Китай Производитель реакторов с тяжелой нефтью

Производитель реакторов для тяжелой нефти в Китае

Ответ на основной вопрос: Что предлагает нефтеперерабатывающим заводам реактор для тяжелой нефти от Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd? Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) производит реакторы для переработки тяжелой нефти, которые преобразуют вакуумный остаток и тяжелую нефть в более легкие, товарные продукты, включая реакторы гидрокрекинга и гидроочистки с неподвижным слоем, гидроочистители остатка и коксовые барабаны. Гидрокрекинг работает при давлении от 10 до 20 МПа с парциальным давлением водорода до 18 МПа при температуре от 350 до 450°C, а реакторы изготавливаются в виде сосудов с горячей стенкой с облицовкой из нержавеющей стали 347SS или 316L поверх хромомолибденовой стали SA-387, с толщиной стенки до 200 мм и рассчитаны на высокотемпературное воздействие водорода и ползучесть.

1. Маршруты переработки тяжелой нефти

Четыре маршрута превращают донный остаток в ценные продукты, и каждый определяет свой тип реактора:

• Гидрокрекинг: Тяжелый газойль и остаток реагируют с водородом над бифункциональным катализатором при давлении от 10 до 20 МПа и температуре от 350 до 450°C, расщепляя крупные молекулы на нафту, реактивное топливо и дизельное топливо с почти полным превращением. Реактор представляет собой многослойный реактор с неподвижным слоем и промежуточным охлаждением между слоями для контроля сильно экзотермической реакции, изготовленный в виде сосуда с горячей стенкой с внутренней облицовкой, поскольку вся оболочка находится в водороде при высокой температуре. Гидрокрекинг дает наиболее ценный набор продуктов, но требует самых высоких давлений и материалов.
• Гидроочистка остатка: Вакуумный остаток обезсернивается, деметаллизируется и декарбонизируется при давлении от 5 до 15 МПа и температуре от 350 до 420°C для подачи в установки каталитического крекинга или смешивания с мазутом. Поскольку остаток содержит металлы и углерод Конрадсона, катализатор деактивируется сверху вниз, поэтому в реакторе используется градуированная загрузка катализатора и защитный материал, а оболочка должна выдерживать такое же воздействие водорода, как и при гидрокрекинге, хотя и при более низком давлении. Производительность и срок службы определяются удалением металлов, а не только кинетикой.
• Виcбрекинг и легкая переработка: Остаток нагревается до 420-450°C при давлении, близком к атмосферному, и выдерживается кратковременно для крекинга самой тяжелой фракции без образования кокса, улучшая текучесть и снижая выход мазута. Реактор представляет собой простой барабан-выдержку или змеевик с последующей вспышкой, гораздо более мягкий, чем гидрокрекинг, с конструкцией из углеродистой стали или низколегированной стали и без необходимости использования водорода. Это маршрут с наименьшими капитальными затратами, но и с наименьшим превращением, используемый там, где требуется лишь скромная переработка.
• Запоздалый и жидкофазный коксование: Остаток нагревается до 480-510°C в отсутствие водорода, так что тяжелая фракция крекируется до пара и кокса, оставляя слой кокса в барабане, который декашируется по циклу. Коксовый барабан представляет собой сосуд высокого давления из углеродистой стали с огнеупорной футеровкой и термическим циклом каждые 12-24 часа, рассчитанный на повторяющиеся нагрузки от нагрева и водного охлаждения. Это маршрут последнего средства для самых тяжелых питаний, но он позволяет извлечь из них наибольшее количество легкого продукта.

2. Инженерное проектирование реакторов для тяжелой нефти для работы с водородом

Водород при высокой температуре — это самое сложное условие эксплуатации в нефтепереработке. Применяются четыре конструктивных решения:

