Главная фракционирующая колонна

Главная фракционирующая колонна предназначена для разделения сложной парогазовой продуктовой смеси, выходящей из реактора. Колонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 6,1 м и высотой 40,8 м, разделенный на две секции:

верхнюю, где происходит собст венно ректификация, оборудованную 25-ю тарелками "КОСН-GLITSCH";

нижнюю, представляющую конденсатор смешения, где установлены поочередно 6 дисковых и кольцевых тарелок, рассчитанных на высокоскоростные потоки паров и жидкости.

Рабочая температура по высоте колонны изменяется от максимальной внизу (365-370°С) до минимальной вверху (139°С), избыточное давление в тех же точках соответственно составляет 126,6 и 91,2 кПа (1,25 и 0,91 ати).

Главная колонна устанавливается на поверхности "стола", в отличие от монтажа на юбке, характерного для большинства колонн. Такой способ размещения аппарата упрощает обслуживание линий кубового продукта, которые подвержены закупорке частицами кокса и катализатора. Индивидуальные линии питания каждого насоса позволяют продолжать работу по одной линии, в то время как другая очищается. Следует добавить, что каждый клапан в контуре кубового продукта должен быть установлен при поднятом штоке для того, чтобы катализатор не попадал в крышку. Если компоновка установки не позволяет установить шток прямо вверх, он должен быть расположен в максимально возможное вертикальное положение. Верхняя секция колоны подобна любому другому ректификационному аппарату. Верхний продукт колонны конденсируется в воздушных и водяных холодильниках. Вода из секции газофракционирования промывает аммиак и ряд других солей из последней группы конденсаторов. Кислая вода отделяется в емкости орошения и направляется либо на отпарку, либо в линию подачи в реактор регенерированного катализатора.

Получаемые в качестве продуктов фракции (легкий газойль, кубовый продукт) выводятся из колонны через соответствующие стриппинги. Стриппинг легкого газойля – это вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 1,1 м и высотой 8,5 м, снабженный шестью тарелками "КОСН-GLITSCH". Стриппинг кубового продукта аналогичен предыдущему, но меньшей высоты – 6,2 м. Оба аппарата выполнены из низколегированной стали О9Г2С, однако стриппинг кубового продукта, как работающий в более тяжелых условиях, дополнительно плакирован хромистой сталью 08Х13. Материал тарелок идентичен применяемому в главной колонне.

Главная воздуходувка. Воздуходувка требуется для подачи необходимого количества воздуха на выжиг всего кокса из катализатора. В зависимости от режима работы и других факторов, таких как качество сырья, потребное количество воздуха составляет от 10 до 14,5 кг воздуха на 1 кг кокса. Это равносильно 330-500 нм3 воздуха на кубический метр сырья. Производительность воздуходувки установки MSCC составляет 186461 нм3/час, давление всасывания атмосферное, давление нагнетания – 336 кПа (3,32 ат). На первых установках FCC для подачи воздуха использовались поршневые компрессоры. Эти машины уступили место вначале центробежным компрессорам, а в настоящее время используются осевые нагнетатели, которые более эффективны. При большей мощности, они имеют меньший размер и легче, чем центробежные того же размера.

Осевые нагнетатели используют вращающиеся лопасти для перемещения воздуха. Воздух течет через машину по прямой линии, при этом каждая ступень добавляет энергию давления, как лопасть воздушного винта. Расход через нагнетатель регулируется лопатками статора на первых нескольких ступенях машины. Лопатки статора направляют поток воздуха на траекторию вращающихся лопастей. По мере того, как угол отклонения делается острее, через нагнетатель прокачивается большее количество воздуха. Воздуходувка оборудована принудительной системой смазки для отбора теплоты от вращающихся частей. Предусмотренный замер температуры и вибрации используется для контроля за показателями работы оборудования. На сбросе воздуходувки устанавливается обратный клапан поворотного типа. Он предупреждает обратный поток воздуха или катализатора, который может вызвать серьезные повреждения нагнетателя. При потере давления, псевдоожиженый катализатор легко течет обратно через воздуходувку. Если нагнетатель начинает давать пиковые значения, необходимо изолировать от него регенератор.

