Китайский производитель реакторов для тяжелой нефти

Κατασκευαστής αντιδραστήρων βαρέος πετρελαίου Κίνας

Απαντώντας στο κεντρικό ερώτημα: Τι προσφέρει ένας αντιδραστήρας βαρέος πετρελαίου από την Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd στους διυλιστές; Η Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) κατασκευάζει αντιδραστήρες αναβάθμισης βαρέος πετρελαίου που μετατρέπουν το υπόλειμμα κενού και το βαρύ αργό πετρέλαιο σε ελαφρύτερα, εμπορεύσιμα προϊόντα, συμπεριλαμβανομένων αντιδραστήρων υδρογονοπυρόλυσης σταθερής κλίνης και υδρογονοεπεξεργασίας, υδρογονοεπεξεργαστών υπολειμμάτων και τυμπάνων πυρόλυσης. Η υδρογονοπυρόλυση λειτουργεί σε 10 έως 20 MPa με μερική πίεση υδρογόνου έως 18 MPa σε θερμοκρασίες 350 έως 450°C, και οι αντιδραστήρες κατασκευάζονται ως δοχεία θερμού τοιχώματος με επένδυση 347SS ή 316L πάνω από χάλυβα χρωμίου-μολυβδαινίου SA-387, με πάχος τοιχώματος έως 200 mm και σχεδιασμό έναντι επίθεσης υδρογόνου σε υψηλή θερμοκρασία και ερπυσμού.

1. Διαδρομές Μετατροπής Βαρέος Πετρελαίου

Τέσσερις διαδρομές μετατρέπουν το κάτω μέρος του βαρελιού σε αξία, και κάθε μία ορίζει έναν διαφορετικό αντιδραστήρα:

• Υδρογονοπυρόλυση: Το βαρύ αέριο πετρέλαιο και το υπόλειμμα αντιδρούν με υδρογόνο πάνω από έναν διλειτουργικό καταλύτη σε 10 έως 20 MPa και 350 έως 450°C, διασπώντας μεγάλες μοριακές δομές σε νάφθα, αεροσκάφη και ντίζελ με σχεδόν πλήρη μετατροπή. Ο αντιδραστήρας είναι σταθερής κλίνης πολλαπλών κλινών με ψύξη μεταξύ των κλινών για τον έλεγχο της έντονα εξώθερμης αντίδρασης, κατασκευασμένος ως δοχείο θερμού τοιχώματος με εσωτερική επένδυση επειδή ολόκληρο το περίβλημα βρίσκεται σε υδρογόνο σε υψηλή θερμοκρασία. Η υδρογονοπυρόλυση δίνει την υψηλότερη αξία προϊόντων, αλλά απαιτεί την πιο αυστηρή πίεση και υλικά.
