CC BY
107
УДК 665.642.2
И. Р. Хайрудинов (д.т.н., проф., зав. отд.), А. А. Тихонов (к.т.н. , зав. лаб.)
Аппаратурное оформление выносных реакционных камер установки висбрекинга гудрона
Институт нефтехимпереработки РБ, отдел фундаментальных исследований 450065, г. Уфа, ул. Инициативная, 12; тел. (347) 2422511
I. R. Khairudinov, A. A. Tikhonov
Apparatus of external reactionary chambers in visbreaking installation
Institute of Petroleum Refining and Petrochemistry of the RB 12, Initsyativnaya Str, Ufa, 450065, Russia; ph.(347) 2422511
В статье проведена оценка типового аппаратурного оформления процесса висбрекинга с выносными реакционными камерами с восходящим потоком. Требуемая конверсия по этой технологии достигается при более низких температурах и больших временах пребывания сырья в аппаратах «трубчатая печь+реакционная камера». Предложены новые конструкции печи и выносных реакционных камер с восходящим потоком сырья, обеспечивающие режим «идеального вытеснения», что означает не только отсутствие застойных зон, но и постоянство времени пребывания реакционной массы в аппарате.
Ключевые слова: висбрекинг; гудрон; змееви-ковый реактор; конверсия; котельное топливо; оптимизация режима; печь; реакционные камеры.
In article the estimation of typical apparatus of visbreaking with external reactionary chambers with an upflow is adduced. Demanded conversion on this technology is reached at lower temperatures and the big times of stay of raw materials in devices «tubular furnace + reactionary chamber». New designs of the furnace and portable reactionary chambers with upflow of raw materials providing a mode «of ideal replacement» that means not only absence of stagnant zones, but also a constancy of time of stay of reactionary mass in the device are offered.
Key words: visbreaking; tar; coil reactor; boiler fuel; conversion; mode optimisation; furnace; reactionary chambers.
Одним из распространенных термических процессов переработки гудронов является процесс висбрекинга, который отличается низкими капитальными и энергетическими затратами. Включение процесса висбрекинга в топливную схему переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах приводит к увеличению глубины переработки нефти.
Общеизвестно, что наилучшим с точки зрения достижения оптимальности режима и значительного межремонтного пробега установки считается процесс висбрекинга с реакционной камерой, имеющей восходящий поток сырья. Реализация данной технологии позволяет отказаться от вовлечения в котельное топливо дизельных фракций для доведения вязкости остатка висбрекинга до норм ГОСТ 10585-99. Отмечается что, при висбрекинге с реакционной камерой с восходящим потоком требуемая конверсия достигается при более
Дата поступления 25.01.11
низких температурах и большем времени пребывания сырья в аппаратах «трубчатая печь+ реакционная камера».
За рубежом широко реализуются технологии висбрекинга, разработанные фирмой «Шелл», которой построены десятки установок висбрекинга, использующих выносные реакционные камеры. В январе 2009г. на ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» введена в эксплуатацию установка висбрекинга с использованием выносной реакционной камеры с восходящим потоком сырья, производительностью 1.5 млн т. в год по гудрону. Технология разработана «Шелл» совместно с «ABB Lummus», проект фирмой «Кедр-89» 1.
Выносная реакционная камера с восходящим потоком сырья конструкции фирмы «Шелл» имеет форму адиабатического аппарата, оснащенного перфорированными тарелками. Недостаток этого вида аппарата заключается
в том, что в нем присутствуют большие застойные зоны, где происходит коксообразова-ние. Это приводит к необходимости частых очисток выносных реакционных камер от коксовых отложений и, как следствие, снижению производительности установки висбрекинга.
Специалистами ГУП «ИНХП РБ» ранее, в 2005г., на одном из НПЗ был успешно апробирован режим висбрекинга, осуществляемого в змеевиковом реакторе (рис.1), выполненном в виде трех последовательно связанных полых цилиндров диаметром 900 мм и высотой 14м.
