Petrol İşleme Reaktörü Nedir: Rafinasyon Görevleri, İç ve İşletme Kapsamı

Temel soruya cevap vermek için:Petrol işleme reaktörü nedir?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 purified. Fraksiyonlamadan aşağıda ve ürün işleminden yukarıda bulunur ve rafineride tipik olarak beş ila on beş tane bulunur.Azot ve metallerHidrokreckerler, gaz yağını damıtımlara dönüştürmek için 350-450 ° C ve 100-200 bar'da çalışır. Katalitik reformörler oktan yükseltmek için 480-525 ° C ve 5-35 bar'da çalışır.Bir FCC yükselticisi, katalizörün sürekli dolaşımı ile 500-540°C'de çalışır.Katalizörün ömrü çatlamada saniyelerden hidrotratmada beş yıla kadar değişir ve giriş dağıtıcısından çıkış kolektoruna kadar tüm mekanik tasarım,Bu katalizörü erişilebilir hale getirmek için var., tüm döngü boyunca eşit derecede ıslatılır ve termal olarak kontrol edilir.

1Reaktörlerin rafineri akış şemasında yer aldığı yer.

Rafineriler bir dizi ayrım ve dönüşüm aşamasıdır ve her reaktör bu sıralamada belirli bir konuma sahiptir:

• Yem hazırlama ve hidrotratma:Ham petrol öncelikle atmosferik ve vakumlu damıtma yoluyla naftaya, petrol, dizel, gaz yağı ve kalıntıya ayrılır.Her bir aşağı akıntı birimini koruyanNaphtha hidrotretirasyonu, akışın katalitik bir reformöre gitmeden önce kükürt ve azot'u 0,5-1 ppm'den aşağıya çıkarır, çünkü her ikisi de platin katalizörü için zehirlidir;300-340°C ve 20-40 bar arasında kobalt-molibden katalizörü üzerinde çalışır.Dizel hidro-işleme, ultra düşük kükürtli dizel üretiminin iş atıdır, kükürt miktarını 5.000-15.000 ppm'den 330-380 °C ve 40-80 bar'da 10 ppm'den aşağıya düşürür.Sterilik engelleri olan dibenzotiofenlerin ikinci aşamada yüksek aktiviteli bir nikel-molibden veya asil metal katalizörü gerektirdiği için, yemin aromatik içeriğine göre belirlenen şiddetle.
• Dönüştürme: Çatlama ve Reform:Yüksek basınçlı bir döngüde hidro-işleme ve çatlamayı birleştiren bir hidro-karıştırıcı.Vakum gaz yağının %30 ila %90'ını dizelye dönüştürmek, 350-450 °C ve 100-200 bar sıcaklıklarda jet yakıtı ve nafta, soğuk hidrojen söndürme ile yataklar arasında yönetilen egzoterm.Bir sıvı katalitik kraker, 2-5 saniyelik temasla 500-540 °C'de bir yükselticide gaz yağını ve kalıntılarını kırar, rafinerinin ana benzin üreticisidir. Bir katalitik reformör, ağır naftanın oktanını yaklaşık 40-60'tan 95-105'e yükseltir.Gecikmeli koklama, vakum kalıntılarını 12-24 saatlik bir döngüde çalışan çiftli kok atıklarında 480-510 °C'de daha hafif ürünlere ve petrol kokesine termal olarak dönüştürür..
• Tedavi ve bitirme reaktörleri:Değiştirildikten sonra ürünler son işlem gerektirir. Napta ve benzin akımları, 80-200 °C ve 20-40 bar'da diolefinleri olefinlere dönüştürmek için seçici hidrojeneleme biriminden geçebilir,aşağı akıntıda diş eti oluşumunun önlenmesiKerosen ve jet yakıtı sülfür ve merkaptan çıkarmak için hidrotreted edilir.ve bazı konfigürasyonlarda sülfür çıkarmak için merox veya kobalt-molibden reaktörü ileClaus birimi, tüm amine yenilenicilerinden hidrojen sülfürünü, 1000-1'de bir termal reaktör kullanarak elemental kükürte dönüştürür.300°C, ardından 200-320°C'de alümina veya titanyum üzerinde katalitik reaktörler; bunlar hidrokarbon reaktörleri değildir, ancak aynı mekanik ve ateşe dayanıklı tasarım disiplinini paylaşırlar.
• Hidrojen Santrali ve Utilities Reaktörleri:Her hidrotrate ve hidrocracking ünitesi hidrojen'e bağlıdır.bir buharlı metan reformöründe üretilen, birincil reformör tüplerinin nikel katalizörü üzerinde 800-900 °C ve 20-35 bar'da çalıştığı, daha sonra demir-krom üzerinde 320-450°C yüksek sıcaklıklı değişim ve bakır-zink-alüminyum üzerinde 200-250°C düşük sıcaklıklı değişim,Ve son olarak 280-350°C'de metanasyon veya basınç dalgalanması adsorpsiyonuReformör bir kap yerine ateşlenen tüplü bir reaktördür ve tüpleri rafineride en yakından izlenen maddelerdir çünkü sürünme yırtısı ömrünün son mekanizmasıdır.tüp metal sıcaklığı ve periyodik lazer veya ultrasonik sürünme ölçümü ile izlenir.