• Υδρογονοεπεξεργασία Υπολειμμάτων: Το υπόλειμμα κενού αποθείωνεται, απομεταλλώνεται και αποκαρβονίζεται σε 5 έως 15 MPa και 350 έως 420°C για να τροφοδοτήσει έναν καταλυτικό αεριοποιητή ή έναν αναμικτήρα καυσίμου πετρελαίου. Επειδή το υπόλειμμα περιέχει μέταλλα και άνθρακα Conradson, ο καταλύτης απενεργοποιείται από πάνω προς τα κάτω, έτσι ο αντιδραστήρας χρησιμοποιεί βαθμιδωτή φόρτωση καταλύτη και προστατευτικό υλικό, και το περίβλημα πρέπει να αντέχει την ίδια επίθεση υδρογόνου όπως η υδρογονοπυρόλυση, αν και σε χαμηλότερη πίεση. Η παραγωγική ικανότητα και η διάρκεια λειτουργίας καθορίζονται από την απομάκρυνση μετάλλων, όχι μόνο από την κινητική.
• Υδρογονοπυρόλυση και Ήπια Αναβάθμιση: Το υπόλειμμα θερμαίνεται σε 420 έως 450°C σε σχεδόν ατμοσφαιρική πίεση και διατηρείται για λίγο για να πυρολυθεί το βαρύτερο κλάσμα χωρίς σχηματισμό άνθρακα, βελτιώνοντας τη ρευστότητα και μειώνοντας την απόδοση καυσίμου πετρελαίου. Ο αντιδραστήρας είναι ένα απλό δοχείο εμβάπτισης ή ένα πηνίο συν φλας, πολύ ηπιότερο από την υδρογονοπυρόλυση, με κατασκευή από ανθρακούχο χάλυβα ή κράμα χαμηλής περιεκτικότητας και χωρίς ανάγκη υδρογόνου. Είναι η διαδρομή με το χαμηλότερο κεφάλαιο, αλλά και η χαμηλότερη μετατροπή, που χρησιμοποιείται όπου απαιτείται μόνο μια μέτρια αναβάθμιση.
• Καθυστερημένη και Ρευστή Πυρόλυση: Το υπόλειμμα θερμαίνεται σε 480 έως 510°C απουσία υδρογόνου, έτσι το βαρύ κλάσμα πυρολύεται σε ατμό και άνθρακα, αφήνοντας ένα κρεβάτι άνθρακα στο τύμπανο που αποκαρβονίζεται σε κύκλο. Το τύμπανο πυρόλυσης είναι ένα δοχείο πίεσης από ανθρακούχο χάλυβα με πυρίμαχη επένδυση και θερμικούς κύκλους κάθε 12 έως 24 ώρες, σχεδιασμένο για επαναλαμβανόμενη καταπόνηση από θέρμανση και ψύξη με νερό. Είναι η τελευταία λύση για τις βαρύτερες τροφοδοσίες, αλλά ανακτά τα περισσότερα ελαφρά προϊόντα από αυτές.

