Промышленные циклонные пылеуловители принцип работы устройство подбор

Промышленные циклонные пылеуловители: принцип работы, устройство, подбор

Циклонные пылеуловители или просто циклоны — самые распространенные аппараты для газоочистки. Одновременно они и самые простые по своему принципу работы, и самые сложные.

Циклоны были разработаны еще в СССР и имеют проектную разработанную эффективность.

Назначение

Данный тип аспирационной установки подходит для разных типов производств. Чаще всего его используют в таких сферах: цементная отрасль, деревообработка, АБЗ, добыча минералов, сельское хозяйство, пищевые производства, фармацевтика, порошковые материалы, химическая промышленность, литье металла, резина и пластмассы.

В отличии от других типов фильтров, циклоны меньше подвержены забиваемости и абразивному износу.

  • Циклон со встречными закрученными потоками (ВЗП/ВЗП-М) — для сухой пыли, для систем пневмотранспорта. Циклон УЦ, ЦДО, ЦДО-В, ЦДО-М — для древесных отходов.
  • Циклоны для неслипающейся пыли мокрого и сухого типа (СИОТ, СИОТ-М, ЛИОТ) — для сухой неслипающейся пыли.
  • Циклоны с обратным конусом (ЦМ, ЦОК) — для зернистой, волокнистой пыли; для пыли, склонной к слипанию.
  • Циклон для неслипающейся пыли (ЦН) — для улавливания золы из дымовых газов; пыли из сушилок; пыли из аппаратов, в которых протекают процессы со взвешенными в газе частицами; пыли, образующейся при пневматической транспортировке материалов и т.д.
  • Циклоны конические (ЦКТ/СДК) — для очистки воздуха от взвешенных частиц.
  • Взрывобезопасные циклоны — Циклон ЦН с взрыворазрядной мембраной, с дополнительными выходами газа через аварийные клапаны.
  • Циклоны для аграрной промышленности (УЦ, ЦОЛ) — для улавливания зерновой и мучной пыли.

Промышленный циклонный пылеуловитель

Схема и конструкция пылеуловителя циклон

Конструкция циклонных фильтров довольно простая:

  • Металлический корпус цилиндрической или конической формы;
  • Патрубок входящего газа;
  • Внутренняя труба для чистого воздуха;
  • Бункер для пыли.

Принцип работы циклонного фильтра

Грязный воздух тангенциально входит через патрубок в верхнюю или нижнюю часть циклона. Затем газ по спирали проходит вниз циклона, где высокозаряженные и тяжелые частички пыли по инерции уходят вниз.

Далее крупные частицы пыли опускаются в бункер, а чистый воздух выходит наружу.

Циклоны не требуют внутренней очистки. Вся очистка циклонного пылеуловителя происходит путем очищения бункера от скопившейся пыли.

Технические характеристики

  • Степень очистки — до 99,9%;
  • Производительность — 800 – 30 730 м3/ч;
  • Диаметр корпуса — от 300 мм;
  • Высота — от 1210 мм;
  • Масса— от 33 кг.

Подбор, расчет и производство

Залог эффективной работы фильтра — верные расчеты. Производитель должен максимально точно всё рассчитать и сделать верный проектный чертеж промышленного циклона, чтобы в дальнейшем не было проблем в работе.

Подбор циклона всегда начинается с определения типа пыли на производстве.

Например, для деревообрабатывающей отрасли подходят пылеуловители, которые способны «захватывать» частицы пыли разного размера (дисперсность пыли).

Совсем другие требования к циклонным фильтрам, которые будут работать в условиях абразивной пыли . Так как в данном случае происходит постоянное движение частиц пыли и их воздействие на металлический корпус, со временем существенно уменьшить его толщину, а также увеличить шероховатость. Именно поэтому при конструировании фильтров должны использоваться специальные внутренние покрытия, защищающие металл от износа.

Когда частицы пыли крупные, например, на мукомольном заводе, необходим циклон, способный захватывать большие частицы (более 120 мкм).

Большое влияние на производительность циклона оказывает его высота и диаметр.

Учитывая наличие стольких важных факторов, рекомендуем не делать расчеты самостоятельно. Всегда обращайтесь к производителю фильтров за подбором и расчетом, чтобы исключить ошибки в работе установок.

Источник



Установки каталитического крекигнга

Процесс КК является одним из наиболее эффективных и наиболее распространенных крупнотоннажных процессов углубленной переработки малоценных нефтепродуктов, предназначенных для производства высокооктанового бензина, и ценных сжиженных газов (олефинов) – сырья нефтехимии. Выход бензина достигает 50% от сырья, выход олефинсодержащих газов – 10% и более. Образующийся в процессе крекинга легкий газойль используется в качестве компонента диз . топлива , а тяжелый газойль – как сырье для производства высококачественного кокса или технического углерода.

8.1. Технологическая схема установки каталитического крекинга с шариковым катализатором.

