Кечиктирилген кокстоо бирдиги: долбоор, иштөө принциби, кубаттуулукту эсептөө жана чийки зат

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Кечиктирилген кокстоо агрегаттары – бул оор мунай иштетүү үчүн эң кеңири таралган аппараттык чечим. Алардын түзүлүшүнө 2 негизги модул – чийки зат ысытылган жана коксдолгон реактор жана механикалык иштетүү кирет. Заводдорду долбоорлоо этап менен ишке ашырылат жана технологиялык жабдууларды эсептөөнү жана тандоону, техникалык-экономикалык көрсөткүчтөрдү аныктоону камтыйт.

Бара турган жер

Кокстоо технологиялык процесси нефтини кайра иштетүүнүн жолдорунун бири. Анын негизги максаты ири кесек мунай коксун алуу болуп саналат. Өнөр жайда 3 кокстоо ыкмасы колдонулат:

1. Мезгилдүү, куб. Чийки зат горизонталдык аппаратка жүктөлөт, анын астына от жагылуучу куту менен ысытылат, андан кийин 2-3 саатка кальциленет. Андан кийин меш муздатылып, даяр продукция түшүрүлөт. Бул ыкма эң жөнөкөй жана аз өндүрүмдүүлүгү.
2. Үзгүлтүксүз. Бул ыкма дагы эле өнөр жайлык өнүгүү стадиясында.
3. Жарым үзгүлтүксүз, учурда алынганэң кеңири таралган.

Ультра кечиктирилген кокстоочу агрегаттар технологиялык жабдуулардын эң акыркы түрү болуп саналат. Аларда чийки зат духовкада алдын ала ысытылат, андан кийин талап кылынган температураны кармап туруу үчүн жылуулук изоляциялык катмары бар ысытылбаган реакциялык камераларга берилет. Реакторлордун саны жана өлчөмү, мештердин кубаттуулугу бүтүндөй станциянын иштешине таасир этет.

Россиядагы биринчи ДКУнун иштеши 1965-жылы Уфанефтехимде башталган. Заводдун кечиктирилген кокстору бугунку кунде да иштеп жатат. 2007-жылы реконструкциялоодон кийин анын өндүрүмдүүлүгү кайра иштетилген чийки заттын массасы боюнча жылына 700-750 миң тоннаны түзөт.

Акыркы өнүмдөр

Коксту кошпогондо, УЗИ сыноодо төмөнкү заттар алынат:

• кокстуу газдар (технологиялык отун катары колдонулат же пропан-бутан фракциясын алуу үчүн иштетилет);
• бензин;
• кокс дистилляттары (отун, крекинг чийки заты).

Ата мекендик ультра үн сыноочу машиналарда кокстун түшүмү 20-30% салмагын түзөт. Бул көрсөткүч биринчи кезекте сырьенун сапатына көз каранды. Металлургия енер жайы бул продукцияга (аноддорду жана электроддорду, алюминийди, абразивдерди, карбиддерди, углероддук-графиттик материалдарды, ферросплавдарды чыгаруу) эц зор муктаждыкты сезет. Биринчи Уфа ДКУдан тышкары Россияда башка кечиктирилген кокстоочу агрегаттар да курулган: Омскидеги нефтини кайра иштетүүчү заводдо, Новокуйбышевск нефтини кайра иштетүүчү заводдо, ООО ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепеработка, ЛУКОЙЛ-Пермннефтеоргсинтез, ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез, Ангарск нефтехимиялык компаниясында, «НОВОЙЛ» ААК (Уфа), ТАНЕКО ПАО (Нижнекамск).

Чийки заттар

Кокстоо үчүн тамак-аш материалдары 2 топко бөлүнөт: баштапкы жана экинчилик кайра иштетүү продуктылары. Кечиктирилген кокстоо агрегаттарында чийки зат катары төмөнкү заттар колдонулат:

• мазут;
• жарым чайыр;
• тар;
• көмүр чайыры;
• асфальт жана башка енер жайлык нефть продуктылары;
• суюк көмүрдүн калдыктары;
• оор пиролиз жана сланец чайыр;
• термикалык крекинг калдыктары;
• мунай битумдары жана оор майлар.

Жогорку жыпар жыттуу май калдыктары учурда эң кеңири таралган сырье болуп саналат.

Технологиялык параметрлерге таасири

Кокстоочу цехтин төмөнкү параметрлери тоют материалдарынын касиеттерине жараша болот:

• реакция камерасынын эффективдүүлүгү;
• алынган продукциянын сапаты;
• кокс розеткасы;
• процесстин шарттары.

Эң маанилүү чийки зат параметрлери:

• Асфальт-чайырлуу заттардын курамына жараша кокстоо. Кокстоо көрсөткүчү 10-20% чегинде болушу керек. Кичинекей мааниде кокстун чыгышы азаят, ал эми чоңураак болгондо мештердеги катушкалардын ичинде кендер топтолот. Кокстоо сыйымдуулугу мунай продуктусунун үлгүсүн ысыткандан кийин тигельдеги катуу калдыктын массасы менен аныкталат.
• Тыгыздык.
• Химиялык курамы. Fromкокстун сапатына эң чоң таасирин тийгизген зыяндуу аралашмалар күкүрттү бөлүп чыгарат (ал массасынан 1,5% ашпоого тийиш). Технологиялык процессте кокстун максатына жараша сырьенун ар кандай түрлөрүн колдонуу артыкчылыктуу. Ошентип, акыркы продуктунун жипчелүү структурасын алуу үчүн парафиндик негизи бар материалдар колдонулат.

