Описание схемы установки л 35 11 600. Блок гидроочистки установки каталитического риформинга

Установки предназначены для переработки широких бензиновых фракций с целью получения компонента автомобильного бензина с октановым числом 78—85 (по ММ).
Установка ЛГ-35-11/300-95 может работать на двух режимах:

1) на «мягком» режиме вырабатывает катализат с октановым числом 78—80 (по ММ) или 85 (по ИМ);
2) на «жестком» режиме вырабатывает катализат с октановым числом 85—86 (по ММ) или 95 (по ИМ).

Сырьем служат прямогонные бензиновые фракции выкипающие в пределах 85—180 С с содержанием серы до 0,3% (масс.)*.

Установки данного типа разработаны институтом Лепгипрогаз совместно с проектным бюро народного предприятия завода тяжелого машиностроения нм. Карла Лпбкнехта «SKL» в г. Магдебург (ГДР).
Характеристика основной продукции — высокооктанового стабильного катализата при переработке фракции 85—180 °С и 105—180 °С:

Одновременно на установке вырабатываются:
1) водородсодержащий газ — используется на установках гидроочисткн моторных топлив;
2) углеводородный газ — направляется в топливную сеть завода;
3) стабильная головка — направляется на газофракционирующие установки;
4) сероводородный газ [с содержанием H2S до 98% (об.)] — направляется на установки производства серы или серной кислоты.

Мощность установки составляет 300 тыс. т/год по сырью.

Описание установки.

Гидроочистка. Схема предварительной гидроочисткн аналогична блоку предварительной гидроочистки установки Л-35-11/300 за исключением того, что отсутствуют дожпмпые компрессоры для избыточного водородсодержащего газа (избыточный газ через регулирующий клапан выдается во внешние сети завода); добавлен холодильник гндрогенизата Х-20 на потоке гпдрогенизата в блок риформинга (в установке Л-35-11/300 насосы подающие гидрогеннзат в блок риформинга — горячие, типа НГК).

Р и ф о р м и н г. Схема блока каталитического риформинга установок ЛГ-35-11/300 и ЛГ-35-11,300-95 аналогична схеме блока риформинга типовой установки Л-35-11/300, но схема установки ЛГ-35-11/300-95 имеет следующие основные изменения и дополнения:

1) в третьей ступени риформнровамня предусматривается два реактора Р-4 и Р-4а;
2) для удаления из катализата непредельных соединений предусматривается установка реактора селективного гидрирования Р-5;
3) добавляется холодильник Х-ва;
4) для повышения активности катализатора предусматривается подача дихлорэтана перед реактором Р-2;
5) для улучшения условий отпарки сероводорода предусматривается подача углеводородного газа в отпарпую колонну;
6) для осушки циркуляционного водородсодержащего газа предусматривается установка адсорберов К-108, 109 с насадкой из цеолитов (в типовом проекте отсутствовали и были внедрены в период освоения установок).

Кроме того, рассматриваемые установки имели следующие отличия от установки Л-35-11/300:

1) для циркуляции водородсодержащего газа в блоке риформинга вместо поршневых компрессоров применен один центробежный компрессор;

2) шатровые печи отделения стабилизации катализата заменены на вертикальные печи конструкции «SKL»
3) сальниковые уплотнения продуктовых теплообменников заменены линзовыми компенсаторами на плавающей головке;
4) реакторы выполнены из хромистой стали типа 12ХМ;
5) применены насосы с механическими торцевыми уплотнениями;

6) насосные — открытого тина с обогреваемыми полами.

Узлы очистки газов от сероводорода, приготовления и регенерации раствора МЭА идентичны аналогичным узлам типовой установки Л-35-11/300.
Регенерации подвергается только катализатор риформинга. Катализатор гидроочистки работает без регенерации. После отработки катализатор выгружают и заменяют свежим.
Регенерация катализаторов рпформпыга—паровоздушная, проводится с использованием оборудования реакторного блока риформинга и специально предназначенных для регенерации воздушного компрессора ВК-1 и адсорбера К-5 с насадкой из окиси алюминия.
Во избежание коррозии трубопроводов и аппаратуры в холодильник Х-6 подается небольшое количество 10%-ного раствора щелочи, необходимого для нейтрализации SO2, который образуется в процессе выжига кокса.