Каталитический крекинг (рис. 8.1) предназначен для получения широкой газойлевой фракции, высокооктанового бензина, газа и дизельного топлива. Катализатор с частицами в 2 – 3 мм обеспечивает снижение температуры крекинга и равномерный контакт катализатора с парами сырья в реакторе и с воздухом в регенераторе.

Вакуумный газойль насосом Н – 1 прокачивается через теплообменники легкого 1 и тяжелого 2 газойля и поступает в трубчатую печь 3, где нагреваясь до температуры 460 – 480 0 С, поступает в реакционную зону реактора 4. В реакторе контактируя с катализатором, поступающим из бункера реактора с температурой 520 0 С, пары сырья крекируются. Из нижней части реактора через сепарирующее устройство пары продуктов реакции вместе с перегретым водяным паром, подаваемым на отпарку катализатора с температурой 460 0 С, отводятся в ректификационную колонну 5 под отбойную тарелку. С верха ректификационной колонны жирный газ, пары бензина и водяной пар с температурой 130 0 С поступают в конденсатор – холодильник 6. Жирный газ, бензин и вода из холодильника 6 с температурой 40 0 С поступают в газосепаратор 7, где происходит разделение жирного газа, бензина и воды. Из газосепаратора жирный газ поступает на разделение. Нестабильный бензин частично подается на орошение колонны 5, остальная часть откачивается на стабилизацию.

С тарелки 16 колонны 5 через отпарную колонну 8 насосом Н-3 легкий газойль откачивается в резервуар товарного парка. Тяжелый газойль с низа колонны 5 частично поступает на орошение низа колонны, а остальная часть откачивается в товарный парк. Отработанный катализатор воздухом, нагретым в топках под давлением 11, транспортируется в регенератор 12, где происходит выжиг кокса за счет подачи вентилятором воздуха, нагретого в топке под давлением. Регенерированный катализатор с температурой 580 – 600 0 С горячим воздухом транспортируется в бункер реактора, откуда поступает в реакционную зону реактора. Тепло, выделяемое при выжиге кокса с катализатора, снимается водой, подаваемой в охлаждающие змеевики регенератора насосом Н-5.

Реактор

Реактор (рис. 8.2, 8.3) представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат высотой от 15 до 20 м и диаметром от 3 до 5м в зависимости от мощности установки. Назначение реактора – проведение процесса крекинга нефтяного сырья. В реакторе имеется семь зон, в каждой из которых проводится определенная операция. В первой, или верхней, зоне имеется устройство для распределения поступающего сюда регенерированного катализатора по поперечному сечению аппарата. Горячие пары сырья поступают из змеевиков печи во вторую зону реактора, в пространство между указанными переточными трубами. Это пространство ограничено сверху днищем, а снизу – слоем катализатора. Пары и катализатор проходят рабочую зону сверху вниз прямотоком. В этой зоне протекает процесс каталитического крекинга. Внутренних устрой ств тр етья зона не имеет, за исключением выступающих карманов термопар для замера температуры реакции. Ниже расположена четвертая зона, служащая для отделения паров

С тарелки 16 колонны 5 через отпарную колонну 8 насосом Н-3 легкий газойль откачивается в резервуар товарного парка. Тяжелый газойль с низа колонны 5 частично поступает на орошение низа колонны, а остальная часть откачивается в товарный парк. Отработанный катализатор воздухом, нагретым в топках под давлением 11, транспортируется в регенератор 12, где происходит выжиг кокса за счет подачи вентилятором воздуха, нагретого в топке под давлением. Регенерированный катализатор с температурой 580 – 600 0 С горячим воздухом транспортируется в бункер реактора, откуда поступает в реакционную зону реактора. Тепло, выделяемое при выжиге кокса с катализатора, снимается водой, подаваемой в охлаждающие змеевики регенератора насосом Н-5.

Рисунок 8.2

Рис. 8.3. Реактор установки крекинга с шариковым катализатором

I — ввод сырья; II — ввод катализатора; III — вывод продуктов реакции; IV — вывод катализатора; V — ввод водяного пара; 1 — распределительное устройство; 2 — реакционная зона; 3 — сепарационное устройство; 4 — зона отпарки ; 5 — сборное выравнивающее устройство.

Разделительное устройство состоит из нескольких рядов колпачков, равномерно расположенных по высоте большого числа вертикальных труб. Последние имеют под каждым колпачком отверстия для отвода крекинг – продуктов в пятую зону. Катализатор проходит по переточным трубам в шестую зону, где он продувается перегретым водяным паром с целью удаления содержащихся в нем углеводородных паров. В седьмой зоне расположено выравнивающее устройство, которое служит для равномерного опускания слоя катализатора по всему поперечному сечению реактора. Этой части аппарата придается важное значение , так как в случае различной скорости движения отдельных порций катализатора будет происходить неравномерное отложение кокса на катализаторе.

