Пиролиз, технологическая схема

Рассмотрим упрощенную технологическую схему типовой установки пиролиза ЭП-300.

Сырьем установки служит фракция 62 - 180 °С прямогонного бензина и фракция 62 - 140 °С бензина-рафината каталитического риформинга. Предусмотрен также пиролиз этана и пропана, получаемых в процессе и с заводских ГФУ.

Технологическая схема установки пиролиза: 1 - сырьевой теплообменник; 2 - сырьевые трубчатые печи (9 шт.); 3 - закалочные аппараты; 4 - паровые барабаны; 5 - трубчатая печь этан-пропановой фракции; 6 - теплообменник этан-пропановой фракции; 7 - дымовая труба; 8 - теплообменник питательной воды; 9 - воздушный холодильник фракции 150-250 °С; 10 - насос откачки среднего дистиллята; 11 - промывочная ректификационная колонна; 12 - насос откачки тяжёлого конденсата; 13 - воздушный холодильник фракции 250-400 °С; 14 - водяной холодильник верхнего продукта промывочной колонны; 15 - водяной холодильник верхнего продукта фракционирующей колонны; 16 - фракционирующая ректификационная колонна; 17 - насос откачки фракции 250-400 °С; 18 - насос откачки фракции 150-250 °С; 19 - насос откачки лёгкого дистиллята; 20 - сепаратор верхнего продукта промывочной колонны; 21 - сепаратор верхнего продукта фракционирующей колонны; 22 - насос откачки фракции НК-150 °С; 23 - насос откачки газового конденсата; 24 - межступенчатые газосепараторы центробежного компрессора; 25 - межступенчатые водяные холодильники-конденсаторы центробежного компрессора; 26 - центробежный компрессор; 27 - адсорбер-осушитель; 28 - абсорбер очистки газа МЭА; 29 - водяной холодильник тощего раствора МЭА; 30 - колонна отпарки сероводорода; 31 - насос откачки насыщенного раствора МЭА; 32 - водяной холодильник пропилена; 33 - водяной холодильник этилена; 34 - водяной холодильник метана; 35 - колонна деметанизатор; 36 - водяной холодильник верхнего продукта деметанизатора; 37 - сепаратор верхнего продукта деметанизатора; 38 - паровой ребойлер деметанизатора; 39 - насос орошения деметанизатора; 40 - колонна - деэтанизатор; 41 - паровой подогреватель верхнего продукта деэтанизатора; 42 - реактор селективного гидрирования ацетилена; 43 - водяной холодильник катализата из реактора селективного гидрирования ацетилена; 44 - газосепаратор деэтанизатора; 45 - насос откачки этан-этиленовой фракции; 46 - этиленовая колонна; 47 - газосепаратор этиленовой колонны; 48 - паровой ребойлер этиленовой колонны; 49 - колонна - депропанизатор; 50 - паровой подогреватель верхнего продукта депропанизатора; 51 - реактор селективного гидрирования пропан-пропиленовой фракции; 52 - водяной холодильник гидрогенизата; 53 - газосепаратор гидрогенизата; 54 - насос откачки пропан-пропиленовой фракции; 55 - пропиленовая колонна; 56 - водяной холодильник верхнего продукта пропиленовой колонны; 57 - сборник верхнего продукта пропиленовой колонны; 58 - паровой ребойлер пропиленовой колонны; 59 - насос откачки пропилена; 60 - колонна-дебутанизатор; 61 - водяной холодильник верхнего продукта дебутанизатора; 62 - сборник верхнего продукта дебутанизатора; 63 - паровой ребойлер дебутанизатора; 64 - насос откачки бутан-бутиленовой фракции.

Описание потоков установки пиролиза

Бензин, нагретый в теплообменнике 1 за счет тепла фракции 250 - 400 °С, подается в девять параллельно работающих трубчатых печей 2 (на схеме показана одна), а этан-пропановая фракция, подогретая в теплообменнике 6 фракцией 150 - 250 °С, подается в одну, десятую, трубчатую печь 5. На выходе из камеры конвекции в сырье вводится водяной пар в количестве 50% (масс.) по бензину и 30% (масс.) по этан-пропану. Температура на выходе из змеевиков печей 810 - 840 °С, продолжительность реакции 0,3 - 0,6 с. Продукты реакции далее попадают в трубы закалочных аппаратов 3, работающих по принципу котлов-утилизаторов. В межтрубное пространство из паровых барабанов 4 под давлением 12 МПа подается горячая вода. За счет тепла продуктов реакции вода превращается в пар высокого давления, которым питается турбокомпрессор 26.

Продукты пиролиза выходят из закалочных аппаратов 3 с температурой 400 °С и направляются в низ промывочной ректификационной колонны 11. Здесь они встречаются с охлажденным потоком фракции 150 - 250 °С (квенчингом), подаваемым в середину колонны 11, охлаждаются до 180 °С и отмываются от твердых частиц углерода. Тяжелый конденсат с низа колонны забирается насосом 12 и подается на ректификацию в колонну 16.

Газы и пары, поднимающиеся из нижней части колонны 11, проходят глухую тарелку и дополнительно промываются и охлаждаются до 100 °С, контактируя с флегмой, создаваемой верхним холодным орошением. Конденсат с глухой тарелки забирается насосом 10, и направляется на ректификацию также в колонну 16.