* Типовой проект установки ЛГ-35-11/300 предусматривал переработку сырья с содержанием серы 0,05% (масс), а установки ЛГ-35-11/300—95 с со¬держанием серы 0,02% (масс). Фактически может перерабатываться сырье с большим содержанием серы.

3. БЛОК ГИДРООЧИСТКИ УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА

Л – 35 – 11/1000.

3. БЛОК ГИДРООЧИСТКИ УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО

РИФОРМИНГА Л – 35 – 11/1000.

Назначение установки – каталитическое риформирование прямогонных бензиновых фракций с целью получения высокооктанового компонента для приготовления товарных автобензинов.

Установка Л – 35 –11/1000 в своём составе имеет:

Блок предварительной гидроочистки исходного сырья с отпаркой газов реакции;

Блок каталитического риформинга гидроочищенного сырья со стабилизацией полученного катализата;

Блок утилизации тепла отходящих дымовых газов.

3.1. Процесс гидроочистки.

Процесс гидроочистки основывается на реакциях гидрогенизации, в результате которых органические соединения серы, азота, кислорода превращаются в углеводороды с выделением сероводорода, аммиака и воды. Указанные органические соединения являются ядом для полиметаллических катализаторов, в частности при работе блока на катализаторе серии «RG» содержание серы не должно превышать 0,5 ppm, поэтому реакции гидрирования являются основными.

Превращения указанных веществ происходят на гидрирующих катализаторах ГО-83, ГО-86 и РКФ-1. Летучие продукты – сероводород, аммиак, хлористый водород и вода удаляются путем отпарки гидрогенизата. Металлы, содержащиеся в сырье, в условиях гидроочистки практически полностью отлагается на катализаторе.

3.1.1. Реакции сернистых соединений.

В зависимости от строения сернистых соединений, они превращаются в парафиновые или ароматические углеводороды с выделением сероводорода.

1. Меркаптаны:

RSH + H 2 → RH + H 2 S

2. Сульфиды:

R – S – R’ + 2H 2 → RH + R’H + H 2 S

│ │ + 2H 2 → CH 3 ―(CH 2) 2 ―CH 3 + H 2 S

3. Дисульфиды:

R – S – S – R’ + 3H 2 → RH + R’H + 2H 2 S

4. Тиофены:

H 2 → + H 2 O

3.1.3. Реакции азотистых соединений.

1. Пиррол:

4H 2 → C 4 H 10 (i-C 4 H 10) + NH 3

2. Хинолин:

C 3 H 7

4H 2 → + NH 3

3. Пиридин:

5H 2 → C 5 H 12 (i-C 5 H 12) + NH 3

В прямогонных бензиновых фракциях содержатся также органические соединения имеющие в своём составе галоиды (обычно хлор) и некоторые металлы (Pt, Cu, As и др.). При гидроочистке органические соединения, содержащие металлы и галоиды, разрушаются, металлы отлагаются на катализаторе, а хлористый водород удаляется при отпарке. Кроме того, при гидроочистке протекают реакции связанные с образованием хлорида аммония и кокса. При повышенных температурах возможно частичное дегидрирование нафтеновых углеводородов.

Равновесие реакций гидрогенолиза сернистых, азотистых и кислородсодержащих соединений в условиях гидроочистки обеспечивают практически полное удаление серы, азота и кислорода в виде сероводорода, аммиака и воды. Глубина очистки бензиновых фракций лимитируется скоростью реакций гидрогенолиза и зависит от активности катализатора и параметров проведения процесса.

3.2. Влияние параметров процесса на гидроочистку бензиновых фракций.