Читайте также:  Особенности выбора газовых колонок модели Neva Lux

Рис. 8.4. Узел ввода тяжелого сырья и катализатора:

1 — трубы распределительного устройства; 2 — ввод сырья; 3 — ввод катализатора

Рис. 8.5. Сепарационное устройство реактора;

1 — тарелка; 2 — ребро жесткости; 3 — труба для вывода катализатора; 4 — труба для вывода паров; 5 — отбойник; 6 — «колокольчик»

Рис. 8.6. Футеровка регенератора: 1 — корпус аппарата; 2 — асбестовая изоля­ция; 3 — опорная полка; 4 — асбестовый шнур; 5 — кирпич

Регенератор.

Регенератор (рис. 25) представляет собой вертикальный аппарат квадратного или круглого сечения. Основное назначение аппарата – непрерывный выжиг кокса, отложившегося в реакторе на катализаторе. Во избежание перегрева стального корпуса аппарат имеет внутреннюю футеровку, выполняемую из огнеупорного кирпича. Общая высота регенератора 20 – 30 м . В верхней его части имеется распределительное устройство, состоящее из бункера с патрубками (“паук”). В нижней части регенератора имеется выравнивающее устройство для создания равномерного движения катализатора по всему поперечному сечению аппарата. Кроме того, в регенераторе имеется девять секций, служащих для выжига кокса и охлаждения катализатора. В шести нижних секциях после выжига части кокса и нагрева катализатора производится охлаждение последнего путем передачи через змеевики определенного количества избыточного тепла воде, проходящей внутри трубок змеевиков.

В каждую секцию регенератора из двух вертикальных воздуховодов поступает горячий воздух, который вводится в центральные коллекторы, имеющие по 28 зубчатых коробов каждый. Из каждой секции регенератора по гладким коробам отводятся дымовые газы. Количество охлаждающих змеевиков в аппарате (выполненных из цельносварных труб диаметром 60 мм из стали 1Х18Н9), число рядов, количество труб уточняется на месте в зависимости от качества сырья и предполагаемой коксовой нагрузки.

Рис. 8.7. Регенератор установки каталитического крекинга с шариковым катализатором:

1 — коллектор ввода воздуха; 2 — коллектор вывода дымовых газов; 3 — охлаждающие змеевики; 4 — распределительное устройство; 5 — сборное выравнивающее устройство; 6 — колосниковая решетка; 7 воздухораспределительный короб; 8 — газосборный короб

Рис. 8.8. Газосборные устройства:

а – с кольцевым фартуком; б – с внутренним днищем; 1 – перепускная труба; 2 – кольцевой фартук; 3 – короб; 4 – внутреннее днище.

Длительность регенерации от 60 до 80 мин. Рабочие условия в регенераторе температура от 480 до 700 0 С, давление 800 мм вод . с т.

Система пневмотранспорта.

Подъем отработанного и регенерированного катализатора производится смесью воздуха и дымовых газов. Способ передвижения сыпучих материалов в виде взвеси в газовоздушном потоке носит название пневмотранспорта. Размеры и конструкция системы пневмотранспорта имеют решающее значение на величину кратности циркуляции катализатора.

Система пневмотранспорта включает: 1) воздуховоды; 2) загрузочные устройства – дозеры ; 3) стволы пневмоподъемников ; 4) сепараторы с циклонами; 5) бункер – подогреватель; 6) катализаторопроводы ; 7) устройство для удаления катализаторной мелочи; 8) топки под давлением для нагрева воздуха; 9) воздуходувки.

Смесь дымовых газов и воздуха поступает по воздуховодам большого диаметра (0, 5- 1 м ), изготовленным из углеродистой стали, к месту потребления. Равномерное регулирование подачи катализатора в реактор и регенератор достигается загрузочными устройствами – дозерами (рис. 26), расположенными внизу стволов пневмоподъемников . Каждый дозер состоит из верхней, средней и нижней частей, переходного конуса 1 и чугунной отливки – трубки 2 переменного сечения. Для регулирования количества подаваемого катализатора в верхней части дозера установлена регулирующая обечайка 3, управление которой осуществляется посредством наружной системы рычагов. Для равномерной подачи воздуха в ствол в средней части дозера имеется выравниватель 4 потока воздуха, состоящий из двух концентрически расположенных цилиндров и конусной наставки 5 на внутренний цилиндр. Катализатор поступает в дозер через штуцеры, расположенные в верхней части аппарата. Вводимый под днище верхней части воздух, пройдя выравниватель 4 потока, подхватывает ссыпающийся через кольцевой зазор катализатор и подает его по стволу пневмоподъемника в верхний бункер.

Циклонный сепаратор.

Сепаратор (рис. 27) с циклоном размещен над стволом соответствующего пневмоподъемника и предназначен для отделения газа от катализатора, изменения направления движения катализатора и создания устойчивого уровня катализатора над реактором и регенератором.