2İç, Metalürji ve İşletme Kapsamı

Gemi kabuğu dikkati çekiyor, ama iç kısımlar ve metalürji birimin ne kadar süre çalıştığını belirliyor:

• Giriş dağıtıcısı ve yatak desteği:Bir sabit yatak reaktöründeki her performans sorunu sonunda dağıtımla bağlantılıdır.Çünkü kötü dağıtılan bir besleme kanal oluştururModern tasarımlar bir buhar kaldırma tepsisi kullanır.bir kabarcık kapağı tepsisi veya tepsinin üstündeki sıvı derinliği 50-150 mm olan delikli bir baca dağıtıcısıEn az geri dönüşte istikrarlı kalmak için boyutlandırılmış. Scale tuzakları ve üstte daha büyük inert halkalardan oluşan dereceli bir yatak besleme hattından pas ve ölçek yakalar,Bu, erken basınç düşüşünün en büyük nedenidir.Katalizör desteği, seramik topların sınıflandırılmış katmanlarıyla üstündeki bir ızgara veya Johnson tipi bir kenar tel ekranından oluşur.ve destek tüm katalizör ağırlığını ve çalışma sonunda basınç farkını saptırmadan taşımalıdır.
• Söndürme sistemleri ve sıcaklık ölçümü:Hidro-işleme egzozotermik olduğu için,Reaktör sıcaklığı, bir sonraki yataktan önce akımı yeniden dağıtan ve yeniden karıştıran bir söndürme dağıtıcısı aracılığıyla yataklar arasında soğuk hidrojen veya soğuk geri dönüşüm sıvısı enjekte ederek kontrol edilir.Her yatak için 20-40°C'ye kadar bir yükseliş izin verilir ve tüm reaktör iki türevi sayı ile izlenir: ağırlık ortalama yatak sıcaklığı,Tüm yatak sıcaklıklarının ağırlıklı ortalaması ve katalizör aktivitesinin tek en iyi göstergesidir, ve maksimum yatak veya deri sıcaklığı, güvenlik sınırıdır.Radyal bir sıcaklık yayımı olarak yanlış dağılım tespit10-20°C'nin üzerindeki bir yayılma, kanallama veya bir dağıtıcının bozulduğunu gösterir ve yükselen bir eğilim sorunların en erken uyarısıdır.
• Metallürji ve Bozulma Mekanizmleri:Hidroprosesleme reaktörleri, hidrojen saldırısı, hassaslık kırılganlığı ve sülfit korozyonunun uygulandığı yerlerde çalışır.tasarım hidrojen kısmi basıncı ve sıcaklığı için API 941 Nelson eğrisi ile seçilmiştir, tüm ıslatılmış yüzeylerde hidrojen sülfür korozyon direnci için 347 veya 309/308L'lik bir austenit paslanmaz kaynak örtüsü ile.350-575 °C aralığında krom-molibden çeliklerinin sıcaklık kırılganlığı, düşük J faktörü ve düşük silikon belirleyerek kontrol edilir., üretim ısılarının aşamalı soğutma testi yapılarak ve operasyonel olarak asla en az basınçlandırma sıcaklığının altında, tipik olarak 90-150 °C'den sonra bir servis süresinden sonra basınçlandırmayarak.Islak hidrojen sülfür NACE MR0175 / ISO 15156'ya uygun olmalıdır, sertlik sınırları ve kaynak sonrası ısı işleme dahil.
• Döngü yönetimi, başlatma ve kapatma:Bir hidro-işleme döngüsü basınç düşüşü, maksimum yatak sıcaklığı veya ürün özelliklerine ulaştığında sona erer.katalizör ya kontrol edilen oksijen ve buharla oksidatif olarak yenilenir, ya da reaktör inert edilir ve katalizörü değiştirmek için soğutulur. Başlatma minimum basınçlandırma sıcaklığı tarafından yönetilir: basınç yükseltilmeden önce kap bu eşiği aşmak için ısıtılmalıdır,Katalizör ön sülfidleme, metal oksitleri aktif sülfid formuna dönüştürür.yüklenmeden önce in situ veya ex situ olarak dimetil disülfide ileKatalizör yüklemesinin kendisi bir uzmanlıktır: yoğun yükleme, aynı hacimdeki katalizör miktarını% 10-20 arttırır ve dağılımını iyileştirir, ancak ekipman ve beceri gerektirir,Çorap yükleme daha ucuz ve daha bağışlayıcı.Dönüşüm denetimleri, destek şebekesi çarpıklığı, çıkış kolektörünün kirlenmesi, üst katmanların çözülmesi ve kaynak katmanlarında ve nozellerde çatlaklar arıyor.

