Меню Рубрики

Установка замедленного коксования охрана окружающей среды

Установка замедленного коксования

Назначение

Коксование — процесс переработки жидкого или твёрдого топлива нагреванием без доступа кислорода. При разложении топлива образуется твёрдый продукт —нефтяной или каменноугольный кокс и летучие продукты.

Типы коксования по аппаратурному оформлению:

  1. замедленное коксование в необогреваемых камерах (для получения малозольного кокса)
  2. обогреваемых кубах (для получения электродного и специальных видов кокса)
  3. коксование в «кипящем слое» порошкообразного кокса (так называемый «термоконтактный крекинг»)

Наиболее часто в современной нефтепереработке и нефтехимии применяется технология замедленного коксования.

Процесс замедленного коксования представляет собой процесс термического крекинга для переработки тяжелых фракций нефти в более легкие газообразные и жидкие продукты и твердый (сырой) кокс.

Сырье и продукты

Сырье коксования может представлять собой смесь одного или нескольких видов сырья, таких как вакуумные остатки, атмосферные остатки или смолы. Эта смесь поступает на установку через резервуарный парк или напрямую с других технологических установок.

Установка замедленного коксования предназначена для производства следующей продукции:

  • отходящие газы коксования,
  • пропан-пропилен,
  • бутан-бутилен,
  • нафта коксования,
  • легкий газойль коксования (ЛГК),
  • тяжелый газойль коксования (ТГК),
  • топливный кокс.

Нефтяной кокс привлекает внимание специалистов как перспективное технологическое топливо в производстве вяжущих материалов — цемента, извести и гипса.

Кокс широко используется в качестве исходного сырья в производстве электродов для дуговых электропечей. Его применение в указанном качестве и в других производствах ограничивается содержанием серы.

Нефтяной кокс используется в качестве топлива при сжигании которого на ТЭЦ вырабатывается электроэнергия.

Потребление нефтяного кокса в промышленности

Технологическая схема

Установка состоит из следующих секций:

  • буферная емкость сырья и предварительный подогрев сырья,
  • коксование
  • секция первичного фракционирования
  • секция разделения газов
  • секция аминовой очистки
  • пропарка/продувка коксовой камеры
  • раскоксовывание
  • система выгрузки кокса.

Технологическая схема установки замедленного коксования

Принцип работы

Блок предварительного подогрева

Свежее сырье совместно с рециркулирующими дистиллятами направляется через линию теплообменника предварительного нагрева подачи, чтобы максимизировать рекуперацию тепла из потоков циркулирующих орошений (ЦО) и продуктовых газойлей. Через цепь теплообменников предварительного нагрева сырье обычно нагревается до 280-300 °С. Точная температура на выходе из теплообменника оценивается с помощью пинч-анализа для оптимального проектирования схемы теплообмена. Предварительно нагретый вакуумный остаток направляется в нижнюю часть фракционирующей колонны, которая выполняет роль буферной емкости и обеспечивает равномерную подачу для печных насосов.

Печь

Печь коксования работает на топливном газе. Каждая печь оборудована независимой системой подогрева воздуха (включающей в себя вытяжной вентилятор, нагнетательные вентиляторы, подогреватель пара и подогреватель воздуха) и дымовой трубой, установленной в верхней части каждой печи.

Поток рециркуляции дистиллята способствует испарению в процессе коксования. В печи повышенное испарение также увеличивает скорость в трубах, что, в свою очередь, уменьшает общее время пребывания сырья внутри печи. Цель состоит в том, чтобы уменьшить общее время в печи выше этой температуры, чтобы ограничить отложения кокса внутри труб, тем самым увеличивая длину межремонтного пробега.

Сырье выходит из печи с приблизительной температурой 500 °C и давлением 3,5 кг/см2 (изб.)

Коксовые камеры

Нагретое в печи сырье поступает в коксовые камеры, где происходит его крекинг с образованием кокса и продуктов крекинга. В результате протекания реакций крекинга, циклизации, ароматизации, дегидрирования, поликонденсации и уплотнения образуется сплошной слой кокса. Заполнение каждой коксовой камеры коксом до безопасного эксплуатационного уровня производится в течение 18 часов.

Продукты крекинга выходят из верхней части коксовых камер в виде потока пара с приблизительной температурой 449 °C и давлением 1,05 кг/см 2 (изб.).

