Naantala ang coking unit: proyekto, prinsipyo ng pagpapatakbo, pagkalkula ng kuryente at mga hilaw na materyales

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang mga delayed coking unit ay ang pinakakaraniwang solusyon sa hardware para sa mabigat na pagdadalisay ng langis. Kasama sa kanilang aparato ang 2 pangunahing mga module - reaktor, kung saan ang hilaw na materyal ay pinainit at pinainit, at mekanikal na pagproseso. Ang disenyo ng mga halaman ay isinasagawa sa mga yugto at kasama ang pagkalkula at pagpili ng mga kagamitan sa proseso, ang pagpapasiya ng mga teknikal at pang-ekonomiyang tagapagpahiwatig.

Destination

Ang teknolohiyang proseso ng coking ay isa sa mga paraan ng pagdadalisay ng langis. Ang pangunahing layunin nito ay makakuha ng malalaking bukol na petrolyo coke. Mayroong 3 paraan ng coking na ginagamit sa industriya:

1. Paminsan-minsan, naka-cube. Ang hilaw na materyal ay ikinarga sa isang pahalang na kagamitan, pinainit ng isang firebox sa ilalim nito, pagkatapos ay na-calcine sa loob ng 2-3 oras. Pagkatapos nito, ang hurno ay pinalamig at ang tapos na produkto ay ibinaba. Ang paraang ito ang pinakasimple at hindi gaanong produktibo.
2. Patuloy. Ang pamamaraang ito ay nasa yugto pa rin ng pag-unlad ng industriya.
3. Semi-continuous, kasalukuyang natatanggapang pinakalaganap.

Ang Ultra-delayed coking unit ay ang pinakabagong uri ng kagamitan sa proseso. Sa kanila, ang hilaw na materyal ay pinainit sa isang hurno, at pagkatapos ay inilipat sa hindi pinainit na mga silid ng reaksyon, na mayroong isang thermal insulation layer upang mapanatili ang kinakailangang temperatura. Ang bilang at laki ng mga reactor, ang kapangyarihan ng mga hurno ay nakakaapekto sa pagganap ng buong planta.

Ang operasyon ng unang DCU sa Russia ay sinimulan noong 1965 sa Ufaneftekhim. Ang naantalang coker ng planta ay gumagana pa rin hanggang ngayon. Pagkatapos ng muling pagtatayo noong 2007, ang produktibidad nito ay humigit-kumulang 700-750 libong tonelada/taon sa dami ng naprosesong hilaw na materyales.

Mga huling produkto

Ang mga sumusunod na substance ay nakukuha sa ultrasonic testing, maliban sa coke:

• coking gases (ginagamit bilang process fuel o naproseso para makakuha ng propane-butane fraction);
• gasolina;
• coke distillates (fuel, cracking feedstock).

Sa mga domestic ultrasonic testing machine, ang coke yield ay 20-30% ayon sa timbang. Ang tagapagpahiwatig na ito ay pangunahing nakasalalay sa kalidad ng mga hilaw na materyales. Ang industriya ng metalurhiko ay nakakaranas ng pinakamalaking pangangailangan para sa produktong ito (produksyon ng mga anod at electrodes, aluminyo, abrasive, carbide, carbon-graphite na materyales, ferroalloys). Bilang karagdagan sa unang Ufa DCU, ang iba pang mga naantalang unit ng coker ay itinayo din sa Russia: sa Omsk Refinery, Novokuibyshevsk Refinery, LLC LUKOIL-Volgogradneftepererabotka, LUKOIL-Permnefteorgsintez, LUKOIL-Permnefteorgsintez, sa Angarsk Petrochemical Company, NOVOIL OJSC (Ufa), TANECO PJSC (Nizhnekamsk).

Mga hilaw na materyales

Ang mga materyales sa pagkain para sa coking ay nahahati sa 2 pangkat: mga produkto ng pangunahin at pangalawang pagproseso. Ang mga sumusunod na sangkap ay ginagamit bilang hilaw na materyales sa mga naantalang coking unit:

• langis na panggatong;
• half-tar;
• tar;
• coal-tar pitch;
• asp alto at iba pang produktong pang-industriya na langis;
• liquid coal residue;
• heavy pyrolysis at shale tar;
• thermal cracking residues;
• petroleum bitumen at mabibigat na langis.

Highly aromatized oil residues ang pinakakaraniwang feedstock sa kasalukuyan.

Impluwensiya sa mga teknolohikal na parameter

Ang mga sumusunod na parameter ng coking plant ay nakadepende sa mga katangian ng mga feed materials:

• efficiency ng reaction chamber;
• kalidad ng mga produktong natanggap;
• coke outlet;
• kondisyon para sa proseso.