Катализатор, поступающий из пневмоподъемника 3 в нижнюю часть аппарата, за счет резкого снижения скорости отделяется от дымовых газов и пыли и по наклонной трубке 4 ссыпается из сепаратора в бункер. Пыль собирается в приемнике 5, а дымовые газы отводятся в атмосферу по патрубку 2. Мультициклоны 1, расположенные вверху каждого сепаратора, служат для отделения катализаторной мелочи и пыли от дымовых газов.

Циклонный элемент.

Циклонный элемент (рис. 28) служит для отделения твердых частиц от пара или газа за счет центробежной силы. Пары с катализаторной пылью поступают в элемент циклона по кольцевой щели 6 на винтовой завихритель 3, пройдя по которому, они получают вращательное движение. При вращении парового (газового) потока частицы пыли под действием центробежной силы оседают на стенках корпуса 1, затем спадают в конус и удаляются через пылеотводящий патрубок 7. Очищенные от пыли пары продукта или газовоздушная смесь отводятся по выхлопной трубе 2 по своему назначению.

Горизонтальная топка под давлением для подогрева воздуха.

Горизонтальная топка (рис. 29) под давлением для нагрева воздуха используется для регенерации и пневмотранспорта катализатора на установках каталитического крекинга. Корпус топки выполнен из листовой углеродистой стали, цилиндрическая часть толщиной 18 мм , а днище и конический переход толщиной 20 мм . Принятый для топки предохранительный клапан не может полностью сбросить в атмосферу излишнее давление при хлопках, когда оно повышается мгновенно, поэтому корпус топки рассчитан на давление 7 кг/см 2 и испытывается гидравлически на 10, 5 кг/см 2 . Камера горения горизонтальной топки расположена у сферического днища, на котором размещен штуцер для установки форсуночных устройств, и представляет собой сварной цилиндр из листовой углеродистой стали толщиной 10 мм . Камера горения опирается на две подставки, при этом она приваривается наглухо только к одной передней подставке, а по второй может свободно перемещаться при тепловых деформациях. С внутренней стороны стакан камеры горения футерован огнеупорным кирпичом класса А толщиной в один кирпич. Футеровка должна быть выполнена особо тщательно из клинового и прямого кирпича вперемешку. Конец камеры горения выполнен в виде усеченного конуса для лучшего перемешивания в камере смешения продуктов горения и холодного воздуха. Холодный воздух подается в камеру смешения по кольцевому зазору между корпусом топки и кожухом камеры горения. При перемещение в направлении камеры смешения холодный воздух омывает камеру горения и несколько нагревается за счет охлаждения ее поверхности. Для равномерного распределения воздуха в кольцевом зазоре и лучшего перемешивания его в камере смешения с продуктами сгорания к цилиндру корпуса аппарата по образующей под углом 30 0 приварены два ряда пластин. Воздух для сжигания топлива подводится к форсункам отдельно по двум штуцерам, врезанным в сферическое днище корпуса аппарата, поэтому кольцевой зазор отделен от передней части топки глухой перегородкой из листовой стали. Края перегородки в месте приварки корпуса отбортованы для компенсации разности тепловых деформаций корпуса и кожуха камеры горения. Камерой смешения горизонтальной топки под давлением служит задняя часть корпуса за пределами камеры горения. Эта часть аппарата также футерована огнеупорным кирпичом для защиты стенок от действия высокой температуры. Камера смешения выполнена со ступенчато – изменяющимся диаметром. В ней предусмотрен люк диаметром 500 мм для осмотра и ремонта топки. Топка устанавливается на пяти опорных лапах, из них только одна крепится к фундаменту наглухо анкерными болтами, а остальные могут перемещаться при температурных деформациях аппарата.

Топка под давлением рассчитана для подогрева 30000 м 3 /час воздуха с 20 до 500 0 С. Рабочее давление в топке около 0, 25 атм , тепловое – 900000 ккал/м 3 *час.

Расход жидкого топлива при этом составляет около 550 кг/час.

Рисунок 8.9

Рис. 8.10

Циклонный сепаратор.

Сепаратор (рис. 26) включающий в себя группу циклонных элементов размещен над стволом соответствующего пневмоподъемника и предназначен для отделения газа от катализатора, изменения направления движения катализатора и создания устойчивого уровня катализатора над реактором и регенератором.

Рис. 8.11 Циклонный сепаратор:

1 — корпус циклона; 2 — входной патрубок; 3 — газораспределительная камера; 4 — трубные решетки; 5 — циклонные элементы; 6 –выходной патрубок для очищенного газа

Циклонный элемент.

Циклонный элемент (рис. 27) служит для отделения твердых частиц от пара или газа за счет центробежной силы. Пары с катализаторной пылью поступают в элемент циклона по кольцевой щели 6 на винтовой завихритель 3, пройдя по которому, они получают вращательное движение. При вращении парового (газового) потока частицы пыли под действием центробежной силы оседают на стенках корпуса 1, затем спадают в конус и удаляются через пылеотводящий патрубок 7. Очищенные от пыли пары продукта или газовоздушная смесь отводятся по выхлопной трубе 2 по своему назначению.

