книги / Справочное пособие по теплотехнологическому оборудованию промышленных предприятий

Табл. 9.1. Технико-экономические показатели установок АВТ [76]

образности комбинирования АВТ с другими установками, схемы размещения оборудования. Схема должна обеспечивать большую глубину отбора, четкость фракционирования, гибкость процесса, большой межремонтный пробег и высокие технико-экономические показатели.

Существующая в настоящее время при проектировании и строительстве тен­ денция к укрупнению технологических установок объясняется улучшением тех­ нико-экономических показателен с ростом их мощности (табл. 9.1).

Экономически целесообразным является также комбинирование технологи­ ческих установок, при этом уменьшаются протяженность коммуникаций, расход топлива, энергии и металла, занимаемые площади, численность обслуживающего персонала, облегчается использование вторичных эиергоресурсов и автоматиза­ ция технологических процессов.

В СССР и за рубежом на НПЗ наиболее часто применяют такие комбина­ ции: ЭЛОУ—АВТ, АВТ — вторичная перегонка бензина, ЭЛОУ—АВТ — вторич­ ная перегонка бензина. В последнее время в нашей стране практикуется объеди­ нение установок каталитического риформинга, гидроочистки реактивного и ди­ зельного топлива, газофракционировання.

Для атмосферного блока АВТ характерны следующие три схемы: 1) с одной сложной ректификационной колонной; 2 ) с предварительным испарителем н рек­ тификационной колонной; 3) с предварительной отбензшшвающсй и основной ректификационной колонной.

Наиболее широко в. отечественной практике применяется третья схема, основ­ ными преимуществами которой являются гибкость и универсальность при пере­ работке различных сортов нефти. Кроме того, наиболее коррозионно-активные вещества удаляются через верх первой колонны, и тем самым осуществляется защита от коррозии основной колонны. Благодаря предварительному удалению бензиновых фракций в змеевиках печи и теплообменниках не создается большого давления, что дает возможность применять более дешевое оборудование. К недо­ статкам схемы можно отнести высокую температуру нагрева нефти в печи, срав­ нительно большое количество дополнительной аппаратуры (колонна, насосы печ­ ные и орошения, конденсаторы-холодильники и т. д.), конструктивную сложность, в некоторой степени громоздкость.

На рис. 9.3 представлена принципиальная схема атмосферно-вакуумной уста­ новки с вторичной перегонкой бензина. Диапазон мощности ее 1—3,6 млн. т/год. Установка служит для атмосферной перегонки нефти, вакуумной перегонки мазу­

перегонка широкой фракции на узкие (колонны КЗ, К4, Кб, печь /72); вакуумная перегонка мазута (колонна КЮ, печь ПЗ).

171

слое пылевидного катализатора. Продукты реакции с верхней части реактора поступают в ректификационную колонну К1 под отбойные тарелки. В нижнюю часть колонны подается острый водяной пар. С верхней части колонны газовые фракции и пары бензина и воды поступают в конденсатор-холодильник 77 по­ гружного типа, а затем конденсат и газ — в газосепаратор КЗ.

Сверхней части колонны КЗ отводится газ, сбоку насосом Н7 часть бен­ зина подается в качестве острого орошения в колонну К1, а снизу КЗ балансовое количество бензина откачивается насосом Н6 на компаундирование. Легкий га­ зойль отходит из колонны К1 боковым погоном и поступает в отпарную колонну К2. Снизу колонны К2 легкий газойль забирается насосом Н5 и через теплооб­ менник и холодильник Т5 откачивается из установки.

Снижней ректификационной тарелки колонны К1 насосом НЗ забирается продукт, который подается в стояк реакторной системы, где дополнительно на­ гревается, проходя через регенератор Р2, и поступает в зону реакции регене­ ратора.

Снизу колонны К1 насосом Н4 забирается тяжелый газойль, который после

охлаждения в теплообменнике ТЗ и холодильнике Т4 откачивается из установки. Отработавший катализатор из реактора самотеком поступает в отпарную зо­ ну, куда подается острый водяной пар. Последний вместе с десорбированными

скатализатора фракциями идет в зону реакции реактора Р1, а закоксованный катализатор по центральному стояку— в регенератор Р2; компрессором Н2 по специальному маточнику подается воздух, кислородом которого кокс выжигается

скатализатора. Продукты сгорания выводятся из зоны регенерации через ды­ мовую трубу в атмосферу, а регенерированный катализатор по периферийным

стоякам вместе с потоком свежего сырья возвращается в зону реакции реакто­ ра PJ. Основные показатели рассматриваемой установки [53]: температура в ре­ акторе 475—510 °С; давление в реакторе 0,06—0,14 МПа; температура в регене­ раторе 570—650 .°С; давление в регенераторе 0,1—0,2 МПа; отношение катализа­

переработка остаточного и тяжелого дистиллированного нефтяного сырья с целью получения малосернистых нефтепродуктов: бензина, реактивного и дизельного топлив, котельного топлива. Сырьем могут служить мазут, гудрон, тяжелые ва­ куумные газойли, газойли коксования (обычно из сернистой нефти). Выход про­ дуктов гидрокрекинга меняется в широких пределах в зависимости от глубины процесса и перерабатываемого сырья.

