Государственное образовательноеучреждение высшего профессионального образования
Уфимский государственный нефтяной техническийуниверситет
Кафедра технологии нефти и газа
РЕФЕРАТ
на тему:
Пилотные установки и особенности ихработы
(На примере пилотной установкигидрогенизации со стационарным катализатором)
Выполнил ст. гр. ТП-07-02
И.И. Равилова
Проверил С.В. Дезорцев
Уфа 2010
СОДЕРЖАНИЕ
1.Описание технологии
2. Общиетребования к проектированию
3.Особенности проектирования
1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Большинство научных теоретических разработок прикладного характератребует своей проверки и подтверждения на практике. Исследования проводят сцепью усовершенствования технологии получения целевого продукта, его анализа,испытания и выдачи данных для проектирования промышленной установки: реакторов,машин, вспомогательных аппаратов, КИПа и автоматики. Это важное промежуточноезвено исследований между теоретическими изысканиями и их промышленнымоформлением осуществляется на опытных (лабораторных) установках.
Опытные установки классифицируют по назначению на лабораторные, опытные(пилотные), полузаводские, опытно-промышленные; по рабочему давлению — наустановки низкого (до 0,7 МПа), среднего (0,7-10 МПа) и высокого (10 и болееМПа) давления. В установках могут применяться как инертные среды, так иедкие, ядовитые, пожароопасные и взрывоопасные вещества.
Опытные установки, на которых проводятся исследования при давлениях до 1МПа, изготавливают в основном из стекла. Эти установки компактны, изящны,монтаж их прост, они не требуют много места и специальных приспособлений,обеспечивающих безопасность их обслуживания. С увеличением рабочего давления всистеме установки, все ее детали изготавливаются из металла, повышение давленияувеличивает металлоемкость установок.
В дальнейшем будут рассматриваться опытные установки, работающие подвысоким давлением, которые предназначены для определения основных условийпротекания реакций, вновь создаваемых процессов; проведения различныханалитических работ и моделирования новых и совершенствуемых процессов;получения данных для оценки процесса и составления регламента дляпроектирования промышленных установок; для получения небольших партий основныхи побочных продуктов исследуемых процессов.
Эти установки чрезвычайно разнообразны, поскольку различны задачи, длярешения которых они предназначены.
Установки представляют собой комплекс различной аппаратуры, которые посвоему характеру могут быть разделены на несколько определенных типов:аппараты, в которых проводятся основные реакции — реакторы; вспомогательныеаппараты: сепараторы, фильтры, смазкоотделители, приемники продукта, рессиверы,газгольдеры и т. д.; машины для создания высокого давления — компрессоры,насосы, мультипликаторы; арматура и трубопроводы; КИП и автоматика.
Эти установки должны иметь минимально возможные размеры, быть максимальноманевренными по основным параметрам процесса; давлению, температуре,концентрации исходных веществ, времени пребывания реакционной смеси вреакционном аппарате, степени перемешивания и др. Технологическая схема должнабыть максимально проста и легко изменяема для изучения различных аспектовпроцесса; вспомогательные операции должны использовать ранее освоенные сдостаточной надежностью аппараты для нагрева, очистки, разделения и др.;установка должна быть максимально обеспечена современнымиконтрольно-измерительными приборами и, по возможности, автоматизирована,особенно ее отдельные узлы, наиболее ответственные.
Перед началом работ и выбором установки, необходимо установить, какойпроцесс на ней будет осуществляться — периодический или непрерывный.Преимущество того или другого зависит от большого числа как технических, так иэкономических факторов. В промышленности есть процессы непрерывные, естьпериодические.
Непрерывные процессы более выгодны для производства крупного масштаба, онибыстро окупаются, и качество продукта часто выше, чем при периодическом, чтообусловлено лучшим регулированием оптимальных условий реакции. Периодическийпроцесс может быть использован при получении небольших партий продукта. Припоисковых работах в лабораториях и на опытных установках чаще применяютсяустановки периодического действия. В остальных случаях — непрерывные.