Читайте также:  Теория этапов становления по Ж Годфруа

Рис. 8.12 Циклонный элемент.

1 – корпус; 2 — выхлопная труба; 3 – винт; 4 — нижняя решетка циклона; 5 — верхняя решетка циклона; 6 — вход загрязненного газа; 7 — выпуск катализаторной пыли; 8 — выпуск очищенного газа

Данный батарейный циклон состоит из параллельно работающих циклонных элементов, смонтированных в общем корпусе 1. Запыленный газ через входной патрубок 2 попадает в газораспределительную камеру 3, ограниченную трубными решетками 4, в которых герметично закреплены циклонные элементы 5. Газ равномерно распределяется по отдельным элементам .О чищенный газ выходит из элементов в общую камеру и удаляется через патрубок 6. Пыль собирается в коническом днище.

8.9. Установка каталитического крекинга с пылевидным катализатором (1-Б).

Источник

Установка каталитического крекинга FCC

Каталитический крекинг — это термокаталитическая переработка нефтяных фракций для получения ценных продуктов.

Каталитический крекинг является важнейшим крупнотоннажным процессом переработки нефти. Мировая мощность построенных установок крекинга составляет более 770 млн. т/год

Сырье и продукты

В качестве сырья на установку может поступать:

  1. Вакуумный газойль с вакуумных блоков установок АВТ
  2. Непревращенный остаток с установки гидрокрекинга
  3. Фильтраты и экстракты с установок производства масел
  4. Газойли установки замедленного коксования и др.
  5. Мазуты с установок АВТ в смесях с вакуумным газойлем.

При наличии на производстве установки гидроочистки вакуумного газойля может потребоваться дополнительная гидроочистка получаемого бензина для соответствия его требованиям Евро-5.

Продуктами установки являются:

  1. Сухой газ – сырье установок сероочистки.
  2. Сжиженные углеводородные газы (пропан-пропиленовая фракция (ППФ) и бутан-бутиленовая фракция (ББФ) – сырье установок МТБЭ и сернокислотного алкилирования.
  3. Высокооктановый компонент автобензинов (ОЧИМ 90-92)
  4. Легкий каталитический газойль – сырье установок гидроочистки ДТ, компонент товарного мазута.
  5. Тяжелый каталитический газойль – сырье для производства технического углерода, компонент мазута.
  6. СВСГ – сырье установок производства серы и серной кислоты.

Бензин каталитического крекинга

Характеристики гидроочищенного бензина каталитического крекинга представлены в таблице. Бензин каталитического крекинга используется в качестве компонента для приготовления автобензинов. Вовлечение БКК в автобензины АИ-92, АИ-95, АИ-98 составляет от 20 до 50% мас. в зависимости от рецептуры.

Показатель Ед. изм. Значение
ОЧИМ ед. 90-91
ОЧММ ед. 80-80,5
ДНП кПа 72
Содержание бензола % мас. 0,5
Содержание ароматики % мас. 26
Содержание нафтенов % мас. 8
Содержание олефинов % мас. 24
Содержание изопарафинов % мас. 35
Т нк ○ С 30
Т50% ○ С 90
Ткк ○ С 213
Сера % мас. 0,0014
Плотность при 20 ○ С кг/м 3 727

Технологическая схема

Принципиальная технологическая схема установки каталитического крекинга с лифт-реактором

Принципиальная технологическая схема установки каталитического крекинга с лифт-реактором I – сырье, II – катализатор, III – бензин, IV – жирный газ, V – легкий газойль, VI – сырье для производства технического углерода, VII – тяжелый газойль, VIII — воздух, IX – пар водяной, X – дымовые газы, XI – цирку­лирующее орошение, XII – вода; Т-1÷Т-5 – теплообменники, П-1 – печь, Р-1 – реактор, Р-2 – регенератор, К-1 – колонна, К-2 – колонна-стриппинг, А-1 – котел, А-2 – циклон, ХК-1 – конденсатор-холодильник, С-1 – сепаратор, Х-1÷Х-4 – холодильник

Предварительный нагрев сырья

Сырье перекачивается насосами через блок теплообменников, где нагревается до 220 °С. Далее сырьевой поток разделяется на 8 потоков, которые направляются в печь, где происходит нагрев до температуры 250-260 °С.

Подача сырья в печь

Подача сырья в печь

Реакторно-регенераторный блок

Циркуляция катализатора в реакторно-регенераторном блоке

Циркуляция катализатора в реакторно-регенераторном блоке

Нагретый поток сырья поступает в слой циркулирующего катализатора реакторного блока через райзер – прямоточный реактор. Происходит смешение потока сырья, распыляемого через форсунки с катализатором, имеющим температуру 530 °С.

