3.2-Procesul Tehnologic

  • Published on
    16-Apr-2015

  • View
    37

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

<p>3.2.1. 3.2.1.1.</p> <p>Descrierea procesului tehnologic si de automatizare pe Cracare Catalitica Generaliti Procesele de cracare constau n transformarea hidrocarburilor grele n produse uoare mai valoroase. Aceast transformare se poate realiza fie termic, fie catalitic. In prezent, procedeele catalitice au nlocuit aproape total pe cele termice, deoarece catalizatorul permite ca reaciile de cracare s aib loc la temperaturi i presiuni mai coborte, producnd benzin cu cifr octanic mai ridicat, gaze de cracare mai stabile i mai puine produse reziduale. Procesul de cracare catalitic n strat fluidizat (FCC) este un proces care utilizeaz un catalizator sub form de particule foarte mici care, sub aciunea unui curent de gaze sau vapori se comport ca un fluid. In acest fel, catalizatorul este vehiculat continuu din zona de reacie n zona de regenerare, unde, prin arderea cocsului depus pe catalizator, se obine, pe lng meninerea activitii catalitice, i cldura necesar n zona de reacie pentru cracarea materiei prime. Unul dintre cele mai importante avantaje ale cracrii catalitice n strat fluidizat este capacitatea catalizatorului de a circula uor ntre reactor i regenerator atunci cnd este fluidizat cu un flux de vapori corespunztor. In instalaia FCC, faza de vapori din reactor este format din hidrocarburi vaporizate i abur, n timp ce n regenerator, mediul de fluidizare este format din aer i gazele combustibile. In acest mod, fluidizarea permite contactul ntre catalizatorul regenerat fierbinte i materia prim; catalizatorul fierbinte vaporizeaz materia prim lichid i cracheaz catalitic materia prim vaporizat pentru a forma produse mai uoare. Dup ce hidrocarburile gazoase sunt separate de catalizatorul uzat, hidrocarburile sub form de vapori sunt rcite i apoi fracionate n produsele dorite n coloana principal de fracionare. Catalizatorul uzat este trimis din reactor n regenerator unde cocsul depus este ars n vederea restabilirii activitii catalizatorului. In timpul arderii cocsului, este eliberat o mare cantitate de cldur. Cea mai mare parte a acestei clduri de ardere este absorbit de catalizatorul regenerat i este transportat napoi la reactor de ctre catalizatorul regenerat fluidizat pentru a asigura cldura necesar procesului de reacie. Capacitatea de circulaie continu a catalizatorului fluidizat ntre reactor i regenerator permite operarea eficient a Cracrii Catalitice ca un proces continuu. In acest capitol sunt prezentate: descrierea procesului tehnologic, automatizarea, fia regimului tehnologic, variaia parametrilor de proces i influene asupra calitii produselor, evacuarea la canalizare i unele prescripii obligatorii pentru personalul care lucreaz n aceast instalaie. Descrierea procesului tehnologic pe reactie-regenerare Descrierea schemei tehnologice i a procesului s-a fcut urmrind schemele detaliate care au stat la baza proiectrii. Urmrirea fluxurilor s-a fcut prin identificarea numrului conductei tehnologice sau utilajului.</p> <p>3.2.1.2.</p> <p>Cod formular: F 003 93 / ed. 4</p> <p>Materia prim cu o temperatur de aproximativ 60 0C vine de la rezervoarele T27, T28, T29 n aspiraia pompelor booster 09-FP4 A / B i este refulat prin conducta PM-09F-001-300RUR3 n vasul tampon 09-FNV1, unde are loc separarea urmelor de ap din materia prima, de unde este aspirata de pompele 09-FP1E/T si pompata prin conducta de refulare a acestora, PM-09F- 002-200-RUR3,n mantaua schimbtorului de cldur 09-FE 21 A/B unde se face schimb de cldur cu benzina grea, unde materia prim se nclzete pn la aproximativ 100 0C. Dupa ieirea din 09-FE 21, pe conducta PM-09F-003-200-RUR4, materia prima merge in continuare prin mantaua schimbtorului de cldur 09-FE 17 A / B, unde se nclzete pn la temperatura de 130 0C de la motorina usoara, urmnd ca prin conducta de ieire PM - 09 F - 004-200-RUR4 s intre n schimbtorul de cldur 09-FE 18 unde face schimb de cldur cu motorina rezidual. De aici, cu temperatura de aprox. 