Решающими в выборе масштаба установки, особенно реакционных аппаратов,являются такие характеристики, как время пребывания в них сырья и продуктов,объемные скорости потоков, массообмен, гидродинамические показатели (вводысырья, соотношение диаметра к длине, общий объем, линейные скорости среды и т.д.). Вся установка, работающая под высоким давлением, должна быть абсолютногерметична, особенно при работе с ядовитыми или огнеопасными и взрывоопаснымивеществами; при изготовлении аппаратуры, арматуры и машин, должны применятьсяматериалы в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатациисосудов, работающих под давлением. Таким образом, при выполнениивсех перечисленных выше условий, может быть создана установка высокогодавления, позволяющая получать воспроизводимые и достоверные экспериментальныеданные, что позволит ускорить проведение научно-исследовательских работ при планированииэкспериментов и использовании для обработки результатов экспериментовматематических методов.
2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ КПРОЕКТИРОВАНИЮ
Многообразие процессов гидрогенизации, протекающих при высоком давленииводорода и высокой температуре в присутствии различных твердых катализаторов,требует если не большого разнообразия технологических установок, то, во всяком случае,большой гибкости их схем.
Выбор схемы определяется задачами предстоящих исследований и характеромпротекания реакций. При этом необходимо знать хотя бы некоторые особенностипредстоящих реакций: отрицательный тепловой эффект реакций расщеплениягидрокрекинга, как правило, перекрывается положительным эффектом реакцийгидрирования, следовательно, в процессе гидрокрекинга обогащенного водородомсырья иногда, возможно, не потребуется отвод тепла. При гидрокрекинге вторичныхостатков, которые бедны водородом, должны протекать реакции преимущественноэкзотермические, и необходим отвод тепла и т.п.
Разным конструкциям реакционных устройств присущи различныегидродинамические режимы, интенсивность подвода и отвода тепла, реагентов,продуктов превращения, эффективности контактирования гетерогенных фаз, способыподдержания активности и селективности катализатора, системы автоматизации и т.д. Поэтому при моделировании будущих реакционных устройств на опытныхустановках необходимо учитывать все аспекты проведения предстоящих процессов.
Не все исследования, связанные с масштабностью реакционных устройств,можно успешно проводить на пилотных установках. В промышленных реакторахбольшого диаметра нередко самопроизвольно устанавливается внутренняя частичнаяциркуляция отдельных реакционных потоков, возможны противоток компонентов ирециркуляция не превращенного сырья или отдельных реагентов и т.п., чтоприводит к неравномерному распределению концентраций в реакционных потоках.Поэтому для более глубокого исследования процессов в некоторых случаяхнеобходимо проводить работу на установках опытно-промышленных илиполузаводских.
Рассматриваемые здесь установки могут работать по схеме, с рецикломводородсодержащего газа в системе и без рецикла, на потоке, т. е. со сдувом егопосле отделения жидкой фазы и очистки от сероводорода в атмосферу. Возможнатакже и частичная отдувка для поддержания соответствующих концентраций в газе. Внекоторых схемах предусматривается проведение процессов как в жидкой фазе, таки в паровой, при этом сырье подается в реакционное устройство снизу или сверхусоответственно.
3. ОСОБЕННОСТИПРОЕКТИРОВАНИЯ
Работы на опытных установках включают три стадии: подготовка сырья(сжатие), проведение целевой реакции — гидрогенизации и разделение жидких игазообразных продуктов реакции с очисткой их от сероводорода.
3.1 Подготовка сырья – сжатие
Водород на установки поступает в баллонах объемом 40 л при 15,0 МПа (6 нмгаза), откуда поступает в коллектор, а затем через редуктор в ресивер 2 — сварной сосуд объемом 80 л, рассчитанный на рабочее давление 0,5 МПа. Впроцессе работы в нем поддерживается 0,05 МПа.
Безопасная работа аппарата обеспечивается установленным на его верхнемднище предохранительным клапаном игольчатого типа. Контроль за давлением в немосуществляется указывающим манометром. Назначение ресивера — обеспечитьпостоянство потока и напора газа во всасывающем трубопроводе компрессора.Давление на всосе компрессора поддерживается 0,05 МПа. При необходимости газ избаллонов может сбрасываться в газгольдер 3 и из него забираться компрессором.Во время проведения балансовых опытов газгольдер используют для сбора газов изсистемы установки.Сжатый в компрессоре 5 водород обычно до 30 МПапроходит очистку от смазки в смазкоотделителе 6, который представляет собойточеный сосуд высокого давления объемом 5 л, рассчитанный на давление 30 МПапри 298 К. Водород в аппарат поступает сверху по внутренней, опущенной внизтрубке. Смазка сливается снизу до проскока газа (во избежание переполненияаппарата). Очищенный от смазки водород поступает в буферную батарею 7(аккумулятор газа), чтобы обеспечить запас газа.