нение которых рекомендуется нами к внедрению на вновь строящихся и реконструируемых установках висбрекинга. Следует выделить, что предлагаемые нами аппараты более компактны и имеют конструкцию, обеспечивающую режим «идеального вытеснения», что означает не только отсутствие застойных зон, но и постоянство времени пребывания реакционной массы в аппарате.
Рис.1. Висбрекинг гудрона со змеевиковым реактором: 1 — печной насос; 2 — трубчатая печь; 3 — змеевиковый реактор; 4 — колонна.
Испытания такого змеевика, в котором выполнялись условия режима, близкие к «идеальному вытеснению», подтвердили высокую эффективность реакционных аппаратов такой конструкции. Вместе с тем, змеевиковый реактор все же имеет громоздкую конструкцию, что требует его доработки.
В плане развития технологии висбрекин-га, оснащенного выносной реакционой камерой, имеющей восходящий поток сырья, нами были проведены исследовательские работы и разработаны новые конструкции выносных реакционных камер 2'3.
В этих конструкциях для повышения эффективности процесса термического крекинга заложен принцип разделения объема камеры на однородные по сечению зоны, что обеспечивает равновеликие скорости движения реакционной массы по всему аппарату и способствует снижению до минимума степени коксообразования на их стенках за счет полного отсутствия застойных зон.
На рис. 2 показаны предлагаемые конструкции выносных реакционных камер, приме-
Рис. 2. Выносные реакционные камеры висбрекинга с восходящим потоком
Вследствие этого сочетание «трубчатая печь + выносная реакционная камера» создает условия для непрерывного термического превращения сырья при благоприятных режимах переработки и в печи 4, и в реакционной камере 2'3.
Это обстоятельство имеет большое значение для достижения оптимального хода процесса висбрекинга, когда максимальная величина коэффициента снижения вязкости гудрона относительно остатка висбрекинга достигается только при определенной степени превращения сырья, определяемой по выходу газа и бензина висбрекинга (рис.3). Для гудрона западно-сибирской нефти с вязкостью ВУ80 равной 64оЕ, как показали эксперименты, коэффициент снижения вязкости составляет 6.2 при конверсии 8.5%. С углублением процесса вязкость остатка висбрекинга резко возрастает из-за ускорения процессов уплотнения, наблюдаемых в реакционной массе. Остаток висбре-кинга становится неоднородным и склонным к интенсивному коксообразованию.
Вязкпстъ исходного сьрья
60
□
UJ
40 -
_ ^^2_Норма по_ГОСТ 10585-99 вязкость остатса
10,3
_I_I_I_I_I_I_к.
24 6 8 10 12
Конверсия сырья висбрекинга, % ivhcc
Рис. 3. Изменение вязкости остака от степени конверсии сырья висбрекинга (цифрами показаны величины вязкости остатков висбрекинга)
При недостаточной конверсии сырья вязкость остатка висбрекинга не достигает минимума, поэтому установка эксплуатируется в неоптимальном режиме.
В настоящее время предложенные нами конструкции реакционных камер приняты к внедрению на ООО «ТАНЕКО» (г.Нижнекамск) и ООО «ЗапСибНПЗ» (г. Томск).
Литература
1. Ефремов А. В., Мячин С. И.,Зайцев В. Г. и др. // Химия и технология топлив и масел.-2010.- №4.- С.14.
2. Патент РФ №2370521. / Хайрудинов И. Р., Тихонов А. А., Хайрудинова Г. И., Мингараев С. С. Теляшев Г. Г. // Б. И.- 2009.- №29.
3. Патент РФ №2372378. /Хайрудинов И. Р., Тихонов А. А., Хайрудинова Г. И.,Теляшев Г. Г., Теляшев Э. Г., Мингараев С. С., Ягудин М. Н. // Б. И.- 2009.- №31.
4. Патент РФ №2402593. // Хайрудинов И. Р., Ягудин М. Н., Таушев В. В., Хайрудинова Г. И., Теляшев Э. Г. // Б.И.- 2010.- №30.