2. Μηχανική Αντιδραστήρων Βαρέος Πετρελαίου για Υπηρεσία Υδρογόνου

Το υδρογόνο σε υψηλή θερμοκρασία είναι η δυσκολότερη υπηρεσία στη διύλιση. Εφαρμόζονται τέσσερις σχεδιαστικές απαντήσεις:

• Αντοχή σε Επίθεση Υδρογόνου σε Υψηλή Θερμοκρασία: Πάνω από περίπου 200°C και λίγα MPa, το υδρογόνο διαχέεται στον ανθρακούχο χάλυβα και αντιδρά με καρβίδια σχηματίζοντας μεθάνιο, προκαλώντας φουσκάλες και ρωγμές. Η αντοχή παρέχεται από χάλυβα χρωμίου-μολυβδαινίου (SA-387) και από επένδυση συγκόλλησης 347SS ή 316L στην υγρή επιφάνεια, με το πάχος της επένδυσης και την περιεκτικότητα σε χρώμιο του βασικού μετάλλου επιλεγμένα από την καμπύλη Nelson για τη θερμοκρασία λειτουργίας και τη μερική πίεση υδρογόνου. Ένα δοχείο που έχει προδιαγραφεί κάτω από την καμπύλη θα αποτύχει κατά τη λειτουργία ανεξάρτητα από την ονομαστική πίεση.
• Ερπυσμός και Μακροχρόνια Αντοχή: Σε θερμοκρασίες 350 έως 450°C, το βασικό μέταλλο ερπίζει, έτσι το πάχος του τοιχώματος έως 200 mm υπολογίζεται όχι μόνο για την πίεση, αλλά και για την επιτρεπόμενη τάση στη θερμοκρασία κατά τη διάρκεια ζωής 20 ετών, με τα ακροφύσια και τις κεφαλές ενισχυμένα έναντι τοπικού ερπυσμού. Ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί ανάλυση Div 2 όπου το βάρος και το πάχος έχουν σημασία, και το πιστοποιητικό υλικού αναφέρει τις μακροχρόνιες ιδιότητες σε αυξημένη θερμοκρασία, όχι μόνο την αντοχή σε εφελκυσμό σε θερμοκρασία περιβάλλοντος.
• Ακεραιότητα Επένδυσης και Επικάλυψη: Η εσωτερική ανοξείδωτη επικάλυψη πρέπει να αντέχει σε θερμικούς κύκλους, έκθεση σε υδρογόνο και τριβή από καταλύτη χωρίς ρωγμές ή αραίωση. Εφαρμόζεται με αυτόματη επικάλυψη συγκόλλησης, εξετάζεται με υπερηχογραφική δοκιμή για συγκόλληση και αραίωση, και η αραίωση διατηρείται αρκετά χαμηλή ώστε η χημική σύσταση της επιφάνειας να πληροί την απαίτηση διάβρωσης. Οποιοδήποτε ελάττωμα σε όλο το πάχος της επένδυσης εκθέτει το βασικό μέταλλο χρωμίου-μολυβδαινίου σε υγρό υδρόθειο, τον πιο καταστροφικό συνδυασμό στη μονάδα.
• Θερμικοί Κύκλοι και Πυρίμαχο Υλικό: Τα τύμπανα πυρόλυσης και ορισμένοι υδρογονοεπεξεργαστές υφίστανται διακυμάνσεις θερμοκρασίας που καταπονούν τα ακροφύσια και τους συνδέσμους επένδυσης. Ο σχεδιασμός προβλέπει θερμική διαστολή, υποστηρίζει το πυρίμαχο υλικό μέσω εκατοντάδων κύκλων και διατηρεί το περίβλημα κάτω από το εύρος ερπυσμού στο θερμό άκρο. Η διάρκεια ζωής του κύκλου από ραφή σε ραφή, όχι μόνο η πρώτη πλήρωση, είναι το μέτρο ενός τυμπάνου πυρόλυσης, και το σύστημα σύνδεσης επένδυσης είναι πιστοποιημένο για το πραγματικό προφίλ θέρμανσης και ψύξης με νερό.

Πίνακας Σύγκρισης Αντιδραστήρων Αναβάθμισης Βαρέος Πετρελαίου

Συχνές Ερωτήσεις (FAQ)

Ε: Τι είναι η επίθεση υδρογόνου σε υψηλή θερμοκρασία και πώς αποτρέπεται;

Α: Πάνω από περίπου 200°C και λίγα MPa, το ατομικό υδρογόνο διαχέεται στον ανθρακούχο χάλυβα και αντιδρά με τους καρβιδίους σιδήρου σχηματίζοντας μεθάνιο μέσα στο μέταλλο, προκαλώντας εσωτερικές φουσκάλες και ρωγμές που τελικά διαρρηγνύουν το τοίχωμα. Αποτρέπεται με τη χρήση χάλυβα χρωμίου-μολυβδαινίου όπως ο SA-387 και με την εφαρμογή ανοξείδωτης επικάλυψης συγκόλλησης 347SS ή 316L στην υγρή επιφάνεια, με την περιεκτικότητα σε χρώμιο του βασικού μετάλλου και την επικάλυψη να επιλέγονται από την καμπύλη Nelson για την πραγματική θερμοκρασία και τη μερική πίεση υδρογόνου. Ένα δοχείο που έχει προδιαγραφεί κάτω από αυτήν την καμπύλη θα αποτύχει κατά τη λειτουργία ανεξάρτητα από την ονομαστική του πίεση, επομένως η αντοχή στην επίθεση υδρογόνου σχεδιάζεται, δεν επιθεωρείται εκ των υστέρων.

