Гидрооочистка дизтоплива
Исследование технологии установки каталитического крекинга с прямоточным лифт-реактором. Характеристика продуктов секции "Каталитического крекинга" комбинированной установки глубокой переработки мазута КТ-1 ТОО "ПНХЗ", оценка их выходных свойств.
Рубрика | Химия |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 31.05.2014 |
Размер файла | 258,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Для отпарки легких фракций в нижнюю часть К-2/2 подается водяной пар 12 ата.
Фракция 270-420°С забирается насосами Н-5/1, 5 р с низа отпарной колонны К-2/2 и подается в теплообменник Т-4, затем в холодильник воздушного охлаждения ХВ-9, после которого выводится с установки на топливную станцию, в качестве сырья для производства технического углерода, либо в линию котельного топлива в качестве компонента котельного топлива.
С четырнадцатой тарелки К-1 (второго потока), фр. 195-270°С самотеком поступает в отпарную колонну К-2/1, где отпариваются легкие фракции и возвращаются в К-1 под шестнадцатую тарелку.
Фр.195-270°С, с низа К-2/1 поступает на приемы насосов Н-1, Н-4, Н-5 р, и откачивается через межтрубное пространство теплообменника Т-1, воздушный холодильник ХВ-33/1, и выводится с установки как печное топливо, либо как компонент гидроочищенного топлива секции гидроочистки или не гидроочищенного топлива вакуумной перегонки.
С верха колонны К-1 ректификат (углеводородный газ, нестабильный бензин, водяной пар) поступает в холодильники воздушного охлаждения ХВ-1/1-9, где конденсируются пары бензина и водяного пара. Затем газоконденсатная смесь поступает в доохладители Х-1/1,2,3, где в качестве хладоагента используется оборотная вода I системы. После этого газоконденсатная смесь поступает в газоводоотделитель 0-1, где происходит разделение на жирный газ, нестабильный бензин и воду.
В аварийных ситуациях или при пуске и остановке установки для поддержания требуемого давления в 0-1, предусмотрен сброс жирного газа из 0-1 на факел низкого давления.
Нестабильный бензин из 0-1 поступает на прием насосов Н-10/1, 2, р и откачивается в Е-37 на установку абсорбции и газофракционирования.
Технологический конденсат с нижней части 0-1 самотеком через регулятор уровня раздела фаз вода-бензин поступает в буферную емкость Е-9.
Фракция >420С с механическими примесями (катализатором) по сливным патрубкам поступает в отстойную зону колонны К-1, отделенную от отмывочно-сепарационной зоны колонны, конусообразным днищем.
С верха отстойной зоны фракция >420°С поступает на прием насосов Н-3/1,2,3,4, р и выводится с установки через одну секцию ХВ-9 и теплообменник Т-7.
Технологической схемой предусмотрен вывод фр.>420С и фр. 270-420°С через теплообменник Т-4 и ХВ-9 для использования ее в качестве компонентов сырья для получения технического углерода и компонента котельного топлива или, компонента сырья для коксования.
В нижней части отстойной зоны К-1 концентрируется шлам, откачиваемый насосами Н-3/1,2,3,4, р в линию сырья Р-1.
В ректификационной колонне предусмотрено четыре циркуляционных орошения. Верхнее (ВЦО), первое (I ПЦО), второе (II ПЦО), нижнее (НЦО) орошения.
Верхнее циркуляционное орошение с полуглухой 27-ой тарелки забирается насосами Н-6/1,2, р и подается в теплообменники Т-9/1,2, где отдает тепло нестабильному бензину секции абсорбции и газофракционирования, затем поступает в холодильники воздушного охлаждения ХВ-2/1-4, и выводится на 30-ю и 25-ю тарелки К-1.
На 25-ю тарелку также предусмотрена подача некондиционных продуктов: бензина секции вакуумной перегонки мазута, бензина УЗК, бензина УСБ.
Первое промежуточное циркуляционное орошение с 12-й тарелки К-1 поступает на прием насосов Н-7, Н-8 р, затем подается в теплообменник Т-2, где отдает тепло гидрогенизату секции гидроочистки вакуумного газойля и возвращается в К-1 на 13-ю тарелку.
Второе промежуточное циркуляционное орошение с 2-й тарелки К-1 забирается насосами Н-8 и Н-8 р и подается в подогреватели Т-33, Т-34 секции вакуумной перегонки мазут, а затем в теплообменник Т-3, где отдает тепло гидрогенизату секции гидроочистки и возвращается в К-1 на 3-ю тарелку.
Нижнее циркуляционное орошение выводится с отстойной зоны К-1 насосами Н-9/1,2, р и параллельными потоками подается в теплообменники Т-5/1,2, где отдает тепло гидрогенизату секции гидроочистки и в подогреватели Т-32, Т-37 секции вакуумной перегонки мазута, затем возвращается в отмывочно-сепарационную зону колонны К-1 тремя параллельными потоками на ситчатые тарелки 1с, 2с, 3 с.
Технологический сульфидсодержащий конденсат секций гидроочистки, каталитического крекинга, вакуумной перегонки мазута подлежащий очистке, самотеком поступает в буферную емкость Е-9, оборудованную перегородкой и образованных ею камеры для конденсата (основной объем) и камеры для сбора углеводородов (15% объема Е-9).
Нормы технологического режима
Нормы технологического режима описаны в таблице 3.2.
Таблица 3.2 - Нормы технологического режима
Наименование стадий процесса, аппаратов, показателей режима |
Ед. изм. |
Допустимые пределы технологических параметров |
|
Реактор Р-1 |
|||
Температура |
|||
- сырье на выходе в Р-1 |
С |
280-355 |
|
Давление |
|||
- давление в линии сырья Р-1 |
МПа |
0,7-0,8 |
|
- давление пара на реакторный блок |
МПа |
0,3-0,4 |
|
Температура по зонам Р-1 |
|||
- низа лифт-реактора |
С |
630-670 |
|
- середины лифт-реактора |
С |
520-560 |
|
- реакционной смеси на выходе из сепарационного устройства |
С С |
500-540 |
|
- отстойной зоны |
С |
500-530 |
|
- сборной камеры |
С |
495-530 |
|
- зоны десорбции |
С |
495-530 |
|
Давление |
|||
- в отстойной зоне Р-1 |
МПа |
0,11-0,155 |
|
- перепад давления на циклонах Р-1 |
МПа |
н.н. 0,005 |
|
Концентрация катализатора |
|||
- в лифт-реакторе |
Кг/м3 |
до 80 |
|
- в зоне десорбции |
Кг/м3 |
350-800 |
|
- по высоте лифт-реактора с сепарирующим устройством |
Кгс/см2 |
700-1500 |
|
- по сепарирующему устройству |
МПа |
50,0-100,0 |
|
Уровень кипящего слоя |
%шк. |
35-60, н.б. 85 |
|
Перепад давления на запорно-регулирующих клапанах трансп. Линий |
