Cina Produttore di reattori a petrolio pesante

Produttore di reattori per olio pesante in Cina

Rispondendo alla domanda principale: Cosa fornisce un reattore per olio pesante di Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd ai raffinatori? Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) fabbrica reattori di upgrading di olio pesante che convertono residui sottovuoto e greggio pesante in prodotti più leggeri e vendibili, tra cui reattori a letto fisso per idrocracking e idrotrattamento, idrotrattatori di residui e tamburi di cokizzazione. L'idrocracking opera a 10-20 MPa con pressione parziale di idrogeno fino a 18 MPa a 350-450°C, e i reattori sono costruiti come recipienti a parete calda con rivestimento in 347SS o 316L su acciaio al cromo-molibdeno SA-387, con spessore della parete fino a 200 mm e progettati contro l'attacco da idrogeno ad alta temperatura e lo scorrimento viscoso.

1. Percorsi di conversione dell'olio pesante

Quattro percorsi trasformano il fondo del barile in valore, e ognuno definisce un reattore diverso:

• Idrocracking: Il gasolio pesante e il residuo vengono fatti reagire con idrogeno su un catalizzatore bifunzionale a 10-20 MPa e 350-450°C, rompendo le grandi molecole in nafta, jet e diesel con conversione quasi completa. Il reattore è un letto fisso a più stadi con quench tra gli stadi per controllare la reazione fortemente esotermica, costruito come un recipiente a parete calda con rivestimento interno perché l'intera calotta si trova in idrogeno ad alta temperatura. L'idrocracking fornisce la gamma di prodotti di maggior valore ma richiede la pressione e i materiali più severi.
• Idrotrattamento di residui: Il residuo sottovuoto viene desolforato, demetallizzato e decarbonizzato a 5-15 MPa e 350-420°C per alimentare un cracking catalitico a letto fluido o un miscelatore di olio combustibile. Poiché il residuo contiene metalli e carbonio Conradson, il catalizzatore si disattiva dall'alto verso il basso, quindi il reattore utilizza un caricamento catalitico graduato e materiale di guardia, e la calotta deve resistere allo stesso attacco da idrogeno dell'idrocracking, sebbene a pressione inferiore. La produttività e la durata del ciclo sono determinate dalla rimozione dei metalli, non solo dalla cinetica.
• Visbreaking e Mild Upgrading: Il residuo viene riscaldato a 420-450°C a pressione quasi atmosferica e mantenuto brevemente per cracking della frazione più pesante senza formazione di coke, migliorando la fluidità e riducendo la resa di olio combustibile. Il reattore è un semplice tamburo di ammollo o una serpentina più flash, molto più blando dell'idrocracking, con costruzione in acciaio al carbonio o a bassa lega e senza necessità di idrogeno. È il percorso a più basso investimento ma anche a più bassa conversione, utilizzato dove è necessario solo un modesto upgrading.
• Cokizzazione ritardata e a letto fluido: Il residuo viene riscaldato a 480-510°C in assenza di idrogeno in modo che la frazione pesante si spacchi in vapore e coke, lasciando un letto di coke nel tamburo che viene decokizzato a ciclo. Il tamburo di cokizzazione è un recipiente a pressione in acciaio al carbonio con rivestimento refrattario e cicli termici ogni 12-24 ore, progettato per lo stress ripetuto da riscaldamento e spegnimento con acqua. È il percorso di ultima istanza per le cariche più pesanti ma recupera da esse la maggior parte del prodotto leggero.

2. Ingegneria di reattori per olio pesante per servizio con idrogeno

L'idrogeno ad alta temperatura è il servizio più difficile nella raffinazione. Si applicano quattro risposte di progettazione:

