Противопожарная защита технологического процесса установки КТ 1/1, секция 001, блок висбрекинга гудрона «ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ»

В результате происходит накопление полициклических углеводородов. Развитие реакций конденсации разнообразных циклических углеводородов приводит, в конечном итоге к образованию карбоидов (кокса). Эта особенность ароматических углеводородов делает их нежелательными компонентами сырья для крекинга. Схема образования карбоидов при крекинге углеводородов представлена на рисунке 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

парафины

парафины                                         олефины

 

парафины               олефины          диолефины          нафтены

 

 

циклические                олефины                 парафины

непрерывные

араматик

высокомолекулярные

конденсированные

углероды

асфальтены

карбоиды

 

Рис. 1 Схема образования карбоидов при крекинге углеводородов

 

 

Основная масса сернистых соединений нефти имеет большую молекулярную массу и высокую температуру кипения. Поэтому от 70 до 90 % всех сернистых соединений нефти концентрируется в мазуте и гудроне.

При разложении сернистых соединений выделяется сероводород, который уходит вместе с газами крекинга, образуются жидкие сернистые компоненты (меркаптаны), переходящие в бензиновые фракции крекинга. Возможно, выделение свободной серы.

R - S - R →H_2S + олефины

 

R.-.S.-.R.R.-.S.-.H.+олефины

 

Термически устойчивые сернистые соединения (тиофены и им подобные) накапливаются в более высокомолекулярных продуктах.

Важнейшими факторами, определяющими течение легкого термическою крекинга, являются температура и продолжительность крекинга, подача турбулизаторов. циркуляция продуктов крекинга и другие.

Давление существенного влияния на процесс висбрекинга не оказывает, если крекинг тяжелых нефтепродуктов протекает в жидкой фазе при температуре 420-480 °С. Процесс проводится при давлении порядка до 23кгс/ (на входе в печь).

Температура и продолжительность крекинга являются факторами при определенных температурах взаимозаменяемыми. Увеличивая температуру крекинга и уменьшая продолжительность времени пребывания в зоне высоких температур, можно получить ту же глубину разложения сырья, что и при более мягкой температуре, но большей длительности крекинга.

От температуры крекинга зависит вязкость получаемого крекинг-остатка. Температурный предел 480-500 °С считается оптимальным для снижения вязкости крекинг остатка.

Учитывая химизм процесса висбрекинга, схемой предусмотрены мероприятия, замедляющие коксообразование:

- добавка высокоароматизированного продукта (легкого каталитического газойля) к гудрону;

- подача в змеевик печи в качестве турбулизатора бензина висбрекинга либо водяного пара 3,9 МПа;

- добавка к сырью полиметилсилоксановой присадки ПМС-200А;

- подача фракции > 350 °С, охлажденной до 230 °С (далее именуемой квенчингом), в линии выхода реакционной смеси из реакторов-испарителей Р-706-1,2 и вниз К-701. позволяющих свести до минимума коксование в трубопроводах и внизу колонны.

Рециркуляция бензиновых фракций и использование их в качестве турбулизаторов позволяет подавить образование аналогичных фракций в процессе, уменьшая выход низкооктанового бензина, и за счет некоторого разложения бензина увеличивает образование газообразных олефинов. Как и водяной пар. Разбавляя сырье, бензиновые фракции препятствуют коагуляции и уплотнению основных коксообразующих компонентов - асфальтенов, тем самым снижая коксообразование и турбулизируя поток, препятствуют отложению продуктов и их уплотнению на стенках трубопроводов, аппаратуры.

Добавка к сырью висбрекинга ароматизированных веществ (легкого газойля каталитического крекинга), обладающих сродством к асфальтенам и устойчивых при температурах процесса, приводит к препятствованию коагуляции и уплотнению основных коксообразующих компонентов - асфальтенов.

В результате асфальтены удерживаются в диспергированном состоянии и, крекируясь в массе продукта, образуют частицы карбоидов на порядок меньше по диаметру, которые, удерживаясь во взвешенном состоянии, уменьшают коксоотложение.

Кроме того, добавка легкого каталитического газойля снижает вязкость и температуру застывания котельного топлива, делает его стабильным при хранении, транспортировке, снижаются отложения в резервуарах, нагарообразование на форсунках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Техническая характеристика комбинированной установки КТ-1/1

 

3.1. Описание  установки

 

Комбинированная установка глубокой переработки мазута КТ-1/1 объединяет в единый технологический процесс вакуумную перегонку мазута, висбрекинг гудрона, гидроочистку сырья каталитического крекинга, каталитический крекинг, абсорбцию, стабилизацию и фракционирование продуктов крекинга, демеркаптанизацию бутан-бутиленовой фракции, производство метилтретичнобутилового эфира, моноэтаноламиновую очистку углеводородных газов. Блок-схема комбинированной установки КТ-1/1 представлена на рисунке 2.

