Катлитический крекинг

Тұрақты катализаттың жартысы  жылу алмастырғыштарда салқындатылғаннан кейін К-1 фракциялаушы абсорберіне беріледі, ал оның баланстық артық мөлшері қондырғыдан шығарылады.

Катализаторлары кезеңді  түрде регенерацияланатын катализдік риформинг қондырғыларының негізгі  реакциялық аппараттары катализатордың тұрақты қабаты бар шахталық типті адиабаттық реакторлар болып табылады. Бұрынғы қондырғыларда реакциялық қоспаның жоғарылайтын немесе төмендейтін ағыны бар аксиалдық типті реакторлары қолданылды. Қазіргі кездегі өнімділігі жоғары қондырғыларда ағындары көбінесе перифериядан ортасына қарай радиалды қозғалатын реакторлар ғана қолданылады. Радиалдық реакторлар аксиалдыларға қарағанда айтарлықтай аз гидравликалық кедергі қамтамасыз етеді.

Риформингтің төрт реакторы бірінің үстіне бірі орналасқан және өзара диаметрі кішкентай ағу құбырлары арқылы байланысқан. 1,6 мм диаметрлі түйіршік катализатолар ауырлық күшінің әсерінен бір реактордан екіншісіне еркін ағып отырады. Төртінші сатыдағы реактордан шар клапандары бар қақпалар жүйесі арқылы катализатор қоректендіргіш-мөлшерлеушіге түседі, мұнан азотпен регенерация торабының кокстелген катализатор бункерлеріне беріледі. Регенератор үш технологиялық аумаққа бөлінген радиалды ағынды аппарат болып табылады, бұл аумақтар мыналар: үстіңгі аумақта оттегінің 1%-дан төмен мольдік мөлшерінде кокстің өртелуі жүзеге асады, ортаңғы аумақта оттегінің 10-20% мөлшерінде және хлороорганикалық қосылыстың берілуінде катализатордың тотыға хлорлануы жүреді, ал төменгі аумақта катализатор құрғақ ауа ағысында шыңдалады. Аумақтар гидравликалық жолмен бөлінеді. Катализатор барлық аумақтарды ауырлық күшінің әсерінен өтіп шығады. Регенератордан қақпа-шлюздер жүйесі арқылы катализатор пневмотранстпорттың қоректендіргіш – мөлшерлегішіне түседі де, бірінші сатылы реактордың үстінде орналасқан толтырғыш-бункерге құрамында сутегі бар газбен беріледі. Регенерация процесі автоматтандырылған және ЭЕМ арқылы басқарылады. Регенерация жүйесін қажетті жағдайда шикізаттың риформдалу режимін бұзбстан өшіріп тастауға болады.

 

 

 

4  Құрылғы және қондырғыны жабдықтаудағы аппараттың жұмыс принципі

 

 

Каталитикалық риформинг  реаторының қондырғысында бастапқы бензин фракциясының құрамында нафтенді және парафинді көмірқышқылдарының бірқалыпты құрылуы, көмірсутектермен, жоғары октандық изопарафиндермен ароматты көмірсутекке бай өнімге айналуы іске асады. Катализаторды үздіксіз және кезеңді регенерациялайтын катализдік риформинг қондырғыларының материалдық балансы мен өнім сапасы бойынша мәліметтер кесте 1-де корсетілген

 

Кесте 1 – Катализаторды  үздіксіз және кезеңді регенерациялайтын катализдік риформинг қондырғыларының материалдық балансы мен өнім сапасы бойынша мәліметтер

 

Көрсеткіш	Л-35-1  1/1000		ЛЧ-35-1 1/1000	ЛФ-35-1 1/1000
Шикізат фракциясы, °С	62-180	85-180	85-180	85-180
Бензиннің октан саны	90	95	95	100
Жұмыс қысымы,МПа	3,0	3,0	1,5	0,8
Шикізат бойынша қуаты, млн т/жыл	1,0	1,0	1,0	1,0
Өнім шығымы, %
Катализатор	77,5	74,4	84,9	83,5
Рефлюкс С3-С4	5,4	5,6	1,0	3,2
Көмірсутек газы	10,6	11,6	6,5	0,8
Сутегі құрамды газ	4,5	6,4	7,1	12,5
Оның ішіндегі сутегі	0,8	1,0	(1,9)	(2,8)
Шығындар	2,0	2,0	0,5	-

 

Мұнай өңдейтін өнеркәсіптерде каталитикалық риформинг кеңінен  өріс алады. Мысалы, бензин риформингі автомобиль бензиндерінің құрамын, ароматты көмірсутектерін бензол, толуол, ксилолдар мен этил бензолдарын жақсарту үшін негіз болып табылады.

