مفاعل معالجة النفط الخام: تصميم إزالة الصهارة ومعالجة الهيدرو والمعالجة المسبقة لـ FCC

مفاعل معالجة النفط الخام: تصميم إزالة الصهارة ومعالجة الهيدرو والمعالجة المسبقة لـ FCC

ما هو مفاعل معالجة النفط الخام؟مفاعل معالجة النفط الخام هو وعاء في مصفاة حيث يتم تحويل الخام أو كسوره كيميائيا قبل أو أثناء الترقية، ويتم الظهور في أربع نقاط حرجة:المُحَلِّل الكهربائي، الذي يزيل الملح والماء عند 120-150 درجة مئوية؛ معالج الهيدرو الذي يتفاعل مع الزيت مع الهيدروجين عند 300-450 درجة مئوية و 30-150 بار لإزالة الكبريت والنيتروجين والمعادن ، وتحقيق 90-99٪ نزع الكبريت;معالجة ما قبل المواد الغذائية من خلال التكسير الحفازي السائل، والتي تحمي المفرقعات من المعادن والكوكس؛ والكوكس أو التحويل المائي للبقايا، الذي يحول قاع البرميل عند 480-540 درجة مئوية.التحديات الهندسية السائدة هي التلوث من الأسفلتين والملح، هجوم الهيدروجين عالي درجة الحرارة في معالجة الهيدروجين ، والكوك داخل الحاوية ، لذلك تم بناء المفاعلات من الفولاذ Cr-Mo حسب API 941 ومغطاة أو مصممة لمقاومة الهجوم المحدد ،لأن فشل مفاعل المصفاة هو كل من كارثة السلامة و كارثة الإنتاج.

1وظائف مفاعلات المصافي وكيميائها

كل رسوم تحمي وحدة أسفل التيار أو ترقية جزء منها:

• إزالة الملح الكهربائي في الطرف الأمامي:قبل أي شيء آخر، يتم إزالة الملح من الخام لإزالة أملاح الكلوريد والمياه المعلقة التي من شأنها أن تتآكل وتفسد عمود التقطير والمواقد.يتم خلط الخام مع 4-10٪ من مياه الغسيل، يتم تسخينها إلى 120-150 درجة مئوية لتحسين ذوبان الملح وتقليل اللزوجة ، وتم تمريرها من خلال حقل كهربائي ثابت يجمع قطرات الماء حتى تستقر.طبل أفقي منخفض الضغط، وموثوقيتها مهمة لأن كل وحدة أسفل المياه ترث ملحها ومياهها. معدل إزالة المياه السيئ يعني تآكل الكلوريد في النظام العلوي وتكوين الكوكس في الفرن.على الرغم من أنها بسيطة كيميائياً، وهو أول مفاعل في القطار وأساس موثوقية المصفاة، ونوعية المياه والحقل الكهربائي لها يتم ضبطها إلى سلوك الملح والبخار الخاص.
• معالجة الهيدرو و إزالة الكبريت من الهيدرومعالجة الهيدرو هي حصان العمل في التكرير الحديث، يتفاعل النفط مع الهيدروجين في 300-450 درجة مئوية و 30-150 بار على محفز لإزالة الكبريت والنيتروجين والمعادن والأكسجين وتشبع أولفينات,تحقيق إزالة الكبريت بنسبة 90-99٪ لتلبية مواصفات المنتج. المفاعل هو وعاء ضغط عالي ذو جدران سميكة مع سرير محفز ثابت ،يتم تغذيتها بالهيدروجين بضغط جزئي يحدد كل من سرعة التفاعل وخطر التآكل، ويجب أن توزع تدفق الغاز السائل بالتساوي حتى لا يكون هناك إفراط في تسخين القناةلأن الجمع بين درجة حرارة عالية وضغط جزئي هيدروجين مرتفع يدعو إلى هجوم هيدروجين درجة حرارة عالية وتحلل هيدروجين، والمعادن والكوكز في الغذاء يطفئوا التحفيز تدريجياً على مدى حياة 1-5 سنوات.
• المعالجة المسبقة للغذاء FCC وتحويل قاع البرميل:إن التكسير التحفيزي السائل هو المنتج الرئيسي للمصفاة للبنزين والولفين ، ولكن محفزها مُسمم بالمعادن والنيكل والفاناديوم ، ومبادرات الكوكس في بقايا.معالجة المياه أمام وحدة FCC إزالة هذه،حماية الكريكر القط وزيادة إنتاجها، وهذا هو السبب في أن FCC المعالجة المسبقة هي في كثير من الأحيان أكبر معالجة المياه في المصنع.الكوكة في 480-540 درجة مئوية أو تحويل الهيدرو المتبقي يكسرها، جزيئات قذرة إلى منتجات أخف ؛ الكوكيزة تستخدم طبل الكوكز الذي يملأ ويتم إزالة الكوك ، في حين أن تحويل الهيدروكوكس الباقي يستخدم سرير مغلي أو ثابت تحت الهيدروجين.هذه هي أشد الواجبات صعوبة، أعلى درجة حرارة، أغسط طعام، معظم التلوث، ويحددون كم من البرميل يصبح منتج قابل للبيع بدلا من وقود الكوك.

