Главная -> Словарь

Установок сероочистки

Технологические схемы блоков разделения установок алкилирования за последние годы претерпели существенные изменения: от параллельно-последовательного соединения ректификационных колонн сейчас переходят к системе сложных колонн со связанными тепловыми потоками. В этом отношении^ус-тановки алкилирования являются одними из первых установок, на которых в настоящее время внедряются или предлагаются к внедрению новые технологические схемы .перегонки и ректификации нефтяных смесей. На рис. IV-27 изображены два варианта технологических схем блоков разделения установок сернокислотного ал-

Рис. IV-27. Варианты технологических схем блока фракционирования установок сернокислотного алкилирования изобутана олефииами:

Число зон смешения может быть различным. На одной из крупнейших установок сернокислотного алкилирования установлены два пятиступенчатых реактора диаметром »3,5 м, длиной л; 22 м.

В сороковых и начале пятидесятых годов XX века было построено большое количество установок сернокислотного алкилирования на крупных отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах в связи с быстро возраставшими требованиями к топливам для карбюраторных авиационных двигателей. Было установлено, что топлива с наилучшими антидетонационными свойствами можно получить лишь ком-•паундированием ароматических и сильно разветвленных изопарафи-новых углеводородов. Основным методом получения изопарафино-зых углеводородов з то время было сернокислотное алкилирование.

Однако это предположение не оправдалось. Прежде всего, использование высокотоксичного и коррозионноактивного катализатора HF для многих стран, в том числе для Советского Союза, оказалось неприемлемым. Кроме того, в результате тщательных исследований химизма протекающих превращений, а также совершенствования технологических приемов в процессе сернокислотного алкилирования удалось разработать способы снижения расхода серной кислоты, повысить качество алкилбензина и добиться увеличения его выхода. Таким образом стоимость 1 г алкилбензина понизилась настолько, что стало экономически выгодно применять его в качестве компонента автомобильных бензинов. Это создало предпосылки к новому быстрому строительству установок сернокислотного алкилирования как в СССР, так и за рубежом1__К__19§.7.„гх, в США производитмьность,..^йтавдв^^

Настоящая монография состоит из двух частей. Первая часть посвящена физико-химическим основам процесса сернокислотного алкилирования: механизму реакции алкилирования. термодинамическим условиям ее протекания, теплоте реакции, влиянию важнейших факторов , определяющих ее интенсивность и качество получаемых продуктов. Во второй части излагаются технологические и конструктивные особенности промышленных установок сернокислотного алкилирования, описаны различные схемы, конструкции реакторных устройств, методы их расчета, пути улучшения работы действующих установок и т. д.

эмульсии, как правило, отсутствуют или противоречивы. Несколько лет назад нами проводились иследования по изучению основных свойств эмульсии серная кислота — углеводороды и выяснению их влияния на реа/цию ал-килнрования изопарафинов олефинами*. Опыты проводили на пилотной установке в стеклянном толстостенном реакторе, позволявшем вести визуальное наблюдение за образованием и отстоем эмульсии. В дальнейшем результаты исследования проверяли на одной из промышленных установок сернокислотного алкилирования. Для работы использовали как чистые углеводороды, так и промышленные фракции. Тип эмульсии определяли измерением ее электропроводности.

Расходные показатели на 1 т алкилбензина современных установок сернокислотного алкилирования:

Если реакции олефинов с серной кислотой, наблюдаемые в настоящем исследовании при •—10 °С и ниже, протекают и при промышленной эксплуатации установок сернокислотного алкилирования при +10°С и !выше, можно объяснить некоторые существенные различия в протекании реакций алкилирования изобутана н-бутиленами и изобутиленом. Эти различия обсуждены в работе .

Для установок сернокислотного алкилирования с реакторами Stratco и Kellog были разработаны полные математические модели. Исследователями была подтверждена адекватность этих моделей описываемым процессам. Модели использовали для расчета прибыли от усовершенствования установок, для определения оптимальной -производительности установок ло сырью, для установления оптимального режима работы деизобутанизатора, для сравнения работы реакторов разной конструкции. Было показано, что работа деизобутанизатора в режиме изостришшнга для установок сернокислотного алкилирования экономически невыгодна.

Примеси диенов. В олефиновом сырье в небольших количествах могут также содержаться диены. Их концентрация растет с ужесточением условий крекинга нефтяного сырья при получении олефинов. Так" ~же, кат^-н-этилен, диены не проявляют склонности к реакции с изо-бутаном в присутствии сильной серной кислоты. Диены реагируют с кислотой и дают продукты, большинство из которых растворимо в ней. ЕСЛИ эта предпосылка верна, то расчетное количество диенов, которое вызовет снижение концентрации серной кислоты с 98,5 до 90%, составив 0,145 м3 на 1 т кислоты. По данным промышленных установок сернокислотного алкилирования, количество диенов, понижающих концентрацию кислоты в указанных пределах, составляет 0,111—0,247 м3 на 1 т кислоты.)

