Гранулированный теплоноситель
Cтраница 3
Очень эффективна передача тепла непосредственным контактом твердых тел с парами или распыленными жидкими нефтепродуктами, применяемая в установках каталитического крекинга, непрерывного коксования и других современных процессах переработки нефти. При этом горячий порошкообразный или гранулированный теплоноситель смешивается с парами или мелко распыленной жидкостью и восполняет затраты тепла, расходуемого на переработку утяжеленного сырья для получения более легких ценных продуктов. [31]
На рис. 80 показана схема реакторного блока для коксования нефтяных остатков на гранулированном коксе. Туда же через дезатор 5 поступает гранулированный теплоноситель ( кокс), предварительно нагретый в расположенном выше коксонагревателе 2 до 580 - 600 С. Находящиеся внутри смесителя слабонаклонные стержни рассекают и несколько задерживают падающий сверху вниз поток теплоносителя и вызывают интенсивное перемешивание теплоносителя и жидкого сырья. На поверхности стенок смесителя отлагается кокс, но он непрерывно сбивается потоком теплоносителя, поэтому смеситель остается чистым. Далее смоченный сырьем теплоноситель проходит через двойной конусный распределитель и падает вниз в виде двух кольцевых концентрических потоков на поверхность сплошного слоя теплоносителя в основной части реактора. Через эту часть реактора теплоноситель проходит с небольшой скоростью в течение 6 - 8 мин. За это время сырье, покрывающее тонкой пленкой гранулы теплоносителя, успевает при температуре 510 - 520 С полностью разложиться с образованием кокса, который остается на поверхности гранул, и паровой фазы. Образующиеся пары выводятся из средней и нижней частей реактора. Для предупреждения коксования трубопровода, по которому выводятся пары, они охлаждаются в трубопроводе до 390 С струей более холодного нефтепродукта и поступают далее во фракционирующую колонну для разделения на газ, фракции до 200, 200 - 350, 350 - 500 С и тяжелый остаток, который возвращается в реактор в смеси со свежим сырьем. [32]
Кокс, полученный на установках непрерывного коксования, более однороден по гранулометрическому составу. Гранулированный кокс контактного коксования в движущемся слое гранулированного теплоносителя представляет собой зернистый материал с насыпной плотностью 0 880 - 1 020 г / см3 и диаметром гранул от 3 до 15 мм. [33]
Основными аппаратами установки являются реактор и нагреватель твердого теплоносителя, установленный над реактором. Тепло для коксования тяжелых остатков вводится в реактор гранулированным теплоносителем из нагревателя. Твердый теплоноситель из реактора, покрытый слоем кокса, подъемником транспортируется в нагреватель, где подогревается до необходимой температуры прямым сжиганием газообразного топлива в слое инертной массы, а также и за счет отложившегося на твердом теплоносителе кокса. В реактор подаются углеводородные газы для облегчения испарения продуктов разложения. Эти вещества содержат окись железа, которая катализирует реакции крекинга и обессеривания. [34]
Впервые процесс контактного пиролиза углеводородного сырья в движущемся компактном слое гранулированного теплоносителя был подробно описан в 1948 г. Процесс базировался на технологии, аналогичной технологии каталитического крекинга системы Термофор в ее первом промышленном варианте с ковшовым элеватором для подъема циркулирующего гранулированного теплоносителя. [35]
В нашей стране развитию непрерывных процессов также уделяется внимание. Опыт работы установок непрерывного коксования показывает ряд преимуществ коксования на порошкообразном коксе по сравнению с коксованием на гранулированном теплоносителе. Большая поверхность порошкообразного кокса улучшает контакт фаз, обеспечивает высокий коэффициент теплопередачи по всей массе зерен теплоносителя и таким образом способствует более эффективному теплообмену. [36]
В нашей стране развитию непрерывных процессов также уделяется внимание. Опыт работы установок непрерывного коксования показывает ряд преимуществ коксования на порошкообразном коксе по сравнению с коксованием на гранулированном теплоносителе. [37]
 |
Схема пиролиза углеводородного сырья в движущемся слое твердого теплоносителя. [38] |
Выход ацетилена, однако, был очень мал, поэтому, а также из-за сложности установки и высоких требований к гранулированному теплоносителю, процесс не нашел промышленного применения для совместного получения ацетилена и этилена. [39]
Впервые процесс контактного пиролиза углеводородного сырья в движущемся компактном слое гранулированного теплоносителя был подробно описан в 1948 г. Процесс базировался на технологии, аналогичной технологии каталитического крекинга системы Термофор в ее первом промышленном варианте с ковшовым элеватором для подъема циркулирующего гранулированного теплоносителя. [40]
Выбор описанного типа процесса контактного пиролиза позволяет в большой степени использовать имеющийся опыт разработки и освоения процесса каталитического крекинга на гранулированном катализаторе и контактного коксования с применением гранулированного теплоносителя. Основные элементы процессов каталитического крекинга, контактного коксования и контактного пиролиза на гранулированных катализаторах и теплоносителях являются в значительной степени общими. К ним относятся прежде всего движение гранулированных материалов в аппаратах шахтного типа, контактирование их с нефтяным сырьем ( в известной степени), нагрев гранулированных теплоносителей и др. Эти и многие другие общие практические вопросы, связанные с конструированием и эксплуатацией аппаратов, работающих с гранулированными контактами, были в достаточной степени удовлетворительно решены при разработке и внедрении отечественной системы каталитического крекинга и первых установок контактного коксования на гранулированном коксе. Это позволяет в настоящее время значительно ограничить круг вновь разрабатываемых элементов процесса контактного пиролиза. [41]
При непрерывном коксовании нефтяных остатков вследствие расхода тепла не только на проведение реакции и компенсацию тепловых потерь, но и на догрев сырья с 380 - 410 до 510 - 520 С удельный расход тепла значительно больше, чем при замедленном коксовании в необогреваемых камерах, и составляет 160 - 200 ккал / кг сырьевой загрузки реактора. В связи с этим в систему необходимо сообщить значительное количество тепла извне. Установлено, что устойчивый ход процесса обеспечивается при весовом соотношении теплоносителя и сырья 7 - 8: 1 в случае порошкового теплоносителя и 12 - 14: 1 в случае применения гранулированного теплоносителя. При одних и тех же температурах время, - требуемое для завершения коксования в тонком слое, значительно меньше, чем при коксовании в необогреваемых камерах. [42]
Таким образом, передача тепла осуществляется от газа к газу мгновенно. Недостаток этого процесса состоит в необходимости сооружения мощных кислородных установок. Экономика его еще недостаточно изучена. При рациональном использовании получающегося одновременно с олефинами синтез-газа технико-экономические показатели процесса могут быть улучшены. Разрабатываются и другие способы пиролиза, в том числе пиролиз с применением мелкоизмельченных теплоносителей в восходящем газоконтактном потоке, пиролиз в адиабатическом реакторе с газообразным теплоносителем, пиролиз в движущемся слое гранулированного теплоносителя, которые, однако, еще недостаточно проверены. Важным объектом усовершенствования узла пиролиза углеводородов является система рекуперации тепла и охлаждения продуктов пиролиза. [43]
Страницы: 1 2 3