Каталитический крекинг

В нижнюю секцию колонны 13 в качестве орошения подается тяжелый газойль, выводимый насосом 11 и прокачиваемый через аппарат 8; ввод этого орошения предотвращает унос катализаторной пыли. С низа колонны 13 отбирается смесь катализаторной пыли с тяжелыми жидкими продуктами крекинга, которая поступает в шламоотделитель 15. Отсюда шлам насосом 12 возвращается в реактор 7, а декантат — ароматизированный тяжелый газойль крекинга —отводится с установки.

В колонну 13 подается циркуляционное промежуточное орошение, которое отбирается из средней части колонны, насосом 10 прокачивается через теплообменник в и возвращается на расположенную выше тарелку.

 

 

 

 

 

 

 

1.4 Характеристика  сырья, готовой продукции и  вспомогательных материалов

 Характеристика  сырья

Исходным сырьем для получения  дизельного топлива является  фракция  350 – 490С нефти Девонского места рождения.

Таблица 1.1 Характеристика сырья.

Температура отбора, оС	350 – 500
Температура застывания, оС	26
Коксуемость, %	0,03
Содержание серы, %	1,66

 

Характеристика  готовой продукции

Таблица 1.2 Состав углеводородных газов.

Углеводороды до С4 включительно	Всего на нефть, %	0,14
	С2Н6, %	5,3
	С3Н8, %	15,6
	Изо - С4Н10 %	23,1
	Н – С4Н10, %	56,0
Углеводороды С5	Всего на нефть, %	-
	Изо – С5Н12, %	-
	Н – С5Н12, %	-

 

Характеристика  вспомогательных материалов

 Таблица  1.3Основные отечественные катализаторы.

Показатели	АКМ		АНМ	АНМС
Насыпная плотность, кг / м3	640 – 740		640 – 740	640 – 740
Удельная поверхность, м2 / кг	100		100	100
Содержание, % (масс.)
Активные компоненты
CoO		4.0	-	-
MoO3		12.0	12.0	12.0
NiO		-	4.0	4.0
SiO2		-	-	5.0 – 7.0
Вредные примеси
Fe2O3		0.16	0.16	0.16
Na2O		0.08	0.08	0.08
Влага, удаляемая при 650оС		2,5	2,5	2,5
Пыль и крошка		2,5	2,5	2,5
Индекс прочности на раскалывание гранул, кгс / мм		1,1	1,0	1,2
Относительная активность по обессериванию, усл. ед.		95	95	95

 

 

Различают моноэтаноламин (2-аминоэтанол, этаноламин, коламин), диэтаноламин (иминодиэтанол) и триэтаноламин (нитрилотриэтанол). Бесцветные вязкие гигроскопичные жидкости со специфичным аминным запахом, неограниченно смешиваются с водой, хорошо растворяются. в этаноле, бензоле, хлороформе, плохо - в гептане. Обладают свойствами аминов и спиртов.

 Свойства этаноламинов

Показатель	Моноэтаноламин HOCH2СH2NH2	Диэтаноламин (HOCH2CH2)2NH	Триэтаноламин (HOCH2CH2)3N
Мол. масса	61,08	105,14	149,19
Т. пл., °С	10,6	27,8	21,2
Т. кип., °С	170-171	270	360
	1,0159	1,0966	1,1242
	1,4541	1,4776	1,4852
мПа  с (25°С)	19	580	601
Растворимость, г в 100 г гептана (25 ° С)	0,6	0,1	0,2
Т. вспышки., °С	93	148,9	179
Т. самовоспламенения., °С	450	—	—
ПДК, мг/м3	1	5	5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 РАЗДЕЛ

2.1 Расчёт основного аппарата

Схемы реакторных блоков  установки каталитического  крекинга

Реакторы  каталитического крекинга бывают:

1.С движущимися слоем шарикового катализатора катализ, массо – и теплообмен осуществляются фильтрацией прямотоком в режиме, близком к идиальному вытеснению, т. е в реакторе интегрального

типа.

2.С псевдоожиженным (кипящим) слоем микросферического катализатора катализ, тепло- и массообмен осуществляются

при идиальном перемешивании реактантов с катализатором

в режиме, характерном для безградиентных ректоров (т.е. дифференциального типа).

 

3. Более  совершенным типом является  прямоточный  реактор с входящим потоком  газокатализаторной смеси (лифт-реактор). По газодинамическим хар-кам этот реактор приближается к реакторам идиального вытеснения (т.е. интегрального типа), являющимся более эффективным для каталитического крекинга.

Сырьё с  температурой 500-520°С в смеси с пылевидным катализатором движется по лифт-реактору вверх в течение 2-4 секунд и подвергается крекингу. Продукты крекинга поступают в сепаратор, расположенный сверху лифт-реактора, где завершаются химические реакции и происходит отделение катализатора,

 

 

который отводится из нижней части  сепаратора и самотёком поступает  в регенератор, в котором при  температуре 700°С осуществляется выжиг кокса. После этого восстановленный катализатор возвращается на узел ввода сырья. Давление в реакторно-регенераторном блоке близко к атмосферному. Общая высота реакторно-регенераторного блока составляет от 30 до 55 м, диаметры сепаратора и регенератора - 8 и 11 м соответственно для установки мощностью 2,0 млн тонн.

Продукты крекинга уходят с верха  сепаратора, охлаждаются и поступают  на ректификацию.

Задачей каталитического крекинга является превращение тяжёлого газойля  в бензин и более лёгкие фракции. Типичные выходы продуктов, которые  показывают, в какой мере эта цель достигается.