Кокстун түшүмү тоюттун тыгыздыгына жана асфальттын курамына пропорционалдуу.

Кокстоо баскычтары

Кечиктирилген кокстоо агрегаттарындагы технологиялык процесс сырьёну берүүдөн баштап даяр продукцияны түшүрүүгө чейин узак жана үзгүлтүксүз жүрөт. Шарттуу түрдө ал 3 этапка бөлүнөт:

1. Ажыратуу реакциялары, дистилляттык фракциялардын пайда болушу, аралык заттар, конденсация.
2. Газдардагы каныкпаган углеводороддордун курамынын олуттуу азайышы, калдык компоненттеринин молекулярдык салмагынын жогорулашы, циклизация реакциялары.
3. Калдыктын курамындагы асфальтендер 26%ке чейин көбөйөт, чайырлар жана майлар азаят. Суюк калдыкты катуу кокско айландырыңыз.

Классификация

Кечиктирүүчү кокстоочу агрегаттардын 2 негизги тиби бар: бир блоктуу жана кош блоктуу.

Эки блоктуу заводдордун 4 түрү бар, алар төмөнкү конструктивдүү жана технологиялык өзгөчөлүктөрү менен мүнөздөлөт:

1. Кокстоочу камералардын ички диаметри – 4,6 м.. Палатка жылытуу мештери, жуп болуп иштеген төрт камера. Кокстоо процессинде алынган керосин жана газойл жылытуу үчүн колдонулат.
2. Кокскамералар Ø 5,5 м. Тамак-аш запастары – сапаттуу продукциянын түшүмүн жогорулатуучу жогорку жыпар жыттуу углеводороддорду киргизүү менен түз иштетилүүчү мазуттар.
3. Легирленген болоттон жасалган реакторлор Ø 5,5 м, бийиктиги 27,6 м, көлөмдүү төшөө факелдери бар түтүктүү мештер, кесилишиндеги клапандар, кокс-көбүктүн фазасын бөлүү ордун каттоого мүмкүндүк берүүчү радиоактивдүү деңгээл өлчөгүчтөр.. Акыркы инновация реактордун пайдалуу көлөмүн жакшыраак пайдаланууга жардам берет. Турбулаторлорду жуугуч кошулмалары менен катушкалардын кокстоосун азайтуу үчүн берүү, баш түтүкчөлөрдөгү муздатылган газ майы.
4. Реакция камералары Ø 7 м, бийиктиги 29,3 м. Чийки затты реакторлорго октук киргизүү, дистанциялык башкаруу менен коксту агызуу үчүн гидравликалык система, электр крандар, пол тибиндеги сактоочу кампалар.

Колдонмо жабдуулар

Ушул типтеги установкалар менен жабдылган жабдуулар максатына жараша төмөнкү топторго бөлүнөт:

1. Технологиялык, кокстоо процессине түздөн-түз катышат (мештер, колонна жабдуулары, жылуулук алмаштыргычтар, реактордук камералар, кубтар, муздаткычтар, насостор, түтүк өткөргүчтөр, приборлор, крандар жана башка өчүрүү жана өчүрүү клапандары).
2. Агынды суулар - жумушчу циклге кайтуу үчүн сууну чогултуу жана тазалоо (муздатуу жана кокс алуу операциялары).
3. Коксту камералардан (кубтардан) түшүрүү үчүн жабдуулар. Заманбап механикалаштырылган установкаларда ал механикалык жана гидравликалык типте болушу мүмкүн (салмоорлор, лебедкалар, тарактар, кескичтер, штангалар, мунаралар, резина жеңдер).
4. Дайын продукцияны ташуу жана кайра иштетүү үчүн түзүлүштөр (кабыл алуучу чубалгылар жана пандустар, крандар, конвейерлер, фидерлер, майдалагычтар, кампалар).
5. Жумуштарды механикалаштыруу үчүн машиналар жана жабдуулар.

Кечиктирилген кокстоо цехтерин долбоорлоодо реакциялык камералардын жана мештердин конструкциясын кылдаттык менен карап чыгуу зарыл, анткени жумушчу циклинин узактыгы алардын иштешинин ишенимдүүлүгүнө жараша болот.

