Контур циркуляционного орошения кубового продукта главной колонны

Пары из реактора поступают в нижнюю секцию колонны С-2001, отделенную от секции ректификации полуглухой тарелкой. По существу, нижняя секция представляет собой конденсатор смешения с дисковыми и кольцевыми тарелками, в котором за счет прямого контакта со стекающей вниз относительно холодной флегмой происходит охлаждение и частичная конденсация паров. При этом конденсируются наиболее тяжелые углеводороды и гетероатомные соединения, составляющие кубовый продукт. Остатки катализаторной пыли также увлекаются в жидкую фазу. Фактически кубовой продукт представляет собой, так называемую, шламовую суспензию. Несконденсированные пары и газы через полуглухую тарелку поступают в верхнюю секцию ректификации.

Кубовой продукт из нижней секции главной фракционирующей колонны поступает на прием насоса циркуляции кубового продукта Р-2002/А,В, после которого одна часть потока подается в стриппинг С-2003, где с помощью отпарки водяным паром достигается требуемая температура вспышки продукта. Отпаренные легкие фракции вместе с паром возвращаются в нижнюю секцию С-2001, а балансовое количество кубового продукта насосом Р-2002/А, В после охлаждения в теплообменниках "сырье – кубовый продукт" Е-2003/1-3 и водяных холодильниках Е-2004А/1,2 (Е-204В/1,2) выводится в парк. Иногда товарный кубовый продукт называют крекингостатком.

Две другие части потока (кубовое циркуляционное орошение) насосом Р-2002/А,В возвращаются в нижнюю часть колонны С-2001 после охлаждения соответственно в теплообменниках "сырье – кубовое циркуляционное орошение" Е-2001/1,2 и парогенераторах Е-2005/1,2.

В парогенераторах Е-2005/1,2 за счет теплоты кубового продукта вырабатывается пар высокого давления 3,7-4,1 МПа (36-40 ати), который затем направляется в пароперегреватель котлаутилизатора Н-1001 (на схеме не показан) и далее используется в паровых турбинах приводов главной воздуходувки, компрессора инертного газа и некоторых насосов, а также, при его избытке, выдается в сети завода.

Следует добавить, что циркулирующий кубовый продукт не только охлаждает и конденсирует пары из реактора, но и вымывает катализаторную пыль из колонны. Кратность его циркуляции обычно равна 1,5-2,0 от расхода сырья или в объемном выражении – 14,7 м3/час на квадратный метр площади сечения колонны. Расход кубового циркуляционного орошения поддерживается постоянным при помощи клапана, установленного на байпасе аппаратов Е-2001/1,2 и Е-2005/1,2.

Скорость образования кокса в кубе колонны является функцией времени и температуры. Чтобы свести процесс коксообразования к минимуму, кратность циркуляции и отбор теплоты должны быть достаточными для поддержания температуры кубового продукта ниже 370°С. Для ее регулирования в куб колонны в качестве "квенча" должен быть возвращен охлажденный поток после парогенератора Е-2205/1,2.

Для минимальной циркуляции шламовой суспензии во время работы при пониженной мощности предусмотрен минимальный обратный сброс в колонну. Это гарантирует возврат в нижнюю секцию главной колонны продукта в достаточном количестве для отмывки паров из реактора от катализаторной пыли и очистки дисковых и кольцевых тарелок во избежание коксообразования, что происходит при недостаточном протоке жидкости через тарелки.

При нормальной эксплуатации расход кубового продукта через ребойлеры и теплообменники предварительного нагрева сырья устанавливается, исходя из соображений стабильного ведения процесса и получения продуктов заданного количества. При этом расход в парогенераторы является корректируемым параметром, который может регулироваться для количественного изменения теплового потока, поднимающегося в колонну, увеличивая или уменьшая таким образом расход верхнего орошения.

Каждый теплообменник в контуре циркуляции кубового продукта спроектирован для работы с жидкостью, содержащей частицы твердой фазы (катализаторная пыль). Кубовый продукт главной колонны проходит в теплообменнике по трубному пространству, при этом для прямых труб скорость должна поддерживаться в диапазоне от 1,14 до 2,13 м/с, а для U-образных труб – от 1,14 до 1,75 м/с. Если скорость продукта падает ниже меньшего значения, на стенках труб начинает скапливаться катализатор, который постепенно уменьшает их проходное сечение, сильно снижая эффективность теплообмена. Если скорость превышает 2,13 м/с, возникает опасность эрозии стенок, что приводит к преждевременному выходу аппарата из строя. Расходы материальных потоков, соответствующие таким скоростям, должны быть рассчитаны для каждого теплообменника до пуска.

Кубовый продукт, выводимый в парк, также проходит по трубному пространству теплообменников Е-2003/1- 3 с указанными ограничениями скорости. В зависимости от его дальнейшего использования, можно организовать удаление катализаторной пыли из этого потока.

Контур циркуляционного орошения тяжелого газойля. Тяжелый газойль отбирается насосом Р-2004/А,В со сборной тарелки, расположенной под 29 тарелкой главной колонны. Основное назначение этой циркуляции – обеспечение теплом секции газофракционирования. Поток горячего тяжелого газойля подается в ребойлер Е-3009/1, 2 дебутанизатора (секция 3000) и после охлаждения в нем возвращается на 27 тарелку колонны. Расход циркулирующего газойля регулируется, причем значение каждого регулятора устанавливается оператором в зависимости от требований к режиму и качеству получаемых продуктов. В этой цепочке может использоваться парогенератор, в таком случае отбор теплоты изменяется до некоторой степени независимо от требований к продукту и процессу.