Глубина очистки бензиновых фракций зависит от температуры процесса, парциального давления водорода, от сырья, а стабильность работы катализатора зависит также от соотношения расхода водородсодержащего газа к расходу сырья и селективности катализатора.

3.2.1. Температура.

Гидроочистка бензиновых фракций проводится при температурах от 300 – 360˚С и зависит от состава сырья и активности катализатора..

С повышением температуры интенсивность реакций гидрообессеривания, гидрирования непредельных углеводородов увеличивается. Однако, при температурах выше 400˚С интенсивность реакций гидрообессеривания, а особенно гидрирования ненасыщенных углеводородов снижается. Это связано с возрастанием доли реакций гидрокрекинга. При гидрокрекинге снижается выход жидких продуктов, увеличивается отложение кокса на катализаторе и сокращается тем самым срок его службы.

В начале рабочего цикла устанавливается минимальная температура обеспечивающая заданную глубину очистки сырья, повышение температуры следует производить при снижении активности катализатора, для поддержания определённой степени очистки сырья.

3.2.2. Парциальное давление водорода.

Глубина очистки растёт с увеличением парциального давления водорода, которое зависит от общего давления в системе и концентрации водорода в ВСГ. Повышение общего давления способствует увеличению срока службы катализатора и глубины очистки. Это связано с увеличением концентрации реагентов в единице объёма.

Для данной установки технологическое давление в реакторе до 42 кгс/см 2 , что при объёмной скорости подачи сырья 3 ч -1 обеспечивает глубину гидроочистки сырья риформинга до требуемых количеств 0,5 ppm.

Принципиальная технологическая схема установки 35-11/300

Сырье из резервуарного парка через счетчик расхода сырья поступает на прием центробежных насосов ЦН-1,1 а, которыми подается на смешение с циркулирующим газом гидроочистки. Постоянство расхода сырья регулируется клапаном, установленным на трубопроводе подачи сырья от насоса ЦН-1,1 а.

Газосырьевая смесь (сырье и циркулирующий водородосодержащий газ) проходит межтрубное пространство теплообменников Т-1/1,2,3, конвекционную секцию и восемь труб 1-й радиантной камеры печи П-1, затем цилиндрическую вертикальную печь и далее поступает в последовательно включенные реакторы Р-1, Р-2 (см. рис. 2,3).

Реактор блока гидроочистки установки каталитического риформинга Л-53-11/300

1 - вход продукта; 2 - выход продукта; 3 - зональная термопара; 4 - наружные термопары по окружности; 5 - штуцер для выгрузки катализатора; 6 - лёгкий шамот; 7 - корпус реактора; 8 - торкретбетонная футеровка.

Реактор блока каталитического риформинга установки Л-35-11/300

1 - вход продукта; 2 - выход продукта; 3 - зональная термопара; 4 - наружные термопары; 5 - штуцер для выгрузки катализатора; 6 - фарфоровые шары; 7 - корпус реактора; 8 - торкредбетонная футеровка; 9 - выход продуктов при эжектировании системы во время регенерации катализатора.

Температура на входе и выходе из камеры конвекции печи П-1, температура на выходе из 1-й радиантной камеры П-1 в печь П-104 замеряется приборами.

Постоянство температуры газосырьевой смеси на выходе из печи П-104 поддерживается регулятором, работающим в каскадной системе регулирования с регулятором давления топливного газа, подаваемого в П-104.

Контроль за температурой слоя катализатора осуществляется в каждом реакторе 2-мя многозонными термопарами.

Из реактора Р-2 газопродуктовая смесь с температурой не более 400°С в качестве теплоносителя поступает в трубное пространство подогревателя Т-3 отпарной колонны К-1, Т-1/1,2,3, через холодильники Х-101, Х-1/1,2 и с температурой не более 60°С поступает в сепаратор С-1.

