Теоретические основы и технология гидроочистки дизельных топлив

Гидрогенизат из сепаратора высокого давления после дросселирования направляется в сепаратор низкого давления и после подогрева в теплообменнике — в стабилизационную колонну.

Дизельное топливо при выходе из колонны разделяется на два потока: один из них, пройдя печь, в виде рециркулята возвращается в колонну, а второй после охлаждения поступает на защелачивание и водную промывку.

Очищенное дизельное топливо выводится с установки. Верхний продукт колонны стабилизации охлаждается в конденсаторе-холодильнике и разделяется в сепараторе на углеводородный газ, отгон и воду; часть отгона возвращается в колонну на орошение, а другая часть после защелачивания и водной промывки выводится с установки.

На ряде заводов внедрен узел отдува сероводорода из бензина очищенным углеводородным газом. Углеводородный газ подвергается раздельной очистке от сероводорода раствором МЭА: газ из сепаратора низкого давления очищается в абсорбере под давлением 0,4—0,5 МПа; газ из бензинового сепаратора очищается от сероводорода при 0,13 МПа, затем используется как топливо для печей.

Насыщенный раствор МЭА регенерируется в отгонной колонне, из которой уходит смесь сероводорода и паров воды. После охлаждения в конденсаторе-холодильнике она разделяется в сепараторе. Сероводород выводится с установки для получения серной кислоты или элементарной серы, а вода подается на орошение в отгонную колонну. После отгонной колонны регенерированный раствор охлаждается в теплообменнике, холодильнике и возвращается в цикл. Температурный режим отгонной колонны поддерживается подачей пара в рибойлер.

При потере активности катализатора проводится его газовоздушная или паровоздушная регенерация.

Основное оборудование установки:

1) Реактор с аксиальным вводом сырья сверху вниз. Корпус реактора изнутри футерован; реактор не имеет защитного стакана. Диаметр реактора 2600 мм.

2) Продуктово-сырьевые теплообменники кожухотрубчатые, одноходовые по трубному пространству, уплотнения сильфонные на плавающей головке. Диаметр корпуса 800 мм.

3) Трубчатые печи шатрового типа со сварным змеевиком в зоне огневого нагрева.

4) Циркуляционные поршневые компрессоры марки 5Г-600-42/60.

5) Колонные аппараты различного диаметра с желобчатыми тарелками или насадкой из колец Рашига.

7) Холодильники высокого давления типа «труба в трубе» для готового продукта, установленные на открытой площадке. Поршневые компрессоры марки 5ВП-16/70.

 

Экономические показатели. На гидроочистку 1 т сырья расходуется:

Пар, кг . . . ………………………………………………………………...42,0

Электроэнергия, МДж   …………………………………………………79,2

Охлаждающая вода, м3…………………………………………………….8,4

мазут, кг…………………………………………………………………..19,4

газ (при нормальных условиях), м3……………………………………..4,2

Катализатор, кг    ...................……………………………………………0,04

Моноэтаноламин, кг.................…………………………………………..0,04

Рабочая сила, чел/смена……………………………………………………10

 

 

 

 

Установка Л-24-6

1 –  трубчатая печь; 2 – реакторы; 3 –  теплообменники; 4 – холодильники; 5 – сепаратор высокого давления; 6 – сепаратор низкого давления; 7 – насосы; 8 – стабилизационная  колонна; 9 – сепараторы; 10 – емкости; 11 – компрессоры; 12 – рибойлер с паровым пространством; 13 – отгонная колонна; 14 – абсорбер; 15 – дымовая труба; 16 – скруббер;

I – сырье; II – водородсодержащий газ; III – воздух; IV – бензин; V – очищенное дизельное топливо; VI – сероводород; VII – углеводородный газ.

Рис 1.5

Установка Л-24-7

Назначение. Обессеривание прямогонных дизельных фракций и нефтей типа арланской с содержанием серы 2,4%(мас.). Возможно применение в качестве сырья смеси прямогонных и вторичных дизельных фракций в соотношении 1: 1 с содержанием серы 1,3%(мас.).

Описание установки (рис. 1.6). Установка состоит из двух самостоятельных блоков, позволяющих одновременно перерабатывать два вида сырья.

Сырье насосом подается на узел смешения с циркулирующим водородсодержащим газом. Газо-сырьевая смесь нагревается в теплообменниках и в печи и поступает в два последовательно работающих реактора. Газо-продуктовая смесь, пройдя теплообменники и холодильники, направляется в сепаратор высокого давления, где циркуляционный газ отделяется от гидрогенизата; после очистки от сероводорода 15% раствором МЭА подается на компрессор. Каждый блок имеет самостоятельную систему циркуляции газа. Узел регенерации раствора МЭА общий для двух блоков.