 

Рис 2. Блок-схема комбинированной установки КТ-1/1

 

Кроме технологических процессов на установке предусмотрена утилизация тепла дымовых газов от трубчатых печей и дымовых газов, регенерация катализатора каталитического крекинга, утилизация тепла технологических потоков. Комбинированная установка КТ-1/1 предназначена для глубокой переработки мазута по топливному варианту с целью получения ценных для народного хозяйства нефтепродуктов:

• высокооктанового компонента автобензина АИ-93;

• пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракции - сырья для

процессов алкилирования и нефтехимии;

• метилтретичнобутилового эфира;

• высокооктановой добавки к бензинам;

• компонентов дизельного топлива;

• фракции 160-350°С гидроочистки;

• фракции 195-310°С каталитического крекинга;

• фракции 160-350°С висбрекинга;

• фракции до 350°С вакуумной перегонки;

• фракции 310-420°С;

• сырья для производства технического углерода;

• углеводородного газа, используемого в качестве топлива на 

собственные нужды;

• сероводорода в растворе моноэтаноламина;

• компонента котельного топлива;

• фракции выше 350°С висбрекинга.

 

Комбинированная  установка глубокой  переработки  мазута состоит из следующих секций:

- Секция 001. Вакуумная перегонка мазута и висбрекинг гудрона;

- Секция 100. Гидроочистка сырья каталитического крекинга;

- Секция 200. Каталитический крекинг и ректификация;

- Секция 300. Абсорбция и газофракционирование;

- Секция 400. Утилизация тепла и теплоснабжение;

- Блок получения МТБЭ.

 

Секция С-001 - вакуумная перегонка мазута и висбрекинг гудрона - входит в состав комбинированной установки глубокой переработки мазута КТ-1/1.

Основным техническим процессом, осуществляемым в секции С-001, является вакуумная перегонка мазута с последующим висбрекингом гудрона.

Секция состоит из 2-х блоков:

- блок висбрекинга гудрона;

- блок вакуумной перегонки мазута.

Проектная производительность: блока вакуумной перегонки мазута - 4000000 т/г, блока висбрекинга гудрона - 1500000 т/г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.Описание технологической схемы

 

Гудрон по л.619/1 выводится с низа вакуумной колонны К-601 на прием насоса Н-608-1,2 (Н-608-1р,2р),после чего по л.619/2 и 1 619/2 гудрон подается в печи П-701/1.2 четырьмя потоками в каждую печь.

Схемой предусмотрена возможность работы одним из 2-х потоков (либо через П-701/1   Р-706/1; либо через П-701/2  Р-706/2).

Расход гудрона в печи П-701/1,2 контролируется приборами поз. FRQ7212, FRQ7213.

Для снижения вязкости и возможности получения качественного котельного топлива, а также для уменьшения коксоотложения и турбулизации к гудрону насосами Н-701, Н-709 по л.701/1 подкачивается смесь фр.195-310 °С (фр.310- 420 °С) каталитического крекинга, бензина висбрекинга и ПМС (полиметилсилоксановая присадка) в каждый из потоков (л. 619/2,л. I 619/2).

Основные параметры печей П-701/1,2:

-расход смеси  гудрона, фр. 195-310 °С (фр310-420 °С), нестабильного бензина, ПМС -   18-45 м3/ч на каждый поток,

-температура  продукта на выходе из печи 447-452 °С.

Температура продуктовой смеси в коллекторе перед П-701/1,2 контролируется термопарами поз.ТR7032-1, поз.TR7032-2.

Расход продуктовой смеси по потокам печей регулируется и регистрируется приборами поз.FRCA7150 7153-l на П-701/1 и поз.FRCA7154 7157-1 на П-701/2, клапаны "НО" которых установлены на входе продуктовой смеси в змеевики печей П-701/1,2.

При снижении расхода продукта по одному из потоков по прибору поз.FRSA7150-2 7153-2 на печи П-701/1 и по прибору.

поз.FRSA7154-2 7157-2 на печи П-701/2 закрываются клапаны отсекатели на жидком и газообразном топливе к горелкам печей, соответственно поз.SV7264, SV7067 на П-701/1 и поз.SV7263, SV7068 на П-701/2.

Давление в каждом потоке перед печью регистрируется и контролируется приборами поз.PRA7075,7078, PIA7076,7077, PRA7079.7082, PIA7080.7081 с сигнализацией его максимального значения.

Для снижения коксообразования и отложения продуктов уплотнения на стыках труб предусмотрена подача смеси фр. 195-310 °С (фр.310- 420 °С) каталитического крекинга, бензина висбрекинга и ПМС (полиметилсилоксановая присадка) в качестве турбулизатора в шестую снизу трубу каждого потока радиантной камеры. Расход смеси регулируется приборами поз.FRCA7185 7188, клапаны "НЗ" которых расположены на входе турбулизатора в печи П-701/1,2.