В целях более гибкой работы установки и для производства ремонтных работ предусмотрено байпасирование холодильников Х-101, Х-1/1,2 и байпасирование холодильника Х-6, Х-ба (рис. 4).

Холодильник реакторного блока риформинга

1 - корпус; 2 - фланцы; 3 - днище; 4 - крышка плавающей головки; 5 -трубные решетки; 6 - трубки 20 25х3; 7 - перегородки; 8 - распределительная коробка; 9 - вход газопродуктовой смеси Dy 300 мм; 10 - выход газопродуктовой смеси Dy 300 мм; 11 - вход воды Dy 250 мм; 13 -спуск; 14 - воздушник; 15 - неподвижная опора; 16 - подвижная опора

В сепараторе С-1 происходит разделение продуктов реакции на водородсодержащий газ и нестабильный гидрогенизат.

Жидкая фаза сепаратора С-1 - нестабильный гидрогенизат - проходит трубное пространство теплообменника Т-2, где подогревается за счет тепла стабильного гидрогенизата - нижнего продукта колонны К-1, затем подается на 23-ю тарелку отпарной колонны К-1. Для регулирования температуры входа в К-1 предусмотрен байпас теплообменника Т-2.

В отпарной колонне из нестабильного гидрогенизата отпариваются легкие углеводороды, сероводород и влага. Верхний продукт колонны К-1 с температурой не более 150°С проходит конденсатор-холодильник воздушного охлаждения ХК-101, водяной ХК-1 и поступает в сепаратор С-102.

Для удобства работы и ремонта предусмотрена возможность байпасирования холодильников ХК-101, ХК-1.

Температура верха колонны К-1 контролируется прибором поз. TR 174-3, температура выхода продукта из холодильника ХК-101 и ХК-1 приборами поз. TR 82-5, TR 82-3.

Для регулирования температуры верха колонны предусмотрен ввод острого орошения на верхние тарелки К-1 (30,28) жидкой фазы сепаратора С-102 насосами ЦНГ-118 (119). Постоянство расхода орошения колонны К-1 из С-102 регулируется контуром, клапан которого установлен на линии выкида насосов ЦНГ-118 (119).

Уровень в сепараторе С-102 поддерживается регулятором, клапан которого установлен на трубопроводе сброса избытка продукта из С-102 в линию легкого бензина на 24-6/3 или в К-6. Существует схема сброса избытка продукта из С-102 с приемной и выкидной линии насосов ЦНГ-118 (119).

Отстоявшаяся в сепараторе С-102 вода с растворенными в ней сероводородом и аммиаком дренируется в спец. канализацию.

Углеводородный газ из сепаратора С-102 подается в абсорбер К-3, работающий как каплеотделитель. Углеводородный газ из абсорбера К-3 сбрасывается в топливную сеть установки.

Гидрогенизат, освобожденный от сероводорода, аммиака, растворенных газов и воды из К-1 поступает в межтрубное пространство рибойлера Т-3, межтрубное пространство теплообменника Т-2, затем насосом ЦН-2 (3) подается в теплообменник Т-206 Пакинокс(рис. 5).

Теплообменник "Пакинокс"

Сырьё и циркулирующий ВСГ смешиваются внутри теплообменника.

Теплообменник со сваренными пластинами "Пакинокс" состоит из пучка пластин, вставленных в каландр. Пучок изготовлен из гофрированных пластин нержавеющей стали, полученных путем формовки взрывом, уложенных штабелем одна на другую и по краям разделенных прокладками (между пластинами). Сырье впрыскивается в "нижнюю часть теплообменника (холодная сторона) по инжекционным трубкам. Она вовлекается в пучок циркулирующим газом (ВСГ). Смесь распространяется в пучке, где происходит термическая смена с вытекающим продуктом (горячим). Смесь С+ВСГ начинает испаряться. Верхний коллектор позволяет равномерно распространять горячий поток.

Чтобы предотвратить деформацию пучка, последний помещен в каландр, давление в котором постоянно поддерживается циркулирующим ВСГ.

