تولید کننده راکتور نفت سنگین چین

تولید کننده راکتور نفت سنگین چین

پاسخ به سوال اصلی:راکتور نفت سنگین شرکت فناوری شیجیاژوانگ ژنگژونگ چه چیزی را برای پالایشگاه‌ها فراهم می‌کند؟شرکت فناوری شیجیاژوانگ ژنگژونگ (مرکز لعاب) راکتورهای ارتقاء نفت سنگین را تولید می‌کند که باقی‌مانده خلاء و نفت خام سنگین را به محصولات سبک‌تر و قابل فروش، از جمله راکتورهای هیدروکراکینگ بستر ثابت و هیدروتریتینگ، هیدروتریتینگ باقی‌مانده و درام‌های کک‌سازی تبدیل می‌کند. هیدروکراکینگ در فشار ۱۰ تا ۲۰ مگاپاسکال با فشار جزئی هیدروژن تا ۱۸ مگاپاسکال در دمای ۳۵۰ تا ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود و راکتورها به عنوان مخازن دیواره داغ با روکش ۳۴۷SS یا ۳۱۶L بر روی فولاد کروم-مولی SA-387 ساخته می‌شوند، با ضخامت دیواره تا ۲۰۰ میلی‌متر و طراحی در برابر حمله هیدروژن در دمای بالا و خزش.

۱. مسیرهای تبدیل نفت سنگین

چهار مسیر، ته بشکه را به ارزش تبدیل می‌کنند و هر کدام راکتور متفاوتی را تعریف می‌کنند:

• هیدروکراکینگ:روغن سنگین گاز و باقی‌مانده با هیدروژن بر روی یک کاتالیزور دوکاره در فشار ۱۰ تا ۲۰ مگاپاسکال و دمای ۳۵۰ تا ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد واکنش داده و مولکول‌های بزرگ را به نفتای، سوخت جت و دیزل با تبدیل تقریباً کامل تجزیه می‌کنند. راکتور یک بستر ثابت چند لایه با خاموش‌کننده بین لایه‌ها برای کنترل واکنش به شدت گرمازا است که به عنوان یک مخزن دیواره داغ با روکش داخلی ساخته شده است زیرا کل پوسته در دمای بالا در هیدروژن قرار دارد. هیدروکراکینگ بالاترین ارزش محصولات را می‌دهد اما شدیدترین فشار و مواد را می‌طلبد.
• هیدروتریتینگ باقی‌مانده:باقی‌مانده خلاء در فشار ۵ تا ۱۵ مگاپاسکال و دمای ۳۵۰ تا ۴۲۰ درجه سانتی‌گراد برای تغذیه یک کاتالیزور کراکینگ سیال یا مخلوط‌کننده سوخت نفتی، گوگردزدایی، فلززدایی و کربن‌زدایی می‌شود. از آنجایی که باقی‌مانده حاوی فلزات و کربن کنرادسون است، کاتالیزور از بالا به پایین غیرفعال می‌شود، بنابراین راکتور از بارگذاری کاتالیزور درجه‌بندی شده و ماده محافظ استفاده می‌کند و پوسته باید در برابر حمله هیدروژن مشابه هیدروکراکینگ مقاومت کند، اگرچه در فشار پایین‌تر. ظرفیت و طول عمر با حذف فلزات تعیین می‌شود، نه فقط با سینتیک.
• ویس‌بریکینگ و ارتقاء ملایم:باقی‌مانده در دمای ۴۲۰ تا ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد در فشار تقریباً اتمسفر گرم می‌شود و برای مدت کوتاهی نگه داشته می‌شود تا سنگین‌ترین بخش را بدون تشکیل کک تجزیه کند، سیالیت را بهبود بخشد و بازده سوخت نفتی را کاهش دهد. راکتور یک درام خیساندن ساده یا یک کویل به علاوه فلش است، بسیار ملایم‌تر از هیدروکراکینگ، با ساختار فولاد کربن یا آلیاژ پایین و بدون نیاز به هیدروژن. این کم‌هزینه‌ترین مسیر است اما کمترین تبدیل را نیز دارد و زمانی استفاده می‌شود که فقط ارتقاء متوسطی مورد نیاز باشد.
• کک‌سازی تاخیری و سیال:باقی‌مانده در غیاب هیدروژن در دمای ۴۸۰ تا ۵۱۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود تا بخش سنگین به بخار و کک تجزیه شود و یک بستر کک در درام باقی بگذارد که در یک چرخه تمیز می‌شود. درام کک‌سازی یک مخزن فشار فولادی کربن با آستر نسوز و چرخه حرارتی هر ۱۲ تا ۲۴ ساعت است که برای تنش مکرر ناشی از گرمایش و خاموش کردن با آب طراحی شده است. این آخرین راه حل برای سنگین‌ترین خوراک‌ها است اما بیشترین محصول سبک را از آنها بازیابی می‌کند.