Каталитикалық риформинг  үшін негізгі етіп платиналық катализаторды  пайдаланады. Сонымен қатар, үстіңгі  жағына алюминий оксидін жаққан молибден оксиді сияқты көрінетін молибдендік  катализаторды пайдаланады.

Платиналық катализатордағы  риформинг қондырғысының реакциялық секциясы келесі сызба бойынша жұмыс  істейді. Жылу алмастырғыш пен пеште  алдын-ала қыздырылған шикізат  реакция үрдісінде жылу сіңгендегі температура төмендей бастағанда құрамында  су бар газ айналымымен бірінші  реакторға түседі. Бұл реактордан шыққан газды шикізат ағыны екінші пештегіні қыздырады да, оның артына екінші реакторға, үшінші ирек пештегіні үшінші пешке қарай жібереді. Соңғы реактордағы реакцияның өнімі жылуалмастырғышпен конденсациялық тоңазытылған құрал арқылы газ сепараторына жіберіледі, ондағы газ бөлігі айналымды көмектесу үшін жүйеге қайтып келеді. Артығын газ қайтаратын жүйеге тастайды, ал сұйық өнімдерді тұрақтандыру қондырғысына жібереді.

Платиналық катализатор  бірте-бірте кокспен және күкірт қосылыстарымен және біртіндеп өзінің белсенділігін жоғалтады. Катализатордың регенерациясы коксты және 1 МПа қысымымен инертті газ бен ауаның қосылысынан қалған күкірт қалдықтарын сығымдайды. Сығымдалу осы реакторда ұш температурада, біріншісі – 300-350⁰С, екіншісі – 380-420⁰С, үшінші – 450-500⁰С дейгейде іске асырылады.

КУ ЛК-бу риформинг  секцияларында қолданылатын радиалдық  реактор конструкциясы берілген. Реакторға түсетін сутегі мен  шикізаттың газды фазалық ағыны  катализатор қабаты арқылы шеткі бұрғылап тесілген науалар бойымен орталық құбырға өтеді, содан кейін барып аппараттан шығады. Катализатор тығыздығы біркелкі етіп себілген бір қабат түрінде орналасқан. Үстіңгі жағында шикізат ағынының тікелей катализатор қабатына түсуін болдырмайтын табақша бар. Ортасында тормен қапталған бұрғылап тесілген құбыр орналасқан. Реактордың астыңғы бөлігі фарфор шарлармен толтырылған.

Бұрынғы өнеркәсіптік изомерлеу  процестері хлорлы алюминийде жұмсақ температуралық режимде (90-120⁰С) н-бутаннан изобутан алуға арналған болатын. Изобутанды одан әрі бутилендермен алкилдеу нәтижесінде изооктан алатын.

Қазіргі кезде мұнай  өңдеуде катализдік изомерлеу процестерінің  мақсатты қызметі автобензиндердің жоғары октандық изокомпоненттерін  алу немесе мұнай химия шикізатын, ең алдымен изопренді каучукты синтездеу үшін изопентан алу болып табылады.

Изомерлеу процестерінің  тиімділігінің жоғарылығы шикізат  ретінде катализдік риформингтің рафинаттары  мен мұнайдың төмен октанды компоненттері  – қ.б. -62⁰С фракциясы қолданылатындығында, олардың құрамы негізінен н-пентан мен  н-гексаннан тұрады. Бұл шикізат сутегі ортасында бифункционалды катализаторлардың қатысуымен изомерленеді. С₅ және С₆ көмірсутектерінің изомерлену өнімдерінің детонациялық төзімділігінің жоғарылығы мен ұшқыштығы олардың этилденбеген автобензиндердің төмен қайнайтын жоғары октанды компоненті ретіндегі ерекше бағалылығын түсіндіреді.

