Apa itu Reaktor Pengolahan Minyak: Tugas Rafineri, Internal dan Amplop Operasi

Menjawab pertanyaan inti:Apa itu reaktor pengolahan minyak bumi?A petroleum processing reactor is a thick-walled pressure vessel containing a solid catalyst bed through which a refinery stream passes at controlled temperature and pressure to be converted or purifiedHal ini terletak di bawah aliran dari fraksi dan di atas aliran dari pengolahan produk, dan kilang biasanya berisi lima sampai lima belas dari mereka.nitrogen dan logamHydrocrackers berjalan pada 350-450 ° C dan 100-200 bar untuk mengubah minyak gas menjadi distilate. reformers katalitik berjalan pada 480-525 ° C dan 5-35 bar untuk meningkatkan oktan.Sebuah FCC riser bekerja pada 500-540 °C dengan katalis yang beredar terus menerusWaktu hidup katalis berkisar dari beberapa detik dalam retak hingga lima tahun dalam pengolahan hidroterapi, dan seluruh desain mekanis, dari distributor masuk ke kolektor keluar,ada untuk membuat katalis yang dapat diakses, rata basah dan terkontrol secara termal sepanjang siklus.

1Di mana reaktor berada dalam skema aliran kilang

Sebuah kilang adalah urutan langkah pemisahan dan konversi dan setiap reaktor menempati posisi tertentu dalam urutan itu:

• Persiapan pakan dan pengolahan hidrotrating:Minyak mentah pertama kali dipisahkan oleh destilasi atmosfer dan vakum menjadi nafta, minyak tanah, diesel, minyak gas dan residu.yang melindungi setiap unit hilir. Naphtha hidrotreatment menghilangkan belerang dan nitrogen ke bawah 0,5-1 ppm sebelum aliran pergi ke reformator katalis, karena keduanya adalah racun untuk katalis platinum;berjalan pada 300-340 °C dan 20-40 bar di atas katalis kobalt-molibdenumPengolahan hidroterapi diesel adalah kuda kerja produksi diesel sulfur ultra-rendah, mendorong sulfur dari 5.000-15.000 ppm ke bawah 10 ppm pada 330-380 °C dan 40-80 bar,dengan tingkat keparahan yang ditentukan oleh kandungan aromatik pakan karena dibenzotiophen yang terhambat secara steril membutuhkan nikel-molibdenum aktivitas tinggi atau katalis logam mulia pada tahap kedua.
• Konversi: Retak dan Reformasi:Aliran yang lebih berat yang bernilai lebih rendah dari produk yang bisa mereka menjadi diarahkan untuk konversi.mengubah 30-90% minyak gas vakum menjadi diesel, bahan bakar jet dan nafta pada 350-450 °C dan 100-200 bar, dengan eksoterm dikelola oleh hidrogen dingin memadamkan antara tempat tidur.Cracker katalitik cair retak minyak gas dan residu dalam riser pada 500-540 °C dengan kontak 2-5 detik, dan merupakan produsen bensin utama kilang. reformator katalitik meningkatkan oktan nafta berat dari sekitar 40-60 menjadi 95-105 dengan mengubah naphthenes dan parafin menjadi aromatik pada 480-525 ° C.Kokes tertunda secara termal mengubah residu vakum menjadi produk ringan dan kokes minyak bumi pada 480-510 °C dalam drum kokes berpasangan yang beroperasi pada siklus 12-24 jam.
• Pengolahan dan finishing Reaktor:Setelah konversi, produk membutuhkan pengolahan akhir. Nafta dan aliran bensin dapat melewati unit hidrogenasi selektif untuk mengubah diolefin menjadi olefin pada 80-200 °C dan 20-40 bar,mencegah pembentukan gusi di hilirKerosin dan bahan bakar jet dihidrotrat untuk belerang dan untuk menghilangkan mercaptan.dan dalam beberapa konfigurasi melalui merox atau reaktor kobalt-molibdenum untuk penghapusan belerangSebuah unit Claus mengubah hidrogen sulfida dari semua amine regenerator ke elemental belerang, menggunakan reaktor termal pada 1.000-1,300°C diikuti oleh reaktor katalitik pada 200-320°C di atas alumina atau titania; ini bukan reaktor hidrokarbon tetapi mereka berbagi disiplin desain mekanik dan tahan api yang sama.
• Reaktor pembangkit hidrogen dan utilitas:Setiap unit pengolahan hidrogen dan hidrocracking bergantung pada hidrogen,yang diproduksi dalam reformator metana uap di mana tabung reformator primer beroperasi pada suhu 800-900 °C dan 20-35 bar di atas katalis nikel, diikuti oleh pergeseran suhu tinggi pada 320-450 °C di atas besi-kromium dan pergeseran suhu rendah pada 200-250 °C di atas tembaga-sink-aluminium,dan akhirnya metanasi pada 280-350°C atau tekanan adsorpsi ayunanReformer adalah reaktor tabung yang ditembakkan daripada wadah, dan tabungnya adalah item yang paling teliti dipantau di kilang karena creep rupture adalah mekanisme akhir hidup,dilacak dengan suhu logam tabung dan dengan pengukuran peredaran laser atau ultrasonik berkala.