Выходящий с верха колонны 11 газ с парами легких фракций охлаждается в водяном холодильнике 14 до 30 °С и направляется в сепаратор 20. С верха сепаратора газ забирается I ступенью турбокомпрессора 26. Конденсат с низа сепаратора 20 насосом 19 подается на орошение в колонну 11 и на ректификацию в колонну 16.

Нижний продукт колонны 16 - компонент котельного топлива (фракция 250-400 °С) - забирается насосом 17, прокачивается через теплообменники 1, нагревая сырье, затем охлаждается в аппарате воздушного охлаждения 13 и удаляется с установки.

Из средней части колонны 16 насосом 18 выводится дистиллятная фракция 150-250 °С, которая подогревает воду в теплообменнике 8, этан-пропановую фракцию в теплообменнике 6 и охлаждается воздухом в аппарате 9. Часть этой фракции циркулирует в качестве квенчинга через колонну 11, а балансовое количество идет в промежуточный парк установки.

Пары фракции НК - 150 °С, выходящие с верха колонны 16, конденсируются в конденсаторе-холодильнике 15 и с температурой около 30 °С поступают в сепаратор 21. С низа сепаратора фракция НК-150 °С насосом 22 подается на орошение колонны 16, а балансовое количество выводится с установки. Газы с верха сепаратора 21 идут на I ступень турбокомпрессора 26.

Турбокомпрессор работает на паре давлением 3 МПа, поступающем из котлов-утилизаторов установки. Отработанный водяной пар используется для разбавления сырья и подается в печи, а избыток его отводится в заводской паропровод.

Компримирование газа до 6,5 МПа осуществляется в пять ступеней. После каждой ступени сжатия газ охлаждается в холодильниках 25 и отделяется от конденсата в газосепараторах 24. Конденсат насосом 23 возвращается в сепаратор 20.

После IV ступени компримирования газ проходит очистку раствором МЭА в колоннах 28 и 30. На верх колонны 28 подается охлажденный в водяном холодильнике 29 15%-ный водный раствор МЭА, который поглощает из газа, поднимающегося с низа колонны, сероводород и диоксид углерода. Очищенный газ возвращается на V ступень турбокомпрессора, а насыщенный раствор МЭА перекачивается насосом 31 на регенерацию в колонну 30, оснащенную паровым подогревателем в кубе колонны.

После V ступени компримирования газ проходит осушку цеолитами в колонне 27, охлаждается в холодильниках 32, 33 и 34 за счет холодных потоков пропилена, этилена и метана и подается в колонну 35 для выделения метана (деметанизатор). Колонна работает при давлении 6,1 МПа и температуре верха — 30 °С. Выходящая с верха водородометановая смесь охлаждается пропаном в холодильнике 36 и отделяется от конденсата в сепараторе 37. Конденсат насосом 39 подается как орошение в колонну 35, а водородо-метановая смесь через теплообменник 34 удаляется с установки.

Остаток из колонны 35 перетекает в колонну 40 (деэтанизатор), работающую при давлении 4,41 - 4,7 МПа. Выходящая с верха этан-этиленовая фракция разбавляется водородом, подозревается паром в подогревателе 41 и поступает в реактор селективного гидрирования ацетилена 42 на катализаторе при давлении 1,96-2,45 МПа. Катализат охлаждается в холодильнике 43 и отделяется от водорода в сепараторе 44. Водород поступает на IV ступень турбокомпрессора, а этан-этиленовая фракция насосом 45 подается на орошение колонны 40 и на разделение в этиленовую колонну 46, работающую при давлении 1,47 - 1,57 МПа и температуре верха 15 °С (предусмотрена возможность увеличения давления до 2,8 МПа и снижения температуры до (-15 °С). Верх колонны охлаждается пропаном. Этилен проходит газосепаратор 47, теплообменник 33 и покидает установку. С низа колонны 46 выводится этан, который направляется в печь пиролиза 5.

Остаток из колонны 40 перетекает в колонну 49 (депропанизатор). Выходящая с верха этой колонны пропан-пропиленовая фракция после подогрева паром в подогревателе 50 подвергается селективному гидрированию в реакторе 51. Охлажденный в холодильнике 52 гидрогенизат отделяется от водорода в сепараторе 53. Водород забирается IV ступенью турбокомпрессора, а пропан-пропиленовая фракция насосом 54 подается в пропиленовую колонну 55. Часть этой фракции циркулирует в качестве орошения через колонну 49. Давление в пропиленовой колонне 1,96 - 2,16 МПа, температура верха 40-45 °С. Пропилен, выходящий с верха колонны 55 охлаждается и конденсируется в холодильнике 56, собирается в сборнике 57, откуда насосом 59 частично подается на орошение колонны 55, остальное количество через теплообменник 32 покидает установку. Пропан с низа колонны 55 идет на пиролиз или выводится с установки.

Остаток из колонны 49 перетекает в бутановую колонну 60 (дебутанизатор), давление в которой 0,69 МПа, температура верха 50 °С. Выходящая с верха колонны бутан-бутиленовая фракция конденсируется в холодильнике 61, стекает в сборник 62 и насосом 64 откачивается с установки. Часть ее служит орошением колонны 60. С низа колонны откачивается смола пиролиза. Низ колонн 35, 46, 55 и 60 обогревается с помощью паровых кипятильников 38, 48, 58 и 63. В остаток колонны 40 на пути в колонну 49 предусмотрен ввод очищенной заводской пропан-пропиленовой фракции (фракция С3).

Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.