При температуре 530 °С происходит реакция крекинга с образованием продуктов реакции, находящихся в газообразном состоянии.

Смешение сырья и катализатора в райзере

Смешение сырья и катализатора в райзере

Образовавшаяся смесь, состоящая из продуктов реакции и катализатора перемещается в реактор, где установлены циклоны 1 и 2 ступени.

Циклоны

В циклонах 1 ступени более тяжелый катализатор, за счет центробежной силы, отбрасывается к стенкам устройства и направляется вниз реактора, а газообразные продукты реакции направляются во вторую ступень.

Оставшиеся продукты реакции переходят во вторую ступень циклонов тонкой очистки, где происходит аналогичный процесс.

Циклоны первой и второй ступени

Циклоны первой и второй ступени

При этом, катализатор ссыпается вниз реактора, куда подается пар для того, чтобы отделить принесенные ценные для нефтепереработки углеводороды. На поверхности катализатора откладывается кокс – побочный продукт.

Очищенный от катализатора продукт в состоянии парогазовой смеси с верха реактора подается на блок нагревательно-фракционирующей части (НФЧ) для последующего разделения.

После отделения от продукта катализатор попадает в транспортную линию, куда подается воздух для его транспортировки в регенератор. В регенераторе происходит выжиг кокса с поверхности катализатора при температуре 600 °С, поскольку при такой температуре кокс самовоспламеняется.

Выжиг кокса в регенераторе

Выжиг кокса в регенераторе

Дымовые газы, пройдя две ступени циклонов, попадают в котел-утилизатор для выработки пара среднего давления.

Отбившийся при этом катализатор спускается вниз регенератора, ссыпается в хоппер – бункер для предварительного сбора катализатора. Затем через шиберную задвижку катализатор подается на реакцию с сырьем в райзер.

Движение катализатора между реактором и регенератором происходит за счет подачи воздуха от воздуходувки, а между регенератором и реактором за счет перепада давления.

Циркуляция катализатора между реактором и регенератором

Циркуляция катализатора между реактором и регенератором

Основная фракционирующая колонна

Парогазовая смесь, которая образовалась в процессе реакции, сверху реактора направляется в кубовую часть фракционирующей колонны, где проходит ее разделение.

Основная фракционирующая колонна

Основная фракционирующая колонна

В кубовой части колонны образуется шлам – непревращенный остаток каталитического крекинга с высоким содержанием кокса, тяжелых металлов, катализаторной пыли. Шлам обычно не выводится, а отправляется на смешение с сырьем реакторного блока.

С нижней глухой тарелки колонны выводится тяжелый каталитический газойль. Одна часть газойля через отпарной стриппинг выводится из колонны, а вторая через блок теплообменников возвращается в колонну в качестве орошения для охлаждения кубовой части колонны и предотвращения коксообразования.

Из средней части колонны выводится легкий каталитический газойль, являющийся компонентом дизельного топлива. Он проходит через стриппинг, в который подается пар, отпаренный каталитический газойль выводится с установки.

Вывод легкого и тяжелого газойлей с установки

Вывод легкого и тяжелого газойлей с установки

Сверху фракционирующей колонны выводятся:

  1. Сухой газ
  2. Пропан-пропиленовая фракция
  3. Бутан-бутиленовая фракция
  4. Бензин

Все продукты реакции, попадая в АВЗ и водяные охладители – охлаждаются и с температурой 30-45 градусов Цельсия попадают в трехфазный сепаратор. Здесь происходит разделение на воду, бензин и газ.

Сепаратор: разделение на воду, бензин и газ

Сепаратор: разделение на воду, бензин и газ

Часть бензина возвращается в колонну, а другая часть направляется на блок стабилизации бензина, где идет происходит разделение газа от бензина.

Блок очистки жирного газа от сероводорода

Сверху сепаратора смесь газов попадает на блок очистки от сероводорода в аппарат для поглощения газов (абсорбер).

В верхнюю часть колонны подается метилдиэтаноламин (МДЭА), который улавливает сероводород и с помощью насосов выводится на регенерацию (десорбцию).

Абсорберы 1-й и 2-й ступени

Очищенный от сероводорода жирный газ поступает на прием газовых компрессоров. Компремированный жирный газ охлаждается и конденсируется в АВЗ. Далее он снова направляется в сепаратор, из которого при помощи насосов поступает в абсорбер 1-й ступени. Также в абсорбер поступает газ из сепаратора высокого давления и бензин. Куб колонны подогревается с помощью термосифонных кипятильников.

Принципиальная схема нагревательно-фракционирующей части

Принципиальная схема нагревательно-фракционирующей части (НФЧ)

Пары с верха абсорбера 1-й ступени содержат углеводороды С4-С5, являющиеся ценными компонентами бензина. С целью их выделения предусмотрен абсорбер 2-й ступени.