МПа |
0,025-0,065 |
|
Перепад давления между реактором и регенератором |
МПа |
0,007-0,015 |
|
Регенератор Р-2 |
|||
Расход воздуха на регенерацию |
Нм3/ч |
70000-110000 |
|
Температура по зонам регенератора |
|||
- в сборной камере зоны циклонов |
С |
н.б. 700 |
|
-верха отстойной зоны |
С |
660-700 |
|
- в кипящем слое |
С |
640-690 |
|
Разность температур между отстойной зоной и кипящим слоем |
С |
н.б. 60 |
|
Перепад давления между сборной камерой Р-2 и остальной зоной |
МПа |
н.н. 0,012 |
|
Давление жидкого топлива к форсункам регенератора Р-2 |
МПа |
0,2-0,10 |
|
Давление в отстойной зоне |
МПа |
0,12-0,17 |
|
Уровень кипящего слоя |
%шк, м |
40-60 |
|
Концентрация катализатора в кипящем слое |
Кг/м3 |
300-650 |
|
Топка под давлением П-1 |
|||
- температура |
С |
н.б. 550 |
|
Давление в линии жидкого топлива на топливные форсунки Р-2 |
МПа |
0,2-0,10 |
|
Расход жидкого топлива на форсунки Р-2 |
М3/ч |
0-10 |
|
Бункер уловленного катализатора Б-3 |
|||
- температура |
С |
н.б. 700 |
|
- давление |
МПа |
0,12-0,17 |
|
Аппарат сжиженного давления газов регенерации Д-1 |
|||
- температура на выходе |
С |
н.б. 700 |
|
- температура на выходе |
С |
н.б. 700 |
|
- температура на выходе дымовых газов с Р-2 |
С |
н.б. 700 |
|
Содержание в дымовых газов СО и О2 (режим дожига СО в кипящем слое Р-2) |
|||
- О2 |
%об. |
3-8 |
|
- СО |
%об. |
н.б. 0,2 |
|
Режим дожига СО в топке П-1 |
|||
- О2 |
%об. |
н.м. 1,0 |
|
- СО |
%об. |
4-10 |
|
Бункер аварийной выгрузки катализатора Б-1 |
|||
- давление |
МПа |
н.б. 0,20 |
|
- температура |
С |
н.б. 400 |
|
Бункер свежего катализатора Б-2 |
|||
- давление |
МПа |
н.б. 0,20 |
|
Колонна К-1 |
|||
Температура |
|||
- верха |
С |
110-140 |
|
- 27 тарелка |
С |
110-140 |
|
- 25 тарелка |
С |
160-180 |
|
- 13 тарелка |
С |
180-250 |
|
-3 тарелка |
С |
270-335 |
|
Верх отстойной зоны |
325-390 |
||
Низ отстойной зоны |
С |
325-390 |
|
Давление |
|||
- верх колонны |
МПа |
0,07-0,14 |
|
Уровень в колонне |
|||
- низ колонны |
%шк. |
30-80 |
|
Верхнее циркуляционное орошение (ВЦО) |
|||
- температура возврата в колонну после ХВ-2 |
С |
40-80 |
|
Первое промежуточное циркуляционное орошение |
|||
- температура возврата в колонну |
С |
120-180 |
|
Второе промежуточное циркуляционное орошение |
|||
- температура возврата в колонну |
С |
175-215 |
|
- расход |
М3/ч |
70-200 |
|
Нижнее циркуляционное орошение |
|||
- температура возврата в колонну |
С |
150-300 |
|
- на 1-й ситчатой тарелке |
С |
150-350 |
|
- на 2-й ситчатой тарелке |
С |
150-350 |
|
- на 3-й ситчатой тарелке |
С |
150-350 |
|
Отпарная колонна К-2/1 |
|||
- температура низа |
С |
180-230 |
|
- уровень в колонне |
%шк. |
30-80 |
|
- расход водяного пара в колонну |
М3/ч |
250-350 |
|
Отпарная колонна |
|||
К-2/2 |
|||
- температура низа |
С |
250-290 |
|
- температура на перетоке в К-2/2 |
С |
270-335 |
|
- уровень в колонне |
%шк. |
30-80 |
|
- расход водяного пара |
кг/ч |
250-350 |
|
Температура газохода |
С |
Не регламентируется |
|
Газоводоотделитель 0-1 |
|||
- температура на выходе после Х-1 |
С |
35-45 |
|
- температура в емкости |
С |
35-45 |
|
- давление |
МПа |
0,025-0,055 |
|
- уровень бензина |
% шк. |
30-80 |
|
- уровень раздела фаз (вода-бензин) |
% шк. |
20-70 |
|
Выход продуктов секции катал. крекинга и ректификации с установки |
|||
фр. 195-270С |
|||
- температура |
|||
- в линию г/о диз. топлива |
С |
н.б. 60 |
|
- после ХВ-3-1 |
С |
н.б. 60 |
|
фр. 270-420С |
|||
- давление в линии |
МПа |
0,4-0,6 |
|
- температура после ХВ-9 |
С |
н.б. 90 |
|
- температура |
С |
н.б. 90 |
|
Колонна К-3 |
|||
- температура подачи конденсата в К-3 |
С |
75-95 |
|
- низа |
С |
75-90 |
|
- верха |
С |
75-90 |
|
- расход технического воздуха на окисление |
Нм3/ч |
400-600 |
|
- давление |
МПа |
до 0,7 |
|
- уровень |
%шк. |
30-80 |
|
Выход технологич. конденсата с установки |
|||
- температура |
С |
н.б. 90 |
|
Давление воздуха КИПиА |
МПа |
0,2-0,4 |
|
Давление в системе охлаждения насосов |
МПа |
н.н. 0,2 |
|
Давление оборотной воды I системы |
МПа |
н.н. 0,2 |
|
- уровень |
% шк. |
20-80 |
|
- температура |
С |
н.б. 80 |
4. Расчетная часть
Условные обозначения
Gц - поток циркулирующего катализатора, поступающего в реактор, кг/ч;
L + R - суммарная загрузка реактора свежим L и рециркулирующим R сырьём, кг/ч. т/сут;
hL - удельная энтальпия сырья Дж/кг;
xотр - содержание кокса на отработанном катализаторе, % (масс);
xрег - содержание кокса на регенерированном катализаторе% (масс);
с - плотность кг/ м3
М - молекулярная масса;
K - расходный коэффициент;
m - расход сырья, реагента, электроэнергии и т.п.;
N - масса целевого продукта, т;
Qрасх - расход тепла, МДж/ч;
Qприх - приход тепла, МДж/ч;
kц - кратность циркуляции катализатора;
G - расход, кг/кг;
Qн-теплота сгорания кокса, МДж/ч;
GkХ - количество катализатора в объёме реакционной зоны, кг/ч;
с - концентрация катализатора во взвеси, кг/м3
V - объём, м3
фк - среднее фиктивное время, с;
S - поверхность сечения, м2
D - диаметр, м;
щ - средняя фиктивная скорость, м/с;
а - удельная нагрузка на полное сечение отпарной секции по циркулирующему катализатору, кг/(м2с);
Z - Расход водяного пара на отпаривание, кмоль/ч;
H - Высота рабочей зоны, м;
у-Нормативное допускаемое напряжение, Па;
N - Нагрузка на опоры, Н;
i - эмпирический коэффициент;
d0 диаметр отверстия диафрагмы, м;
д - толщина диафрагмы, м;
q - расход твердой фазы через кольцевое отверстие, кг/(м2с);
?P-перепад давления в клапане, Па;
F - площадь свободного сечения шибера, м2;
г - плотность катализаторного потока, кг/м3;
T - температура, К;
t - температура, 0С.
Материальный баланс
На установках каталитического крекинга с микросферическим катализатором последний непрерывно циркулирует между реактором и регенератором. Интенсивность циркуляции катализатора характеризуется кратностью циркуляции катализатора kц, определяемой по формуле
kц = Gц / (L + R), (4.1)
где Gц - поток циркулирующего катализатора, поступающего в реактор, кг/ч;
L + R - суммарная загрузка реактора свежим и рециркулирующим сырьём, кг/ч.