Рабочее давление в коксовой камере поддерживается как можно более низким для снижения количества образующегося кокса и увеличения выхода дистиллята. Горячий поток паров из коксовой камеры немедленно охлаждается до температуры 429 °C или менее при теплообмене с ТГК для прекращения реакций крекинга и полимеризации, вследствие чего коксообразование в линии паров с верха коксовой камеры к фракционирующей колонне установки коксования сводится к минимуму.

Читайте также:  Установка пневмогудка с ресивером

Фракционирование

Во фракционирующей колонне установки коксования происходит разделение потока паров из коксовой камеры на:

  • жирный газ коксования
  • нафту коксования
  • легкий газойль коксования
  • тяжелый газойль коксования
  • внутренний рецикловый продукт

Колонна разделена на две основные секции тарелкой для отвода ТГК. В верхней части установлены ректификационные тарелки клапанного типа; в нижней части размещены два уровня распылительных распределителей для повышения качества ТГК. Охлажденные пары из коксовой камеры поступают вверх через распределительное устройство паров и через зону распыления, при этом пары охлаждаются при соприкосновении со стекающим вниз жидким ТГК, который распыляется в верхней части зоны распыления.

Тяжелая рецикловая жидкость образуется в нижней части распылительной камеры. После охлаждения этот поток используется в качестве орошения для поддержания температур в кубе колонны ниже температур начала коксования.

Пары из верхней части фракционирующей колонны установки коксования охлаждаются и конденсируются в воздушном конденсаторе и концевом холодильнике верхнего продукта фракционирующей колонны. Часть жидких углеводородов из приемника подается на верхнюю тарелку в качестве флегмы. Сконденсированная кислая вода перекачивается насосом на границу технологической установки.

Блок разделения газов

Несконденсированные пары из приемника верхнего продукта направляются на прием газового компрессора и далее на блок разделения.

Секция разделения паров предназначена для разделения паров и жидких верхних продуктов, поступающих из фракционирующей колонны, на осушенный газ коксования, пропан-пропилен, бутан-бутилен и нафту коксования.

После компримирования жирного газа он вместе с нестабильной нафтой поступает на блок абсорбции, где из него удаляются легкие углеводороды С12.

Смесь нафты и СУГ поступает на блок стабилизации, где из нафты выделяются углеводороды С34.

Аминовая очистка

Углеводороды С12 и С34 отдельными потоками отправляются на блок аминовой очистки, где из них в результате процесса абсорбции с помощью МДЭА удаляется H2S.

Очищенный топливный газ С12 частично отправляется в топливную сеть предприятия, а также используется в качестве топлива для печи коксования.

Очищенный СУГ С34 направляется на дальнейшее фракционирование на пропан-пропиленовую и бутан-бутиленовую фракции.

Пропарка/продувка коксовой камеры

Коксование представляет собой полунепрерывный процесс с 18-часовым циклом коксования в коксовых камерах при эксплуатации. Каждая камера должна быть включена в процесс в течение 18 часов для заполнения и исключена из процесса на 18 часов для декоксования. Таким образом, суммарная продолжительность цикла между последовательными подачами нефтепродуктов в камеру составляет 36 часов.

По завершении цикла заполнения одной камеры поток из печи коксования переводится в другую (пустую) камеру посредством входного клапана переключения. Затем в нижнюю часть заполненной коксом камеры в течение 30 минут подается пар, а летучие легкие углеводороды отводятся во фракционирующую колонну установки коксования.

На протяжении следующих 60 минут расход пара увеличивается, а полученные пары (в основном водяной пар) направляются в нижнюю часть колонны продувки.

Раскоксовывание

Кокс удаляется их коксовых камер путем гидравлического декоксования за два этапа. Сначала в слое кокса проделывают отверстие диаметром около 915 мм. На втором этапе кокс разрезается на слои по мере опускания инструмента оператором. Гидравлические режущие инструменты монтируются на конце полой ударной штанги, которая подвешена на поворотном соединении. Ударная штанга вращается посредством электродвигателя. Лебедка на площадке поднимает и опускает ударную штангу в пределах конструкции вышки, построенной над коксовыми камерами.

Вода для резки подается насосом для резки кокса под давлением приблизительно 270 кг/см 2 (изб.). Чтобы избежать частых пусков и остановов насоса, применяется специальный гидравлический байпасный регулирующий клапан.

После удаления кокса обеспечивается повторная установка крышки на неработающую камеру, продувка паром для удаления воздуха и опрессовка паром. После этого в сборник подаются пары из работающей коксовой камеры, которая заполняется в данный момент.

Парожидкостная смесь, образовавшаяся в результате конденсации пара в неработающем сборнике, поступает в колонну продувки. После достаточного прогрева коксовой камеры она готова к работе в целях ее заполнения.

