Войти
A Висбрекер - это технологическая установка на нефтеперерабатывающем заводе, цель которой - уменьшить количество остаточной нефти полученные при перегонке сырой нефти и для увеличения выхода более ценных средних дистиллятов (топочный мазут и дизельное топливо ) НПЗ. Устройство висбрекинга термически расщепляет большие углеводороды молекулы в масле путем нагревания в печи для снижения его вязкости и получения небольшого количества света. углеводороды (СНГ и бензин ). Название процесса «висбрекинг» относится к тому факту, что процесс снижает (т.е. нарушает) вязкость остаточного масла. Процесс не- каталитический.
Целями висбрекинга являются:
Принципиальная схема установки висбрекинга Термин змеевик (или печь ) висбрекинга применяется к установкам, в которых процесс крекинга происходит в трубах печи (или «змеевиках»). Материал, выходящий из печи, закаливается, чтобы остановить реакции крекинга: часто это достигается за счет теплообмена с первичным материалом, подаваемым в печь, что, в свою очередь, является этапом хорошей энергоэффективности, но иногда с тем же эффектом используется холодное масло (обычно газойль). Газойль восстанавливается и используется повторно. Степень реакции крекинга контролируется регулированием скорости потока масла через трубы печи. Охлажденная нефть затем поступает в ректификационную колонну, где продукты крекинга (газ, сжиженный нефтяной газ, бензин, газойль и гудрон) отделяются и извлекаются.
При висбрекинге в пропиточном реакторе основная часть реакции крекинга происходит не в печи, а в барабане, расположенном после печи, который называется пропиткой. Здесь масло выдерживают при повышенной температуре в течение заранее определенного периода времени, чтобы дать возможность произойти растрескиванию перед закалкой. Затем масло поступает во фракционирующую колонну . При смачивании висбрекинга используются более низкие температуры, чем при висбрекинге змеевиков. Вместо этого используется сравнительно большая продолжительность реакции крекинга.
Смола висбрекинга может быть дополнительно очищена путем подачи ее в вакуумный ректификационный аппарат. Здесь может быть извлечен дополнительный тяжелый газойль и направлен на установки каталитического крекинга, гидрокрекинга или термического крекинга на нефтеперерабатывающем заводе. Смола, подвергнутая вакуумному осушению (иногда обозначаемая как пек ), затем направляется на смешивание мазута. На нескольких нефтеперерабатывающих заводах смола висбрекинга направляется в установку замедленного коксования для производства определенных специальных коксов, таких как или игольчатый кокс.
С точки зрения доходности, выбор между двумя подходами практически отсутствует. Однако каждый из них предлагает значительные преимущества в конкретных ситуациях:
Качество сырья, поступающего в висбрекинг, будет значительно варьироваться в зависимости от типа нефти. нефть, которую перерабатывает НПЗ. Следующее является типичным качеством остатка вакуумной перегонки арабской легкой нефти (сырой нефти из Саудовской Аравии, широко очищаемой во всем мире):
| Плотность. (кг / л) | Вязкость при 100 ° C. (сантистоксов ) | Содержание серы. (мас.%) |
|---|---|---|
| 1,020 | 930 | 4.0 |
После того, как этот материал был пропущен через висбрекер (и, опять же, будут значительные различия от висбрекинга к висбрекеру, поскольку ни один из двух не будет работать в абсолютно одинаковых условиях), снижение вязкости значительно:
| Плотность. (кг / л) | Вязкость при 100 ° C. (сантистоксов ) | Содержание серы. (мас.%) |
|---|---|---|
| 1,048 | 115 | 4,7 |
Выходы различных углеводородных продуктов будут зависеть от «серьезности» операции крекинга, определяемой температурой нагрева нефти. до температуры в печи висбрекинга. В нижней части шкалы при нагреве печи до 425 ° C трещины будут лишь незначительными, в то время как при работе при 500 ° C w можно считать очень серьезным. Легкий арабский нефтяной остаток при висброске при 450 ° C дает около 76% (по весу) гудрона, 15% средних дистиллятов, 6% бензина и 3% газа и сжиженного нефтяного газа.