Количество циркулирующего в системе катализатора, а следовательно, и кратность циркуляции его не могут приниматься произвольно. Количество катализатора, избыток теплоты в регенераторе и удельная энтальпия сырья, поступающего в реактор, должны быть увязаны с помощью тепловых балансов реактора и регенератора. Если, например, задаться значением удельной энтальпии, то из теплового баланса реактора можно найти количество циркулирующего катализатора, а из баланса регенератора - избыточную теплоту.
С другой стороны, можно составить материальный баланс по сжигаемому коксу К, кг/ч. Величина определяется по формуле
K = [(Gц + K) • xотр / 100] - G • xрег / 100, (4.2)
где xотр - содержание кокса на отработанном катализаторе, % (масс);
xрег - содержание кокса на регенерированном катализаторе, % (масс).
Из последнего уравнения при найденном количестве циркулирующего катализатора можно определить содержание кокса на отработанном катализаторе хотр
xотр = Gц • xрег + 100 • K / (Gц + K) (4.3)
Для эффективной работы реактора найденная величина не должна быть выше рекомендуемых значений.
Таблица 4.1 - Исходные данные
Параметр |
Обозначение |
Практические значения |
|
Температура, 0С: |
|||
В реакторе, |
Tр |
480-510 |
|
В регенераторе, |
Tрег |
580-620 |
|
Ввода сырья в реактор, |
Tс |
200-360 |
|
Температура ввода перегретого пара в реактор |
Tр |
350-470 |
|
Давление в реакторе и регенераторе МПа |
Р |
0,18 |
|
Массовая скорость подачи сырья, кг/(кгч) |
|||
В лифт реакторе |
g |
55-130 |
|
Общая (лифт-реактор + «кипящий слой») |
g1 |
20-22 |
|
Кратность циркуляции катализатора |
Кц |
2-15 |
|
Содержание кокса% (масс.): |
|||
На регенерированном катализаторе |
xрег |
0,2-0,4 |
|
На отработанном катализаторе |
xотр |
0,8-1,8 |
|
Насыпная плотность катализатора, кг/м3 |
а |
720-800 |
|
Концентрация катализатора во взвеси, кг/м3; |
|||
В «кипящем» слое |
ск |
240-550 |
|
В стояках |
сс |
240-600 |
|
В линии пневмотранспорта |
сп |
20-80 |
|
В лифт реакторе |
сл |
40-80 |
|
В отпарной секции реактора |
со |
330-460 |
|
Скорость (фиктивная) паров и газов, м/с; В зонах: «кипящего» слоя |
|||
«кипящего» слоя |
щк |
0,4-0,75 |
|
В зоне отпаривания реактора |
щ0 |
0,2-0,4 |
|
На входе в лифт реактор |
щвх |
6-10 |
|
На выходе из лифт реактора |
щвых |
15-25 |
|
Линейная скорость потока взвеси, м/с; |
|||
На пневмотранспортных линиях |
vп |
5-12 |
|
В стояках |
vш |
0,6-2,1 |
|
Газов в шлемовых трубах реактора и регенератора, м/с; |
vг |
25-40 |
|
Время пребывания катализатора |
|||
В лифт реакторе, с |
tпрр |
3-4 |
|
В отпарной секции, с |
tпро |
60-500 |
|
В регенераторе, мин |
tпррег |
240-1200 |
|
Расход воздуха на сжигание кокса, кг/кг |
Gв |
11-13 |
|
Количество теплоты, кДж: |
|||
Реакции на 1 кг свежего сырья |
Qр |
210-275 |
|
Сгорания 1 кг кокса |
Qс |
25000-32000 |
|
Средняя теплоёмкость, кДж/(кгК): |
|||
Кокса |
Ск |
1,65-2,51 |
|
Катализатора |
Скат |
1,05-1,13 |
|
Производительность посырью, т/г |
Lг |
2000000 |
|
Равновесная активность катализатора, %(масс) |
- |
40 |
Приход. Как правило, реактор загружается сырьем и рециркулятом (в размере 10% от количества сырья), поэтому приход П составит
П = L + R, (4.4)
где L-расход сырья, кг/ч;
R-расход рециркулята, кг/ч.
Производим пересчет годовой производительности установки каталитического крекинга в часовую
L = 1500000 • 1000/ (340 • 24) = 183823,5 кг/ч.
Следовательно, расход рециркулята R составит
R = 0.1 • L, (4.5)
Подставляя значения в формулу (4.5) получаем
R = 0,1 • 183823,5 = 18382,3 кг/ч.
Исходя из формулы (4.4) находим
П = 183823,5 + 18382,3 = 202205,83 кг/ч.
Чтобы перевести приведенные выше величины из массового расхода в мольный, необходимо разделить их на мольную массу соответствующего компонента
Rм = R / МR, (4.6)
где Rм - расход рециркулята, кмоль/ч;
МR - его мольная масса.
Подставив исходные данные в формулу 4.6 получаем
Rм =18382,3/ 360= 51,06 кмоль/ч,
Переведем массовый расход в мольный:
Lм = L / МL, (4.7)
где Lм - расход сырья, кмоль/ч;
МL - его мольная масса.
Подставив исходные данные в формулу 4.7, получаем
МL = 183823,5 / 350= 525,2 кмоль/ч
Расход. Продуктами каталитического крекинга являются: углеводородные газы, бензин, легкий газойль, тяжелый газойль и кокс.
Зная долю, приходящуюся на каждый вид продукта, определяем его выход:
а) для углеводородных газов (УВГ)
Г=xм • L, (4.8)
где Г - выход углеводородных газов, кг/ч;
xм - доля, приходящаяся на УВГ, %(масс).
Подставляя значения в формулу 4.8 получаем
Г=0,12 • 183823,5 = 22058,82 кг/ч.
б) для бензина
Б=xб • L, (4.9)
где Б - выход бензина кг/ч;
xб - доля, приходящаяся на бензин, %(масс).
Исходя из формулы 4.9 находим
Б = 0,493 • 183823,5 = 90624,98 кг/ч.
Выход бензина Бм в молях находим по формуле
Бм=Б/Мб, (4.10)
где Бм - выход бензина, кмоль/ч;
Мб -его мольная масса.
Подставляем в формулу 4.10 значения
Бм = 90624,98 / 112 = 809,15 кмоль/ч.
в) для легкого газойля
Л = xл • L, (4.11)
где Л - выход легкого газойля, кг/ч;
xл - доля, приходящаяся на легкий газойль, %(масс).
Исходя из формулы 4.11 находим
Л = 0,24 • 183823,5 = 44117,64 кг/ч.
В молях
Лм = Л / М = 44117,64/ 240 = 183,82 кмоль/ч.
г) для тяжелого газойля
Т = xт •L, (4.12)
где Т-выход тяжелого газойля, кг/ч;
xт - доля, приходящаяся на тяжелый газойль, %(масс).
Исходя из формулы 4.12 находим
Т = 0,081 • 183823,5 = 14889,70 кг/ч.
В молях
Тм = 14889,70 / 360 = 41,36 кмоль/ч.
д) для кокса
К=xк • L, (4.13)
где К-выход кокса, кг/ч;
xк - доля, приходящаяся на кокс, %(масс).
Исходя из формулы 4.13 находим
К = 0,06 • 183823,5 = 11029,41 кг/ч.
е) потери
п=xп • L, (4.14)
где п-потери, кг/ч;
xп - доля, приходящаяся на них, %(масс).
Исходя из формулы 4.14 находим
п = 0,006 • 183823,5= 1102,94 кг/ч.
е) на рециркуляцию
R = 0.1 • L = 0,1 • 183823,5 = 18382,35 кг/ч.