2المواد، التلوث والموثوقية

فمفاعلات المصافي تعيش في أشد الخدمات صعوبة في التجهيز، لذا فهي مبنية حول أوضاع الفشل:

• فولاذ الهيدروجين و Cr-Mo عالي الحرارة:في معالجة المياه و تحويل المياه الجدار المفاعل يرى درجة حرارة عالية و ضغط جزئي هيدروجين عالية في وقت واحد، الظروف الدقيقة التي تسبب هجوم هيدروجين عالية درجة الحرارة،حيث الهيدروجين ينتشر في الصلب، تتفاعل مع الكربون في حدود الحبوب وتسبب البثور وفقدان دائم في القوة. الدفاع هو كيمياء المواد: الفولاذ الكروم الموليبدينوم منخفض السبائك، 1.25Cr-0.5Mo حتى 2.25Cr-1Mo وما فوق، مؤهلة وفقًا لـ API 941 (منحنيات نيلسون) ، غالبًا مع تغطية داخلية من الفولاذ المقاوم للصدأ بحيث يكون السطح الذي يواجه الهيدروجين مستقيماً.كما يتم معالجة الحرارة بعد الصلح وتبريد الخطوة لتجنب هشاشة المزاجالمفاعل معالجة المياه هو، وبالتالي، وعاء ضغط عالية الهندسة التي يتم تحديد اختيار المواد من قبل ضغط جزئي الهيدروجين ودرجة الحرارة، وليس من قبل كيمياء النفط،وتأهيلها ضد HTHA هو جزء إلزامي من التصميم.
• التلوث والكوكا والحماية الداخلية:النفط الخام قذر، والبقايا هي الأكثر قذرة، لذلك التلوث والكوكز هم تهديدات مستمرة.أسفلتينات تسقط وتكوكس المفاعل أو الفرنالمفاعل ومكوناته الداخلية مصممة ليقاوم وتنظيفها: لوحات توزيع تبقى مفتوحة، لوحات داخلية قابلة للتفكيك لتغيير المحفز،والغلافات الصلبة أو المقاومة للتآكل عندما يكون التدفق مُجَرَّدًا أو حارًا جدًاالمفاعلات الكوكسية تدير الكوكس بشكل متعمد، حيث تملأ برميلًا ثم تقوم بإزالتها، في حين أن الوحدات الثابتة محمية بمفاعلات حماية التي تلتقط المعادن والمواد الصلبة قبل أن تصل إلى السرير الرئيسي.معدلات التلوث 0.5-3 ملم في السنة على الأسطح المكشوفة هي طبيعية، لذلك يشمل التصميم الهامش والوصول، لأن مفاعل ملوث يفقد التحويل وموزع مغلق يفقد الانتقائية.
• الموثوقية والتفتيش والإصلاح:لأن فشل مفاعل المصفاة يوقف وحدة بقيمة الملايين يومياً،مصممة للفحص الإشعاعي والموجات فوق الصوتية، ويتم فحصها في دورات التحول، عادة كل 3-5 سنوات، لتخفيف الجدار، هجوم الهيدروجين، الزحف والشق. يتم تغيير المحفز على دورة خاصة به، 1-5 سنوات،من خلال الممرات الكبيرة وأحيانا الرافعة المثبتة على القمة، حتى يتم ترتيب رأس الوعاء والأجزاء الداخلية للدوران السريع. الممارسة الحديثة تضيف مراقبة على الإنترنت لتدفق الهيدروجين ودرجات حرارة المعادن للاحتفاظ بالتحلل قبل أن يصبح عطلًا.وبالتالي يتم تحديد المفاعل كموارد موثوقية: يتم اختيار مادة، غطاء والوصول بحيث تعمل الوحدة بأمان إلى التحول المخطط له التالي بدلا من الفشل بينهما.