В условиях нормальной работы рециркуляционный газ обеспечивает циркуляцию загрузки в изгибах пластин каталитического риформинга и наддув каландра. Рециркулирующий газ в каландре присутствует в состоянии застоя. Каландр обогревается посредством конвекции с пучком. Пучок положен на две опоры, находящиеся в верхней части каландра. Начиная с этого уровня, пучок может изменяться в размере свободно, дифференциально-термическое расширение стали берут на себя компенсаторы. Расстояние между пластинами не более 2,5-5 мм. Аппарат снаружи изолирован.

Схема работы теплообменника "Пакинокс"

Для регулирования температуры низа колонны К-1 паровая фаза из рибойлера Т-3 в виде "горячей струи" возвращается в колонну К-1 ниже эвапорационной зоны. Для регулировки температуры "горячей струи" на рибойлере Т-3 предусмотрен байпас газопродуктовой смеси, идущей из реакторов.

Установка предназначена для переработки прямогонных бензиновых фракций с целью получения компонентов автобензинов с октановым числом 78—80 (по ММ).
Сырьем служат прямогонные бензиновые фракции, выкипающие в пределах 85—180 °С или 105—180 °С с содержанием серы до 0,3% (масс).
Основные показатели сырья и получаемой продукции — стабильного катализата аналогичны показателям сырья и катализата, перерабатываемых на установке Л-35-11/300. Допускается содержание непредельных в сырье до 1% (масс).
Одновременно с основной продукцией на установке вырабатываются:

1) водородсодержащий газ — используется на установках гидроочистки дизельного топлива и керосина;
2) углеводородный газ — сбрасывается в общезаводскую сеть топливного газа;
3) стабильная головка — направляется, как правило, на установки газофракционирования;
4) сероводородный газ с содержанием H2S до 98% (об.) — используется для выработки серной кислоты или элементарной серы.

Мощность установки составляет 600 тыс. тонн/год по сырью. При интенсификации установки производительность может быть увеличена на 30% при выработке катализата с октановым числом 80 (по ММ). На жестком режиме при соответствующем дооборудовании можно получать катализат с октановым числом 85—86 (по ММ).

Описание установки. Схема установки — однопоточная. Технологическая схема укрупненной установки Л-35-11/600 аналогична схеме типовой установки Л-35-11/300. Как и указанная типовая установка, она состоит из блока предварительной гндроочистки, блока риформирования гидрогепизата, отделения стабилизации катализата риформипга, отделения очистки водородсодержащего и углеводородного газов от сероводорода и узла регенерации раствора МЭА.
Блок предварительной гидроочистки выполнен с циркуляцией водородсодержащего газа, что обеспечивает достаточные хорошие условия для очистки бензиновых фракций от серы. При остановке циркуляционных компрессоров блока предварительной гидроочистки установка может работать по схеме на «проток» водородсодержащего газа: межтрубное пространство Т-1 -> П-1 —> Р-1 -v трубное пространство Т-1 —> Х-1 -v С-1 —v К.-2 -v выход с установки. В этом случае избыточный водородсодержащий газ выводится с установки при пониженном давлении (3,5— 3,7 МПа).
Блок риформипга, в отличие от Л-35-11/300, в третьей ступени имеет два реактора — Р-411 и Р-4/2. При этом у входа в третью секцию печи газосырьевая смесь разделяется на два потока, поступающие в реакторы Р-411 и Р-412, а затем двумя параллельными потоками направляется в теплообменники Т-6 и далее — аналогично схеме установки Л-35-11/300.
Стабилизация катализата — сложная, с использованием фракционирующего абсорбера: на режиме дебутанизации при давлении 1,2 МПа, на режиме депропанизаци при 1,55 МПа.
Подвод теплоты к отпарной колонне осуществляется с помощью теплообменника-рибойлера.
Регенерация катализатора риформипга — газовоздушная. Катализатор гидроочистки не регенерируется.