Результаты расчетов представим в виде таблицы:
Таблица 4.2 - Материальный баланс
Материальный поток |
Обозначение |
М |
Проценты |
кг/ч |
кмоль/ч |
|
Приход |
||||||
Сырьё |
L |
350 |
100,0 |
183823,5 |
525,21 |
|
Рециркулят |
R |
360 |
10,0 |
18382,35 |
51,06 |
|
Всего |
110,0 |
202205,85 |
576,27 |
|||
Расход |
||||||
Углеводородные газы (фр. С1-С4) |
Г |
32 |
12,0 |
22058,82 |
689,34 |
|
Бензин (фр. С5-1950С) |
Б |
112 |
49,3 |
90624,98 |
809,15 |
|
Лёгкий газойль |
Л |
240 |
24,0 |
44117,64 |
183,82 |
|
Тяжёлый газойль |
Т |
360 |
8,1 |
14889,7 |
41,36 |
|
Кокс |
К |
- |
6,0 |
11029,41 |
- |
|
Потери |
- |
- |
0,6 |
1102,94 |
- |
|
Рециркулят |
R |
360 |
10,0 |
18382,35 |
51,06 |
|
Всего |
110,0 |
202205,8 |
1774,73 |
Тепловой баланс
В связи с непрерывной циркуляцией катализатора между реактором и регенератором величины удельной энтальпии сырья на входе в реактор, кратность циркуляции катализатора и величина избытка тепла в регенераторе должны быть взаимно увязаны с помощью соответствующих тепловых балансов. Расчёт произведён в предположении, что сырьё поступает в реактор в жидком состоянии при температуре 3000С. При этой температуре удельная энтальпия сырья hL=694.9 кДж/кг.
Таблица 4.3 - Тепловой баланс реактора
Наименование |
t, 0С |
С, кДж/ (кг*К) |
h, кДж/кг |
G, кг/ч |
Q, МДж/ч |
||
Приход |
|||||||
Сырьё |
0,897 |
300 |
- |
694,9 |
183823,5 |
127738,9 |
|
Рециркулят |
0,937 |
340 |
- |
794,5 |
18382,35 |
14604,77 |
|
Катализатор (регенерированный) |
- |
600 |
1,1 |
660,0 |
Gц |
0,66Gц |
|
Водяной пар |
- |
470 |
2,0 |
940,0 |
0,005*Gц |
0,0047Gц |
|
Всего |
142343,67 +0,6647Gц |
||||||
Углеводородные газы |
- |
490 |
- |
1828,0 |
22058,82 |
40323,52 |
|
Бензин |
0,735 |
490 |
- |
1565,9 |
90624,98 |
141909,65 |
|
Легкий газойль |
0,898 |
490 |
- |
1468,7 |
44117,64 |
64795,57 |
|
Тяжёлый газойль |
0,937 |
490 |
- |
1450,3 |
14889,7 |
21594,53 |
|
Рециркулят |
0,937 |
490 |
- |
1450,3 |
18382,35 |
26659,92 |
|
Водяной пар |
- |
490 |
2,0 |
980,0 |
0,005*Gц |
0,0049Gц |
|
Катализатор |
- |
490 |
1,1 |
528,0 |
Gц |
0,528Gц |
|
Кокс |
- |
490 |
2,0 |
960,0 |
11029,41 |
10588,23 |
|
Теплота реакции |
- |
- |
- |
210,0 |
205479 |
43150,7 |
|
Потери тепла |
- |
- |
- |
- |
- |
9000 |
|
Всего |
358022,12+ +0,5329Gц |
Неизвестной величиной является количество циркулирующего регенерированного катализатора. Общий приход тепла Qприх в реактор составляет
Qприх=142343,67+0,6647Gц, (4.15)
где Gц - количество циркулирующего катализатора, кг/ч.
Расход тепла Qрасх
Qрасх=358022,12 +0,5329Gц (4.16)
Приравниваем приход и расход тепла и находим Gц:
142343,67+0,6647Gц=358022,12+0,5329Gц (4.17)
Преобразуя выражение 4.17 получаем
Gц= кг/ч.
Кратность циркуляции катализатора:
кц = , (4.18)
где L-расход сырья, кг/ч;
R - расход рециркулята, кг/ч.
Находим содержание кокса Хотр на отработанном катализаторе. Учитывая его количество на регенерированном катализаторе, имеем
хотр=, (4.19)
где хотр - содержание кокса на отработанном катализаторе, % (масс);
хрег - содержание кокса на регенерированном катализаторе, % (масс);
К - расход кокса, кг/ч.
Исходя из формулы 4.19 получим
хотр =% (масс).
Значение хотр не превышает предела (0,8-1,8%).
Таблица 4.4 - Тепловой баланс регенератора
Наименование |
t, 0С |
С, кДж/(кг*к) |
h, кДж/кг |
G, кг/ч |
Q, МДж/ч |
|
Приход |
||||||
Катализатор |
480 |
1,1 |
528 |
1636407,05 |
864022 |
|
Кокс |
480 |
2,0 |
960 |
11029,41 |
10588,2 |
|
Воздух |
30 |
1,0 |
30 |
102275,4 |
3068,2 |
|
Тепло сгорания кокса |
- |
- |
30000 |
11029,41 |
330882,3 |
|
Итого |
1208560,7 |
|||||
Расход |
||||||
Регенерированный циркулирующий катализатор |
600 |
1,1 |
660 |
1636407,05 |
1080028,6 |
|
Дымовые газы |
600 |
1,05 |
630 |
102275,4 |
64433,5 |
|
Потери |
- |
- |
- |
- |
Qизб |
|
Итого |
1144462,1+ Qизб |
Приравнивая приход тепла в регенератор и его расход:
1208560,7= 1144462,1+Qизб
где Qизб - избыток теплоты в регенераторе, МДж/кг
находим избыток тепла:
Qизб=1208560,7-1144462,1= 64098,6 МДж/кг
Необходимо отметить, что фактическое значение Qизб будет ниже на величину тепловых потерь в системе реактор - регенератор.
Конструктивный расчёт реакторного блока
Рисунок 4.1
Реактор включает в себя шлемовую трубу 5, стояк вывода катализатора 6, реакционную зону 1 (лифт реактор), реакционную зону 2 (формированный псевдоожиженный слой) и зону отпаривания 3 и зону сепарации 4. Регенератор имеет стояк 10, рабочую зону 7 (псевдоожиженный слой) и зону сепарации 8, шлемовая труба 9.
Реакционная зона (лифт реактор). Количество катализатора в объёме реакционной зоны один равно
Gk1 = (4.20)
Gk1 = кг/ч.
Приняв концентрацию катализатора во взвеси с1=60 кг/м3 найдём объём лифт реактора
Vp1= (4.21)
Vp1= м3
Среднее время пребывания катализатора в лифт-реакторе составит
фк1= (4.22)
фк1=с
Расход в лифт-реакторе изменяется от 576,27 до 1774,73 кмоль/ч. Поэтому для расчета объемного расхода реакционной массы принимаем средний мольный расход.