Гидрогенизат и растворенные газы из сепаратора высокого давления дросселируются до 0,6 МПа в сепаратор низкого давления. Гидрогенизат, предварительно нагретый в теплообменниках, поступает на стабилизацию. Выделившийся в сепараторе углеводородный газ очищенный раствором МЭА от сероводорода, дросселируется до 0,14 МПа и объединяется с очищенным углеводородным газом стабилизации, дожимается компрессором до 1,0 МПа и выдается с установки.

Часть дизельного топлива (рециркулят) центробежным насосом подается через трубчатую печь обратно в стабилизационную колонну, а остальное количество прокачивается через теплообменники, холодильник и поступает на защелачивание и водную промывку, а затем в товарный парк. Если режим колонны обеспечивает удаление сероводорода из дизельного топлива, то можно работать без защелачивания и водной промывки стабильного топлива.

Раствор MЭA, насыщенный сероводородом, собирается от абсорберов в общий поток, нагреваетеся в теплообменниках и поступает в отгонную колонну. Выделившийся сероводород вместе с парами воды охлаждается в конденсаторе-хододильнике и поступает в сепаратор, где от него отделяется вода, которая возвращается в колонну на орошение. Образующийся сероводород выводится с установки для получения серной кислоты или элементарной серы.

Регенерированный раствор МЭА после охлаждения в теплообменнике и холодильнике возвращается в цикл. Температуру в нижней части отгонной колонны поддерживают подачей пара в рибойлер. Экономические показатели. На гидроочистку 1 т сырья расходуется:

Пар, кг ……………………………………………………………….......60,6

Электроэнергия, МДж ……….............………………………………....54,8

Охлаждающая вода, м3…..............……………………………………….8,0

Топливо газ (при нормальных условиях), м3….....…………………….7,5

Катализатор, кг….................……………………………………………0,018

Едкий натр, кг ………………………………………………………..........1,8

Моноэтаноламин, кг…...............……………………………………….0,037

Рабочая сила, чел/смена…............………………………………………....8

 

Установка Л-24-7

1 –  трубчатая печь; 2 – реакторы; 3 –  теплообменники; 4 – холодильники; 5 – сепаратор высокого давления; 6 – сепаратор низкого давления; 7 – стабилизационная колонна; 8 –  сепараторы; 9 – емкости; 10 – компрессоры; 11 – насосы; 12 – отгонная колонна; 13 – рибойлер с паровым пространством; 14 – абсорберы; 15 – скруббер;

I – сырье; II – водородсодержащий газ; III – отдуваемый водородсодержащий газ;

IV – бензин; V – очищенное дизельное топливо; VI – сероводород; VII – углеводородный газ.

 

Рис 1.6

Установка ЛЧ-24-2000.

Описание установки (рис 1.7). Сырье смешивается с циркуляционным водородсодержащим газом, нагнетаемым центробежным компрессором. Газо-сырьевая смесь нагревается сначала в теплообменниках потоком стабильного топлива, поступающего из нижней части стабилизационной колонны, затем в теплообменнике потоком газо-продуктовой смеси, в печи и направляется в реактор. После реактора газо-продуктовая смесь отдает свое тепло газо-сырьевой смеси и подается в горячий сепаратор. Парогазовая смесь из горячего сепаратора используется для нагрева гидрогенизата из холодного сепаратора и получения водяного пара в рибойлере. Затем смесь газа и нефтепродукта охлаждается последовательно в воздушном и водяном холодильниках и поступает в холодный сепаратор, где выделяется циркуляционный водородсодержащий газ. Гидрогенизат из холодного сепаратора, предварительно нагретый в теплообменнике парогазовой смесью из горячего сепаратора, смешивается с гидрогенизатом из горячего сепаратора и направляется в колонну стабилизации.

Циркуляционный газ подвергается очистке от сероводорода и возвращается в цикл. Для поддержания нужной концентрации водорода в циркуляционном газе перед сепаратором на компрессор постоянно подается свежий водородсодержащий газ, а часть циркуляционного газа отдувается. Отдуваемый водородсодержащий газ, предварительно нагретый в подогревателе печи, направляется в стабилизационную колонну с целью снижения парциального давления паров нефтепродукта. В колонне из дизельного топлива выделяются углеводородные газы и бензин для получения дизельного топлива с требуемой температурой вспышки. Тепловой режим колонны обеспечивается теплотой сырья, подаваемого в стабилизационную колонну. Выходящее из нижней части колонны стабильное дизельное топливо охлаждается в теплообменниках и воздушном холодильнике, после чего выводится с установки. С верха колонны отбирается бензин и углеводородный газ; после охлаждения они поступают в сепаратор, в котором бензин отстаивается от водного конденсата.