140 C, prin conducta PM-09F-005-200-RUR4, materia prim intr n ultimul prenclzitor 09-FE 2 A / B unde face schimb de cldur cu slurry (motorin cu praf de catalizator). La ieirea din schimbtorul 09-FE 2 A / B, cu o temperatur de aprox. 170 - 190 0C, materia prim trece prin conducta PM-09F-006--B-150-RUR4 n cuptorul 09-FH2 (alimentarea se face pe doi pai). Debitul de materie prim pe fiecare din cei doi pai este reglat la robinetele de reglare FRC - 137 - 1 i FRC - 137 - 2. La ieirea din cuptor, materia prim cu o temperatur de aprox. 185240 0C merge prin conducta PM-09F-008-200-RUR7 iar de aici alimenteaza riser-ul prin conducta PM-09F007-200-RUR7. n functionare normal, alimentarea nltat se realizeaz astfel: - 75 % din materia prim este introdus n riser prin patru distribuitoare speciale de tip OPTIMIX, la elevatia de 8648 mm, alimentate prin conducte de 4: PM-09F-604-100H2A2; PM-09F-604a-100-H2A2; PM-09F-604b-100-H2A2; PM-09F-604c-100-H2A2. n vederea unei mai bune dispersii a materiei prime n stratul de catalizator, se introduce abur de medie presiune n fiecare conduct de alimentare a riser-ului cu materie prim prin conductele VM-09F-606a,b,c,d-50-MS12/H2A2. Necesarul de abur este reglat de robinetele regulatoare 09FFV-604607; - 25 % din materia prim este introdus n riser prin dou distribuitoare speciale de tip OPTIMIX, la elevatia de 16648 mm, alimentate prin conducte de 3: PM-09F-606-80-H2A2 si PM-09F-606a-80-H2A2. n vederea unei mai bune dispersii a materiei prime n stratul de catalizator, se introduce abur de medie presiune n fiecare conduct de alimentare a riser-ului cu materie prim prin conductele VM-09F-613a,b-50-MS12/H2A2. Necesarul de abur este reglat de robinetele regulatoare 09-F-FV-628/629; - reziduul recirculat (slurry) este introdus n riserul exterior prin intermediul unui distribuitor</p> <p>Cod formular: F 003 93 / ed. 4</p> <p>special de tip OPTIMIX, la elevatia de 9648 mm, alimentat prin conducta PM-609-80H2A2. n vederea unei mai bune dispersii a reciclului de slurry n stratul de catalizator, se introduce abur de medie presiune prin conducta VM-09F-610-40-MS12/H2A2. Pe colectoarele de abur VM-09F-604-80-MS12 si VM-09F-611-50-MS12 sunt prevzute separatoarele de abur 09F-V101 respectiv 09F-V102 n vederea separrii picturilor de condens din aburul care se injecteaz n materia prim. Alimentarea riser-ului sau by-passarea lui se face cu ajutorul celor dou robinete regulatoare 09F-UV-106A i 09F-UV-106B care se acioneaz concomitent: cnd unul este nchis cellalt este deschis. La baza riserului se injecteaz abur de medie presiune prin conductele VM-09F-601-150MS12 (abur la pornire) si VM-09F-602-100/150-MS12 (aburul de liftare). Debitul de abur este reglat de robinetele regulatoare 09F-FV-601, respectiv 09-F-FV-602. n vederea asigurrii unei mai bune fluidizri a catalizatorului se injecteaz gaz-lift la baza riserului (gaz lift provenit de la vrful coloanei de absorbtie secundar din instalatia de Concentrare Gaze) prin conducta nou PG-09F-601-80-B1A1. Debitul de gaz lift necesar este reglat de robinetul regulator 09F-FV-631. Distilatul de emergent (benzin nestabilizat de la sectia Fractionare) se introduce n alimentarea riser-ului prin conducta PM-09F-172-50-RUR3, debitul necesar fiind reglat de robinetul regulator 09F-FRC-105. Atunci cnd se introduce benzin n riser, este necesar ca acest flux s aib un debit constant, nainte de a fi introdus ca alimentare la sectia ReactieRegenerare. Dac acest flux contine ap, el nu poate fi introdus n riser. ATENTIE: APA NU TREBUIE