На Мубарекском ГПЗ в двух абсорберах установок сероочистки природного газа используют четырех- и шестипоточные тарелки МД конструкции ВНИИгаз. Диаметр аппаратов 2,5 и 3,4 м, расстояние между тарелками 600 мм . В десяти абсорберах завода вместо насадки Рашига были смонтированы двухпоточные ситчатые тарелки с отбортовкой отверстий, так как керамические кольца Рашига «спекались» в монолитные соединения вследствие поступления в систему ингибитора коррозии и

Снижение потерь углеводородов - одна из важнейших задач, которая решается совершенствованием существующих технологий и разработкой новых малоотходных и безотходных процессов сероочистки. Исключение выбросов сернистых соединений в атмосферу позволит не только предотвратить ее загрязнение, но и приведет к получению дополнительного количества полезных продуктов. Перспективными направлениями распространения и применения локальных установок сероочистки являются очистка факельных газов, очистка углеводородных и инертных газов, предназначенных для закачки в пласты для интенсификации нефтеотдачи, очистка газа при открытой системе сбора, очистка выбросов резервуаров, очистка газов продувки скважин, очистка газовых выбросов при транспортировке углеводородного сырья.

В 1994 г. на комплексный абсорбент успешно переведена одна из установок сероочистки Астраханского ГПЗ.

Следует учесть, что смешенный абсорбент ДЭА-МДЭА имеет меньшие теплоемкость и теплоту реакции с Н25 и СО. и может применяться в более высокой концентрации , благодаря чему сокращаются затраты тепла на его регенерацию . Кроме того, при использовании МДЭА существенно снижается скорость коррозии аппаратуры . В связи с этим в 1994 году на одной из четырех установок сероочистки У-172 на Астраханском ГПЗ проведены опытно-промышленные испытания МДЭА в смеси с ДЭА. В смешанном абсорбенте, подвергнутому исследованию, массовая дол? ДЭА составляет 30% и МДЭА - 10% при суммарной массовой доле аминов 40%.

На Оренбургском ГПЗ в качестве фильтрующего элемента на всех установках применяется асбестоцеллюлоза . Фильтрующий слой периодически удаляется вместе с загрязнениями и заменяется новым. Жидкие углеводороды накапливаются в сборнике регенерированного амина в виде отдельной фазы и периодически удаляются. Производительность узла фильтрации - около 80 м3/ч . Массовая доля механических примесей в циркулирующих растворах установок сероочистки ОГПЗ составляет 0,003-0,007% .

При необходимости высокой степени очистки и при небольших количествах серы выгодно использовать жидкофазные процессы. Для выяснения влияния различных факторов на длительную работу таких установок сероочистки, в СевКавНИИгаз и ВНИПИГаз проведены опытно-промышленные исследования на установках очистки нефтяного и природного газов в Дагестанской АССР и Узбекской ССР раствором гидроокиси железа . Однако низкое качество серы, получаемой в процессе регенерации раствора, и унос Fe3 значительно снижают технико-экономические показатели установки сероочистки. ВНИИГаз разработал несколько технологий, позволяющих проводить обработку серных шлаков с получением из них товарных продуктов и возвращения в цикл очистки унесенной гидроокиси железа .

Снижение потерь углеводородов - одна из важнейших задач, которая решается совершенствованием существующих технологий и разработкой новых малоотходных и безотходных процессов сероочистки. Исключение выбросов сернистых соединений в атмосферу позволит не только предотвратить ее загрязнение, но и приведет к получению дополнительного количества полезных продуктов. Перспективными направлениями распространения и применения локальных установок сероочистки являются очистка факельных газов, очистка углеводородных и инертных газов, предназначенных для закачки в пласты для интенсификации нефтеотдачи, очистка газа при открытой системе сбора, очистка выбросов резервуаров, очистка газов продувки скважин, очистка газовых выбросов при транспортировке углеводородного сырья.

В 1994 г. на комплексный абсорбент успешно переведена одна из установок сероочистки Астраханского ГПЗ.

Следует учесть, что смешенный абсорбент ДЭА-МДЭА имеет меньшие теплоемкость и теплоту реакции с Н2$ и СО, и может применяться в более высокой концентрации , благодари чему сокращаются затраты тепла на его регенерацию . Кроме того, при использовании МДЭА существенно снижается скорость коррозии аппаратуры . В связи с этим в 1994 году на одной из четырех установок сероочистки У-172 на Астраханском ГПЗ проведены опытно-промышленные испытания МДЭА в смеси с ДЭА. В смешанном абсорбенте, подвергнутому исследованию, массовая доля ДЭА составляет 30% и МДЭА - 10% при суммарной массовой доле аминов 40%.

На Оренбургском ГПЗ в качестве фильтрующего элемента на всех установках применяется асбестоцеллюлоза . Фильтрующий слой периодически удаляется вместе с загрязнениями и заменяется новым. Жидкие углеводороды накапливаются в сборнике регенерированного амина в виде отдельной фазы и периодически удаляются. Производительность узла фильтрации - около 80 м3/4 . Массовая доля механических примесей в циркулирующих растворах установок сероочистки ОГПЗ составляет 0,003-0,007% .

При необходимости высокой степени очистки и при небольших количествах серы выгодно использовать жидкофазные процессы. Для выяснения влияния различных факторов на длительную работу таких установок сероочистки, в СевКавНИИгаз и ВНИПИГаз проведены опытно-промышленные исследования на установках очистки нефтяного и природного газов в Дагестанской АССР и Узбекской ССР раствором гидроокиси железа . Однако низкое качество серы, получаемой в процессе регенерации раствора, и унос Fe3 значительно снижают технико-экономические показатели установки сероочистки. ВНИИГаз разработал несколько технологий, позволяющих проводить обработку серных шлаков с получением из них товарных продуктов и возвращения в цикл очистки унесенной гидроокиси железа .