Установка состоит из нагревательно-реакционной части — трубчатой печи, реактора, системы очистки и циркуляции водородсодержащего газа (газосепа­ ратор высокого давления, очистная колонна осушки, водородный компрессор) — и блока газо- и погоноразделения (газосепаратор низкого давления, стабилиза­ ционная колонна, колонна перегонки гмдрогенизата).

Сырье смешивается с циркулирующим и свежим водородсодержащим газом н через систему теплообменников 77 и нагревательную печь 771 поступает под распределительную решетку реактора Р1 с кипящим слоем сероустойчивого ка­ тализатора типа А1—Со—Мо.

В кипящем слое катализатора, создаваемом газожидкостным потоком, осу­ ществляется процесс гидрокрекинга. Продукты реакции отдают свое тепло в теплообменниках 77 и конденсаторах-холодильниках Т2 и поступают в сепара­ тор высокого давления £7, где отделяется циркулирующий водородсодержащий газ. После очистки от H2S и осушки (на схеме колонна сушки не показана) газ возвращается компрессором Н2 для смешивания с сырьем.

Катализат снизу сепаратора Е1 после сброса давления перетекает в сепа­ ратор Е2, где происходит выделение растворенного углеводородного газа и час­

(на схеме опущены отпарная колонна для вывода легкого газойля, а также си­ стема конденсации бензина и орошения колонны). Тяжелый газойль с нижней части колонны КЗ насосом Н4 может возвращаться на гидрокрекинг или откачи­ ваться через холодильник Т4. Регенерация катализатора осуществляется период-

17 6

рованную азотную кислоту. При получении разбавленной азотной кислоты под атмосферным давлением остаточные окислы азота, не переработанные в кислоту, используются для производства натриевой и кальциевой селитры.

Основным углеводородным сырьем АТК является природный газ. Перера­ ботка природного газа в синтез-газы включает реакции конверсии СН4 и СО, процессы очистки от СО2 и СО (синтез аммиака), дозировку азота для синтеза аммиака и сжатия газовых смесей до давления синтеза.

9.2.2. Технологическая схема цеха конверсии метана и окиси углерода

Назначением цеха конверсии СН4 и СО азотнотукового производства являет­ ся получение сухой и охлажденной газовой смеси, состоящей из водорода и угле­ кислого газа. Исходными продуктами химической реакции для получения га­ зовой смеси являются природный газ, кислород и водяной пар.

Рассмотрим одну из возможных технологических схем цеха конверсии (рис. 9.8) [26]. Смесь природного газа и синтез-газа направляют в сатурационную башню J, которая представляет контактный теплообменник насадочного типа для нагрева смеси газов. Горячим теплоносителем является вода. Из сатурационной башни парогазовая смесь поступает в вертикальный кожухотрубный тепло­ обменник 2, где она нагревается до 500 °С за счет тепла конвертированного газа, поступающего в аппарат из увлажнителя 5 при температуре 600 °С. Далее паро­ газовая смесь направляется в смеситель 4, где в нее добавляется кислород. Обо­ гащенная кислородом газовая смесь далее поступает в конвертор метана 3, где в результате экзотермической реакции между метаном и кислородом образуются

178

сокой температуры и высокого давления в присутствии катализатора вступают ъ реакцию, и в результате образуется аммиак (NH3). Газообразный аммиак после колонны синтеза следует в водяной конденсатор 5, служащий для охлаждения аммиака и непрореагнровавшей азотно-водородной смеси. Охлаждение газов лроизводится циркуляционной водой и водяным конденсатом. Охлажденная азотно-водородная смесь с частицами аммиака поступает из водяного конденса­ тора в сепаратор 7, при этом капли жидкого аммиака отделяются от потока газа и стекают вниз. Жидкий аммиак отводится в сборник, а азотно-водородная смесь подается на всасывание циркуляционных компрессоров.

Рис. 9.9. Технологическая схема работы цеха синтеза аммиака и метанола.

Около 96—97 % выработанного аммиака выходит в жидком безводном со­ стоянии, а оставшийся — в виде 25%-ного водного раствора.

Синтез метанола происходит аналогично. Метанол-сырец, имеющий концент­

дистилляция плава карбамида (разложение остаточного карбоната аммония и погона избыточного аммиака); фильтрация водного раствора карбамида и вы­ паривание в пленочном аппарате непрерывного действия; грануляция (превраще­ ние плава карбамида в мелкие зерна) и сушка; расфасовка и охлаждение гото­ вого продукта. Одна из возможных технологических схем получения карбамида представлена на рис. 9.10.

Сжатие углекислого газа производится группой поршневых пятиступенчатых компрессоров. Компрессоры устанавливаются в отделении компрессии цеха син­ теза и дистилляции и подключаются к общему коллектору, из которого углекис­ лый газ под давлением 18—20 МПа подается в колонну синтеза. Подача жид­ кого аммиака в колонны синтеза осуществляется насосом со склада аммиачного производства. Жидкий аммиак проходит через фильтр, буферные сосуды и по­ ступает в холодильник технологического аммиака, где вследствие испарения в межтрубном пространстве температура аммиака понижается примерно до 50 °С. Уровень жидкого аммиака в буферных сосудах поддерживается постоянным.

180