Батарея может состоять из двух, трех и более однотипных аппаратов объемом15 л на давление 35 МПа при нормальной температуре. На батарее монтируетсяманометр и предохранительный клапан разрывного типа. Компрессоры размещают вспециальном помещении, машинном зале, буферную батарею и ресивер — отдельно, впомещении со своей местной вентиляцией или в пристройке к зданию. В машинномзале устанавливают сырьевые и циркуляционные насосы.
Из буферной батареи водород по необходимости забирается на установки вбехельтеры, устанавливаемые в специальных кабинах вместе с другимтехнологическим оборудованием данной установки, работающим под высокимдавлением.
/>
Рисунок 3.1– Схема подготовки газа к процессу гидрогенизации:
1 – баллон (с водородом); 2 – ресивер; 3 – газгольдер водородный;4–газгольдер газа с установки; 5 – компрессор водородный; 6 – смазкоотделитель;7 – буферная батарея.
3.2 Стадия гидрогенизации — проведение целевых реакций
На установке во время проведения опыта по заданию исследователя должнобыть все подчинено процессу, протекающему в реакторе. Реакционное устройство — аппарат, в котором из сырья получают продукт с желаемыми свойствами иоптимальным выходом. Все узлы технологической схемы, обеспечивающие работуреактора, должны работать безукоризненно.
На рис. 3.2 показана схема опытнойустановки для проведения процесса гидрогенизации на твердом стационарномкатализаторе, испытания новых катализаторов, а также их регенерации. На схемеприведены стадии гидрогенизации и разделения, здесь же показаны и насосы,сырьевые и циркуляционные, которые непосредственно питают реакционныеустройства.
/>
Рисунок 3.2 – Типовая технологическая схема опытной установки:1 –бехельтер; 2 – регулятор давления; 3 – расходомер; 4 – насос сырьевой; 5–подогреватель сырья; 6 – реактор; 7 – холодильник; 8 – сепаратор высокогодавления; 9 – сепаратор низкого давления; 10 – ловушка; 11 – скруббер; 12–отбойник; 13 – насос циркуляционный; 14 – расходомер.
Компримированный водород из буферной батареи забирается в бехельтер,промежуточный аппарат для контроля количества водорода, поступающего наустановку, представляющий собой точеный сосуд из легированной стали объемом10-12 л на давление 30 МПа и температуру 293К.
Аналогичные аппараты устанавливаются на сероочистке.
Для более точного отсчета изменения давления в аппарате при определенииколичества забираемого из него водорода манометр на бехельтере должен иметьминимальную цену деления и высший класс точности. Количество водородаподсчитывается умножением объема аппарата в литрах на изменение давления в немв атмосферах.
После бехельтера на трубопроводе устанавливается регулятор давленияпрямого действия для поддержания заданного давления в установке. Регуляторобъемом 0,09 л рассчитан на 320 МПа, температуру 293 К и представляет собойредуктор, в котором величина регулируемого давления уравновешивается давлениемгаза, заполняющего камеру сравнения. При снижении давления газа послерегулятора оно снижается и под мембраной, которая с помощью толкателя отводитзатвор от седла, чем открывает доступ газа в систему. При повышении давленияпосле регулятора мембрана отжимается, толкатель уходит, и затвор перекрываетдоступ газа в систему.
Во время работы регулятора необходимо следить за герметичностью камерысравнения и постоянством в ней температуры. Таким образом, регулируемоеколичество водорода смешивается с циркулирующим газом в системе и восполняеткак естественные потери, так и то количество, которое расходуется в процессегидрогенизации. Подогреватель сырья (рис.1.3), предназначенный длянагрева смеси сырья с водородсодержащим газом до температуры реакции,представляет собой змеевик, изготовленный из трубки 14X2,5 (сталь 1Х18Н9Т), собщей теплопередающей поверхностью 0,04 м, погруженный в ванну с солянымраствором: нитрат калия — 50% (масс.) + нитрат натрия -5% (масс.) и нитритнатрия — 45% (масс), обогреваемую электронагревательным элементом. Температуравнутри ванны контролируется термопарой, а регулируется автотрансформатором.Соляная ванна обеспечивает равномерный обогрев движущейся смеси.