V1= кмоль/ч
Среднее фиктивное время пребывания паров реакционной смеси в зоне один
ф1= (4.23)
ф1=с
примем среднюю фиктивную скорость паров в лифт-реакторе щ1=14 м/с, тогда сечение и диаметр лифт реактора составят
S1= (4.24)
S1=м2
D1= (4.25)
D1 м
Высота лифт реактора
l1=м (4.26)
l1м
Реакционная зона 2 (форсированный «кипящий» слой). Общее количество катализатора в пределах реакционных зон 1 и 2 рассчитываем по общей массовой скорости подачи сырья g=22 кг/(кгч);
Gk= (4.27)
Gk кг/ч
Очевидно, масса катализатора в пределах зоны 2 должна составить
Gk2= Gк - Gк1 (4.28)
Gk2=9191,17-1414,03= 7777,14 кг/ч
Объёмный расход углеводородных паров в условиях реакционной зоны 2 т.е. при t2=5000C, Р=0,18 МПа, составит
V2=м3/ч
Примем для зоны 2 высокую фиктивную скорость углеводородных паров щ2=0,75 м/с и соответственно низкую концентрацию катализатора во взвешенном слое с2=250 кг/м3. тогда объём этой реакционной зоны будет равен
Vp2= (4.29)
Vp2м3
Фиктивное время пребывания углеводородных паров в зоне 2
ф2= (4.30)
ф2с
Рассчитаем среднее время пребывания катализатора в зоне 2, пренебрегая небольшим изменением количества циркулирующего катализатора за счёт отложения на нём кокса
фк2= (4.31)
фк2с
Сечение и диаметр зоны форсированного псевдоожиженного слоя
S2= (4.32)
S2м2
D2= (4.33)
D2м
Высота этой зоны
H1= (4.34)
H1м
Отпарная секция 3 реактора. Примем время пребывания катализатора в зоне отпаривания фк3=2 мин и концентрацию катализатора во взвеси с3=350 кг/м3, тогда можно рассчитать количество катализатора в этой зоне
Gk3= фк3 Gц (4.35)
Gk3=*1636407,05= 54656 кг/ч
И рабочий объём отпарной зоны
Vp3= (4.36)
Vp3м3
Если удельная нагрузка на полное сечение отпарной секции по циркулирующему катализатору а=30 кг/(м2с), необходимое полное сечение отпарной секции будет равно
S3= (4.37)
S3м2
Свободное сечение в перегородках отпарной секции в 2 раза меньше, чем S3.
Высота зоны десорбции
H3= (4.38)
H3м
Расход водяного пара на отпаривание
Z=0,005*Gц (4.39)
Z=0,0051636407,05= 8182,03 кг/ч или 454,56 кмоль/ч
Объём потока водяного пра в условиях отпарной зоны
V3=м3
Фиктивная линейная скорость водяного пара в этой зоне
щ3= (4.40)
щ3м/с
Отпарная секция 3 представляет собой кольцевое пространство. Пренебрегая толщиной стенки лифт-реактора, рассчитаем полное сечение корпуса отпарной секции
S3'=S3+S1 (4.41)
S3'=15,15+0,84= 15,99 м2
Откуда диаметр корпуса отпарной секции
D3= (4.42)
D3=м
Корпус зоны сепарации 4. Площадь сечения S4 корпуса зоны сепарации должна быть не менее суммы S2+ S3. Если принять, например, 20%-ный запас, тогда
S4=1,2*(S2+S3) (4.43)
S4=1,2*(23,46+15,15)=46,33 м2
Откуда диаметр корпуса зоны сепарации
D= (4.44)
D м
Объёмный расход потока смеси углеводородных и водяных паров на выходе из реактора
V4=м3
Фиктивная скорость паров в зоне сепарации будет равна
щ4= (4.45)
щ4м/с
что не превышает рекомендуемых значений для этой зоны.
Высота Нґ4 сепарационной зоны (считая от уровня форсированного псевдоожиженного слоя) принимается из условия: Нґ4?4,5 м.
Шлемовая труба 5 реактора. Примем скорость парового патока щ5=30 м/с, тогда сечение и диаметр шлемовой трубы реактора составят соответственно
S5= (4.46)
S5м2
D5= (4.47)
D5=м
Стояк 6 для вывода из реактора отработанного катализатора. Количество отработанного циркулирующего катализатора
G'ц=Gц+K (4.48)
G'ц =1636407,05+11029,41= 1647436,46 кг/ч
При концентрации катализатора в стоке с=550 кг/м3 объёмный расход потока циркулирующей взвеси равен
Vвзв= (4.49)
Vвзв м3/ч
Примем скорость потока взвеси в стояке щвзв=0,8 м/с, тогда сечение и диаметр стояка для вывода отработанного катализатора
S6= (4.50)
S6м2
D6= (4.51)
D6м
Расчёт основных размеров регенератора Р-2. Если расход воздуха на сжигание 1 кг кокса составляет 12 кг, то количество образующихся дымовых газов будет равно
Gr = (12+1)*К (4.52)
Gr =1311029,41= 143382,33 кг/ч
В условиях регенератора (t8=600 0С, р=0,18 МПа, Мr=28,8) объём газов равен
Vr=м3
Принимаем фиктивную скорость газов в рабочей зоне 7 регенератора щ7=0,6 м/с, концентрацию катализатора с=400 кг/м3 и «коксосъём» q=40 кг/ч на тонну катализатора.
Масса катализатора в регенераторе
Gk= (4.53)
Gk кг/ч
Среднее время пребывания катализатора в регенераторе
фк=, (4.54)
фк мин
Объём рабочей зоны регенератора
Vр7= (4.55)
Vр7м3
Сечение и диаметр рабочей зоны равны соответственно
S7= (4.56)
S7м2
D7=, (4.57)
D7м
Высота рабочей зоны
H7=, (4.58)
H7м
Если скорость газов в зоне сепарации 8 регенератора щ8=0,4 м/с, тогда сечение и диаметр зоны сепарации составят
S8=, (4.59)
S8м2
D8=, (4.60)
D8м
Высоту Н8 сепарационной зоны регенератора принимают из условия Н8?4,5 м.
Сечение и диаметр шлемовой трубы регенератора (щ9=35 м/с)
S9=, (4.61)
S9м2
D9=, (4.62)
D9м
При необходимости уменьшения диаметра этой трубы можно установить две меньшего сечения.
Стояк 10 регенератора: скорость потока взвеси в стояке щвзв=0,8 м/с, концентрация катализатора с=550 кг/м3. Тогда объёмный расход взвеси в стояке равен:
Vвзв=, (4.63)
Vвзв м3/ч
Сечение и диаметр стояка регенератора
S10=, (4.64)
S10м2
D10=, (4.65)
D10м
Согласно расчётам примем стандартный реактор и регенератор каталитического крекинга Г-43-107 мощностью 1500000 тонн в год в составе комбинированной установки КТ-1.
5. Расчет и выбор вспомогательного оборудования
Насосно-компрессорное оборудование
Насос поз. Н-1 подачи фр. 195-270°С в Р-1.
Исходные данные:
- геометрическая высота подъема жидкости Нг =40 м;
- плотность при нормальных условиях с204=897 кг/м3;
- давление в реакторе р1=0,2 МПа;
- давление во входном трубопроводе насоса р1= 0,1 МПа.
Полезную мощность на валу насоса рассчитывают по формуле (5.1)
N=, (5.1)
где N - мощность на валу, потребляемая насосом, кВт;
Q - производительность насоса, м3/с;
- плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3;
g - ускорение свободного падения, м/с;
з - общий КПД насоса (в долях единицы).
Производительность насоса рассчитываем по формуле (5.2)
крекинг каталитический мазут
Q =, (5.2)
Q = =20·10?3 м3/с.
Полный напор насоса определяют по формуле (5.3)
H = + + Д hвс+Дhн, (5.3)
где Р1, Р2 - давление в реакторе и во входном трубопроводе насоса соответственно, Па;
Д hвс - потери напора во всасывающем трубопроводе, м;
Дhн - потери напора в нагнетательном трубопроводе, м.
Нг - геометрическая высота подъема жидкости, м.
Тогда
Д hвс=
Дhн= 0,2Нг=0,2·80=16 м,
Н = 40 + = 68 м.