Читайте также:  Установка пыльника на газель

Система выгрузки кокса

Система выгрузки кокса (СВК) предназначена для переработки кокса, образовавшегося в установке замедленного коксования (УЗК) и является надежной и безопасной системой с отсутствием выбросов.

СВК способна дробить кокс и затем направлять его в виде суспензии (смеси частиц раздробленного кокса с водой) из коксовых камер в бункер обезвоживания и затем на участок хранения. Система обеспечивает высокоэффективное отделение кокса от воды и производит чистую воду для повторного использования в процессе декоксования.

СВК состоит из следующих технологических стадий:

  • охлаждение сточной воды из коксовых камер
  • дробление кокса и транспортировка суспензии
  • обезвоживание
  • выгрузка сухого кокса.

Достоинства и недостатки

Недостатки

  • высокая вероятность коксования змеевиков печи и куба фракционирующей колонны
  • сложность очистки сточных вод после гидравлической резки кокса водой
  • возможные проблемы при выгрузке и транспортировке кокса, связанные с большим количеством движущихся механизмов
  • несоответствие кокса заявленным требованиям при смене качества нефтяного сырья, неверного выполнения технологических стадий
  • контакт персонала с сыпучими/пыльными материалами, выбросы в атмосферу.

Достоинства

  • низкие капиталовложения по сравнению с величиной достижения глубины переработки (90-95%) и выхода светлых нефтепродуктов (70-75%)
  • широкая степень изучения и внедрения процесса коксования в мировой нефтепереработке
  • относительная простота технологического процесса
  • отсутствие катализатора для проведения процесса

Материальный баланс

Один из вариантов материального баланса установки замедленного коксования.

Сырье %
Гудрон 45
Остатки масляного производства 13
Остатки висбрекинга 42
ИТОГО 100
Получено
Сухой газ 4,1
H2S+NH3 0,9
ППФ 0,9
ББФ 1,5
Нафта (30-150°C) 10,0
Легкий газойль коксования 37,5
Тяжелый газойль коксования 18,6
Кокс 26,5
ИТОГО 100

Существующие установки

Наиболее крупными установками замедленного коксования на НПЗ России по данным на 2017 год являются установки на «Газпромнефть-ОНПЗ» (Омск) и ПАО «ТАНЕКО» (Нижнекамск). В период 2017-2020 были запущены УЗК на «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез», Антипинском НПЗ, Уфимском НПЗ.

источник

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp» , которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска


Содержание
с.
Введение
1 Установка замедленного коксования
1.1 Типы установок и методы коксования
1.1.1 Кубовый метод коксования
1.1.2 Термоконтактный метод коксования
1.2 Физико-химические основы процесса
1.3Описание технологической схемы установки замедленного коксования
2 Получение электродного кокса
3 Назначение электродного кокса
4 Расчет установки замедленного коксования
4.1 Материальный баланс реактора
4.2 Расчет теплового баланса
4.3 Конструктивный расчет камер коксования
4.4 Механический расчет реакционной камеры
5 Переработка газов и продуктов коксования
6 Охрана труда и охрана окружающей среды
6.1Охрана труда
6.2 Охрана окружающей среды
6.2.1Отходы производства и промышленные выбросы
6.2.2 Очистка оборотной воды при гидравлической выгрузке кокса
Заключение
Список использованных источников