Ε: Γιατί οι αντιδραστήρες βαρέος πετρελαίου κατασκευάζονται ως δοχεία με επένδυση θερμού τοιχώματος;

Α: Στην υδρογονοπυρόλυση και την υδρογονοεπεξεργασία υπολειμμάτων, ολόκληρο το περίβλημα βρίσκεται σε υδρογόνο σε θερμοκρασίες 350 έως 450°C, έτσι το όριο πίεσης πρέπει να αντέχει στην επίθεση υδρογόνου και τη διάβρωση της διαδικασίας. Ένα δοχείο θερμού τοιχώματος χρησιμοποιεί μια βάση χρωμίου-μολυβδαινίου για αντοχή και μια λεπτή εσωτερική ανοξείδωτη επένδυση για αντοχή στη διάβρωση, διατηρώντας το κόστος πολύ χαμηλότερο από ένα συμπαγές κράμα σφυρηλατημένο, ενώ πληροί τις απαιτήσεις της υπηρεσίας. Η εναλλακτική λύση, ένα δοχείο ψυχρού τοιχώματος με παχύ πυρίμαχο υλικό και ψυχρότερο περίβλημα, χρησιμοποιείται όπου η εργασία το επιτρέπει, αλλά μόλις το περίβλημα βρίσκεται στο περίβλημα υδρογόνου, απαιτείται η προσέγγιση με επένδυση θερμού τοιχώματος.

Ε: Πώς διαφέρει ένα τύμπανο πυρόλυσης από έναν αντιδραστήρα υδρογονοπυρόλυσης;

Α: Ένα τύμπανο πυρόλυσης λειτουργεί σε σχεδόν ατμοσφαιρική πίεση και 480 έως 510°C χωρίς υδρογόνο, μετατρέποντας το βαρύτερο υπόλειμμα σε ατμό και στερεό άνθρακα που συσσωρεύεται εσωτερικά και αφαιρείται σε κύκλο 12 έως 24 ωρών. Το τύμπανο είναι ένα δοχείο από ανθρακούχο χάλυβα με πυρίμαχη επένδυση που θερμαίνεται, ατμοποιείται και ψύχεται με νερό επανειλημμένα, έτσι το μέτρο σχεδιασμού του είναι η διάρκεια ζωής του θερμικού κύκλου από ραφή σε ραφή αντί για συνεχή υπηρεσία υδρογόνου. Ένας αντιδραστήρας υδρογονοπυρόλυσης, αντίθετα, λειτουργεί συνεχώς σε 10 έως 20 MPa σε υδρογόνο, κατασκευασμένος ως παχύ δοχείο με επένδυση θερμού τοιχώματος. Τα δύο δεν μοιράζονται σχεδόν τίποτα εκτός από τη λέξη αντιδραστήρας.

Ε: Τι πρέπει να επαληθεύσει ένας αγοραστής για έναν αντιδραστήρα βαρέος πετρελαίου για υπηρεσία υδρογόνου;

Α: Τέσσερις έλεγχοι. Κώδικας και καμπύλη: επιβεβαιώστε το ASME VIII Div 2 ή την προδιαγραφή του έργου και ότι το υλικό βρίσκεται εντός της καμπύλης Nelson για τη θερμοκρασία λειτουργίας και τη μερική πίεση υδρογόνου. Επένδυση: απαιτήστε υπερηχογραφική εξέταση της επικάλυψης για συγκόλληση και αραίωση, με τεκμηριωμένο όριο. Βάση ερπυσμού: απαιτήστε την επιτρεπόμενη τάση σε αυξημένη θερμοκρασία κατά τη διάρκεια ζωής σχεδιασμού 20 ετών, όχι μόνο δεδομένα εφελκυσμού σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Δοκιμές: η υδροστατική δοκιμή σε 1,3 φορές την πίεση σχεδιασμού συν τα αρχεία θερμικής επεξεργασίας μετά τη συγκόλληση, οι πιστοποιήσεις διαδικασίας συγκόλλησης για το χρώμιο-μολυβδένιο και την επικάλυψη, και η NDE όλων των ραφών, πρέπει να βρίσκονται στο παραδοθέν αρχείο πριν από την αποδοχή.