Подогретая смесь из подогревателя поступает в реактор 6 (рис. 1.4) дляпроведения процесса гидрогенизации. Реактор представляет собой толстостенныйточеный сосуд высокого давления из стали 12Х18Н10Т, объемом О, 3 и 0,5 л нарабочее давление 30 МПа и температуру 723 К (450°С), а при регенерациикатализатора в отсутствии водорода — до 82 3 К (550°С). Загрузка катализатора вреактор будет несколько меньше за счет насадки. Аппарат уплотняетсяобтюраторами.
Все аппараты и детали, работающие в среде водорода при высокихтемпературах и давлениях, обязательно изготавливают из высоколегированныхсталей типа 12Х18Н10Т.
/>
Рисунок 3.3 – Подогреватель сырья:
1– труба для термопары; 2 – змеевик; 3 – планка; 4 – днище;5 – кожух; 6–корпус; 7 – изоляция; 8 – проволока; 9 – обмазка (шамот, глина); 10 –теплоизоляция (асбест); 11 – днище корпуса; 12 – клеммы Л-62; 13 – труба дляподвода эл. питания; 14 – полуниппель; 15 – гайка нажимная; 16-конус
/>
Рисунок 3.4 – Реактор:1 – ниппель; 2– крышка; 3 – обтюратор (медь МЗ); 4– фланец (ЗОХМА); 5 – корпус (12Х18Н10Т); 6 – карман для термопары (12Х18Н10Т)
Для лучшего распределения поступающих в реактор потоков по сечениюреактора и объему катализатора сверху и снизу катализатора помещают керамическуюнасадку (измельченные кольца Рашига).
Размеры насадки должны быть таковы, чтобы она не проникала сверху вкатализатор и катализатор не просыпался в насадку, находящуюся внизу. Передзагрузкой катализатор и насадка должны высушиваться и прокаливаться. Заполнениеможет быть таким: в низ реактора насыпают слой насадки (50 мм), на нее — катализатор (600 мм) и сверху — насадка (50 мм). Точка замера температурыдолжна находиться в зоне катализатора, а отношение высоты слоя катализатора кдиаметру реактора может быть около 8. Реакционная смесь вводится в реакторсверху или снизу.Снаружи по корпусу реактора накладываетсясекционный электронагрев. От теплового эффекта реакции зависит интенсивностьнагрева стенки реактора.
3.3 Разделение жидких и газообразных продуктов реакции с очисткой их отсероводорода
Смесь продуктов реакции из реактора после охлаждения в холодильнике 7,поступает в газосепаратор высокого давления 8 (рис. 1.5) для отделения газовойфазы от жидкой. Газовая фаза — это непрореагировавший водород иобразовавшиеся в процессе гидрогенизации газы. Жидкая фаза — это жидкиепродукты реакции и жидкие углеводороды, не участвовавшие в процессе. Разделениепроизводят при 293-303 К и давлении, близком к давлению в реакторе.
Газосепаратор — толстостенный точеный сосуд высокого давления из стали12X18Н10Т (1Х18Н9Т), закрыт с двух сторон пробками 2 и 5. Рассчитан на 30 МПа и52 3 К (250 С). Для герметизации аппарата вместо уплотнения корпуса с пробкойиспользуют прокладки из алюминиевой фольги толщиной 0,5 мм.
Смесь продуктов реакции вводят в аппарат по трубке внутрь до серединыаппарата, газ выводится из сепаратора сверху, а жидкость сливается снизу.Нормальная работа сепаратора возможна лишь при непрерывном удалении газовыхжидкостных потоков. При ручной выгрузке продуктов при незнании уровнягидрогенизата в сепараторе вероятен вместе с жидкостью проскок газа, чтонарушает работу установки. Поэтому контроль уровня и его автоматическоерегулирование в таких аппаратах обязательны.