Принимают КПД насоса з = 0,6 [3]. Тогда полезная мощность на валу по формуле:
N = = 20 кВт
Принимаем мощность электродвигателя [9]
Nдв = m · N,
где m - коэффициент запаса.
Коэффициент запаса определяем в зависимости от значения мощности [9]
m=1,2,
Nдв = 1,2·20 = 24 кВт.
Исходя из расчетных параметров насоса Q= 72 м3/ч; H = 68 м; Nуст= 24 кВт, с учетом свойств перемещаемой жидкости принимаем к установке нефтяной центробежный насос марки НК65/35-70-В1 со следующими характеристиками: производительность - 65 м3/ч, напор - 70 м.
Насос снабжен электродвигателем ВАО 62-2 мощностью 17 кВт, частотой вращения вала n = 2940 об/мин.
Аналогично рассчитаны остальные насосы установки, характеристика которых приведена в спецификации оборудования.
Компрессор ЦК-1 подачи сжатого воздуха в регенератор.
Исходные данные:
- массовый расход воздуха 20000 кг/ч;
- плотность воздуха при нормальных условиях с204=1,29 кг/м3;
- газовая постоянная воздуха R=287 Дж/(кг·К);
- показатель адиабатического сжатия воздуха k=1,4;
- температура воздуха Т=30°С.
Принимаем к установке центробежный компрессор.
При допускаемой степени сжатия в одной ступени ~5 требуемое число ступеней рассчитывается по формуле (5.4).
n=, (5.4)
где ркон - конечное давление, МПа;
р1 - первоначальное давление, МПа.
Теоретическая работа сжатия компрессора определяется по формуле (5.5)
, (5.5)
где n - число ступеней сжатия;
R - газовая постоянная, Дж/(кг·К);
k - показатель адиабатического сжатия;
T1 - температура, К.
Мощность электродвигателя компрессора вычисляем по формуле (5.6)
, (5.6)
где G - массовый расход воздуха, кг/ч;
з - КПД компрессора.
По каталогу Московского завода «Компрессор» выбираем центробежный компрессор подачи воздуха со следующими характеристиками:
- марка 900-31-4;
- производительность Q= 970 м3/мин;
- потребляемая мощность, 4000 кВт;
- частота вращения, 3000 об/мин.
Теплообменные аппараты
Теплообменник поз. Т-1 подогрева гидрогенизата фракции 195-270°С. Принимаем для этих целей наиболее распространенный в нефтехимической промышленности тип теплообменника - кожухотрубчатый с плавающей головкой.
Поверхность теплообменного аппарата рассчитываем по формуле (5.7)
, (5.7)
где F - площадь поверхности теплообмена рубашки, м2;
K - коэффициент теплопередачи при нагревании, Вт/(м2·К),
Дtср - средняя разность температур при теплообмене, К;
Q - тепловой поток, Вт.
В аппарат поступает сырье с начальной температурой tн = 300 ?С, а после нагрева его температура поднимается до tк = 400 ?С. Количество теплоты Qсырья, поступаемое с сырьем, из теплового расчета установки составляет 15071,8 МДж/ч=15071,8/3600=4187000 Вт.
Определяем среднюю разность температур при теплообмене. Тогда температурная схема процесса теплообмена выглядит следующим образом:
продукт
300?С 350?С
пар
40?С 25?С
?tmax = 350 - 25 = 325?С
?tmin = 300 - 40 = 260?C
К расчёту принимается коэффициент теплопередачи К=150 Вт/(м2·К) [5.6], тогда
Пользуясь справочными данными [11], устанавливаем, что данному расчету соответствует теплообменник с диаметром 0,8 м и высотой 7 м.
Расчет остальных теплообменников проведен аналогично.
Бункеры
Бункер поз. Б - 2 для свежего катализатора.
Исходные данные:
- массовый расход катализатора составляет 1702008 кг/ч или 472,78 кг/с;
- время заполнения 240 секунд.
Объем бункера определяем исходя из суточного расхода катализатора, который составляет
, (5.8)
где G - массовый расход продукта, кг/с;
ф - время заполнения, с;
с - плотность продукта при рабочих условиях, кг/м3;
ц - степень заполнения (0,8-0,9).
Вертикальный цилиндрический аппарат с нижним коническим и верхним эллиптическим днищами с рабочим объемом 160 м3 при степени заполнения 0,8 внутри аппарата смонтирован циклон для разгрузки катализатора [8-9].
Vкат=
Принимаем к установке стандартный бункер со следующими характеристиками:
- сталь углеродистая;
- диаметр D=3400 мм;
- высота Н=17271 мм.
Спецификация оборудования
Реактор Р-1. Корпус 16ГС; в оборудование 08Х13. Решетка панцирная, патрубки штуцеров, сталь углеродистая. Внутренняя поверхность футеруется жаростойким торкрет-бетонном. Техническая характеристика: Д-8000 мм/4500 мм/1600 мм; Н-55200 мм; Ррас. - 4 кгс/см2; 08Х13. Температура: зона транспорта 700-540°С. Реакционная зона - 545°С.
Регенератор Р-2. Корпус 16ГС; внутреннее оборудование 08Х18Н10Т.
Решетка панцирная 08Х13, патрубки штуцеров сталь углеродистая. Внутренняя поверхность футеруется жаростойким торкрет-бетонном. Техническая характеристика: Д-11000/9000 мм; Н-27200 мм; Ррас. - 3,5 кгс/см2; Трас. - до 700°С
Топка под давлением П-1. Сталь углеродистая. Техническая характеристика: Д-2600 мм; L-9077 мм; в камере сгорания Ррас.-7 кгс/см2, Трас. - до 1300°С; в камере смешения Ррас.-7 кгс/см2, Трас. - до 550°С.
Выносные циклоны для улавливания катали заторной пыли Е-1/1-4. В количество 4 циклонов. Корпус, днища - 09Г2С. Техническая характеристика: Д-4000/2800 мм; Н-16700 мм; Ррас. - 3,4 кг/см2; Трас. - 700°C.
Бункер уловленного катализатора Б-3. Корпус, днища-09Г2С. Техническая характеристика: Д-3800/2400 мм; Н-16870 мм; Ррас. - 3,4 кг/см2; Трас. - 700°С.
Аппарат для снижения давления газов регенерации Д-1 Корпус-сталь 12Х18Н10Т. Внутренние несущие элементы из стали 12Х18Н10Т, внутреннее оборудование из стали 08Х13 и чугуна марки ЖЧХ - 2,5. Внутренняя поверхность футеруется жаростойким торкрет-бетонном. Техническая характеристика: Д-2800 мм; Н-34400 мм; Ррас. - 3,5 кгс/см2; Трас. - до 700°С.
Аварийный бункер катализатора Б-1. Сталь углеродистая. Техническая характеристика: Д-9000 мм; Н-33524 мм; Ррас. - 2 кгс/см2; Трас. - до 450°С.
Бункер для свежего катализатора Б-2. Сталь углеродистая. Техническая характеристика: Д-3400 мм; Н-17271 мм; Ррас. - 2 кгс/см2; Трас. - до 450°С.
Бункер промежуточной выгрузки катализатора Б-4. Углеродистая сталь Ст3сп5. Техническая характеристика: Д-1000 мм; Н-3500 мм; Ррас. - 8 кгс/см2; Трас. - до 300°С.
Дозировочный бункер свежего катализатора Б-5. Сталь углеродистая. Техническая характеристика: V-3,2м3; Ррас. - 3,8 кгс/см2; Трас. - до 50°С.
Эжектор ЭЖ-2. В количестве 2 эжекторов. Углеродистая сталь. Техническая характеристика: ПС 640ммх160 мм 10-20.