۲. مهندسی راکتورهای نفت سنگین برای سرویس هیدروژن

هیدروژن در دمای بالا سخت‌ترین سرویس در پالایش است. چهار پاسخ طراحی اعمال می‌شود:

• مقاومت در برابر حمله هیدروژن در دمای بالا:بالاتر از حدود ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد و چند مگاپاسکال، هیدروژن به فولاد کربن نفوذ کرده و با کاربیدها واکنش داده و متان تشکیل می‌دهد و باعث ایجاد تاول و شکاف می‌شود. مقاومت توسط فولاد کروم-مولی (SA-387) و توسط روکش جوشکاری ۳۴۷SS یا ۳۱۶L در سطح مرطوب فراهم می‌شود، با ضخامت روکش و محتوای کروم فلز پایه که از منحنی نلسون برای دمای عملیاتی و فشار جزئی هیدروژن انتخاب شده است. یک مخزن که زیر منحنی مشخص شده است، صرف نظر از درجه فشار، در سرویس از کار می‌افتد.
• خزش و استحکام طولانی مدت:در دمای ۳۵۰ تا ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد، فلز پایه می‌خزد، بنابراین ضخامت دیواره تا ۲۰۰ میلی‌متر نه تنها برای فشار بلکه برای تنش مجاز در دما در طول عمر ۲۰ ساله محاسبه می‌شود، با نازل‌ها و سرها در برابر خزش موضعی تقویت شده‌اند. طراحی از تحلیل Div 2 استفاده می‌کند که در آن وزن و ضخامت مهم هستند و گواهی مواد خواص دمای بالای طولانی مدت را گزارش می‌دهد، نه فقط استحکام کششی در دمای محیط.
• یکپارچگی روکش و پوشش:روکش داخلی فولاد ضد زنگ باید در برابر چرخه‌های حرارتی، قرار گرفتن در معرض هیدروژن و سایش کاتالیزور بدون ترک خوردگی یا رقیق شدن مقاومت کند. این ماده با روکش جوشکاری خودکار اعمال می‌شود، با تست اولتراسونیک برای پیوند و رقیق شدن بررسی می‌شود و رقیق شدن به اندازه‌ای کم نگه داشته می‌شود که شیمی سطح نیاز خوردگی را برآورده کند. هرگونه نقص در ضخامت روکش، فلز پایه کروم-مولی را در معرض سولفید هیدروژن مرطوب قرار می‌دهد که مخرب‌ترین ترکیب در واحد است.
• چرخه حرارتی و نسوز:درام‌های کک‌سازی و برخی هیدروتریتینگ‌ها نوسانات دمایی را تجربه می‌کنند که نازل‌ها و لنگرهای آستر را خسته می‌کند. طراحی برای رشد حرارتی، پشتیبانی از نسوز در صدها چرخه را فراهم می‌کند و پوسته را در انتهای داغ زیر محدوده خزش نگه می‌دارد. طول عمر چرخه درز به درز، نه فقط پر کردن اول، معیار یک درام کک‌سازی است و سیستم اتصال آستر برای پروفیل گرمایش و خاموش کردن با آب واقعی واجد شرایط است.