Циркуляция тяжелого газойля обеспечивает необходимую степень орошения в соответствующей секции. Снижение отбора теплоты в данном контуре потребует увеличения отбора теплоты в другой точке колонны (при стабильном тепловом балансе). Например, если ребойлер дебутанизатора работает с меньшей тепловой нагрузкой, циркуляция газойля снизится. Соответственно уменьшится холодное орошение в контур газойля, что приведет к сокращению конденсируемых паров и к увеличению количества паровой фазы. Следовательно, потребуется увеличить кратность орошения либо в другом контуре, либо в верхней части колонны.

Из контура циркуляции тяжелого газойля также отбирается, так называемое, факельное масло для сжигания его в регенераторе в период пуска и на случай аварийных ситуаций, а также масло промывки в насосы кубового продукта главной колонны. Балансовое количество неохлажденного газойля подается на 30 тарелку колонны, т.е. в нижнюю ее секцию для промывки дисковых и кольцевых тарелок от катализаторной пыли.

Контур легкого газойляпродукта и его циркуляционного орошения. Фракция легкого газойля выводится со сборной тарелки, расположенной под 21 тарелкой колонны. Одна часть является продуктом и поступает в стриппинг С-2002 для отпарки легких фракций и регулирования температуры вспышки. Стриппинг легкого газойля С-2002 имеет шесть тарелок. Продукт поступает в аппарат на верхнюю тарелку, его расход корректируется по уровню в С-2002. Отпарка газойля осуществляется водяным паром. Легкие фракции вместе с водяным паром возвращаются в главную фракционирующую колонну под 21 тарелку. Балансовое количество легкого газойляпродукта снизу стриппинга С-2002 насосом Р-2007/А,В выводится в парк после охлаждения в теплообменниках "легкий газойль – питательная вода" Е-2006/1, 2 и воздушных холодильниках ЕВ-2002/1, 2. Количество произведенного легкого газойля зависит от рабочих условий, качества сырья и типа катализатора. Отпаренный газойль может быть использован в качестве масла промывки КИП и уплотняющей жидкости сальников насосов либо как компонент дизельного (после соответствующей очистки) и котельного топлива.

Другая часть – циркулирующий легкий газойль, перекачиваемая насосом Р-2006/А,В разделяется на два потока:

– первый поток охлаждается в теплообменниках Е-2002/1,2, нагревая сырье реактора;

– второй поток используется для нагрева продуктов и в качестве абсорбента для улавливания компонентов легкого бензина из газа в секции газофракционирования (секция 3000).

После охлаждения оба потока циркулирующего легкого газойля возвращаются в виде орошения в колонну С-2001.

Следует добавить, что все потоки регулируются по расходу, исходя из требований процесса.

Контур циркуляции тяжелого бензина

Тяжелый бензин отбирается со сборной тарелки, расположенной под 6 тарелкой и насосом Р-2005/А,В перекачивается по системе циркуляции. Этот боковой вывод служит исключительно для отвода теплоты из главной фракционирующей колонны С-2001 и не предназначен для получения продукта. Циркулирующий тяжелый бензин используется как теплоноситель для нагрева технологических потоков в секции газофракционирования. Охлажденный бензин возвращается на четвертую тарелку колонны. Балансовое количество неохлажденного тяжелого бензина подается на седьмую тарелку главной колонны (на схеме не показано).

Контур верхнего продукта главной колонны. Сверху главной фракционирующей колонны выходят пары бензина, углеводородный газ и водяной пар. Через всю колонну они проходят как насыщенные газы. Эта смесь охлаждается и конденсируется в воздушных холодильникахконденсаторах ЕА-2001/1¸8 и водяных холодильникахконденсаторах Е-2007/1,2, а затем поступает в емкость орошения V-2002.

Для удаления из верхнего продукта веществ, вызывающих коррозию (аммиак, сульфиды, цианиды, фенолы) и предотвращения забивки теплообменного оборудования аммонийными солями перед воздушными холодильниками – конденсаторами ЕА-2001/1¸8 предусмотрена подача промывной воды.

В емкости орошения V-2002 происходит разделение газовой и жидкой фаз, а также отделение кислой воды от бензина. Углеводородный газ направляется для дальнейшего разделения в секцию газофракционирования. Часть жидкой углеводородной фазы (нестабильный бензин) из емкости орошения V-2002 насосом Р-2008/А,В подается в верхнюю часть колонны С-2001 в качестве острого орошения (рефлюкса). Расходом рефлюкса регулируется температура паров верхнего продукта, которая, по существу, является конечной точкой кипения бензина продукта. Кроме того, рефлюкс частично регулирует тепловой баланс колонны.

Балансовое количество нестабильного бензина из емкости орошения V-2002 насосом Р-2009/А,В выводится в секцию газофракционирования (секция 3000) на стабилизацию. Расход бензина регулируется с коррекцией по уровню углеводородной фазы в емкости V-2002.