Очистка бензина от сероводорода осуществляется путем его продувки в колонне очищенным углеводородным газом. Водяной конденсат направляется в деаэратор для отдува сероводорода водяным паром. Конденсат, освобожденный от сероводорода, после охлаждения сбрасывается в производственную канализацию, а сероводород — в факельную линию.

Углеводородный газ очищается от сероводорода раствором МЭА и используется в качестве топлива для печи. Насыщенный кислыми газами раствор МЭА дегазируется при пониженном давлении и направляется на десорбцию в отгонную колонну. Температурный режим в колонне поддерживается циркулирующим через термосифонный паровой рибойлер раствором МЭА. Образующийся сероводород выводится с установки для получения серной кислоты или элементарной серы. Механические примеси удаляются из части регенерированного раствора МЭА фильтрованием через фильтр с намывным слоем. Для предотвращения вспенивания раствора МЭА на тарелках абсорберов в систему подается антивспениватель.

При падении активности катализатора проводится его газовоздушная регенерация по замкнутому циклу с применением содового раствора.

Основное оборудование:

1) Реактор с аксиальным вводом сырья сверху вниз. Корпус выполнен из двухслойного металла; предусмотрена наружная изоляция. Диаметр реактора 3600 мм.

2) Трубчатая печь вертикально-секционного типа, состоящая из двух секций, каждая из которых имеет радиантную и конвекционную камеры. В конвекционной части расположен змеевик нагрева газа для поддува в стабилизационную колонну. Для отопления печей используется углеводйродный газ, получаемый в процессе.

3) Сырьевой теплообменник кожухотрубчатый (нормаль НИ-766) с плавающей головкой, одноходовой; уплотнение — сильфонный компенсатор. Диаметр корпуса 1300 мм.

4) Воздушные холодильники типа АВГ с коэффициентом оребрения 22.

5) Стабилизационная колонна с клапанными тарелками.

6) Колонны очистки циркуляционного и углеводородного газа стабилизации, а также отгонная колонна с S-образными тарелками.

7) Насадочный абсорбер для очистки углеводородного газа, поступающего из колонны отдува бензина, и колонна отдува бензина. В качестве насадки используются седла Инталокс.

 

Экономические показатели. На гидроочистку 1 т сырья расходуется:

Пар, кг…………………………………………………………………….60,6

Электроэнергия, МДж…………………………………………………..54,8

Охлаждающая вода, м3...............…………………………………………8,0

Топливо газ (при нормальных условиях), м3……………………………7,5

Катализатор, кг....................…………………………………………….0,018

Едкий натр, кг ……………………………………………………………..1,8

Моноэтаноламин, кг..................………………………………………...0,037

Рабочая сила, чел/смена...............………………………………………….8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Установка Л-24-2000

1 –  трубчатая печь; 2 – реактор; 3 –  теплообменники; 4 – воздушный холодильник; 5 – горячий сепаратор; 6 – теплообменники  для получения пара; 7 – холодильники; 8 – холодный сепаратор; 9 – стабилизационная  колонна; 10 – сепараторы; 11 – насосы; 12 –колонна для отдува сероводорода  из бензина; 13 – абсорберы; 14 –  термосифонный рибойлер; 15 – отгонная колонна; 16 – дегазатор;17 – центробежный компрессор;

I – сырье; II – водородсодержащий газ; III – углеводородный газ (или отдуваемый водородсодержащий газ); IV – бензин; V – очищенное дизельное топливо;

VI – сероводород; VII – углеводородный газ с установки;

VIII – углеводородный газ к печам.

 

Рис 1.7

 

Секция 300-1 установки ЛК-6У.

Описание секции гидроочистки (рис.1.8). Сырье подается на смешение с циркуляционным газом и водородсодержащим газом, поступающим из секции 300-2 (гидроочистка керосина). Газо-сырьевая смесь нагревается в теплообменниках, затем в трубчатой печи до температуры реакции и поступает в реактор. Газо-продуктовая смесь из реактора подается на нагрев газо-сырьевой смеси, затем часть потока — 70%(мас.) — направляется в теплообменник блока стабилизации, где нагревается сырье для стабилизационной колонны. Дальнейшее охлаждение газо-продуктовой смеси осуществляется в воздушном холодильнике, а охлаждение до 38°С — в водяном холодильнике. Разделение нестабильного гидрогенизата и циркуляционного газа происходит в сепараторе высокого давления, откуда нестабильный гидрогенизат, предварительно нагретый за счет теплообмена с газо-продуктовой смесью, дросселируется в стабилизационную колонну.