SA FIE INTRODUSA LA RISER. In riser, toate aceste fluxuri se amestec cu catalizatorul care vine de la regenerator cu o temperatur de 6630C, se evapor i se nclzesc pn la 5400C prin cldura luat de la catalizatorul fierbinte. Circulaia ascendent a catalizatorului n riser se face n faz diluat (densitate 93 kg/m3) i dac, datorit unei cauze oarecare, alimentarea instalaiei trebuie oprit sau redus, catalizatorul din riser va cdea brusc, iar riser-ul se va nfunda la partea inferioar cu o mas de catalizator cu densitate mare (cca. 513 kg/m3). Reaciile de cracare au loc n timpul circulaiei ascendente a amestecului catalizatorhidrocarburi prin riser. La ieire prin partea superioar a riser-ului, amestecul catalizator produse de reacie trece prin trei cicloane ntr-o singur treapt care rein cea mai mare parte a catalizatorului i o dirijeaz spre partea inferioar a reactorului. Produsele de reacie n faz de vapori cu urme de catalizator trec din separatoarele ciclon ale reactorului n camera plenum iar de aici, n conducta de vapori a acestuia PG-09F-38-900-RUR14 care le conduce la partea inferioar a coloanei principale de fracionare 09F-V8. Catalizatorul reinut de</p> <p>Cod formular: F 003 93 / ed. 4</p> <p>separatoarele ciclonice este dirijat, prin picioarele de scurgere ale acestora, spre baza reactorului. Principalele funcii ale reactorului sunt:</p> <p>s asigure o zon pentru reaciile finale de cracare ale vaporilor de hidrocarburi la ieirea din cicloane; s asigure o zon de linitire pentru o mai bun separare a catalizatorului de produsele de reacie.</p> <p>Din reactor, catalizatorul uzat, continnd cca. 1% cocs, coboar n stripperul de catalizator 09F-V5, unde este stripat cu abur n scopul ndeprtrii particulelor de hidrocarburi adsorbite pe suprafata lui. Aburul este introdus n stripper prin conducta VM-09F-047-100-RUR4 pe care este prevzut un separator de picturi 09F-V103. Din acest separator, aburul este dirijat la conul stripper, la stripper si la conul reactorului prin conductele VM-09F-617-100/150MS11/MS12, VM-09F-619-80/100- MS11/MS12 si VM-09F-621-50/80- MS11/MS12. Debitele de abur sunt reglate de urmtoarele bucle de reglare: 09F-FRC-625, 09F-FRC-624, respectiv 09F-FRC-626. ATENTIE: ABURUL TREBUIE SA FIE USCAT Alimentarea combinat ptrunde n Riser prin cele sase distribuitoare Optimix i ntlnete catalizatorul regenerat ce vine din regenerator (prin conducta de catalizator regenerat) cu o temperatur de 650680 0C. Pana la intalnirea cu materia prima catalizatorul este liftat cu abur sau cu gaz lift de la varful coloanei de absorbtie secundara. La contactul materiei prime cu catalizatorul fierbinte aceasta se vaporizeaza complet, formnd cu catalizatorul un amestec a crui curgere se asimileaz cu curgerea omogen. Vaporii de materie prim creaz liftarea amestecului pn n vrful riserului, unde are loc o prim treapt de separare a catalizatorului de produsele de reacie, n cele trei cicloane (treapta I) conectate de riser. Marea majoritate a reaciilor de cracare au loc n riser cnd materia prim este n contact cu catalizatorul, la temperatura de 515520 0C, reglarea temperaturii n riser fcndu-se prin bucla TRC 601, care acioneaz asupra suberului (ventil glisant) de catalizator regenerat, prin mrirea sau micorarea debitului de catalizator care se amestec cu materia prim. Circulaia ascendent a catalizatorului n riser se face n faz diluat (densitate aprox. 