ماتریس مقایسه راکتور ارتقاء نفت سنگین

سوالات متداول (FAQ)

س: حمله هیدروژن در دمای بالا چیست و چگونه از آن جلوگیری می‌شود؟

پاسخ: بالاتر از حدود ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد و چند مگاپاسکال، هیدروژن اتمی به فولاد کربن نفوذ کرده و با کاربیدهای آهن واکنش داده و متان را در داخل فلز تشکیل می‌دهد و باعث ایجاد تاول‌ها و شکاف‌های داخلی می‌شود که در نهایت دیواره را می‌شکند. این امر با استفاده از فولاد کروم-مولی مانند SA-387 و با اعمال روکش جوشکاری فولاد ضد زنگ ۳۴۷SS یا ۳۱۶L در سطح مرطوب جلوگیری می‌شود، که هم محتوای کروم پایه و هم روکش از منحنی نلسون برای دمای واقعی و فشار جزئی هیدروژن انتخاب می‌شوند. مخزنی که زیر آن منحنی مشخص شده است، صرف نظر از درجه فشار آن، در سرویس از کار می‌افتد، بنابراین مقاومت در برابر حمله هیدروژن طراحی می‌شود، نه اینکه بعداً بازرسی شود.

س: چرا راکتورهای نفت سنگین به صورت مخازن دیواره داغ روکش‌دار ساخته می‌شوند؟

پاسخ: در هیدروکراکینگ و هیدروتریتینگ باقی‌مانده، کل پوسته در دمای ۳۵۰ تا ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد در هیدروژن قرار دارد، بنابراین مرز فشار خود باید در برابر حمله هیدروژن و خوردگی فرآیند مقاومت کند. یک مخزن دیواره داغ از یک پایه کروم-مولی برای استحکام و یک روکش داخلی نازک فولاد ضد زنگ برای مقاومت در برابر خوردگی استفاده می‌کند و هزینه را بسیار کمتر از یک فورج آلیاژی جامد نگه می‌دارد و در عین حال سرویس را برآورده می‌کند. جایگزین، یک مخزن دیواره سرد با نسوز ضخیم و پوسته خنک‌تر، در مواردی که وظیفه اجازه می‌دهد استفاده می‌شود، اما هنگامی که پوسته در پوشش هیدروژن قرار می‌گیرد، رویکرد دیواره داغ روکش‌دار الزامی است.

س: درام کک‌سازی چگونه با راکتور هیدروکراکینگ تفاوت دارد؟

پاسخ: یک درام کک‌سازی در فشار تقریباً اتمسفر و دمای ۴۸۰ تا ۵۱۰ درجه سانتی‌گراد بدون هیدروژن کار می‌کند و سنگین‌ترین باقی‌مانده را به بخار و کک جامد تبدیل می‌کند که در داخل جمع می‌شود و در یک چرخه ۱۲ تا ۲۴ ساعته حذف می‌شود. درام یک مخزن فولادی کربن با آستر نسوز است که به طور مکرر گرم، بخار و با آب خاموش می‌شود، بنابراین معیار طراحی آن طول عمر چرخه حرارتی درز به درز است تا سرویس مداوم هیدروژن. در مقابل، یک راکتور هیدروکراکینگ به طور مداوم در فشار ۱۰ تا ۲۰ مگاپاسکال در هیدروژن کار می‌کند و به عنوان یک مخزن دیواره داغ ضخیم روکش‌دار ساخته می‌شود. این دو تقریباً هیچ چیز مشترکی ندارند جز کلمه راکتور.

س: خریدار برای راکتور نفت سنگین سرویس هیدروژن چه چیزی را باید تأیید کند؟

پاسخ: چهار بررسی. کد و منحنی: ASME VIII Div 2 یا مشخصات پروژه را تأیید کنید و اینکه ماده در داخل منحنی نلسون برای دمای عملیاتی و فشار جزئی هیدروژن قرار دارد. روکش: بازرسی اولتراسونیک روکش برای پیوند و رقیق شدن را با یک آستانه مستند الزامی کنید. مبنای خزش: تنش مجاز دمای بالا را در طول عمر طراحی ۲۰ ساله، نه فقط داده‌های کششی در دمای محیط، الزامی کنید. آزمایش: تست هیدروستاتیک در ۱.۳ برابر فشار طراحی به علاوه سوابق عملیات حرارتی پس از جوش، صلاحیت رویه جوشکاری برای کروم-مولی و روکش، و NDE تمام درزها، باید قبل از پذیرش در فایل تحویل شده باشد.