Введение
Основными задачами нефтеперерабатывающей промышленности являются наиболее полное удовлетворение народного хозяйства в высококачественных нефтепродуктах и обеспечение сырьем смежных производств.
В настоящее время одной из важнейших проблем нефтеперерабатывающей промышленности является дальнейшее углубление переработки нефти и увеличение доли перерабатываемого сырья во вторичных процессах. Одним из этих процессов является коксование нефтяных остатков, позволяющее:
1) углубить отбор светлых нефтепродуктов из тяжелых остаточных фракций первичной и вторичной переработки нефти;
2) получить нефтяной кокс.
К остаточным фракциям относятся: гудроны, асфальтены деасфальтизации, крекинг- остатки, экстракты масляного производства.
Переработка тяжелых нефтяных остатков позволяет существенно увеличить выработку газов и моторных топлив (бензинов, керосинов, дизельных топлив), а также сырья для химической, нефтехимической и микробиологической промышленности.
Далеко не последнее место занимает в нефтехимической промышленности производство нефтяного кокса.
Основное количество нефтяного кокса получают на установках замедленного коксования.
Включение в схему НПЗ процессов коксования оправдано как при переработке малосернистых, сернистых, так и высокосернистых нефтей. На коксование направляются фактически все отходы от переработки нефти.
Нефтяные коксы используются в основном для производства электродной продукции. Наиболее крупными потребителями кокса является алюминиевая промышленность (производство анодов для выплавки алюминия), а на втором месте стоит производство графитированных электродов, которые в дальнейшем применяются при получении электростали, магния, хлора. Кроме этих отраслей, нефтяной кокс может быть успешно использован в цветной и черной металлургии при шахтной плавке окисленных никелевых руд, в производстве ферросплавов, кремния; в химической промышленности — в производстве карбида кальция, сульфата натрия, сероуглерода. В настоящее время в народном хозяйстве ощущается острый недостаток углеродистого сырья. В связи с этим облагораживание и рациональное использование ресурсов нефтяного кокса представляют актуальную задачу.
Производство нефтяного кокса в нашей стране развивается по следующим направлениям:
строительство новых установок;
наращивание мощностей действующих установок;
увеличение выработки кокса за счет утяжеления и повышения коксуемости сырья;
— разработка и освоение технологии производства новых сортов кокса;
— инженерная разработка и усовершенствование коксовых производств, средств механизации и дистанционного управления.
К настоящему времени назрела необходимость обобщения опыта
эксплуатации отечественных установок коксования в необогреваемых камерах с выдачей рекомендаций по улучшению их технико-экономических показателей, качества получаемых продуктов и их рациональному использованию.

Читайте также:  Установка коленчатого вала юпитер 5

1 Установка замедленного коксования
1.1 Типы установок и методы коксования
Кокс — это серое, чуть серебристое, пористое и очень твердое вещество, более чем на 96% состоящее из углерода и получаемое при нагревании каменного угля или нефтяных пеков без доступа воздуха при 950-1050°С.
Нефтяной кокс получают при коксовании нефтяного сырья в горизонтальных обогреваемых кубах, в необогреваемых камерах и в аппаратах с движущимся теплоносителем. Исходным сырьем для коксования являются обычно нефтяные остатки: гудрон, мазут, крекинг-остаток. В меньшем количестве используют тяжелые ароматизированные дистилляты пиролиза, каталитического крекинга. В зависимости от технологии получения нефтяной кокс содержит от 90 до 95% углерода, 2-5% водорода, 2-3% кислорода и азота. Важнейшими показателями качества кокса являются.

Заключение
Рассмотрена схема установки замедленного коксования, в которой нефтепродукты перерабатываются под давлением 15МПа и высокой температуры 480-5500С. Также были рассмотрены и другие методы коксования, например: кубовый и термоконтактный (непрерывный) метод.
В первом методе коксование проводится в нескольких обогреваемых камерах, работающих самостоятельно. На этих установках благодаря хорошей прокалке в кубах удается получить крупнокусковой кокс с малым содержанием летучих компонентов. Во втором методе получаемый на этой установке кокс представляет собой мелкие и плотные шарики с блестящей поверхностью.
Был выполнен расчет материального баланса: камеры коксования, колонны К-1, К-4,К-5 и сепаратора С-1. Также был рассчитан тепловой баланс реакционной камеры, конструктивный расчет камеры коксования, где мы нашли общую высоту камер Н=12,5м и механический расчет, в котором рассчитали исполнительную толщину обечайки S=0,036, допускаемое давление Рдоп =1,16МПа и.т.д.
В конце была рассмотрена охрана труда, где рассказывается о правилах соблюдения техники безопасности на установках предприятия и мера защиты от отравления газом, паром и пылью на установках коксования.
Охрана окружающей среды заключается, в очистке промышленных газовых выбросов и сточных вод с целью сохранения чистоты воздуха и водоемов — это непременное требование для всех производств.
Была графически изображена установка замедленного коксования и коксовая камера.

Список использованных источников
1 А.А.Гурееев, Жоров Ю.М., Е.В.Смидович «Производство высокооктановых бензинов» 1981 г.
2 Д.И.Бендеров, Н.Т Походенко «Процесс замедленного коксования в необогреваемых камерах»1976г.
3 В.Е. Емельянов «Автомобильные бензины с улучшенными экологическими свойствами» — «Химия и технология топлив и масел» 1995 г.
4 В.Н. Можайко и д.р. «Спектральный анализ бензинов в потоке — новое в технологии реформинга»-« Химия и технология топлив и масел» 1993 г.
5 С.А Ахметов « Технология глубокой переработки нефти»

Перейти к полному тексту работы

Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.

источник

Добавить комментарий