• Стойкость к высокотемпературному воздействию водорода: При температуре выше примерно 200°C и давлении в несколько МПа водород диффундирует в углеродистую сталь и реагирует с карбидами с образованием метана, вызывая вздутия и трещины. Стойкость обеспечивается хромомолибденовой сталью (SA-387) и наплавкой из нержавеющей стали 347SS или 316L на рабочей поверхности, причем толщина наплавки и содержание хрома в основном металле выбираются по кривой Нельсона для рабочей температуры и парциального давления водорода. Сосуд, рассчитанный ниже кривой, выйдет из строя в эксплуатации независимо от номинального давления.
• Ползучесть и долговременная прочность: При температуре от 350 до 450°C основной металл подвергается ползучести, поэтому толщина стенки до 200 мм рассчитывается не только по давлению, но и по допустимому напряжению при температуре в течение 20-летнего срока службы, а патрубки и днища усиливаются против локальной ползучести. В конструкции используется анализ по разделу Div 2, где важны вес и толщина, а сертификат на материал содержит данные о долговременных свойствах при повышенных температурах, а не только о прочности при комнатной температуре.
• Целостность облицовки и наплавки: Внутренняя нержавеющая наплавка должна выдерживать термические циклы, воздействие водорода и абразивное воздействие катализатора без растрескивания или разбавления. Она наносится автоматической сваркой с наплавкой, проверяется ультразвуковым контролем на адгезию и разбавление, а разбавление поддерживается на низком уровне, чтобы химический состав поверхности соответствовал требованиям по коррозии. Любой сквозной дефект в наплавке подвергает хромомолибденовую основу воздействию влажного сероводорода, наиболее разрушительной комбинации в установке.
• Термический цикл и огнеупорная футеровка: Коксовые барабаны и некоторые гидроочистители подвергаются температурным колебаниям, которые вызывают усталость патрубков и анкеров футеровки. Конструкция предусматривает тепловое расширение, поддерживает огнеупорную футеровку в течение сотен циклов и поддерживает оболочку ниже диапазона ползучести при горячем конце. Срок службы от шва до шва, а не только первая загрузка, является мерой для коксового барабана, а система крепления футеровки квалифицирована для фактического профиля нагрева и водного охлаждения.

Матрица сравнения реакторов для переработки тяжелой нефти

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Что такое высокотемпературное воздействие водорода и как его предотвратить?

О: При температуре выше примерно 200°C и давлении в несколько МПа атомный водород диффундирует в углеродистую сталь и реагирует с железными карбидами с образованием метана внутри металла, вызывая внутренние вздутия и трещины, которые в конечном итоге приводят к разрыву стенки. Это предотвращается использованием хромомолибденовой стали, такой как SA-387, и нанесением нержавеющей наплавки из 347SS или 316L на рабочую поверхность, причем как содержание хрома в основном металле, так и наплавка выбираются по кривой Нельсона для фактической температуры и парциального давления водорода. Сосуд, рассчитанный ниже этой кривой, выйдет из строя в эксплуатации независимо от его номинального давления, поэтому стойкость к воздействию водорода закладывается при проектировании, а не проверяется после изготовления.

В: Почему реакторы для тяжелой нефти изготавливаются в виде сосудов с горячей стенкой и облицовкой?

О: При гидрокрекинге и гидроочистке остатка вся оболочка находится в водороде при температуре 350-450°C, поэтому граница давления сама по себе должна выдерживать воздействие водорода и коррозию в процессе. Сосуд с горячей стенкой использует хромомолибденовую основу для прочности и тонкую внутреннюю нержавеющую наплавку для коррозионной стойкости, что значительно дешевле цельнолитой детали из сплава, но при этом соответствует условиям эксплуатации. Альтернатива, сосуд с холодной стенкой с толстой огнеупорной футеровкой и более холодной оболочкой, используется там, где это допускается условиями эксплуатации, но как только оболочка оказывается в водородной среде, требуется подход с горячей стенкой и облицовкой.

В: Чем коксовый барабан отличается от реактора гидрокрекинга?

О: Коксовый барабан работает при давлении, близком к атмосферному, и температуре 480-510°C без водорода, преобразуя самый тяжелый остаток в пар и твердый кокс, который накапливается внутри и удаляется в течение 12-24 часов. Барабан представляет собой сосуд из углеродистой стали с огнеупорной футеровкой, который многократно нагревается, пропаривается и охлаждается водой, поэтому его конструктивной мерой является срок службы от шва до шва, а не непрерывная работа с водородом. Реактор гидрокрекинга, напротив, работает непрерывно при давлении 10-20 МПа в водороде, изготавливается как толстостенный сосуд с горячей стенкой и облицовкой. Эти два устройства почти не имеют ничего общего, кроме слова «реактор».

В: Что должен проверить покупатель при выборе реактора для тяжелой нефти, работающего с водородом?

О: Четыре проверки. Код и кривая: подтвердить ASME VIII Div 2 или спецификацию проекта и то, что материал находится внутри кривой Нельсона для рабочей температуры и парциального давления водорода. Облицовка: требовать ультразвуковой контроль наплавки на адгезию и разбавление с документированным порогом. Основа ползучести: требовать допустимое напряжение при повышенных температурах в течение 20-летнего расчетного срока службы, а не только данные о прочности при комнатной температуре. Испытания: гидростатическое испытание при давлении, в 1,3 раза превышающем расчетное, плюс записи о термообработке после сварки, квалификация сварочных процедур для хромомолибденовой стали и наплавки, а также неразрушающий контроль всех швов должны быть в предоставленном файле до приемки.