В абсорбер 2-й ступени в качестве абсорбента подается стабильный бензин из основной фракционирующей колонны. Сверху абсорбера 2-й ступени выводится сухой газ, поступающий на установку сероочистки. Насыщенный абсорбент, содержащий углеводороды С4-С5 поступает в основную фракционирующую колонну на десорбцию.

Колонна стабилизации

Деэтанизированный бензин, в котором содержатся ББФ и ППФ, с низа абсорбера 1-й ступени поступает в колонну стабилизации.

С низа колонны выводится стабильный бензин, а смесь ППФ и ББФ выводится сверху колонны, избыток сжиженных газов подается на орошение колонны.

Читайте также:  Установка wise care 365

Депропанизатор (опционально)

Депропанизатор предусмотрен лишь в некоторых конфигурациях установок каталитического крекинга. Во многих конфигурациях ППФ выделяется из головной фракции уже при дальнейшей переработке на установках производства МТБЭ и сернокислотного алкилирования.

Смесь ППФ и ББФ из колонны стабилизации нагревается потоком кубового продукта депропанизатора и поступает в депропанизатор для разделения смеси на ППФ и ББФ.

Пары ППФ с верха колонны охлаждаются и конденсируются в рефлюксной емкости. Часть ППФ подается в колонну в качестве орошения, избыток выводится с установки. С куба колонны выводится ББФ, после чего поступает на установки производства МТБЭ или сернокислотного алкилирования.

Материальный баланс

Материальный баланс и некоторые параметры технологического режима работы установки каталитического крекинга Г-43/107 приведены в таблице.

Материальный баланс и параметры технологического режима установки Г-43-107

Материальный баланс и параметры технологического режима установки Г-43-107

Достоинства и недостатки

Недостатки

  1. Дорогостоящий катализатор, который необходимо регулярно добавлять в систему для компенсации дезактивации и истирания катализатора.
  2. Сложность аппаратурного оформления.
  3. Очень высокие капитальные и эксплуатационные затраты

Достоинства

  1. Возможность перерабатывать различные нефтяные фракции с получением высокооктанового бензина и газа, богатого пропиленом, изобутаном и бутенами;
  2. Сравнительная легкость совмещения с другими процессами, например, с алкилированием, гидрокрекингом, гидроочисткой, адсорбционной очисткой, деасфальтизацией и т. д.
  3. Широкие возможности варьирования продуктовой корзиной за счет различных добавок/модификаторов для катализаторов крекинга, а также за счет выбора температурного режима крекинга

Существующие установки

Перечень установок каталитического крекинга на предприятиях РФ представлен в таблице. В России процесс реализован на 14 предприятиях, суммарная мощность установок крекинга составляет около 24 млн. т /год.

Видео

Источник

Циклон для установок крекинга

Циклонный элемент цена проектирования от 10000р

Циклонный элемент (рис. 28) служит для отделения твердых частиц от пара или газа за счет центробежной силы. Пары с катализаторной пылью поступают в элемент циклона по кольцевой щели 6 на винтовой завихритель 3, пройдя по которому, они получают вращательное движение. При вращении парового (газового) потока частицы пыли под действием центробежной силы оседают на стенках корпуса 1, затем спадают в конус и удаляются через пылеотводящий патрубок 7. Очищенные от пыли пары продукта или газовоздушная смесь отводятся по выхлопной трубе 2 по своему назначению.

Схема горизонтальной топки под давлением для подогрева воздуха.

Горизонтальная топка (рис. 29) под давлением для нагрева воздуха используется для регенерации и пневмотранспорта катализатора на установках каталитического крекинга. Корпус топки выполнен из листовой углеродистой стали, цилиндрическая часть толщиной 18 мм, а днище и конический переход толщиной 20 мм. Принятый для топки предохранительный клапан не может полностью сбросить в атмосферу излишнее давление при хлопках, когда оно повышается мгновенно, поэтому корпус топки рассчитан на давление 7 кг/см 2 и испытывается гидравлически на 10, 5 кг/см 2 . Камера горения горизонтальной топки расположена у сферического днища, на котором размещен штуцер для установки форсуночных устройств, и представляет собой сварной цилиндр из листовой углеродистой стали толщиной 10 мм. Камера горения опирается на две подставки, при этом она приваривается наглухо только к одной передней подставке, а по второй может свободно перемещаться при тепловых деформациях. С внутренней стороны стакан камеры горения футерован огнеупорным кирпичом класса А толщиной в один кирпич. Футеровка должна быть выполнена особо тщательно из клинового и прямого кирпича вперемешку. Конец камеры горения выполнен в виде усеченного конуса для лучшего перемешивания в камере смешения продуктов горения и холодного воздуха. Холодный воздух подается в камеру смешения по кольцевому зазору между корпусом топки и кожухом камеры горения. При перемещение в направлении камеры смешения холодный воздух омывает камеру горения и несколько нагревается за счет охлаждения ее поверхности. Для равномерного распределения воздуха в кольцевом зазоре и лучшего перемешивания его в камере смешения с продуктами сгорания к цилиндру корпуса аппарата по образующей под углом 30 0 приварены два ряда пластин. Воздух для сжигания топлива подводится к форсункам отдельно по двум штуцерам, врезанным в сферическое днище корпуса аппарата, поэтому кольцевой зазор отделен от передней части топки глухой перегородкой из листовой стали. Края перегородки в месте приварки корпуса отбортованы для компенсации разности тепловых деформаций корпуса и кожуха камеры горения. Камерой смешения горизонтальной топки под давлением служит задняя часть корпуса за пределами камеры горения. Эта часть аппарата также футерована огнеупорным кирпичом для защиты стенок от действия высокой температуры. Камера смешения выполнена со ступенчато – изменяющимся диаметром. В ней предусмотрен люк диаметром 500 мм для осмотра и ремонта топки. Топка устанавливается на пяти опорных лапах, из них только одна крепится к фундаменту наглухо анкерными болтами, а остальные могут перемещаться при температурных деформациях аппарата.