Процесстин параметрлери

Кокстоо технологиясынын негизги параметрлери:

• Пештердин реакциялык катушкаларынын жалпы жүктөмүнүн чийки зат боюнча бүтүндөй заводдун жүгүнө болгон катышы катары аныкталган рециркуляциялык коэффициент. Анын наркынын жогорулашы менен жогорку сапаттагы кокстун, газдын жана бензиндин түшүмү жогорулайт, бирок оор газойлдун көлөмү төмөндөйт.
• Реакция камерасындагы басым. Анын азайышы газойлдун чыгышынын көбөйүшүнө, кокстун жана газдын чыгышынын төмөндөшүнө, көбүктөнүүнүн көбөйүшүнө алып келет.
• Процесстин температурасы. Ал канчалык чоң болсо, учуучу заттардын саны, күчү жана тыгыздыгы боюнча кокстун сапаты ошончолук жогору болот. Максималдуу маани мештин жана трубопроводдордун кокстоо коркунучу менен чектелет, катушкалардын туруктуулугун төмөндөтөт. Ар бир чийки заттын өзүнүн оптималдуу температурасы бар.

Кечиктирилген кокстоочу агрегаттарды куруу жогорку капиталдык чыгымдар менен байланышкан. Ошондуктан, көпчүлүк учурда иштеп жаткан жабдуулардын комплексин реконструкциялоо жүргүзүлөт. Бул циклди азайтуу менен жетишилеткокстоо, жаңы реакциялык камераларды киргизүү же рециркуляциялык катышты азайтуу.

Иштөө принциби

Кечиктирилген кокстоо агрегаттары камералардын бир же бир нече жупташтырылган топторунан турат, аларда бир камера коксту өндүрүү стадиясында, экинчиси түшүрүүдө же аралык абалда иштейт. Баштапкы материалдын ажыроо процесси түтүктүү мештен башталат, ал жерде 470-510 °С чейин ысытылат. Андан кийин чийки зат ысытылбаган камераларга түшүп, ал жерде аны менен кошо келген жылуулуктун эсебинен терең коксацияланат.

Газ жана суюк углеводороддор дистилляция колоннасында фракциялык бөлүү үчүн чыгарылат. Кокс механикалык иштетүүчү бөлүмгө түшүп, ал жерден түшүрүлөт, сорттолот жана ташылат. Даяр продукциянын катмарында скважина бургуланып, ага гидравликалык кескич орнотулат. Анын соплолору 20 МПа чейин басым астында иштейт. Бөлүнгөн кокстун бөлүктөрү суу агызылып турган дренаждык аянтчага түшөт. Продукция андан кийин майда бөлүктөргө майдаланып, фракцияларга бөлүнөт. Андан кийин кокс кампага жылдырылат.

УЗИнин негизги схемасы төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн.

Кокс камералары

Камералар реактор болуп саналат, ал бүт орнотуунун негизи болуп саналат. Камеранын иштөө цикли адатта 48 саатты түзөт, бирок акыркы жылдары 18 жана 36 сааттык режимде иштеген УЗИ аппараттары иштелип чыккан.

Бир реактордун иштөө цикли төмөнкү операциялардан турат:

• чийки затты жүктөө, кокстоо процесси (1 күн);
• өчүрүү (1/2 саат);
• гидротермикалык тазалоо (2,5 саат);
• продукцияны суу менен муздатуу, сууну чыгаруу (4 саат);
• өнүмдү түшүрүү (5 саат);
• люктарды жабуу, ысык буу менен басымды сыноо (2 саат);
• май буулары менен жылытуу, иштөө циклине өтүү (3 саат).

Дизайн

Кечиктирилген кокстоо бирдигинин долбоору төмөнкү тартипте иштелип чыгууда:

• талап кылынган өндүрүмдүүлүктү аныктоо, т/жыл;
• ресурстук базаны талдоо;
• сырьенун ар кандай түрлөрү үчүн кокстоо процессинин теориялык материалдык балансын түзүү;
• негизги материалдык агымдарды аныктоо;
• монтаждоо концепциясын иштеп чыгуу;
• реакторлордун өлчөмү жана саны үчүн негиздеме;
• бир камераны кокс менен толтуруунун узактыгын аныктоо жана анын гидравликалык эсеби, реактордун иштөө графигин түзүү;
• камерага температуралык жүктү эсептөө;
• конвекция жана радиациялык камераларды эсептөө;
• өндүрүш линиясынын схемасын иштеп чыгуу;
• башка негизги жабдуулардын технологиялык эсептөөлөрү (дистилляциялык колонналар, мештер, муздаткычтар ж.б.);
• мониторинг жана башкаруу системасын иштеп чыгуу, автоматташтыруу куралдарын тандоо;
• өзгөчө кырдаалдардан коргоо схемаларынын сүрөттөлүшү;
• экологиялык аспектилерди жана коопсуздук чараларын иштеп чыгуу;
• экономикалык көрсөткүчтөрдү аныктоо (капиталдык чыгымдар, тейлөө персоналынын саны, эмгек акы,сырье жана жардамчы мате-риалдарды чыгарууга кеткен чыгымдар, жылдык экономикалык эффект, продукциянын езуне турган наркы).

Кечиктирилген кокстоочу агрегаттын кубаттуулугун жыл сайын эсептөө төмөнкү формула боюнча жүргүзүлөт:

N=P x t, мында P - заводдун кубаттуулугу, т/сутка;

t – бир жылдагы жумуш күндөрүнүн саны.

Базага жана дизайн варианттарына ылайык физикалык түрдө продукция чыгаруу орнотуунун материалдык балансынын негизинде аныкталат.