Регулирование температуры продукта на выходе из П-701/1.2:

 

1. Вариант работы печей на газообразном топливе.

Регулирование температуры реакционной смеси на выходе из печей осуществляется приборами поз.TRC7003, TRC7006, регулирующие клапаны "НЗ" которых (поз.ТV7003, TV7006) установлены на л. 1/7 и 1/8 (топливный газ к форсункам печей).

Защита топочного пространства печей от отрыва пламени от устья горелок в случае падения давления топливного газа обеспечивается системами блокировки поз. PRSA-7067, 7068 с отсечными клапанами поз. SV-7067 и SV-7068 на л. 1/7 и 1/8 (топливного газа).

2. Вариант работы печей на жидком топливе.

Регулирование температуры реакционной смеси на выходе из печей осуществляется приборами поз.TRC7003, TRC7006, подающими коррекцию на регуляторы расхода жидкого топлива поз.FRC7196, FRC7198, регулирующие клапаны "НЗ" поз.FV7196, FV7198 установлены на л.6/6 и л.6/7 подачи жидкого топлива к горелкам печей П-701/1,2. В этом случае клапаны на топливном газе поз.ТV7003, TV7006 отключены от регуляторов.

Расход водяного пара к форсункам печей для распыла жидкого топлива, в зависимости от расхода жидкого топлива, регулируется приборами соотношения поз.FFRC7195,FFRC7197,регулирующие клапаны "НО" поз.FV 7195, 7197 установлены на линии пара 43/15.

При возникновении аварийной ситуации предусмотрено дистанционное отключение из операторной и по месту печей П-701/1 и П-701/2.

При этом автоматически закрываются отсечные клапаны соответственно на жидком и газообразном топливе поз.SV7264, 7067 на П-701/1 и поз.SV7263, 7068 на П-701/2, закрывается клапан-отсекатель поз.SV1106 на общем трубопроводе л. 1/22 топливного газа к пилотным горелкам всех печей.

Возможно, прекращение подачи жидкого топлива к горелкам печей в аварийных ситуациях дистанционно или по месту отсечными клапанами поз.SV7264, SV7263.

Температура газопродуктовой смеси на выходе из змеевиков печей регистрируется приборами поз.ТЯА7032-5,6 и TRA7032-7,8. Температура дымовых газов в камере конвекции регистрируется приборами поз.ТЯ7030-1, TR 7030-2, TR 7031-1, TR 7031-2; температура дымовых газов на переходе из камеры конвекции в камеру радиации - приборами поз.TRA7030-3 5, поз.TRA7030-6 8, поз.TRA7031-3 5, поз.TIA7031-6 8 с сигнализацией максимального значения температуры.

Предусмотрен контроль за температурой наружных стенок труб змеевиков со стороны факела, что необходимо для своевременного предотвращения прогара труб в случае отложения кокса на внутренней поверхности труб. Позиции поверхностных термопар:TRA7034-1 48, TRA7035-1  48.

Стабилизация разрежения в печах П-701/1,2 осуществляется регуляторами поз.PRC7063, PRC7064, воздействующими на пневмоприводы шиберов, установленных на выходе дымовых газов из печей.

Нагретая смесь из печей П-701/1,2 поступает параллельными потоками в реакторы-испарители Р-706/1,2, где происходят основные реакции крекинга.

Температура и давление газопродуктовой смеси перед реакторами-испарителями Р-706/1 и Р-706/2 контролируются приборами поз.TRA 7051, поз.TRA7053, PR7085, PR7086. Давление в аппаратах регулируется прибором поз.PRC7069, PRC7070, клапаны "НО" расположены на л.718/3 и 718/4 (выход газопродуктовой смеси из Р-706/1,2). На трубопроводах выхода газопродуктовой смеси из Р-706/1,2 установлены эл. задвижки 7-2з-1, 7-2з-2, управление которыми осуществляется дистанционно из операторной.

Технологическая схема представлена в приложении 1, а обозначение всех позиций на схеме в приложении 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.Описание  печи для нагрева гудрона

 

Печь для нагрева гудрона (фр. >500°С). Содержание сернистых соединений - 3,2 % масс, водяной пар. Номер позиции по схеме П-701/1.

Трубчатые печи являются наиболее энергоемким оборудованием установок переработки нефти, на их долю приходится до 50% общего энергопотребления предприятия, очень важна их правильная, безопасная и экономичная работа. Кроме того, трубчатые печи потенциально огнеопасный и взрывоопасный объект, поэтому вопросы эксплуатации печей, их технического состояния регулирования нагрева и противоаварийной защиты с каждым годом становятся все актуальнее.

В трубчатых печах сжигается топливо со значительным содержанием сернистых соединений, отсюда до 50% общезаводских вредных выбросов (др.) содержатся в продуктах сгорания, выбрасываемых дымовыми трубами печей.