/>
Рисунок 3.5 – Сепаратор высокого давления:
1 – кольцо; 2 – пробка верхняя; 3 – гайка;4 – корпус; 5 – пробка нижняя
Наилучшим образом себя зарекомендовали автоматический контроль ирегулирование уровня емкостным методом по измерению электрической емкостидатчика, зависящей от уровня измеряемой среды. Датчик представляет собойконденсатор, погруженный в сосуд с измеряемой средой. Для измерения уровнянеэлектропроводящих сред используют датчики с двумя неизолированнымиэлектродами, одним из электродов служит стенка аппарата. В данном случае второйэлектрод (рис. 1.6) вводится в сепаратор. Электрический сигнал преобразуется впневматический, который передается на исполнительный механизм — клапанмембранный типа УКН-ВО, регулирующий поток жидкости из аппарата (рис. 1.7).Клапан диаметром 10 мм на давление 32,0 МПа и температуру 623 К (350°С)изготовлен из хромникелевой стали. Герметичность уплотнения штока достигаетсяпри помощи сальника 5. Для визуального контроля положения затвора устройствоснабжено указателем 3 и шкалой 4. Позиционное реле 1 применяют в исполнительныхустройствах, устанавливаемых на потоках с высоким давлением, для болеекачественного регулирования уровня.
Из сепаратора высокого давления жидкость с незначительным количествомрастворенного в ней газа непрерывно с постоянной скоростью перепускается всепаратор низкого давления 9, где при давлении 1,5-2,0 МПа газы десорбируются,а гидрогенизат выводится снизу с использованием описанного выше регуляторауровня. Газосепаратор низкого давления по конструкции аналогиченгазосепаратору высокого давления. В газосепараторе низкого давления и в другиханалогичных аппаратах, где давление невелико и перепады давления при выгрузкеневелики, замер уровня можно производить с помощью поплавка, положение которогофиксируется сердечником в катушке.
/>
Рисунок 3.6 – Соединительные части и уплотнение уровнемера емкостного типаЭУИ-1ВМ к сепаратору высокого давления:
1–индикатор уровня; 2– соединительная втулка (латунь); 3–гайкасоединительная; 4– втулка (текстолит, фторопласт); 5 –стержень (Х18Н9Т); 6–вкладыш (текстолит); 7, 8 –ниппель; 9 –чехол (текстолит, фторопласт);10–стержень
/>
Рисунок 3.7 – Клапан мембранный регулирующий с позиционным реле УКН-ВО:1–позиционное реле; 2– корпус мембранного механизма; 3–указатель положения; 4–шкала; 5–набивка сальника; 6 –лубрикатор; 7 – корпус сальника; 8 – корпусклапана регулирующего; 9 – седло; 10 – фланец; 11 –затвор; 12 – обтюратор; 13 –шток; 14 –регулирующий упор; 15 – пружина; 16– мембрана; 17 – крышкамембранного механизма
/>
Рисунок 3.8 – Сепаратор высокого давления с указателем уровня – поплавком:1 – стакан; 2 – катушка; 3 – пружина; 4 – сердечник; 5 – дно стакана; 6 –кольцо; 7 –пробка верхняя; 8 –гайка; 9 – корпус; 10 – труба; 11 – отбойник; 12– поплавок; 13 – пробка нижняя
Электрический сигнал затем передается на показывающий потенциометр. Вэтом случае слив жидкости может производиться вручную без опасности проскокагаза (рис. 1.8). Отделившиеся в сепараторе высокого давления газы(водород, метан, этан, сероводород и др.) смешиваются с водородом, поступающимиз бехельтера, и направляются на очистку от сероводорода в ловушку 10, скруббер11 и отбойник 12. Очистку от сероводорода осуществляют в скруббере 20%-нымраствором едкого натра. Ловушка предназначена для улавливания щелочи в случаепереброса ее из скруббера и исключения ее попадания в сепаратор высокого давления.Отбойник задерживает щелочь от попадания ее в циркуляционный насос. Таким образом, очищенный от сероводорода газ поступаетво всасывающую линию циркуляционного насоса. Перепад давления между всасывающейи нагнетательной линиями невелик и определяется сопротивлением системы на путипотока газа. Установка, на которой проводятподбор оптимальных условий технологических режимов, испытания катализаторов ибалансовые опыты, должна быть достаточно гибкой. На рис. 1.9 показанатехнологическая схема установки с двумя последовательно включенными реакторами.При необходимости проводят опыты на одном реакторе. Работа на реакторах можетпроводиться как в жидкой, так и в паровой фазе. Реактор (рис. 1.10) — точеный толстостенный сосудвысокого давления, рассчитанный на температуру 723 К (450°С) из стали 1Х18Н10Т,закрытый с двух сторон крышками 1 и 7.