93 Kg / m3) i dac datorit unei cauze oarecare, alimentarea instalaiei trebuie redus sau oprit, catalizatorul din riser va cdea brusc, iar riserul se va nfunda cu o mas de catalizator cu densitate mare (513 Kg / m3) Catalizatorul se separ n cicloanele din treapta I i este dirijat prin picioarele cicloanelor ctre partea inferioar a reactorului. Produsele de reacie n faz de vapori, mpreun cu catalizator antrenat ies pe partea superioar a separatoarelor ciclon i trec n reactor (09-FV 4) unde au loc reaciile finale de cracare. Urmnd o circulaie ascendent produsii de</p> <p>Cod formular: F 003 93 / ed. 4</p> <p>reactie intr n cele trei separatoare ciclon ale reactorului, fixate de camera plenun a reactorului (cicloane treapta a II-a). Aici sunt separate i ultimele particule da catalizator antrenat, produii de reacie trecnd din camera plenum reactor, n conducta de vapori PG09F-038-900-RUR14 care alimenteaz coloana de fracionare 09-FV 8. Catalizatorul reinut de cicloanele treapta a II-a este dirijat prin piciorele de scurgere ale acestora spre baza reactorului. Din reactor, catalizatorul, pe care n urma reaciilor de cracare s-a depus cocs (se va denumi catalizator uzat) cade n striperul 09-FV 5 unde se ndeprteaz urmele de hidrocarburi absorbite n catalizator prin striparea cu abur. Aburul de stripare dupa ce iese din separatorul de picaturi 09F-V103 este introdus dupa cum urmeaza:</p> <p>pe conducta VM - 09F - 621-50/80-MS11/MS12 la conul striperului cu un debit controlat de bucla de reglare 09F-FRC 626. pe conducta VM - 09F - 617-100/150-MS11/MS12 la striper cu un debit controlat de bucla de reglare 09F-FRC 625. pe conducta VM - 09F - 619-80/100-MS11/MS12 la conul reactorului cu un debit controlat de bucla de reglare 09F-FRC 624.</p> <p>De aici aburul i vaporii de hidrocarburi trec n reactor iar catalizatorul stripat, merge prin conducta de catalizator uzat, n regeneratorul 09-FV3. Nivelul de catalizator din conducta de transport i din striper asigur o presiune suficient pentru a nvinge diferena dintre presiunea regeneratorului i a reactorului i a asigura curgerea prin suberul (ventil glisant) de catalizator uzat. Nivelul de catalizator din reactor este reglat de bucla de reglare LRC - 602 care acioneaz asupra suberului aflat pe conducta de catalizator uzat. n regenerator, cocsul depus pe catalizator n reactor, este ars n prezena aerului distribuit uniform prin distribuitorul de aer de la baza regeneratorului. Funcie de densitatea stratului de catalizator sunt create trei zone pe nlimea regeneratorului: faza dens, faza diluat i faza gaz. Marea majoritate a cocsului depus pe catalizator este ars n faza dens (partea inferioar), se continu n faza diluat (unde au loc i reaciile de conversie a oxidului de carbon la bioxid de carbon), gazele de ardere (amestec format din bioxid de carbon, monoxid de carbon, oxigen, azot) prsind regeneratorul prin patru baterii de cicloane. Rolul cicloanelor (treapta I i II) este de a separa catalizatorul antrenat de gazele arse i prin intermediul picioarelor de scurgere, s-l ntoarc napoi n faza dens. Gazele arse (faza gaz) intr n camera plenum regenerator cu o temperatur de 680 - 690 0C dup care, prin intermediul conductei PG-09F-030-1200-RUR7 trec n camera cu orificii 09-FV 11. Pe</p> <p>Cod formular: F 003 93 / ed. 4</p> <p>aceast conduct este amplasat uberul special cu dou pene (ventil glisant cu dou pene sau slide valve), care are rolul de a regla (bucla PDIC - 80) diferena de presiune dintre reactor i regenerator. Dupa acest subar gazele arse sunt dirijate spre cos sau spre cazanul recuperator prin intermediul ventilului glisant cu doua cai. Pentru cazurile de pornire a instalaiei sunt prevzute pe regenerator deasupra distribuitorului de aer dou tuuri speciale tip lance prin care este pulverizat n stratul de catalizator motorin (torch-oil) care asigur producerea de cocs necesar realizrii nivelului termic. Motorina este adus la regenerator prin conducta PM-09F-087-40-RUR3 cu debit controlat de robinetul 09F-HV-57. n situaiile n care n regenerator se dezvolt temperaturi excesiv de ridicate, exist posibilitatea de a injecta condens pulverizat prin patru tuuri speciale montate sub intrarea n fiecare...</p>