Компрессор центробежный ЦК -1/1-3. В количестве 3 компрессоров. Углеродистая сталь. Техническая характеристика: 900-31-4; Q-970 м3/мин; Р - 2,4 кг/см2. Электродвигатель СТДП-4000-2У4: N-4000 квт; n-3000 об/мин.
Ректификационная колонна К-1. Тарелки 08Х13, корпус днища ВСт3:, сп5-08х13 патрубки 12МХ-08х13, отбойник 12Х18Н10Т, патрубки 15Х5М, опора-сталь углеродистая. Тарелки клапанные четырех поточные- 3 шт., двух поточные 26 шт. Тарелки ситчатые с отбойными элементами двух поточные с боковыми сливами -4 шт. Техническая характеристика: Д-6400 мм, Н=45745 мм, Трас.верх-126°С, Трас. ввод сырья-475°С, Трас. низ-370°С, Ррас. - 3 кгс/см2.
Отпарная колонна К-2/1,2. Корпус - днища ВСт3 сп5; тарелки 08Х13, опора-сталь углеродистая. Тарелки клапанные двух поточные - 7 шт. в К-202-1 в К-202-2 - 7 шт. Техническая характеристика: Д-1600 мм, Н-21045 мм, К-202-1 Трас. - 240°С, К-202-2 Трас. - 300°С, Ррас. - 3 кгс/см2.
Газоводоотделитель 0-1. Корпус, днища сталь углеродистая внутреннее оборудование 08Х13. Техническая характеристика: Д-3400 мм, L-18448 мм, V-160м3, Ррас. - 3,8 кгс/см2, Трас. - до 50°С.
Холодильник воздушный ХВ. Решетка 16ГС, крышки 20Л-П. Оребрение труб-АД-1, внутренние трубы, диффузор, метало конструкции сталь углеродистая. Техническая характеристика: Жалюзи с пневмоприводом F-5300 м2 Трубное пространство: Ррас. - 8,4 кгс/см2, Трас. - 118-45°С.
Доохладитель Х-1/1-3. В количестве 3 доохладителей. Корпус 16ГС распределительная камера и крышки - углеродистая сталь трубы ЛОМш 70-1-0,06 Техническая характеристика: F-790м2 Д-1400 мм, L-7700 мм. Трубное пространство: Ррас.-10 кгс/см2, Трас. - 100°С. Межтрубное пространство: Ррас.-10 кгс/см2, Трас. - 100°С.
Десорбер К-3. Корпус, днища ВСт3 сп4, тарелки, опора сталь углеродистая. Тарелка распредели тельная-1 шт. Тарелка перераспределительная-1 шт. Техническая характеристика: Д-2000 мм, Н-22260 мм. В корпусе: Ррас.-3 кгс/см2, Трас. - 120°С. В подогревателе: Ррас. - 9 кгс/см2, Трас. - 70-150°С.
Буферная емкость Е-9. Корпус, днища-сталь углеродистая; гильзы штуцеров 08Х13. Герметичная перегородка. Техническая характеристика: Д-2400 мм, Н-5820 мм, V-25м3, Ррас. - 6 кгс/см2, Трас. - 35°С, Н-1800 мм, V-3,5м3.
Теплообменник. В количестве 9 штук. Корпус, решетки 16ГС. Трубы стальные углеродистые. Техническая характеристика: F-171м2, Д-800 мм, L-7505 мм. Трубное пространство: Ррас.-22 кгс/см2, Трас. - 100°С. Межтрубное пространство: Ррас.-22 кгс/см2, Трас. - 100°С.
Насос. В количестве 8 штук. Углеродистая сталь. Техническая характеристика: Q-5 м3/час, Р-8 кг/см2, Электродвигатель ВАО 62-2, N-17 кВт, n-2940 об/мин.
6. Управление, контроль и автоматизация технологического процесса
Выбор параметров технологического процесса
Основная задача каталитического крекинга - получение из нее заданного ассортимента продуктов (дистиллятов) требуемого качества и с максимально возможным отбором от потенциала. В реализации этой цели значительную, если не основную, роль играет система контроля и автоматизации технологического процесса КТ. Эта система включает следующие компоненты:
- комплекс измерительных средств (приборов), фиксирующих значения важнейших параметров работы всех технологических аппаратов;
- комплекс локальных средств регулирования и автоматического поддержания на заданном уровне значений параметров, определяющих нормальную и безопасную работу оборудования и технологии в целом;
- щит (блок) управления установки, контролирующий информацию по двум предыдущим компонентам системы и выдающий с помощью персонала или ЭВМ необходимые команды этим системам;
- централизованную систему управления работой установки в целом на базе микропроцессорной техники, оптимизирующую технологические параметры отдельных ее блоков и обеспечивающую стабильную выработку продуктов заданного качества.
К числу важнейших параметров технологического процесса относятся: температура, расход потоков (количество), давление (перепад давлений), уровень жидкости (или раздела жидких фаз), параметры электрических машин (напряжение, ток), параметры качества сырья и получаемых продуктов (плотность, вязкость, температура вспышки и др.).
Автоматический контроль и управление технологическими процессами осуществляется централизованно из операторной, с помощью автоматизированной системы управления, созданной на базе пневматического комплекса «Режим» и вычислительного комплекса СМ-2.
В операторной создана своя зона обслуживания (рабочее место оператора). Рабочее место оборудовано пятью стойками «Режим» и дисплейным модулем. На стойке «Режим» расположены:
- мнемосхема процесса, с встроенными в нее лампами технологической сигнализации, задатчиками дистанционного и автоматического управления, переключателями дистанционного и автоматического управления;
- многошкальный показывающий прибор по выводу текущего значения параметра;
- пять двухзаписных приборов для постоянной регистрации десяти технологических параметров;
- один двухзаписный прибор для регистрации по вызову любых 12 подключенных и данной стойке технологических параметров;
- табло аварийной сигнализации [10-16].
Над щитом расположена мнемосхема процесса со встроенными в нее лампами аварийной сигнализации.
Дисплейный модуль предназначен для связи оператора с вычислительным комплексом. По вызову оператора на дисплей выводится таблица текущих значений параметров по любому из технологических процессов секции.
Вычислительный комплекс осуществляет автоматический сбор, обработку и выдачу информации о ходе технологических процессов. Автоматический опрос датчиков осуществляется с периодичностью один раз в 2,3 минуты. Информация о мгновенных значениях параметров хранится в памяти машины 48 часов и может выводится на автоматическую печать по вызову обслуживающего персонала.
Усредненные за час значения технологических параметров представляются в виде режимного листа оператора, который автоматически печатается один раз в смену.
Вычислительный комплекс выполняет также расчет технико-экономических показателей работ установки. Результаты расчета выдаются в виде сменного и суточного рапортов [17].
Перечень технических средств, спецификация приборов и средств автоматизации описаны в таблицы 6.1.