Уплотняется реактор двумя линзами 2. При регенерации катализаторатемпература допускается до 823 К (550 С). Сырье в реакторы может поступатьснизу или сверху последовательно. Температура в реакторе контролируетсявнутренней термопарой и регулируется электронагревом. Изреакторов продукт с сопутствующими газами поступает в сепаратор высокогодавления 5, из которого гидрогенизат выводится снизу, а газы отводятся сверху,смешиваются со свежим водородом из бехельтера и направляются в барботер 7.Барботер по конструкции и изготовлению однотипен с газосепараторами, залитводой и предназначен для отделения из циркулирующей газоводородной смесисоединений азота.
/>
Рисунок 3.9 – Технологическая схема установки гидрогенизации с двумяреакторами: 1 – бехельтер; 2 – насос сырьевой; 3 – подогреватель сырья; 4 –реактор; 5 – сепаратор высокого давления; 6 – расходомер; 7 – барботер; 8–ловушка; 9 – скруббер; 10– отбойник; 11 – фильтр; 12 – насос циркуляционный;13 – сепаратор, конденсатор; 14 – холодильник; 15 –отдувочная колонна; 16 –приспособление непрерывной выгрузки; 17 – ловушка
/>
Рисунок 3.10 – Реактор:1 – крышка верхняя (Х18Н10Т); 2–линза (1Х18Н9Т);3–фланец; 4– корпус; 5 – карман для термопары; 6 – шпилька (ЗОХМА); 7 – крышканижняя; 8– гайка (ЗОХМА); 9–втулка
После барботера смесь газов проходит очистку от сероводорода в аппаратах8, 9 и 10 и направляется в циркуляционный насос. После очистки газа отсероводорода предусмотрена частичная сдувка газа в атмосферу с замеромсдуваемого количества.
Гидрогенизат из газосепаратора высокого давления перепускается припарофазном гидрировании в подключаемый в этом случае в схему сепаратор низкогодавления, где происходит отделение дистиллятного газа от гидрогенизата, которыйвыгружается в специальную емкость для дальнейшего выщелачивания из негосероводорода.
При жидкофазном, гидрировании гидрогенизат из сепаратора направляется вотдувочную колонну 15 (рис. 3.11) для отделения из гидрогенизата сероводорода илегких фракций с помощью диоксида углерода, водорода или водяного пара. Колоннадиаметром 57X3,5 закрыта сверху и снизу штуцерами 1, наполнена насадкой в видестеклянных палочек или трубок. Колонна имеет два отверстия: в верхнее вводитсяжидкая часть из газосепаратора, в нижнее — отдувочный газ или пар. Колоннапомещена в ванну 5, залитую смесью солей. По боковой поверхности ванны наложендвухсекционный электрообогрев.
/>
Рисунок 3.11 – Отдувочнаяколонна
1-штуцер;2-фланец;3-корпус колоны (1Х18Н1ОТ);4-труба(8х2); 5– корпус соляной ванны; 6 –проволока (Х20Н80); 7–насадка; 8 – изоляция; 9 – расплав соли; 10 – обмазка
Гидрогенизат из колонны спускается в приспособление непрерывнойавтоматической выгрузки 16 (рис.3.12) — аппарат на давление 0,15 МПа итемпературу 523 К (280°С)
/>
Рисунок 3.12 –Приспособление непрерывной автоматической выгрузки: 1– прокладка (паранит); 2–крышка; 3 – фланец; 4 – колпачок (алюминий); 5 – стакан (стекло молибденовое);6– корпус; 7 – рубашка; 8 – поплавок (алюминий); 9 – направляющая пружина; 10 –дно; 11 – трубка дренажная; 12 – фильера, выход
/>
Рисунок 3.13 – Сепаратор-конденсатор:1 – конус; 2 – гайка; 3 – тройник; 4– гайка; 5 – крышка верхняя; 6 – труба;
7 – корпус (1Х18Н10Т); 8 – крышка нижняя
С наружной поверхности по корпусу приварена рубашка 6 для обогревааппарата водяным паром под давлением 1,2 МПа. Внутри аппарата помещеналюминиевый поплавок, который с повышением уровня открывает отверстие длявыгрузки.