Жесткость работы висбрекера обычно ограничивается необходимостью производства смолы висбрекинга, которую можно смешивать для получения стабильного жидкого топлива.
Под стабильностью в этом случае понимается склонность мазута к образованию отложений при хранении. Эти отложения нежелательны, так как они могут быстро загрязнять фильтры насосов, используемых для перекачки масла, что требует длительного обслуживания.
Вакуумный остаток, подаваемый в установку висбрекинга, можно рассматривать как состоящий из следующего:
Висбрекинг преимущественно разрушает алифатические соединения, которые имеют относительно низкое содержание серы, низкую плотность и высокую вязкость, и эффект их удаления можно четко увидеть в изменении качества сырья и продукта.. Слишком сильное растрескивание в висбрекинге приведет к тому, что коллоид асфальтенов станет метастабильным. Последующее добавление разбавителя для производства готового жидкого топлива может вызвать разрушение коллоида с осаждением асфальтенов в виде осадка. Было замечено, что парафиновый разбавитель с большей вероятностью вызовет осаждение, чем ароматический. Стабильность мазута оценивается с помощью ряда собственных тестов (например, на значение «P» и тесты SHF).
Вязкостное смешение двух или более жидкостей, имеющих разную вязкость, представляет собой трехэтапную процедуру. Первым шагом является расчет индекса вязкости смеси (VBI) каждого компонента смеси с использованием следующего уравнения (известного как уравнение Рефутаса):
где v - вязкость в квадратных миллиметрах в секунду (мм² / с) или сантистоксах (сСт), а ln - натуральный логарифм (журнал e). Важно, чтобы вязкость каждого компонента смеси была получена при одинаковой температуре.
Следующим шагом является вычисление VBN смеси с использованием этого уравнения:
где w - весовая доля (т. Е.% ÷ 100) каждого компонента смеси.
После того, как вязкость смеси была рассчитана с использованием уравнения (2), последним шагом является определение вязкости смеси, используя обратное уравнение (1):
, где VBN - вязкость смеси, а e - трансцендентное число 2,71828, также известное как Число Эйлера.
Для товарного жидкого топлива, например, для заправки электростанции, может потребоваться вязкость 40 сантистоксов при 100 ° C. Его можно приготовить с использованием описанного выше первичного остатка или остатка вис-дробления в сочетании с дистиллятным разбавителем («измельченная масса»). Такая режущая масса обычно может иметь вязкость при 100 ° C 1,3 сантистокса. Преобразование уравнения (2), приведенное выше для простой двухкомпонентной смеси, показывает, что процент режущего материала, необходимого в смеси, определяется следующим образом:
(4) % режущего материала = [VBN 40 - VBN остаток ] ÷ [VBN фракционный материал - VBN остаток ]
Используя значения вязкости, указанные в таблицах выше для остатков арабской легкой сырой нефти, и расчет VBNs в соответствии с уравнением (1) дает:
Для первичного остатка (т. е. непревращенного сырья для установки висбрекинга): 27,5% режущего материала в смеси
Для висброкен остаток: 13,3% измельченной фракции в смеси.
Поскольку средние дистилляты имеют гораздо более высокую стоимость на рынке, чем жидкое топливо, можно видеть, что использование висбрекинга значительно улучшит экономику производства мазута. Например, если стоимость резца составляет 300 долларов за тонну, а мазута - 150 долларов за тонну (цены на нефть, естественно, быстро меняются, но эти цены и, что более важно, различия между ними, не являются нереалистичными), это несложно рассчитать стоимость различных остатков в этом примере:
Остаток первичного остатка: 93,1 долл. США за тонну
Остаток висброкена: 127,0 долл. США за тонну
