Unit coking tertunda: projek, prinsip operasi, pengiraan kuasa dan bahan mentah

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Unit coking tertunda ialah penyelesaian perkakasan yang paling biasa untuk penapisan minyak berat. Peranti mereka termasuk 2 modul utama - reaktor, di mana bahan mentah dipanaskan dan dikok, dan pemprosesan mekanikal. Reka bentuk loji dijalankan secara berperingkat dan termasuk pengiraan dan pemilihan peralatan proses, penentuan penunjuk teknikal dan ekonomi.

Destinasi

Proses teknologi coking adalah salah satu cara penapisan minyak. Tujuan utamanya adalah untuk mendapatkan kok petroleum berketul besar. Terdapat 3 kaedah coking yang digunakan dalam industri:

1. Berkala, kiub. Bahan mentah dimuatkan ke dalam radas mendatar, dipanaskan dengan kotak api di bawahnya, kemudian dikalsinkan selama 2-3 jam. Selepas itu, relau disejukkan dan produk siap dipunggah. Kaedah ini adalah yang paling mudah dan paling kurang produktif.
2. Berterusan. Kaedah ini masih di peringkat pembangunan perindustrian.
3. Separuh berterusan, diterima pada masa iniyang paling meluas.

Unit coking ultra-tertunda ialah jenis peralatan proses terkini. Di dalamnya, bahan mentah dipanaskan di dalam ketuhar, dan kemudian dipindahkan ke ruang tindak balas yang tidak dipanaskan, yang mempunyai lapisan penebat haba untuk mengekalkan suhu yang diperlukan. Bilangan dan saiz reaktor, kuasa relau mempengaruhi prestasi keseluruhan loji.

Pengoperasian DCU pertama di Rusia telah dimulakan pada tahun 1965 di Ufaneftekhim. Koker tertangguh kilang itu masih beroperasi hari ini. Selepas pembinaan semula pada tahun 2007, produktivitinya adalah kira-kira 700-750 ribu tan/tahun dari segi jisim bahan mentah yang diproses.

Produk akhir

Bahan berikut diperoleh semasa ujian ultrasonik, kecuali kok:

• gas coking (digunakan sebagai bahan api proses atau diproses untuk mendapatkan pecahan propana-butana);
• petrol;
• sulingan kok (bahan api, bahan suapan retak).

Pada mesin ujian ultrasonik domestik, hasil kok ialah 20-30% mengikut berat. Penunjuk ini bergantung terutamanya pada kualiti bahan mentah. Industri metalurgi mengalami keperluan terbesar untuk produk ini (pengeluaran anod dan elektrod, aluminium, pelelas, karbida, bahan karbon-grafit, feroaloi). Sebagai tambahan kepada Ufa DCU yang pertama, unit coker tertunda lain juga telah dibina di Rusia: di Kilang Penapisan Omsk, Kilang Penapisan Novokuibyshevsk, LLC LUKOIL-Volgogradneftepererabotka, LUKOIL-Permnefteorgsintez, LUKOIL-Permnefteorgsintez, di Syarikat Petrokimia Angarsk, NOVOIL OJSC (Ufa), TANECO PJSC (Nizhnekamsk).

Bahan mentah

Bahan makanan untuk memasak terbahagi kepada 2 kumpulan: produk pemprosesan primer dan sekunder. Bahan berikut digunakan sebagai bahan mentah dalam unit coking tertunda:

• minyak bahan api;
• half-tar;
• tar;
• pitch tar arang batu;
• asf alt dan produk minyak industri lain;
• sisa arang batu cecair;
• pirolisis berat dan tar syal;
• sisa rekahan terma;
• bitumen petroleum dan minyak berat.

Sisa minyak beraroma tinggi ialah bahan mentah yang paling biasa pada masa ini.

Pengaruh pada parameter teknologi

Parameter berikut bagi loji kok bergantung pada sifat bahan suapan:

• kecekapan ruang tindak balas;
• kualiti produk yang diterima;
• coke outlet;
• syarat untuk proses.

Parameter bahan mentah yang paling penting ialah:

• Coking, bergantung pada kandungan bahan resin asf alt. Nilai coking hendaklah dalam julat 10-20%. Dengan nilai yang lebih kecil, hasil kok berkurangan, dan dengan yang lebih besar, deposit terkumpul di dalam gegelung dalam relau. Kapasiti coking ditentukan oleh jisim sisa pepejal dalam pijar selepas memanaskan sampel produk minyak di dalamnya.
• Ketumpatan.
• Komposisi kimia. daripadakekotoran berbahaya yang mempunyai kesan terbesar terhadap kualiti kok memancarkan sulfur (ia hendaklah tidak lebih daripada 1.5% mengikut berat). Bergantung pada tujuan kok dalam proses teknologi, adalah lebih baik untuk menggunakan pelbagai jenis bahan mentah. Jadi, untuk mendapatkan struktur gentian produk akhir, bahan dengan asas parafin digunakan.