2Internal, Metallurgy dan Operating Envelope

Kerang kapal mendapat perhatian, tapi bagian dalam dan metalurgi menentukan berapa lama unit benar-benar berjalan:

• Distributor Inlet dan Dukungan Tempat Tidur:Setiap masalah kinerja di reaktor tempat tidur tetap akhirnya bisa ditelusuri kembali ke distribusi. distributor masuk harus menyebarkan gas dua fase dan cairan pasokan merata di seluruh cross-section,karena umpan yang tidak terdistribusi menciptakan saluran, titik panas lokal dan bagian katalis yang tidak pernah melihat feed.sebuah baki tutup gelembung atau distributor cerobong asap berlubang dengan kedalaman cairan 50-150 mm di atas dek baki, berukuran untuk tetap stabil pada turndown minimum. perangkap skala dan tempat tidur bertingkat cincin inert yang lebih besar di atas menangkap karat dan skala dari saluran pakan,yang merupakan penyebab terbesar dari penurunan tekanan prematur. Catalyst support terdiri dari kisi atau Johnson-type wedge wire screen di atas lapisan bertingkat bola keramik,dan dukungan harus membawa berat katalis penuh ditambah tekanan diferensial di akhir jalan tanpa menyimpang.
• Sistem pemadam dan pengukuran suhu:Karena pengolahan hidroponik adalah eksotermik,suhu reaktor dikendalikan dengan menyuntikkan hidrogen dingin atau cairan daur ulang dingin antara tempat tidur melalui distributor quench yang mendistribusikan kembali dan mencampur ulang aliran sebelum tempat tidur berikutnyaSetiap tempat tidur diizinkan naik 20-40 °C, dan seluruh reaktor dilacak dengan dua angka turunan: suhu tempat tidur rata-rata berat,yang merupakan rata-rata tertimbang dari semua suhu tempat tidur dan merupakan indikator terbaik tunggal aktivitas katalis, dan suhu maksimum tempat tidur atau kulit, yang merupakan batas keamanan. beberapa termokopel per tempat tidur, sering enam sampai dua belas diatur dalam pola dengan beberapa posisi radial di setiap tingkat,mendeteksi distribusi yang salah sebagai penyebaran suhu radialSebuah penyebaran di atas 10-20 °C sinyal saluran atau distributor yang rusak, dan tren meningkat adalah peringatan awal masalah.
• Metallurgy dan mekanisme degradasi:Reaktor pengolahan air beroperasi di mana serangan hidrogen, temper embrittlement dan korosi sulfida semua berlaku.dipilih berdasarkan kurva API 941 Nelson untuk tekanan parsial dan suhu hidrogen desain, dengan lapisan las austenit stainless steel 347 atau 309/308L pada semua permukaan basah untuk ketahanan korosi hidrogen sulfida.Kerapuhan suhu dari baja krom-molibdenum dalam kisaran 350-575 °C dikendalikan dengan menentukan faktor J rendah dan silikon rendah, dengan pengujian pendinginan langkah panas produksi, dan secara operasional dengan tidak pernah menekan wadah di bawah suhu tekanan minimumnya, biasanya 90-150 °C setelah periode layanan.Hidrogen sulfida basah membutuhkan kepatuhan dengan NACE MR0175 / ISO 15156, termasuk batas kekerasan dan pengolahan panas pasca las.
• Manajemen Siklus, Memulai dan Menutup:Siklus hidroprocessing berakhir ketika penurunan tekanan, suhu tempat tidur maksimum atau spesifikasi produk dicapai, mana yang terjadi lebih awal.katalis akan diregenerasi secara oksidatif dengan oksigen terkontrol dan uap, atau reaktor inert dan didinginkan untuk penggantian katalis.,atau retakan rapuh mungkin terjadi pada pembuluh yang rapuh. Katalis presulfida mengubah oksida logam menjadi bentuk sulfida aktif,baik in situ dengan dimethyl disulfide atau ex situ sebelum dimuatPemuatan katalis itu sendiri adalah spesialisasi: pemuatan padat meningkatkan jumlah katalis dalam volume yang sama sebesar 10-20% dan meningkatkan distribusi, tetapi membutuhkan peralatan dan keterampilan,sementara loading kaus kaki lebih murah dan lebih memaafkan. Pemeriksaan turnaround mencari distorsi grid dukungan, outlet kolektor fouling, overlay disbonding dan retakan di overlay las dan nozzles.