Парафиндердің изомерлену реакциялары қайтымды болып табылады, аз ғана экзотермиялық әсермен, көлемнің өзгеруінсіз жүреді. Сондықтан термодинамикалық тепе-теңдік тек температураға ғана тәуелді: төмен температуралар қатты тарамдалған изомерлердің түзілуіне және октандық саны жоғары изомериат алуға жол ашады. Мұнда берілген температурадағы изомерлердің тепе-теңдік мөлшері парафиннің молекуласындағы көміртегі атомдарының санының өсуімен артады.

Белсенді орталықтар металдық болсын, қышқылдық болсын, сутегі жоқ кезде катализатордың кокстеліп қалу нәтижесінде тез  уланады. Крекингтің қосылқы реакцияларын басу үшін процесті үлкен қысыммен құрамында сутегі бар газдың айналу жағдайында өткізеді.

Қазіргі кездегі алкандарды изомерлеудің бифункционалдық катализаторларының металдық компоненттері ретінде  пталина мен палладий қолданылады, ал сақтаушы ретінде алюминийдің  фторланған немесе хлорланған оксиді, сондай-ақ алюминий оксидінің матрицасына енгізілген алюмосиликаттар немесе цеолиттер қолданылады. Алюиоплатналық фторланған катализаторлар изомерлеу процесін 360-420⁰С-та өткізуге мүмкіндік береді де, жоғары температуралық деп аталады. Металлцеолитті катализаторлар 230-380⁰С-та қолданылады ды, орташа температуралық деп аталады. Хлормен промоторланған алюмоплатиналық катализаторлар 100-120⁰С-та қолданылады да, төмен температуралық деп аталады. Бұрын катализатор ретінде қолданылған алюминий хлориді қазіргі кезде қолданылмайды.

Өнеркәсіпте сырты 12ХМ+0,8Х 18Н10Т типті биметалдан немесе қорғаушы торкрет-бетон жабудан жасалған реакторлар пайдаланылады.

 

1 – таратқыш; 2 – терможпқа арналған штуцер; 3 – жоғарғы түбі; 4 – қабы; 5 – сырты (корпус);  6 – табақша; 7 – футерлеуші; 8 – науа; 9 – катализатор; 10 – орталық құбыр; 11 – тіреуіш ; 12 – тіреуіш; 13 – төменгі түбі; 14 – фарфор шарлар; І – шикізатты кіргізу; ІІ - өнімді шығару; ІІІ – катализаторды шығару.

 

Сурет 2  – Риформинг реакторының суреті

 

 

 

 

5  Қондырғыны жабдықтаудағы қауіпсіздік ережелері

 

 

Мұнай және мұнай өнімдері қауіпті және зиянды қасиеттерге  ие, ал мұнай өңдеудің технологиялық  процестері жоғары температура мен  қысымда жүргізіледі. Сондықтан  мұнай өңдеу өнеркәсібінде қауіпсіздік ережелеріне аса көңіл аударады.

Әрбір завод пен әрбір  қондырғының өзіндік қауіпсіздік  ережелері бойынша тұрақтанған, өрт және электр қауіпсіздігін қамтамасыз ететін тәсілдері бар. бұлар әрдайым  өнеркәсіптік орындарда болуы керек.

Атмосфералы – вакуумдық құбыршық қондырғыларында жұмыс жасаған кезде және өңделіп жатқан өнімдердің процесінің технологиялық ерекшеліктеріне және қасиеттеріне байланысты әртүрлі қауіпті жағдайлар тууы мүмкін.

Мұнай және мұнай өнімдері кез келген температурада буланады және олардың беттігінде әрдайым белгілі бір мөлшерде булар болады. Ал бұл булар ашық от астында өрт шығаруы мүмкін. Сонымен қатар мұнай өнімдерінің булары мен газдары ауамен әрекеттесіп жарылыс туғызуы мүмкін. Жарылыс болуы үшін өнеркәсіп орны түгелімен бұл қоспамен толуы керек емес, бұл қоспа жекеленген аппараттардың ішінде болса жарылыс туындауға мүмкіндік береді.