• Resistenza all'attacco da idrogeno ad alta temperatura: Sopra circa 200°C e pochi MPa, l'idrogeno diffonde nell'acciaio al carbonio e reagisce con i carburi per formare metano, causando bolle e fessure. La resistenza è fornita dall'acciaio al cromo-molibdeno (SA-387) e dal rivestimento di saldatura in 347SS o 316L sulla superficie bagnata, con lo spessore del rivestimento e il contenuto di cromo del metallo base scelti dalla curva di Nelson per la temperatura operativa e la pressione parziale di idrogeno. Un recipiente specificato al di sotto della curva fallirà in servizio indipendentemente dalla sua classe di pressione.
• Scorrimento viscoso e resistenza a lungo termine: A 350-450°C il metallo base scorre, quindi lo spessore della parete fino a 200 mm è calcolato non solo per la pressione ma per lo sforzo ammissibile alla temperatura su una vita di 20 anni, con i bocchelli e i fondi rinforzati contro lo scorrimento locale. Il progetto utilizza l'analisi Div 2 dove peso e spessore contano, e il certificato del materiale riporta le proprietà a lungo termine ad alta temperatura, non solo la resistenza alla trazione a temperatura ambiente.
• Integrità del rivestimento e sovrapposizione: Il rivestimento interno in acciaio inossidabile deve resistere ai cicli termici, all'esposizione all'idrogeno e all'abrasione del catalizzatore senza fessurazioni o diluizioni. Viene applicato tramite saldatura automatica, esaminato tramite ultrasuoni per adesione e diluizione, e la diluizione è mantenuta sufficientemente bassa da far sì che la chimica superficiale soddisfi il requisito di corrosione. Qualsiasi difetto attraverso lo spessore nel rivestimento espone la base di cromo-molibdeno a solfuro di idrogeno umido, la combinazione più dannosa nell'unità.
• Cicli termici e refrattario: I tamburi di cokizzazione e alcuni idrotrattatori subiscono oscillazioni di temperatura che affaticano i bocchelli e gli ancoraggi del rivestimento. Il progetto prevede la dilatazione termica, supporta il refrattario attraverso centinaia di cicli e mantiene la calotta al di sotto del range di scorrimento all'estremità calda. La durata del ciclo da saldatura a saldatura, non solo il primo riempimento, è la misura di un tamburo di cokizzazione, e il sistema di fissaggio del rivestimento è qualificato per il profilo effettivo di riscaldamento e spegnimento con acqua.

Matrice di confronto dei reattori di upgrading di olio pesante

Domande frequenti (FAQ)

D: Cos'è l'attacco da idrogeno ad alta temperatura e come viene prevenuto?

R: Sopra circa 200°C e pochi MPa, l'idrogeno atomico diffonde nell'acciaio al carbonio e reagisce con i carburi di ferro per formare metano all'interno del metallo, causando bolle interne e fessure che alla fine rompono la parete. Viene prevenuto utilizzando acciaio al cromo-molibdeno come SA-387 e applicando una sovrapposizione di saldatura in acciaio inossidabile 347SS o 316L sulla superficie bagnata, con il contenuto di cromo di base e la sovrapposizione scelti dalla curva di Nelson per la temperatura effettiva e la pressione parziale di idrogeno. Un recipiente specificato al di sotto di tale curva fallirà in servizio indipendentemente dalla sua classe di pressione, quindi la resistenza all'attacco da idrogeno è progettata, non ispezionata in seguito.

D: Perché i reattori per olio pesante sono costruiti come recipienti a parete calda rivestiti?

R: Nell'idrocracking e nell'idrotrattamento di residui, l'intera calotta si trova in idrogeno a 350-450°C, quindi il confine di pressione stesso deve resistere all'attacco da idrogeno e alla corrosione del processo. Un recipiente a parete calda utilizza una base di cromo-molibdeno per la resistenza e un sottile rivestimento interno in acciaio inossidabile per la resistenza alla corrosione, mantenendo il costo ben al di sotto di una forgiatura in lega solida pur soddisfacendo il servizio. L'alternativa, un recipiente a parete fredda con un refrattario spesso e una calotta più fredda, viene utilizzata dove il servizio lo consente, ma una volta che la calotta è nell'involucro di idrogeno, è richiesto l'approccio a parete calda rivestita.

D: In cosa differisce un tamburo di cokizzazione da un reattore di idrocracking?

R: Un tamburo di cokizzazione opera a pressione quasi atmosferica e 480-510°C senza idrogeno, convertendo il residuo più pesante in vapore e coke solido che si accumula all'interno e viene rimosso a cicli di 12-24 ore. Il tamburo è un recipiente in acciaio al carbonio con un rivestimento refrattario che viene riscaldato, trattato con vapore e spento con acqua ripetutamente, quindi la sua misura di progettazione è la durata del ciclo termico da saldatura a saldatura piuttosto che il servizio continuo con idrogeno. Un reattore di idrocracking, al contrario, funziona continuamente a 10-20 MPa in idrogeno, costruito come un spesso recipiente a parete calda rivestita. I due non hanno quasi nulla in comune se non la parola reattore.

D: Cosa dovrebbe verificare un acquirente per un reattore per olio pesante per servizio con idrogeno?

R: Quattro controlli. Codice e curva: confermare ASME VIII Div 2 o la specifica del progetto e che il materiale si trovi all'interno della curva di Nelson per la temperatura operativa e la pressione parziale di idrogeno. Rivestimento: richiedere l'esame ultrasonico della sovrapposizione per adesione e diluizione, con una soglia documentata. Base di scorrimento viscoso: richiedere lo sforzo ammissibile ad alta temperatura per la vita di progetto di 20 anni, non solo i dati di trazione a temperatura ambiente. Test: il test idrostatico a 1,3 volte la pressione di progetto più i registri del trattamento termico post-saldatura, le qualifiche della procedura di saldatura per il cromo-molibdeno e la sovrapposizione, e la NDE di tutte le saldature, devono essere nel fascicolo consegnato prima dell'accettazione.