Tugas Reaktor Rafineri Matriks Perbandingan

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

T: Apa perbedaan antara reaktor pengolahan minyak bumi dan wadah tekanan biasa?

A: Secara hukum dan mekanis reaktor adalah wadah bertekanan, dibangun sesuai dengan ASME VIII Divisi 1 atau Divisi 2 dan dicetak sesuai.sebuah reaktor mengandung persediaan aktif kimia yang berubah dari waktu ke waktuSeparator atau drum menyimpan persediaan statis pada kondisi stabil, sementara reaktor menyimpan katalis yang aktivitasnya terurai, menghasilkan panas,dan memaksakan profil suhu meningkat sepanjang siklusPerbedaan ini menggerakkan segala sesuatu: distributor internal dan kolektor daripada nozzles sederhana, beberapa termokopel di beberapa posisi radial daripada satu,sistem pemadam yang menyuntikkan cairan dingin antara tempat tidur, sebuah metalurgi yang dipilih berdasarkan kurva API 941 Nelson untuk serangan hidrogen daripada tekanan saja,dan selimut operasi yang mencakup suhu tekanan minimum di bawahnya wadah tidak dapat ditekanInterval inspeksi dan penilaian sisa kehidupan yang lebih menuntut.

T: Berapa lama daya tahan katalis reaktor kilang?

A: Itu tergantung sepenuhnya pada tugas. katalis fluida katalitik cracking dinonaktifkan oleh coking dalam hitungan detik dan beredar terus menerus melalui regenerator,jadi persediaan dipertahankan dengan penambahan harian daripada dengan penggantianHidrotreatment katalis berlangsung satu sampai lima tahun,dengan pengolah hidrokarbon biasanya 3-6 tahun dan pengolah hidrokarbon diesel 1-3 tahun tergantung pada titik akhir pakan dan tingkat keparahan. hidrokrakean katalis berjalan 2-5 tahun. residu hydroprocessing dengan tempat tidur mendidih menggantikan 0,5-2% dari persediaan setiap hari karena kehidupan katalis yang sangat singkat.Katalis reforming katalitik berjalan 6-24 bulan dalam layanan semi-regeneratif dan efektif tanpa batas dalam unit regenerasi terus-menerus di mana sirkulasi terus-menerusAkhir dari menjalankan ditetapkan oleh suhu maksimum tempat tidur, penurunan tekanan di seluruh tempat tidur, atau spesifikasi produk.

T: Apa penyebab paling umum dari penutupan reaktor prematur?

A: Penumpukan penurunan tekanan adalah penyebab utama dalam pengolahan air, dan hampir selalu dimulai di bagian atas tempat tidur pertama.Kokes dari tungku, dan dalam residu layanan aspalten dan padatan gantung semua mengumpulkan di ruang hampa, dan karena penurunan tekanan skala kebalikan dengan kuadrat fraksi hampa,jumlah deposit yang sederhana menyebabkan kenaikan yang tidak proporsionalPenyebab kedua adalah batas suhu: distribusi aliran yang salah atau distributor yang tercemar menghasilkan penyebaran suhu radial, saluran panas mempercepat deaktivasi secara lokal,dan suhu tempat tidur maksimum tercapai sebelum katalis rata-rata habisKeduanya ditangani dengan penyaringan pakan, perangkap skala yang dirancang dengan benar dan tempat tidur bertingkat, awal yang hati-hati untuk menghindari kejutan termal yang memicu katalis,dan dengan memantau penyebaran radial sebagai peringatan dini daripada menunggu suhu bulk.

T: Metallurgy apa yang digunakan untuk reaktor pengolahan air dan mengapa?

A: Standarnya adalah baja paduan rendah 2,25Cr-1Mo atau 3Cr-1Mo dengan lapisan las stainless steel austenit.yang mendefinisikan kombinasi tekanan parsial hidrogen dan suhu di mana hidrogen atom bereaksi dengan karbon dalam baja untuk membentuk metana, menyebabkan retakan intergranular dan dekarburisasi yang dikenal sebagai serangan hidrogen suhu tinggi; penambahan kromium dan molibdenum membentuk karbida stabil dan meningkatkan batas.3Cr-1Mo dengan vanadium, atau 2.25Cr-1Mo-0.25V, telah diadopsi untuk hidrocracking yang parah karena memungkinkan suhu yang lebih tinggi dan memberikan ketahanan yang lebih baik terhadap temper embrittlement.biasanya 309L sebagai lapisan pertama diikuti oleh 347 atau 308L, tahan korosi oleh hidrogen sulfida dan melindungi dari pembentukan sisik besi yang sebaliknya akan menutup tempat tidur.dan dalam separator tekanan tinggi di mana amonium bisulfida dan amonium hidrosulfida terkonsentrasi, paduan 825 lapis atau Inconel internal padat digunakan.