Rafinerlik Reaktörü Görevleri Karşılaştırma Matrisi

Sıkça Sorulan Sorular (FAQ)

S: Petrol işleme reaktörü ile sıradan bir basınçlı kap arasındaki fark nedir?

A: Yasal ve mekanik olarak bir reaktör, ASME VIII Bölümü 1 veya Bölümü 2'ye göre inşa edilmiş ve buna göre damgalanmış bir basınç kapıdır.Bir reaktör zamanla değişen kimyasal olarak aktif bir envanter içerir.Bir ayırıcı veya bir tambur sabit koşullarda statik bir stok tutarken, bir reaktör, faaliyetleri bozulup ısı üreten bir katalizörü tutar.ve döngü boyunca yükselen bir sıcaklık profili zorunluBu farklılık her şeyi yönlendiriyor: basit nozel yerine iç dağıtıcı ve koleksiyoncular, bir yerine birkaç radyal pozisyonda birden fazla termokop,yataklar arasında soğuk sıvı enjekte eden bir söndürme sistemi, hidrojen saldırısı için sadece basınç üzerine değil, API 941 Nelson eğrisine göre seçilen bir metalürji,ve tankın basınç altında tutulmaması gereken minimum basınçlandırma sıcaklığını içeren bir çalışma kılıfıDenetim aralıkları ve geri kalan yaşam değerlendirmesi buna göre daha zorludur.

S: Rafinasyon reaktörü katalizörü ne kadar dayanır?

Cevap: Tamamen göreve bağlı. Sıvı katalitik krak katalizörü saniyeler içinde kokle etkisiz hale getirilir ve bir regeneratörden sürekli dolaşır.Bu yüzden envanteri günlük ekleyerek yerine yenilenerek sürdürülür.Hidrotreatment katalizörü bir ila beş yıl sürer.Genellikle 3-6 yıl boyunca bir naftal hidrotretratör ve besleme son noktasına ve ciddiyetine bağlı olarak 1-3 yıl boyunca bir dizel hidrotretratör ileHidrokraking katalizörü 2-5 yıl sürer. Kaynak hidro-işleme kaynaktan% 0.5-2'ü her gün değiştirir çünkü katalizör ömrü çok kısa.Katalitik reformasyon katalizörü, yarı yenilenme hizmetinde 6-24 ay çalışır ve dolaşım sürekli olan sürekli yenilenme ünitelerinde süresiz olarak çalışır.Çekim sonu maksimum yatak sıcaklığı, yatak üzerindeki basınç düşüşü veya ürün özellikleri ile belirlenir.

S: Reaktörün erken kapanmasının en yaygın nedeni nedir?

Cevap: Basınç düşüşü hidroişlemde başlıca sebeptir ve neredeyse her zaman ilk yatağın tepesinde başlar.fırından çıkan kokaz, ve kalıntı servis asfaltenler ve askılı katı maddeler boşluk alanında toplanır ve basınç düşüşü boşluk kesirinin karesi ile ters ölçekler çünkü,Depozito miktarı ölçüsüz bir artışa neden olur.İkinci neden bir sıcaklık sınırıdır: akış yanlış dağıtımı veya kirlenmiş bir dağıtıcı, radyal bir sıcaklık yayımı üretir, sıcak kanal yerel olarak devre dışı bırakmayı hızlandırır,ve ortalama katalizör tüketilmeden önce maksimum yatak sıcaklığına ulaşılır.Her ikisi de besleme filtrasyonu, uygun şekilde tasarlanmış bir ölçek tuzağı ve derecelendirilmiş yatak, katalizörü patlatan termal şoktan kaçınmak için dikkatli bir şekilde başlatılır.ve toplu sıcaklık beklemek yerine erken uyarı olarak radyal yayılımı izleyerek.

S: Hidroprocessing reaktörleri için hangi metalürji kullanılır ve neden?

A: Standart 2.25Cr-1Mo veya 3Cr-1Mo düşük alaşımlı çelik, austenit paslanmaz çelik kaynak örtüsü ile.hidrojenin atomik hidrojenin çelikteki karbonla reaksiyona girerek metan oluşturduğu kısmi basınç ve sıcaklık kombinasyonlarını tanımlayan, yüksek sıcaklıkta hidrojen saldırısı olarak bilinen granüler arası çatlaklama ve dekarbürizasyona neden olur; krom ve molibden eklenmesi istikrarlı karbitler oluşturur ve sınırını yükseltir.Vanadyum ile 3Cr-1Mo, veya 2.25Cr-1Mo-0.25V, daha yüksek sıcaklıklara izin verdiği ve ısıtma kırıntısına daha iyi direnç verdiği için şiddetli hidrocracking için benimsenmiştir.genellikle ilk katman olarak 309L, ardından 347 veya 308L, hidrojen sülfürle korozyona dayanır ve yatağı tıkacak olan demir kabuk oluşumuna karşı korur.ve amonyum bisülfür ve amonyum hidrosülfürün yoğunlaştırıldığı yüksek basınçlı ayırıcılarda, Alaşım 825 kaplama veya katı Inconel içleri kullanılır.