Таблица 6.1 - Спецификация приборов и средств автоматизации
№ поз. |
Измеряемая (регулируемая) величина |
Место измерения |
Наименование, тип, характеристика приборов |
|
133-2, 232-2 132-2, 119-2 |
Давление |
Оборудование |
Преобразователь давления типа МС-П |
|
133-3,232-3, 132-3,119-3, |
Давление |
ЦЩУ |
Комплект, состоящий из невматического прибора типа и регулятора типа ПРЗ.3 1 |
|
103-2,211-2, 102-2, 125-2, 161-2, |
Расход |
Трубопроводы |
Диафрагма камерная типа ДК |
|
103-3, 103-4, 211-3, 102-3 |
Расход |
ЦЩУ |
Пневматический дифманометр Типа 13ДД.11 |
|
106-2, 105-2 |
Температура |
Топка под давлением |
Термопары типа ТХК |
|
106-3, 132-3, 105-3, 114-2,116-2,104-2, |
Температура |
ЦЩУ |
Вторичный прибор типа КСП-4 |
|
187-2, 181-2 |
Уровень |
Оборудование |
Уровнемер буйковый типа УБ-П |
|
187-3,181-3,181-4 |
Уровень |
ЦЩУ |
Вторичный пневматический прибор типа ПВ 4.2Э |
Заключение
На установке каталитического крекинга для более эффективного распыла сырья при сравнительно низких перепаде давления и расходе водяного пара в данном дипломном проекте предлагается внедрение щелевых форсунок с предварительным диспергированием.
Устройство способствует равномерному распределения и минимальному обратному перемешиванию сырья и катализатора зоне начального контакта, что позволяет повысить выход бензина.
В работе произведен расчет основных технико-экономических показателей работы установки каталитического крекинга.
Дипломный проект соответствует техническому заданию, требованиям и нормам технологического проектирования, нормам охраны труда, технике безопасности и окружающей среды. Проект содержит необходимые технологические и экономические расчеты.
В установку каталитического крекинга внесены изменения, существенно повышающие ее эффективность.
Выполненные технико-экономические расчеты подтверждают техническую целесообразность и эффективность производства.
Список использованной литературы
1. Послание Президента Казахстана Назарбаева Н.А народу - 2050
2. Хаджиев С.Н. Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах / С.Н. Хаджиев, Ю.П. Суворов, В.Р. Зиновьев и другие. - М.: Химия, 1982. - 280 с.
3. Эрих В.Н. Химия и технология нефти и газа / В.Н. Эрих, М.Г. Расина, М.Г. Рудин. - Л.: Химия, 1977. - 424 с.
4. Кузнецов А.А. Расчет процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности / А.А. Кузнецов, С.М. Кагерманов, Е.Н. Судаков. - М.: Химия, 1966. - 336 с.
5. Елшин А.И. Разработка и внедрение современной технологии каталитического крекинга на установке ГК-3 // Нефтепереработка и нефтехимия. / А.И. Елшин, Б.З. Соляр, Л.Ш. Глазов. - 2005. - №6.-С. 8-12
6. Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти / Р.З. Магарил. - Л.: Химия, 1985. - 280 с.
7. Технологический регламент ОАО «Павлодарский НПЗ» С-200. Каталитический крекинг и ректификация.
8. Эмирджанов Э.Т. Основы технологических расчетов в нефтепереработке и нефтехимии / Э.Т. Эмирджанов, Р.А. Лямберанский - М.: Химия, 1989. - 192 с.
9. Кушелев В.П. Основы техники безопасности на нефтеперерабатывающих заводах / В.П. Кушелев - М.: Химия, 1978. - 268 с.
10. Волков О.И. Экономика предприятия / О.И. Волков. - М.: Экономика, 1998. - 360 с.
11. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии / Ю.И. Дытнерский. - М.: Химия, 2002. - 325 с.
12. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа / А.К. Мановян. - М.: Химия, 2001. - 568 с.
13. Шицкова А.П. Охрана окружающей среды в нефтеперерабатывающей промышленности / А.П. Шицкова, Ю.В. Новиков, Л.С. Гурвич, Н.В Климкина. - М.: Химия, 1980. - 450 с.
14. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. - М.: Химия, 1978. - 400 с.
15. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. / А.Г. Касаткин - М.: Химия, 1961. - 556 с.
16. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической промышленности / И.Л. Иоффе. - Ленинград: Химия, 1991. - 345 с.
17. Ластовкин Г.А. Справочник нефтепереработчика / Г.А. Ластовкин, Е.Д. Редченко и М.Г. Рудин. - Ленинград: Химия, 1986. - 648 с.
18. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Часть вторая. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов / Е.В. Смидович. - М.: Химия, 1980. - 328 с.
19. Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры / А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский. - Ленинград: Машиностроение, 1970. - 600 с.
20. Михалев М.Ф. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств / М.Ф. Михалев, Н.П. Третьяков и другие. - Ленинград: Машиностроение, 1984. - 301 с.
21. Шкатов Е.Ф. Основы автоматизации технологических процессов химических производств / Е.Ф. Шкатов, В.В. Шувалов. - М. Химия, 1988. - 465 с.
22. Рамм В.М. Теплообменные аппараты / В.М. Рамм - Ленинград: Госхимиздат, 1948. - 246 с.
23. Альперт Л.З. Основы проектирования химических установок / Л.З. Альперт. - М.: Высшая школа, 1989. - 304 с.
24. Нефтепереработка и химия. Выпуск 6. - М.: ЦНИИИТЭнефтехим, 2005. - 45 с.
25. Бондаренко Б.И. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа / Б.И. Бондаренко и др. - М.: РГУ, 2003. - 200 с.
Подобные документы
Промышленные катализаторы крекинга. Основное назначение процесса. Недостатки системы Гудри. Материалы, используемые для изготовления реактора и регенератора. Десорберы различных установок каталитического крекинга. Концевые устройства лифт-реактора.
презентация [2,2 M], добавлен 12.11.2015Основные представления о катализе и свойствах катализаторов. Сырье и продукты каталитического крекинга. Технологический режим и материальный баланс процесса. Установка каталитического крекинга с шариковым катализатором. Контроль и регулирование процесса.
курсовая работа [292,4 K], добавлен 26.11.2011Характеристика физических и химических свойств нефти, ее добыча, состав и виды фракций при перегонке. Особенности переработки нефти, сущность каталитического крекинга и коксования. Применение нефти и экологические проблемы нефтеперерабатывающих заводов.
презентация [329,5 K], добавлен 16.05.2013Углубляющие, облагораживающие и прочие химические способы переработки нефти. Сущность процесса термического и каталитического крекинга. Процесс переработки твёрдого топлива нагреванием без доступа кислорода (коксование). Каталитический риформинг.
презентация [241,6 K], добавлен 20.12.2012Первичные и основные способы переработки нефти. Увеличения выхода бензина и других светлых продуктов. Процессы деструктивной переработки нефтяного сырья. Состав продуктов прямой гонки. Виды крекинг-процесса. Технологическая схема установки крекинга.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 29.03.2009Современные катализаторы, используемые в процессах нефтепереработки, критерии оценки их эффективности и особенности использования. Методологические основы процесса каталитического крекинга. Определение непредельных углеводородов в нефтяных фракциях.
курсовая работа [508,1 K], добавлен 20.04.2016Понятие, общая характеристика и предназначение процесса каталитического риформинга. Химические основы процесса риформинга: превращение алканов, циклоалканов, аренов. Катализаторы и макрокинетика процесса. Промышленные установки каталитического процесса.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.10.2011Характеристика моторного топлива для поршневых ДВС. Некоторые показатели, характеризующие его качество. Особенности химического состава нефти, ее первичная и вторичная переработка. Этапы каталитического крекинга. Основные преимущества газового топлива.
реферат [14,4 K], добавлен 29.01.2012Основные источники энергии в современном мире. Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции. Техническая характеристика основного технологического оборудования. Висбрекинг как особая разновидность термического крекинга.
курсовая работа [142,2 K], добавлен 26.07.2009Характеристика сырья и готовой продукции. Описание технологической схемы. Принцип работы оборудования. Этапы процесса термолиза высших алкенов при умеренных температурах. Термические превращения высокомолекулярных компонентов нефти в жидкой фазе.
курсовая работа [885,4 K], добавлен 27.05.2014