مصفوفة مهام مفاعل معالجة النفط الخام

الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما هو الفرق بين معالجة المياه والوحدة FCC في معالجة الخام؟

الجواب: إنها خطوات مختلفة مع كيمياء مختلفة. معالج الهيدروجين هو مفاعل الهيدروجين الذي يتفاعل مع النفط بالهيدروجين عند 300-450 درجة مئوية و 30-150 بار لإزالة الكبريت، النيتروجينالمعادن والأكسجين ولتشبع أوليفينات، لتحقيق 90-99٪ إزالة الكبريت؛ فإنه يحسن جودة التيار.الذي يكسر الجزيئات الثقيلة إلى البنزين والولفينات باستخدام محفز دائري عند 500-540 درجة مئويةالأهم من ذلك، أن الـ FCC مُسمّم بالمعادن ومواد الكوكس السابقة في المخلفات، لذا غالباً ما يتم وضع معالجة هيدروية أمامه لمعالجة الغذاء مسبقاً وحماية المفرقعات القطط.معالجة المياه هي خطوة الجودة؛ FCC هي مرحلة التحويل؛ ومعالجة المسبقة هي معالجة الهيدرو التي تخدم FCC.

السؤال: لماذا يتم صنع مفاعلات المعالجة الهيدروليكية من الصلب Cr-Mo؟

الجواب: لأنها تعمل في مزيج دقيق من درجة حرارة عالية و ضغط جزئي هيدروجينية عالية التي تسبب هجوم هيدروجينية عالية درجة الحرارةيتفاعل مع الكربون في حدود الحبوب، وتسبب البثور وفقدان القوة الدائمة. الفولاذ الكروم الموليبدينوم من السبائك المنخفضة، 1.25Cr-0.5Mo حتى 2.25Cr-1Mo وما فوق، مقاومة هذا، وأنها مؤهلة ضد API 941،منحنيات نيلسون، غالباً مع غطاء داخلي من الفولاذ المقاوم للصدأ على سطح الهيدروجين المواجهة.ومعالجة الحرارة بعد الحام وتبريد الخطوات تمنع هشاشة الصلابةمعالج هيدرو من الفولاذ الكربوني العادي سوف يفشل من قبل HTHA، وهذا هو السبب في أن Cr-Mo أمر إلزامي لهذه الرسوم.

س: ما الذي يسبب التلوث والكوك في مفاعلات معالجة الخام؟

الجواب: النفط الخام قذر بطبيعته والبقايا هي الأسوأتسقط وتشكل الكوكس على الأسطح الساخنة وفي المفاعلاتوتضخ المعادن مثل الصفائح النيكل والفاناديوم على المحفز، مما يسممه.تم تصميم المفاعل ضد هذا مع لوحات الموزع التي تبقى مفتوحة، المكونات الداخلية القابلة للتفكيك لتغيير المحفز ، والغلاف المقاوم للحريق أو مقاوم للتآكل ، وفي التكوك ، دورة مكشوفة متعمدة لملء وتفكيك.وحدات السرير الثابت إضافة مفاعلات الحراسة لالتقاط المعادن والمواد الصلبة قبل السرير الرئيسييتم إدارة التلوث، وليس القضاء عليه، من خلال تصميم الهامش والوصول حتى يحافظ التحويل إلى التحول التالي.

س: ما مدى موثوقية مفاعل معالجة النفط الخام؟

الجواب: بشكل كبير، لأن فشلها يوقف وحدة تكرير قيمتها الملايين يوميا ويمكن أن يكون حدثا أمنيا كبيرا.مواد مؤهلة Cr-Mo أو مطلية ضد هجوم الهيدروجين عند درجة حرارة عالية، مصممة للفحص الإشعاعي والموجات فوق الصوتية ، مع ترتيبات داخلية لتغيير السريع للمحفز كل 1-5 سنوات والفحص في التحولات كل 3-5 سنوات.الممارسة الحديثة تضيف مراقبة تدفق الهيدروجين على الإنترنت ودرجة حرارة المعادن للكشف عن التدهور قبل الفشلالمواصفات تقبل أعلى المواد وتكلفة التصميم لضمان تشغيل الوحدة بأمان إلى التحول المخطط لها المقبل بدلا من الفشل بينهما،لأن انقطاع المفاعل غير المخطط له يكلف أكثر بكثير من الهامش المدمج في الوعاء.