Циклоны. Дымовые газы и продукты реакции покидающие слой катализатора, уносят с собой мельчайшие его частицы. Часть их осаждается обратно на слой, другие улетают выше. Измерения количества унесенных частиц, сделанные с увеличением высоты замера над слоем, показали постепенное снижение количества собранной пыли. В определенной точке над слоем массу собранных частиц практически невозможно измерить. Высота, на которой скорость газа оказывается достаточной для уноса этой пыли из регенератора, называется высотой свободной транспортировки.

Циклоны, устанавливаемые в установках MSCC, используют довольно простой принцип отбора большей части частиц. Газ, несущий катализатор, входит в цилиндр через отверстие, расположенное по касательной к диаметру циклона. Катализатор в 500-1000 раз тяжелее газа и испытывает на себе силы в несколько сотен раз большие чем гравитация при завихрении газа внутри циклона. Более крупные частицы уносятся силами инерции, которые имеют тенденцию поддерживать частицы в прямолинейном движении и центробежными силами, которые выбрасывают частицы из потока, что приводит к их столкновению со стенкой. Столкновения замедляют скорость движения частиц, заставляя их опускаться вниз. Этому способствует направленное в ту же сторону движение газа перед тем, как он поднимается вверх в выпускную трубу. Силы вязкостного сопротивления газа также способствуют уносу частиц катализатора. Только самые маленькие частицы являются настолько легкими, что остаются с газом, поскольку действующие на них инерционные и центробежтельные силы невелики. Процесс циклонного разделения высоко эрозивный. Для защиты циклонов вся их внутренняя поверхность облицовывается 19 мм устойчивой к истиранию футеровкой, армированной сеткой с шестиугольными отверстиями.

Катализатор, который начал выпадать из газа, устойчиво завихряется вниз под действием гравитационных и центробежных сил. Камера, расположенная ниже входа в циклон, сужается книзу и удерживает катализатор у стенки, вдали от более чистой зоны в центре конуса (где газ отделяется и поднимается вверх).

Бункеры хранения катализатора. Установка MSCC имеет два бункера хранения катализатора, один из них предназначен для свежего (диаметр 3,6 м, высота 28,84 м), другой – для равновесного (диаметр 7,4 м, высота 20,58 м).

Во время нормальной работы активность катализатора должна поддерживаться на уровне, соответствующем желаемому режиму работы. Для достижения требуемой активности катализатора система его циркуляции подпитывается непрерывно. Линия движения катализатора в верхнем регенераторе обычно используется для удаления катализатора во время работы и остановок. Для загрузки катализатора во время пуска используется отдельная линия. Для постоянной загрузки катализатора в верхний регенератор во время нормальной работы используется линия меньшего диметра. Для повышения давления в бункерах можно использовать воздух от главной воздуходувки, так как он горячий и сухой. Однако для полного набора давления в бункерах обычно этого недостаточно, поэтому необходимо использовать технологический воздух. Технологический воздух должен быть полностью обезвожен, чтобы предотвратить образование катализаторной грязи. Бункеры катализатора выполнены из углеродистой стали и имеют конструкцию, рассчитанную на использование вакуума. Линии катализатора обычно выполняются из углеродистой стали. Линия удаления катализатора из регенератора должна быть изготовлена из хромомолибденовой стали. Линии загрузки часто продуваются воздухом для облегчения движения катализатора и предотвращения их закупорки. Во время загрузки и разгрузки эти линии воздушных продувок слегка открыты. На участках, доступных персоналу, линии выгрузки катализатора должны быть изолированы в целях безопасности, однако обязательно иметь возможность охлаждаться за счет теплообмена с окружающей средой с тем, чтобы температурные пределы для металла не превышались при выгрузке горячего катализатора. Штоки и седла клапанов на линиях загрузки имеют воздушную продувку, чтобы сохранить эти участки свободными от частиц катализатора и обеспечить их безотказную работу.