фракции С5 и С6 1,4 1,3 ∑5,6 (КК-180°С)
    фракция С7-185°С 4,7 4,6
    фракция 185-371°С 10,7 - -
    остаток (>371°С) 80,9 - -
    остаток (>185°С) - 91,6 92,6 (НК-180°С)

Итого:

100,0 100,0 99,0
Характеристика сырья:
    Плотность при 20°С, кг/м3 954 1022 918
    Вязкость кинематическая при 50°С, мм2 480 - 33,3 (при 80°С)
    Температура застывания, °С 15 41 49
    Коксуемость по Конрадсону, % (масс.) 7,6 20,8 4,3
    Содержание, % (масс.) серы 3,0 4,0 0,32
    Содержание, % (масс.) азота 0,16 0,31 -
Характеристика остаточного продукта:
    Начало кипения, °С 371 185 180
    Плотность при 20°С, кг/м3 968 1020 896
    Вязкость кинематическая при 50°С, мм2 300 6000 16,8 (при 80°С)
    Температура застывания, °С - 29 40
    Содержание, % (масс.) серы 3,2 4,0 0,2

Октановое число бензиновой фракции висбрекинга находится в пределах от 58 до 68 (моторный метод, без присадки). Содержание серы в бензиновых и керосиновых фракциях существенно ниже, чем в сырье; однако эти фракции обычно нуждаются в очистке. Например, подвергая висбрекингу мазут [мол. масса 407, плотность 938,5 кг/м3; содержание серы 1,81 % (масс.), коксуемость 5,0 %], самотлорской нефти, получали бензин и керосин, содержащие до очистки 0,7 и 1,0 % (масс.) серы.

Технологические схемы висбрекинга

Fig17

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 1,7 МПа. 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 8. Балансовое количество газойля отводится с установки через холодильник 5.

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.

Висбрекинг-установка с сокинг-секцией

Такая установка отличается от рассмотренной выше главным образом тем, что процесс висбрекинга в ней осуществляется в обогреваемом змеевике внутри печи. Поэтому ниже рассматривается только нагревательно-реакторная печь.

В левой топочной камере вдоль боковых стен и у потолка расположены нагревательные радиантные трубы, а в правой топочной камере — радиантные трубы сокинг-секции, с регулируемым, но самостоятельным подводом тепла в эту секцию. Уходящие из топочных камер I и III дымовые газы поступают через проемы внизу внутренних стен в конвекционную камеру II. Здесь восходящий поток дымовых газов охлаждается, отдавая тепло на нагрев сырья (при наличии для него конвекционного змеевика), испарение воды и перегрев водяного пара при размещении в камере трубчатых элементов парового котла-утилизатора или пароперегревателя.

Длительность пребывания сырья в сокинг-секции зависит от его расхода (подачи в змеевик печи), давления на участке паро- и газообразования, а также от расхода водяного пара, вводимого в радиантные трубы. Для подавления реакций смесь, выходящая из сокинг-секции, охлаждается путем ввода в нее рециркулирующей жидкости.

Печь оснащена контрольно-измерительными приборами и регуляторами, такими, как: указатели температуры (УТ) стенок радиантных труб; регулятор температуры (РТ) сырья при выходе его из нагревательного змеевика; регулятор температуры продуктов висбрекинга при выходе их из сокинг-секции; регулятор давления (РД) на выводной линии.

С увеличением глубины крекинга сыря и при перегреве труб усиливается отложение кокса на внутренней поверхности змеевика сокинг-секции, что сокращает длительность рабочего пробега печи. Рекомендуемые значения тепловых напряженностей радиантных поверхностей нагрева (подсчет по наружному диаметру труб) в печах висбрекинг-установок следующие:

  • нагревательная секция 102—113 МДж/(м2·ч);
  • сокинг-секция 68—80 МДж/(м2·ч).

Эти значения приемлемы при одностороннем факельном облучении труб, располагаемых у потолка и стен с шагом, равным двум диаметрам.



Висбрекинг Деструктивная перегонка Термический крекинг
Замедленное коксование в необогреваемых камерах Термоконтактный крекинг Пиролиз

ТЕРМОДЕСТРУКТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Курс валют предоставлен сайтом kursvalut.com