/>
Рисунок 3.14 – Фильтр:1 – крышка верхняя; 2 – линза (1Х18Н9Т); 3 –фланец; 4 – труба внутренняя; 5 – перфорированная труба; 6 – корпус (1Х18Н10Т);7 — днище трубы
После отдувочной колонны сероводород и легкие фракции с отдувочнымигазами проходят змеевиковый холодильник 14, изготовленный из трубки диаметром10X2 мм, длиной 2,4 м из стали 1Х18Н9Т на давление 30 МПа и температуру от 473до 29 3 К. Теплопередающая поверхность холодильника 0,025 м. Охлажденнаясмесь поступает в сепаратор-конденсатор 13, (рис. 3.13) для отделениясконденсировавшихся паров нефтепродуктов от газа. Жидкость сливается черездренаж в нижней крышке 8.
Сепаратор объемом 1,7 л изготовлен из трубы (8 3X5, сталь 1Х18Н9Т) ирассчитан на атмосферное давление и температуру 293 К. Циркуляционныегазы перед поступлением в реакционное устройство проходят очистку в фильтре и(рис.3.14) аппарате высокого давления объемом 2 л, рассчитанном на давление 30МПа и температуру 523 К, изготовленном из стали 1Х18Н9Т. Внутри аппаратапомещена перфорированная труба с фильтрующим материалом, поверхность фильтрации0,05 м2. При отдувке диоксидом углерода газ из баллона, пройдяловушку 17, сварной аппарат диаметром 100 мм и 250 мм, поступает в отдувочнуюколонну. Опытная установка, представленнаяна рис.3.15, имеет реакционное устройство, представляющее собой блок из трехреакторов, в каждом из которых можно вести самостоятельные исследования. Принеобходимости они могут соединяться последовательно.
/>
Рисунок 3.15 – Технологическая схема установки с блоком реакторов:1 –бехельтер; 2 – регулятор давления; 3,11 – расходомеры; 4 – насос сырьевой; 5 –блок реакторов; 6 – сепаратор высокого давления; 7 – ловушка; 8 – скруббер; 9 –отбойник; 10 – насос циркуляционный
Установка предназначена для проведения опытов по определению оптимальныхрежимов гидрогенизации нефтепродуктов и по испытанию катализаторов, котороеможет проводиться на модельном сырье, легких и средних нефтяных фракциях и натяжелом сырье. Испытание катализаторов включает: определение его стабильности;изучение влияния на качество продукта состава и объемной скорости подаваемогосырья, скорости циркуляции газов, а также оптимальных условий для полученияцелевого продукта; возможность регенерации катализатора; осернениекатализатора. Весь блок реакторов имеет единую систему сероводороднойочистки. При раздельной работе реакторов подача сырья и циркулирующего газаобеспечивается самостоятельными плунжерами насосов и отдельными коммуникациями.
/>
Рисунок 3.16 – Блок реакторов:1 – реактор; 2 – ванна; 3 – карман длятермопары; 4 – электро-обогрев (проволока, Х20Н80); 5 – ниппель (4Х14Н14В2МА);6 – корпус (1Х18Н10Т); 7 – фланец; 8 – обтюратор (М-1)
Блок реакторов (рис. 3.16) состоит из реакторов 1, помещенных в ванну 2,заполненную для лучшего распределения тепла в объеме алюминием или смесью солей(что для работы реакторов лучше, но более опасно). По наружной боковойповерхности ванны размещен трехсекционный электрообогрев. В центре каждойсекции на стенке ванны крепятся термопары. Во время работы блока во всехреакторах поддерживают приблизительно одинаковую температуру, соответствующуютемпературе в ванне, замер производят трехточечной термопарой, помещенной вкарман. Термопары всех реакционных аппаратов изготавливают из сплавахромель-алюмель. Карман установлен в центре ванны.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВ
1. ГолосовА.П.,http://www.ukntb.kz/cgi-bin/irbis64r_91/cgiirbis_64.exe?Z21ID=&I21DBN=ONTB_PRINT&P21DBN=ONTB&S21STN=1&S21REF=&S21FMT=fullw_print&C21COM=S&S21CNR=&S21P01=0&S21P02=0&S21P03=M=&S21STR=Пилотные и опытно-промышленные установки высокого давления в нефтепереработке инефтехимии. М.: Химия, 1987. — 181 с