Hasil kok adalah berkadar dengan ketumpatan suapan dan kandungan asph altena.

Peringkat memasak

Proses teknologi dalam unit coking tertunda adalah panjang dan berterusan, daripada pembekalan bahan mentah hingga pemunggahan produk siap. Secara konvensional, ia dibahagikan kepada 3 peringkat:

1. Tindak balas penguraian, pembentukan pecahan sulingan, perantaraan, pemeluwapan.
2. Pengurangan ketara dalam kandungan hidrokarbon tak tepu dalam gas, peningkatan berat molekul komponen sisa, tindak balas kitaran.
3. Peningkatan kandungan asf altena dalam sisa sehingga 26%, pengurangan dalam jumlah resin dan minyak. Tukar sisa cecair kepada kok pepejal.

Klasifikasi

Terdapat 2 jenis utama unit coking tertunda mengikut susun aturnya: blok tunggal dan dua blok.

Di antara loji dua blok, terdapat 4 jenis, yang dicirikan oleh reka bentuk dan ciri teknologi berikut:

1. Diameter dalaman ruang kok – 4.6 m Relau pemanas khemah, empat ruang beroperasi secara berpasangan. Minyak tanah dan gas yang diperoleh semasa proses kok digunakan untuk memanaskan.
2. Cokeruang Ø 5.5 m Bahan suapan - minyak bahan api larian lurus dengan pengenalan hidrokarbon beraroma tinggi, yang meningkatkan hasil produk berkualiti.
3. Reaktor diperbuat daripada keluli aloi Ø 5.5 m, ketinggian 27.6 m, relau tiub dengan obor peletakan isipadu, injap atas keratan rentas yang meningkat, tolok aras radioaktif yang membenarkan pendaftaran lokasi pengasingan fasa kok-buih. Inovasi terkini membantu menggunakan isipadu berguna reaktor dengan lebih baik. Bekalan turbulator dengan bahan tambahan detergen untuk mengurangkan coking gegelung, minyak gas yang disejukkan dalam tiub kepala.
4. Kebuk tindak balas Ø 7 m, ketinggian 29.3 m. Input paksi bahan mentah ke dalam reaktor, sistem hidraulik untuk menyahcas kok dengan alat kawalan jauh, kren elektrik, gudang dengan storan jenis lantai.

Peralatan Gunaan

Peralatan, yang dilengkapi dengan pemasangan jenis ini, dibahagikan kepada kumpulan berikut bergantung pada tujuan:

1. Teknologi, terlibat secara langsung dalam proses kok (relau, peralatan lajur, penukar haba, ruang reaktor, kiub, peti sejuk, pam, saluran paip, instrumentasi, pili dan injap tutup dan pensuisan lain).
2. Air sisa - pengumpulan dan rawatan air untuk kembali ke kitaran kerja (operasi penyejukan dan pengekstrakan kok).
3. Peralatan untuk memunggah kok dari ruang (kiub). Dalam pemasangan berjentera moden, ia boleh terdiri daripada jenis mekanikal dan hidraulik (sling, win, sikat, pemotong, rod, menara, lengan getah).
4. Peranti untuk mengangkut dan memproses produk siap (menerima pelongsor dan tanjakan, kren, penghantar, penyuap, penghancur, gudang).
5. Mesin dan peralatan untuk mekanisasi kerja.

Apabila mereka bentuk loji coking tertunda, adalah perlu untuk mempertimbangkan dengan teliti reka bentuk ruang tindak balas dan relau, kerana tempoh kitaran kerja bergantung pada kebolehpercayaan operasinya.