Ang pinakamahalagang parameter ng raw material ay:

• Coking, depende sa nilalaman ng asph alt-resinous substances. Ang halaga ng coking ay dapat nasa hanay na 10-20%. Sa isang mas maliit na halaga, ang ani ng coke ay bumababa, at sa isang mas malaki, ang mga deposito ay naiipon sa loob ng mga coil sa mga hurno. Natutukoy ang kapasidad ng coking sa pamamagitan ng masa ng solid residue sa crucible pagkatapos magpainit ng sample ng produktong langis sa loob nito.
• Density.
• Kemikal na komposisyon. Mula samapaminsalang impurities na may pinakamalaking epekto sa kalidad ng coke naglalabas ng asupre (ito ay dapat na hindi hihigit sa 1.5% ng timbang). Depende sa layunin ng coke sa teknolohikal na proseso, mas mainam na gumamit ng iba't ibang uri ng hilaw na materyales. Kaya, para makakuha ng fibrous na istraktura ng huling produkto, ginagamit ang mga materyales na may paraffin base.

Ang ani ng coke ay proporsyonal sa density ng feed at nilalaman ng asph altene.

Mga yugto ng pagluluto

Ang teknolohikal na proseso sa delayed coking units ay mahaba at tuluy-tuloy, mula sa pagbibigay ng mga hilaw na materyales hanggang sa pagbabawas ng tapos na produkto. Karaniwan, nahahati ito sa 3 yugto:

1. Mga reaksyon ng agnas, pagbuo ng mga distillate fraction, intermediate, condensation.
2. Malaking pagbawas sa nilalaman ng unsaturated hydrocarbons sa mga gas, pagtaas ng molekular na timbang ng mga nalalabing bahagi, mga reaksyon ng cyclization.
3. Pagtaas ng nilalaman ng mga asph altene sa nalalabi hanggang 26%, pagbawas sa dami ng mga resin at langis. I-convert ang liquid residue sa solid coke.

Pag-uuri

Mayroong 2 pangunahing uri ng delayed coking unit ayon sa kanilang layout: single-block at double-block.

Sa mga two-block na halaman, mayroong 4 na uri, na nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na disenyo at mga teknolohikal na tampok:

1. Internal na diameter ng mga coking chamber – 4.6 m. Tent heating furnaces, apat na chamber na gumagana nang magkapares. Ang kerosene at gas oil na nakuha sa proseso ng coking ay ginagamit para sa pagpainit.
2. Cokemga silid Ø 5.5 m. Feedstock - mga straight-run na fuel oil na may kasamang mataas na aromatic hydrocarbons, na nagpapataas ng ani ng isang de-kalidad na produkto.
3. Mga reaktor na gawa sa alloyed steel Ø 5.5 m, taas 27.6 m, mga tubular furnace na may volumetric-laying torch, overhead valves ng mas mataas na cross-section, radioactive level gauge na nagpapahintulot sa pagrehistro ng lokasyon ng coke-foam phase separation. Ang pinakabagong inobasyon ay nakakatulong upang mas mahusay na magamit ang kapaki-pakinabang na dami ng reaktor. Pagsusuplay ng mga turbulator na may mga additives ng detergent para mabawasan ang coking ng mga coils, cooled gas oil sa mga head tube.
4. Mga reaction chamber Ø 7 m, taas 29.3 m. Axial input ng raw material sa mga reactor, hydraulic system para sa pagdiskarga ng coke na may remote control, electric crane, warehouse na may floor type storage.

Applied Equipment

Ang mga kagamitan, na nilagyan ng ganitong uri ng mga pag-install, ay nahahati sa mga sumusunod na grupo depende sa layunin:

1. Teknolohiya, direktang kasangkot sa proseso ng coking (mga furnace, kagamitan sa column, heat exchanger, reactor chamber, cube, refrigerator, pump, pipeline, instrumentation, gripo at iba pang shut-off at switching valve).
2. Wastewater - pangongolekta at paggamot ng tubig para bumalik sa working cycle (pagpapalamig at pagkuha ng coke).
3. Kagamitan para sa pagbabawas ng coke mula sa mga chamber (cube). Sa modernong mechanized installation, maaari itong maging mekanikal at hydraulic na uri (mga lambanog, winch, suklay, pamutol, pamalo, tore, manggas ng goma).
4. Mga device para sa pagdadala at pagproseso ng tapos na produkto (pagtanggap ng mga chute at ramp, crane, conveyor, feeder, crusher, warehouse).
5. Mga makina at kagamitan para sa mekanisasyon ng trabaho.

Kapag nagdidisenyo ng mga naantalang coking plant, kailangang maingat na isaalang-alang ang disenyo ng mga reaction chamber at furnace, dahil ang tagal ng working cycle ay depende sa pagiging maaasahan ng kanilang operasyon.

Mga parameter ng proseso

Ang mga pangunahing parameter ng teknolohiya ng coking ay:

• Recirculation ratio, na tinukoy bilang ang ratio ng kabuuang load ng reaction coils ng furnaces sa load ng buong planta sa mga tuntunin ng raw materials. Sa pagtaas ng halaga nito, tumataas ang ani ng de-kalidad na coke, gas at gasolina, ngunit bumababa ang dami ng heavy gas oil.
• Pressure sa reaction chamber. Ang pagbaba nito ay humahantong sa pagtaas ng ani ng gas oil, pagbaba sa ani ng coke at gas, at pagtaas ng foaming.
• Temperatura ng proseso. Kung mas malaki ito, mas mataas ang kalidad ng coke sa mga tuntunin ng dami ng pabagu-bago ng mga sangkap, lakas at density nito. Ang pinakamataas na halaga ay nililimitahan ng panganib ng coking ng furnace at pipelines, na binabawasan ang tibay ng mga coils. Ang bawat uri ng hilaw na materyal ay may sariling pinakamainam na temperatura.

