Установка висбрекинга

Назначение

Установка висбрекинга – это термический неглубокий крекинг тяжелых видов сырья, таких как гудрон, мазут и других остаточных продуктов.

Целью установки висбрекинга  является снижение вязкости остаточных продуктов и дальнейшее использование их в качестве компонента в производстве разных марок топочного мазута. В ходе сложных химических процессов распада и синтеза углеводородов с использованием высоких температур, получается некоторое количество бензина и газа.

Сырье и продукты

Сырье, обычно используемое на установках висбрекинга:

1. Смесь гудрона и мазута,
2. Чистый гудрон на выходе с установок вакуумной перегонки мазута.
3. Тяжелые нефти
4. Мазуты
5. Асфальты процессов деасфальтизации гудрона

Продукты получаемые в результате работы установки:

1. Крекинг-остаток – компонент флотского мазута
2. Стабильный бензин
3. Газ и бензин

Технологическая схема

Предварительный нагрев сырья

Сырье поступает с установок первичной переработки нефти с температурой до 140 С в емкость прямого питания.

Далее с помощью сырьевых насосов сырье проходит теплообменники, в которых нагревается до 300С за счет тепла отходящего крекинг-остатка. Далее сырье двумя потоками проходит конвекционную камеру трубчатой печи, где нагревается до температуры 350С.

Предварительно подогретая смесь скапливается в буферной емкости, откуда с помощью печного насоса четырьмя параллельными потоками подается в радиантные  камеры печи, происходит нагрев до 445-460 С. В змеевиках печи на 20% происходит реакция расщепления.

Реакционные камеры

На выходе из печи четыре потока змеевиков объединяются в два трубопровода, по которым смесь поступает в реакционные камеры.

Назначением реакционных камер является углубление крекинга путем дополнительного выдерживания продуктов расщепления при высоких температурах.

Камера представляет собой полый цилиндрический аппарат. Диаметр составляет 2 метра, а высота 15 метров. Выдерживает высокое давление до 20-30 атмосфер.

Смесь подается снизу вверх для обеспечения турбулентного движения продуктов. Для этого входной патрубок снабжен насадкой с завихрителем. Во избежание коксования предусмотрена его промывка – флегмой собственной выработки.

Время прохождения продукта снизу вверх по камере оставляет 30 минут. После чего по шлемовой линии он выводится в ректификационную колонну.

Квенч – струя флегмы, которая подается в линию для прекращения реакции.

По шлемовым линиям камер продукт перемещается в рефиктиционную колонну на 15 и 19 тарелки. С верха рефиктиционной колонны углеводородный газ и пары бензина по шлемовой линии с температурой 150-210С поступает в АВО.

Газосепаратор

Сконденсированные и охлажденные продукты реакции поступают в газосепаратор бензина, где происходит разделение на фазы: газообразную и жидкую.

Вода с нижней части бензинового газосепаратора выводится в промышленную канализацию, а углеводородные газы выводятся с верхней части.

Нестабильный бензин откачивается из газосепаратора насосом и разделяется на два потока:

1. Первый поток идет на первую тарелку колонны в качестве острого орошения.
2. Второй поток – в блок стабилизации бензина, откуда, уже стабильный бензин выводится с установки для потребления.

Ректификационная колонна

Флегма из ректификационной колонны с помощью насосов передается в распределительный коллектор и делится на три потока.

1. Первый поток, проходя по трубам сырьевого теплообменника, в котором отдает тепло сырью, уходит в холодильник и охлаждается в нем до температуры от 50 до 100С. После этого поток подается в виде холодной струи в шлемовые линии реакционных камер.
2. Второй поток флегмы – идет по трубному пространству теплообменника подогрева топливного газа, по трубам ребойлера, где подогревает бензин низа колонны, направляется в АВО. С температурой 170-200С флегма возвращается на 12 тарелку ректификационной колонны в качестве орошения.
3. Третий поток уходит в распределительный коллектор, откуда флегма в качестве турбулизатора поступает в сырьевые потоки печи во избежание коксования и уплотнения продуктов на стенках труб, а также на промывку завихрителей реакционных камер.

Снизу ректификационной колоны крекинг-остаток, с помощью насосов, прокачивается по трубам теплообменников, где происходит теплоотдача сырью, поступающему в буферную емкость.

Далее крекинг-остаток проходит через три параллельно работающих холодильника, где охлаждается до температуры не более 130 С после чего выводится из установки в товарно-сырьевой цех, как компонент топочного мазута.

Материальный баланс

Ниже приведен материальный баланс установки висбрекинга гудрона:

Наименование продукта	Измерение	Сутки
	един.	итого	%
Входы
Гудрон на висбрекинг	т	5 276,50	100,0
Выходы			0,0
Газ	т	84,70	1,6
Бензин (фракция 40-185 °С)	т	119,80	2,3
Газойль		144,00	2,7
Остаток висбрекинга	т	4 928,00	93,4
Итого продуктов	т	5 276,50	100,0

 

Достоинства и недостатки

Недостатки

Недостатки процесса висбрекинга с использованием сокинг-камеры (реакционной камеры)

1. сложность очистки печи и сокерной камеры от кокса. Эта очистка проводится реже, чем на установке со змеевиковой печью, однако для нее требуется более сложное оборудование.

Недостатки процесса висбрекинга с использованием змеевика печи

1. высокая скорость отложения кокса в печи
2. высокие эксплуатационные затраты (большой расход топлива)
3. значительные перегревы стенок змеевика
4. короткое время межремонтного пробега (3-6 мес)

 

Достоинства

Достоинства процесса висбрекинга с использованием сокинг-камеры (реакционной камеры)

1. большая продолжительность межремонтного пробега;
2. низкая скорость закоксовывания аппаратов
3. низкие эксплуатационные затраты (печь меньшей тепловой мощности)
4. длительное время межремонтного пробега (до 1 года)
5. высокая селективность процесса
6. меньшее количество утилизируемого тепла дымовых газов
7. низкий перепад давления в печи

Достоинства процесса висбрекинга с использованием змеевика печи

1. меньшие капитальные затраты / меньшая металлоемкость;
2. Высокая гибкость подведения тепла
3. лучший контроль нагревания сырья
4. простота удаления кокса с внутренней поверхности змеевика (паровоздушный выжиг)
5. большее количество тяжелого газойля

Существующие установки

Ввиду невысоких капитальных затрат технология висбрекинга является достаточно распространенной в России для повышения глубины переработки нефти и используется на НПЗ:

1. ТАНЕКО
2. Славнефть-ЯНОС
3. Газпром нефтехим Салават
4. ЛУКОЙЛ – Волгограднефтепереработка
5. Рязанская нефтеперерабатывающая компания
6. ЛУКОЙЛ-Ухтанефтепереработка
7. Уфимский нефтеперерабатывающий завод и др.
8. РН Саратовский НПЗ
9. Газпром- МНПЗ и др.

Видео работы установки