Parameter proses

Parameter utama teknologi coking ialah:

• Nisbah peredaran semula, ditakrifkan sebagai nisbah jumlah beban gegelung tindak balas relau kepada beban keseluruhan loji dari segi bahan mentah. Dengan peningkatan dalam nilainya, hasil kok, gas dan petrol berkualiti tinggi meningkat, tetapi jumlah minyak gas berat berkurangan.
• Tekanan dalam ruang tindak balas. Penurunannya membawa kepada peningkatan dalam hasil minyak gas, penurunan dalam hasil kok dan gas, dan peningkatan dalam berbuih.
• Suhu proses. Semakin besar, semakin tinggi kualiti kok dari segi jumlah bahan meruap, kekuatan dan ketumpatannya. Nilai maksimum dihadkan oleh risiko koking relau dan saluran paip, mengurangkan ketahanan gegelung. Setiap jenis bahan mentah mempunyai suhu optimumnya sendiri.

Pembinaan unit coking tertangguh dikaitkan dengan kos modal yang tinggi. Oleh itu, selalunya pembinaan semula kompleks peralatan yang sudah berfungsi dijalankan. Ini dicapai dengan mengurangkan kitarancoking, memperkenalkan ruang tindak balas baharu atau mengurangkan nisbah peredaran semula.

Prinsip operasi

Unit coking tertunda terdiri daripada satu atau lebih kumpulan ruang berpasangan, di mana satu ruang beroperasi pada peringkat pengeluaran kok, dan satu lagi semasa memunggah atau dalam keadaan pertengahan. Proses penguraian bahan sumber bermula dalam relau tiub, di mana ia dipanaskan hingga 470-510 °C. Selepas itu, bahan mentah memasuki ruang yang tidak dipanaskan, di mana ia dikok dengan mendalam disebabkan oleh haba yang menyertainya.

Hidrokarbon gas dan cecair dinyahcas untuk pengasingan pecahan dalam lajur penyulingan. Coke memasuki jabatan pemprosesan mekanikal, di mana ia dipunggah, diisih dan diangkut. Telaga digerudi di lapisan produk siap, dan pemotong hidraulik diletakkan di dalamnya. Muncungnya beroperasi di bawah tekanan sehingga 20 MPa. Kepingan kok yang diasingkan jatuh ke pelantar saliran tempat air dialirkan. Produk kemudian dihancurkan menjadi kepingan yang lebih kecil dan dipisahkan kepada pecahan. Seterusnya, kok dialihkan ke gudang.

Rajah prinsip ujian ultrasonik ditunjukkan dalam rajah di bawah.

Bilik kok

Kebuk adalah reaktor, yang merupakan asas bagi keseluruhan pemasangan. Kitaran operasi ruang biasanya 48 jam, namun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, peranti ultrasonik yang beroperasi dalam mod 18 dan 36 jam telah direka bentuk.

Satu kitaran operasi reaktor terdiri daripada operasi berikut:

• pemuatan bahan mentah, proses coking (1 hari);
• off (1/2 jam);
• rawatan hidroterma (2.5 jam);
• penyejukan air produk, penyingkiran air (4 jam);
• punggah produk (5 jam);
• lurang pengedap, ujian tekanan dengan wap panas (2 jam);
• memanaskan dengan wap minyak, bertukar kepada kitaran kerja (3 jam).

Reka bentuk

Projek unit coking tertunda sedang dibangunkan dalam susunan berikut:

• penentuan produktiviti yang diperlukan, t/tahun;
• analisis asas sumber;
• merangka imbangan bahan teori bagi proses kok untuk pelbagai jenis bahan mentah;
• penentuan aliran bahan utama;
• pembangunan konsep pemasangan;
• justifikasi untuk saiz dan bilangan reaktor;
• menentukan tempoh mengisi satu ruang dengan kok dan pengiraan hidrauliknya, merangka jadual untuk operasi reaktor;
• pengiraan beban suhu pada ruang;
• pengiraan ruang perolakan dan sinaran;
• pembangunan susun atur barisan pengeluaran;
• pengiraan teknologi peralatan utama lain (lajur penyulingan, relau, peti sejuk, dll.);
• pembangunan sistem pemantauan dan kawalan, pilihan alat automasi;
• penerangan skim perlindungan kecemasan;
• pembangunan aspek alam sekitar dan langkah keselamatan;
• penentuan penunjuk ekonomi (kos modal, bilangan kakitangan perkhidmatan, senarai gaji,kos pengeluaran untuk bahan mentah dan bahan tambahan, kesan ekonomi tahunan, pengekosan produk).

Pengiraan kapasiti unit coking tertunda pada setiap tahun dibuat mengikut formula:

N=P x t, di mana P ialah kapasiti loji, t/hari;

t ialah bilangan hari bekerja dalam setahun.

Keluaran produk dari segi fizikal mengikut asas dan pilihan reka bentuk ditentukan berdasarkan baki bahan pemasangan.