Ang pagtatayo ng mga naantalang coking unit ay nauugnay sa mataas na gastos sa kapital. Samakatuwid, kadalasan ang muling pagtatayo ng isang gumagana nang kumplikado ng kagamitan ay isinasagawa. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pagbawas ng cyclecoking, pagpapakilala ng mga bagong reaction chamber o pagbabawas ng recirculation ratio.

Prinsipyo ng operasyon

Ang mga delayed coking unit ay binubuo ng isa o higit pang magkapares na grupo ng mga chamber, kung saan ang isang chamber ay gumagana sa yugto ng paggawa ng coke, at ang isa naman sa pagbabawas o sa isang intermediate na estado. Ang proseso ng agnas ng pinagmulang materyal ay nagsisimula sa isang tube furnace, kung saan ito ay pinainit sa 470-510 °C. Pagkatapos nito, ang hilaw na materyal ay pumapasok sa mga hindi pinainit na silid, kung saan ito ay malalim na na-coked dahil sa init na kasama nito.

Ang mga gas at likidong hydrocarbon ay idinidischarge para sa fractional separation sa isang distillation column. Ang coke ay pumapasok sa departamento ng pagpoproseso ng makina, kung saan ito ibinababa, pinagbubukod-bukod at dinadala. Ang isang balon ay drilled sa layer ng tapos na produkto, at isang hydraulic cutter ay inilalagay sa loob nito. Ang mga nozzle nito ay nagpapatakbo sa ilalim ng presyon hanggang sa 20 MPa. Ang mga piraso ng pinaghiwalay na coke ay nahuhulog sa isang drainage platform kung saan inaalis ang tubig. Ang produkto ay dinudurog sa maliliit na piraso at pinaghihiwalay sa mga praksyon. Susunod, inilipat ang coke sa bodega.

Ang prinsipyong diagram ng ultrasonic testing ay ipinapakita sa figure sa ibaba.

Coke chamber

Ang mga silid ay isang reaktor, na siyang batayan ng buong pag-install. Ang cycle ng operasyon ng chamber ay karaniwang 48 oras, gayunpaman, sa mga nakalipas na taon, ang mga ultrasonic device na gumagana sa 18- at 36 na oras na mode ay idinisenyo.

Ang isang ikot ng pagpapatakbo ng reactor ay binubuo ng mga sumusunod na operasyon:

• pagkarga ng mga hilaw na materyales, proseso ng coking (1 araw);
• off (1/2 oras);
• hydrothermal treatment (2.5 oras);
• pagpapalamig ng tubig ng produkto, pagtanggal ng tubig (4 na oras);
• i-unload ang produkto (5 oras);
• sealing manholes, pressure testing na may mainit na singaw (2 oras);
• pagpainit gamit ang mga oil vapor, lumilipat sa working cycle (3 oras).

Disenyo

Ang naantalang coking unit project ay ginagawa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod:

• pagtukoy ng kinakailangang produktibidad, t/taon;
• resource base analysis;
• pagbubuo ng teoretikal na balanse ng materyal ng proseso ng coking para sa iba't ibang uri ng hilaw na materyales;
• pagpapasiya ng mga pangunahing daloy ng materyal;
• pag-unlad ng konsepto ng pag-install;
• pagkatwiran para sa laki at bilang ng mga reactor;
• pagtukoy sa tagal ng pagpuno ng isang silid ng coke at ang haydroliko na pagkalkula nito, pagbubuo ng iskedyul para sa pagpapatakbo ng reaktor;
• mga pagkalkula ng pagkarga ng temperatura sa silid;
• pagkalkula ng convection at radiation chamber;
• development ng production line layout;
• mga teknolohikal na kalkulasyon ng iba pang pangunahing kagamitan (distillation column, furnace, refrigerator, atbp.);
• pagbuo ng isang monitoring at control system, pagpili ng mga automation tool;
• paglalarawan ng mga scheme ng proteksyong pang-emergency;
• pag-unlad ng mga aspeto ng kapaligiran at mga hakbang sa kaligtasan;
• pagtukoy ng mga tagapagpahiwatig ng ekonomiya (mga gastos sa kapital, bilang ng mga tauhan ng serbisyo, suweldo,mga gastos sa produksyon para sa mga hilaw na materyales at pantulong na materyales, taunang epekto sa ekonomiya, gastos sa produkto).

Ang pagkalkula ng kapasidad ng naantalang coking unit sa taunang batayan ay ginagawa ayon sa formula:

N=P x t, kung saan ang P ay ang kapasidad ng planta, t/araw;

Ang t ay ang bilang ng mga araw ng trabaho sa isang taon.

Product output sa mga pisikal na termino ayon sa base at ang mga pagpipilian sa disenyo ay tinutukoy batay sa balanse ng materyal ng pag-install.