Мұнай өңдеу қондырғыларында авариялардың және апатты жағдайлардың алдын алу  үшін барлық жұмысшылыр қауіпсіздік  ережелерін мүлтіксіз орындауы керек. Жұмысқа кірер алдында барлық жұмысшы қауіпсіздік ережелерімен танысқаны абзал. Қондырғыларды эксплуататциялаганда аппараттардың  герметизациясына, автоматты басқару аспаптарын бақылауға ерекше көңіл бөлу керек.

Бензиндердің, көмірсутектердің, жанатын газдардың концентрация әсерінен жарылыс немесе токсинді қауіп тудыратын орындарда арнайы аспатар орнатылады. Бұл арнайы аспатар жарылыстың алдын – алуына мүмкіндік беретін сигнал беру құрылғыларымен жабдықталған.

0,7 атмосфералық қысымынан жоғары  қысымда жұмыс істейтін барлық аппараттар қорғау клапандармен жабдықталған. бұл клапандар аппарат ішінде қысым артқан кезде ашылады.

Мұнай және мұнай өнімдері сонымен  қатар токсинді қасиеттерге ие. егерде бұл адамның терісіне тиетін болса  және адам мұнай буларымен тыныстайтын болса, бұл адам денсаулығына зиянын тигізеді. Олардың ішіндегі ең қауіптісі – бензин. Бензин буларының түссіз және өзіне тән иісі болады. Ауада бензин буларының концентрациясы көп болса, тез уланып қалуы мүмкін, тіпті өлімге әкеліп соқтырады. Ал аз концентрациялы бензин буымен уланған адамың алғашқы белгілері: басы айналуы, аузы құрғау және талып қалу.

Күкіртті мұнайларды өңдеген кезде мұнай өнімдерінің  құрамынан көмірсутек бөлінеді, ол - ең күшті у. Көмірсутек ең алдымен  жүйке жүйесіне әсер етеді. Ол тек аз концентрация кезінде білінеді.  Концентрацияның көп мөлшерінде күкіртсутектің иісі байқалмайды, себебі адамның иіс сезу қабілетін әлсіреп кетеді. Күкіртсутекпен уланған адамның негізгі белгілері: көздің қарығуы, жүрек айнуы, ал қаттты уланған адмда: жүрегі қысылу, естен танып қалу. Күкіртсутектің аз концентрациясымен ұзақ уақыт бойы улануға әкеліп соқтырады.

Химия өнеркәсібіндегі  технологиялық процестер бір-бірінен  айырмашылық жасайды, сондықтан  да олардығ қауіпсіздік ережелері  де әр түрлі болып келеді. Сонымен  қатар жалпыға ортақ ережелер болады, ол - өнеркәсіптік процестердің қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

Жабдықтардың жалпы қауіпсіздік  ережелері ГОСТ-пен анықталады. Өнеркәсіптік жабдықтар оларды монтаждағанда, эксплуатациялағанда, жөндеу жұмыстарын жүргізгенде қауіпсіз болуы керек және де олар қоршаған ортаны зиянды заттардың қалдығымен ластамауы керек. Жабдықтар өрт және жарылыс қауіпсіз болуы керек.

Өнеркәсіптік жабдықтардың қауіпсіздігі сенімді конструкциялы  элементтермен қамтамасыз етіледі, механизация, автоматизация және дистационды  басқару құралдары мен қорғау құралдарын қолданады.

Электр тогымен зақымданғанда көрсетілетін алғашқы көмек адамның зақымдалу дәрежесі көп жағдайда зақымдалушыны ток әсіренен айырып алу, жылдамдығы мен оған көрсетілген алғашқы көмекке байланысты ажыратылады.

Зақымдалушыны ток әсерінен ажыратқан кезде оны жалаңаш қолмен ұстау қауіпті екенін ұмытпаған жөн: резинді қолғап, құрғақ тақтай қолданған жөн. Егер ток адамды биіктікте соқса, онда оны ток әсірінен айырар кезде құлап кетпеуін қадағалау керек. Егер де зақымдалушы ток әсерінен айырғаннан кейін есін жинаған болса, онда оның үстіндегі қысып тұратын киімдерін шешіп, таза ауа жұтқызуы керек. Ал егерде ток әсерінен айрып болғаннан кейін зақымдалушы ес түссіз жатса, немесе оның киімдерін шешкеннен кейін жасанды дем беруге кірісу керек.