Сырьё	Объёмные %
Тяжёлый газойль	40,0
Лёгкая фракция вакуумной перегонки	60,0
Рециркулирующий газойль	10,0
Всего:	100,0
Продукты:	Объёмные %
кокс	8,0
газы	35,0
Крекинг-бензин	55,0
Лёгкий крекинг-газойль	12,0
Тяжёлый крекинг-газойль	8,0
Рециркулирующий газойль	10,0
Всего:	118,0

                         Циркулирующий продукт не учитывался  при подсчёте суммарного объёма.

 

Увеличение объёма, отчётливо виден. Сумма объёмов продуктов, выходящих с установки, составляет 118% от объёма сырья, поступающего на установку. Это определяется только соотношением плотностей продуктов и сырья. Большинство нефтепродуктов продают по объёму, а не по весу, их количество обычно выражают в объёмных единицах. Во время крекинга происходит приключения с плотностью, выходы показывают значительную прибавку. Иногда эта прибавка становится навязчивой идеей нефтепереработчиков.

 

 

 

 

 

2. Расчёт реактора

Весовую (массовую) скорость подачи сырья примем равной 0,7 ч^-1. Тогда масса катализатора составит:

 кг /ч

Далее определяем секундный объем паров в реакторе по формуле:

Линейную  скорость паров в свободном сечении  реактора принимаем равной 0,3 м / сек.

Тогда требуемый  диаметр реактора составит:

 м

Плотность кипящего слоя катализатора примем 420 кг / м³. тогда объем катализатора в реакторе составит:

м³

Высота  кипящего слоя катализатора составит:

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.3 Расчёт регенератора

 

Количество  образующегося кокса составляет: 3461,53 кг /ч.

Количество  воздуха, необходимое для выжига этого количества кокса, при g_возд = 13 кг / кг составит:

 кг /ч

Объем кипящего слоя катализатора в регенераторе при  коксосъеме       σ = 14 кг / м³ * ч составит:

 м³

Количество  катализатора, находящегося в регенераторе:

 кг

Количество  дымовых газов составит:

 кг / ч

Объем дымовых  газов при нормальных условиях:

 м³ / ч

Секундный объем дымовых газов в регенераторе:

 м³ / сек

Диаметр регенератора при линейной дымовых  газов в свободном сечении 0,4 м / сек составит:

 м.

Высота  кипящего слоя катализатора в регенераторе:

 м

 

 

 

 

 

 

2.1.4  Материальный баланс  установки каталитического крекинга

Мощность установки гидроочистки дизельного топлива составляет 

750 000 тонн в год. Часовая производительность 7800 часов.

Время работы установки  рассчитаем по следующей формуле:

Тэф. = 365 – Ткап. – Ттек.

Время работы установки в днях составит:

Тэф. =  365 – 30 – 10 = 325дней

Время работы установки в часах:

Тэф. == 325 ∙ 24 часа = 7800 часов

Часовая производительность установки  гидроочистки дизельного топлива составит     (мощности) - П = 750 000 тон сырья в год

    П =  N                              П = 750 000  ∙ 1000    =  96153,85 кг/ч

            Тэф.                                        7800

Часовая производительность программы  равна:

96153,85 составляет 100% сырья  из практически данных известно  Gкат. = 0,48;

 Gг = 0,032;  G_Стаб = 0,123; G_ЛГ = 0,129;  G_ТГ  = 0,195; Gкокс = 0,036; G_потери =0,5         и получаем кг/ч

Материальный баланс первого реактора.

 Из практических данных известно, что

G_Кат Выход стабильного катализата = 48  ∙ 1% = 0,48%

G_Газ Выход углеводородных газов = 3,2  ∙ 1% = 0,032%

G_Стаб Головка стабилизации = 12,3 ∙ 1% = 0,123%

G_ЛГЛёгкий газойль = 12,9  ∙ 1% = 0,129%

G_ТГ Тяжёлый газойль = 19,5  ∙ 1% = 0,195%

G_Кокс Кокс = 3,6  ∙ 1% = 0,036%

G_потери Потери =0,5 ∙ 1% =0,005%

Выход стабильного катализата составит:

G_Кат = 0,48 * 96153,85 = 22153,85 кг / ч = 360000 т / год

G_Газ = 0,032 *  96153,85 = 3076,92 / ч = 24000 т / год

G_Стаб = 0,123 * 96153,85  = 11826,92 / ч = 92250 т / год

G_ЛГ = 0,129 * 96153,85 = 12403,84кг / ч = 96750 т / год

G_ТГ = 0,195 * 96153,85  = 18750 кг / ч = 146250 т / год

G_Кокс = 0,036 * 96153,85 = 3461,53 кг /ч = 27000 т / год

G_потери = 0,005 * 96153,85  = 480,77 кг/ч = 3750 т/год

Данный  расчёт стабильного катализатора сводится в таблицу.

Таким образом, материальный баланс установки каталитического  крекинга примет вид:

Таблица 2.1 Материальный баланс

Приход	%	кг/ч	т/год	расход	%	кг/ч	т/год
Вакуумный газойль Фракция (350–490С°)	100%	96153,85	750000	выход уг/в газов  УВГ	3,2	3076,92	24000
				бензин	48	22153,85	360000
				Головка стабилизации С3-С4	12,3	11826,92	92250
				Лёгкий газойль Т=200-290С	12,9	12403,84	96750
				Тяжёлый газойль	19,5	18750	146250
				Кокс	3,6	3461,53	27000
				потери	0,5	480,77	3750
	100%	96153,85	750000	Итого:	100%	72153,83	750000