Топка под давлением рассчитана для подогрева 30000 м 3 /час воздуха с 20 до 500 0 С. Рабочее давление в топке около 0, 25 атм, тепловое – 900000 ккал/м 3 *час.

Расход жидкого топлива при этом составляет около 550 кг/час.

Схема горизонтальной топки под давлением для подогрева воздуха.

4. Технологическая схема установки каталитического крекинга с пылевидным катализатором (1-Б).

Каталитический крекинг с пылевидным катализатором диаметром от 40 до 150 мк применяется при производстве высокооктановых бензинов и по сравнению с другими процессами каталитического крекинга имеет ряд преимуществ, а именно: однородность температуры в кипящем слое, высокий коэффициент теплопередачи, однородность состава твердой фазы и использование последней в качестве теплоносителя, возможность смешения жидкостей и твердых веществ с образованием газовой фазы. В связи с этим процессы каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем катализатора находят широкое применение в промышленности (рис. 30).

Процесс крекирования начинается уже в линии пневмотранспорта с момента смешания сырья с горячим катализатором и завершается в кипящем слое реактора.

Качество и количество бензинов каталитического крекинга, газо – и коксообразование зависят от природы сырья, температуры, давления процесса, времени контакта сырья с катализатором и активности последнего.

Процесс проводится в следующих условиях: температура крекинга 450 – 525 0 С; температура регенерации катализатора 540 – 680 0 С; давление в реакторе 0, 6 – 1, 4 атм; давление в регенераторе 0, 3 – 2, 1 атм. Чаще используется алюмоселикатный катализатор.

Сырье – керосино – соляровая фракция насосом 1 прокачивается последовательно через теплообменники легкого и тяжелого газойля 2 и 3, печь 4, где нагревается до температуры 220 – 300 0 С и поступает в захватное приспособление 5 транспортной линии, идущей в реактор 6. Одновременно из стояка регенератора в захватное устройство поступает катализатор, имеющий температуру 550 – 590 0 С.

Пары сырья, водяной пар, подаваемый также в захватное устройство, и катализатор поступают в реактор. Поток проходит распределительное устройство и входит в зону кипящего слоя катализатора, в котором происходит крекинг сырья. Пары воды и продуктов реакции проходят через две ступени циклонных сепараторов, улавливающих большую часть унесенных частичек катализатора, которые ссыпаются вниз, а пары по шлемовой трубе реактора поступают в ректификационную колонну 8.

Закоксованный катализатор после отпарной секции реактора поступает в захватное приспособление транспортной линии регенератора 7, подхватывается струей воздуха и транспортируется в регенератор. Регенерация производится при температуре 560 – 600 0 С при подаче воздуха. В случае большого избытка тепла в регенераторе в работу включается котел – регенератор 17. Дымовые газы в регенераторе проходят циклонные сепараторы, котел – утилизатор 18 и электрофильтр 20. Пары продуктов крекинга в ректификационной колонне 8 подвергаются промывке и очистке от катализаторной пыли, увлеченной из регенератора. Промывка осуществляется остаточным продуктом с низа колонны. Часть циркулирующего продукта по мере накопления в нем катализаторной пыли отводится в реактор. Тяжелый газойль в виде бокового погона отбирается из колонны, проходит через отпарную колонну 24 и частично насосом Н-9 прокачивается через теплообменник 3, холодильник 10 и возвращается в колонну 8, а частично насосом Н-25 через холодильник 26 отводится с установки. С тарелки 10 колонны 8 легкий газойль отводится в отпарную колонну 11, откуда насосом Н-12 через теплообменник 2 и холодильник 13 отводится с установки. Газ, пары бензина и врды с верха колонны 8 через конденсатор – холодильник поступают в газоотделитель 15. Бензин частично подается на орошение колонны 8, а остальное количество поступает на газофракционирующую установку. Туда же направляется и жирный газ с верха газоотделителя.

Источник