Một lò phản ứng chế biến dầu mỏ là gì: Nhiệm vụ lọc dầu, nội bộ và bao bì hoạt động

Trả lời câu hỏi chính:Một lò phản ứng chế biến dầu mỏ là gì?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 purifiedNó nằm phía dưới dòng của phân khúc và phía trên dòng xử lý sản phẩm, và nhà máy lọc dầu thường chứa năm đến mười lăm trong số đó.nitơ và kim loại. Các máy giật thủy tinh chạy ở 350-450 ° C và 100-200 bar để chuyển hóa dầu khí thành cất cất. Các máy cải tổ xúc tác chạy ở 480-525 ° C và 5-35 bar để tăng octane.Một máy nâng FCC hoạt động ở nhiệt độ 500-540 °C với chất xúc tác lưu thông liên tụcThời gian hoạt động của chất xúc tác dao động từ vài giây trong nứt đến năm năm trong xử lý thủy điện, và toàn bộ thiết kế cơ khí, từ bộ phân phối đầu vào đến bộ thu thập đầu ra,tồn tại để làm cho chất xúc tác đó có thể truy cập, đồng đều ướt và điều khiển nhiệt trong toàn bộ chu kỳ.

1Nơi các lò phản ứng nằm trong kế hoạch dòng chảy nhà máy lọc dầu

Một nhà máy lọc dầu là một chuỗi các bước tách và chuyển đổi và mỗi lò phản ứng chiếm một vị trí cụ thể trong chuỗi đó:

• Chuẩn bị thức ăn và xử lý bằng nước:Dầu thô đầu tiên được tách ra bằng cách chưng cất khí quyển và chân không thành naphtha, dầu hỏa, dầu diesel, dầu khí và dư lượng.bảo vệ mọi đơn vị hạ lưu. Naphtha hydrotreating loại bỏ lưu huỳnh và nitơ xuống dưới 0,5-1 ppm trước khi dòng chảy đi đến một chất cải tạo xúc tác vì cả hai đều là chất độc cho chất xúc tác bạch kim;Nó hoạt động ở nhiệt độ 300-340 °C và 20-40 bar trên chất xúc tác cobalt-molybdenum. Diesel hydrotreating là con ngựa làm việc của sản xuất diesel lưu huỳnh cực thấp, đẩy lưu huỳnh từ 5.000-15.000 ppm xuống dưới 10 ppm ở 330-380 °C và 40-80 bar,với mức độ nghiêm trọng được thiết lập bởi hàm lượng hương thơm của thức ăn chăn nuôi vì dibenzothiophen bị cản trở bằng chất độc đòi hỏi một chất xúc tác niken-molybdenum hoạt động cao hoặc kim loại quý trong giai đoạn thứ hai.
• Chuyển đổi: Cracking và Reforming:Các dòng nước nặng hơn có giá trị thấp hơn các sản phẩm mà chúng có thể trở thành được chuyển hướng để chuyển đổi.chuyển đổi 30-90% dầu khí chân không thành dầu diesel, nhiên liệu phản lực và dầu naphtha ở 350-450 ° C và 100-200 bar, với nhiệt ngoài được quản lý bằng cách dập lạnh hydro giữa các giường.Một máy nghiền xúc tác chất lỏng làm nứt dầu khí và dư lượng trong một riser ở 500-540 °C với 2-5 giây tiếp xúc, và là nhà sản xuất xăng chính của nhà máy lọc dầu. Một bộ cải tổ xúc tác làm tăng octane của naphtha nặng từ khoảng 40-60 lên 95-105 bằng cách chuyển đổi naphthenes và paraffin thành các chất thơm ở 480-525 ° C.Coke trì hoãn chuyển đổi nhiệt dư lượng chân không thành các sản phẩm nhẹ hơn và coke dầu mỏ ở 480-510 °C trong thùng coke ghép nối hoạt động theo chu kỳ 12-24 giờ.
• Các lò phản ứng xử lý và hoàn thiện:Sau khi chuyển đổi, các sản phẩm cần xử lý cuối cùng. Các luồng naphtha và xăng có thể đi qua một đơn vị hydro hóa chọn lọc để chuyển đổi diolefin thành olefin ở 80-200 °C và 20-40 bar,ngăn ngừa sự hình thành nướu dưới dòng. dầu hỏa và nhiên liệu phản lực được xử lý hydro để lấy lưu huỳnh và loại bỏ mercaptan.và trong một số cấu hình thông qua một lò phản ứng merox hoặc lò phản ứng cobalt-molybdenum để loại bỏ lưu huỳnhMột đơn vị Claus chuyển đổi hydro sulfide từ tất cả các bộ tái tạo amin thành lưu huỳnh nguyên tố, sử dụng một lò phản ứng nhiệt ở 1000-1,300 °C tiếp theo là các lò phản ứng xúc tác ở 200-320 °C trên nhôm nhôm hoặc titania; đây không phải là lò phản ứng hydrocarbon nhưng chúng có cùng một kỷ luật thiết kế cơ khí và lửa.
• Nhà máy hydro và lò phản ứng:Mỗi đơn vị xử lý hydro và hydrocracking phụ thuộc vào hydro,được sản xuất trong một bộ cải tạo khí metan hơi nước, trong đó các ống cải tạo chính hoạt động ở nhiệt độ 800-900 °C và 20-35 bar trên một chất xúc tác niken, tiếp theo là chuyển đổi nhiệt độ cao ở 320-450 °C trên sắt-crôm và chuyển đổi nhiệt độ thấp ở 200-250 °C trên đồng-xin-aluminium,và cuối cùng là methane ở 280-350 °C hoặc hấp thụ dao động áp suất. Người cải tổ là một lò phản ứng ống được đốt cháy hơn là một bình, và ống của nó là các mặt hàng được giám sát chặt chẽ nhất trong nhà máy lọc dầu bởi vì vết nứt creep là cơ chế kết thúc cuộc sống,theo dõi bằng nhiệt độ kim loại ống và bằng laser định kỳ hoặc đo độ trượt siêu âm.

2- Nội bộ, kim loại và quy mô hoạt động

Vỏ tàu thu hút sự chú ý, nhưng nội bộ và luyện kim quyết định thời gian thực sự hoạt động của đơn vị:

• Bộ phân phối đầu vào và hỗ trợ giường:Mỗi vấn đề về hiệu suất trong một lò phản ứng cố định cuối cùng dẫn đến phân phối.bởi vì một nguồn cung cấp phân phối kém tạo ra kênhCác thiết kế hiện đại sử dụng một khay nâng hơi nước,một khay nắp bong bóng hoặc một máy phân phối ống khói lỗ với độ sâu chất lỏng 50-150 mm trên sàn khay, có kích thước để duy trì ổn định ở mức độ giảm tối thiểu. bẫy thang và một giường phân cấp của các vòng tròn trơ lớn hơn trên đỉnh nắm bắt rỉ sét và thang từ đường dẫn cấp,là nguyên nhân lớn nhất gây ra sự gia tăng giảm huyết áp sớm. Các hỗ trợ xúc tác bao gồm một lưới hoặc một loại Johnson màn hình dây nêm được phủ bởi các lớp phân cấp của các quả cầu gốm,và hỗ trợ phải mang toàn bộ trọng lượng chất xúc tác cộng với chênh lệch áp suất vào cuối chạy mà không lệch.
• Hệ thống dập và đo nhiệt độ:Bởi vì xử lý thủy điện là ngoại nhiệt,nhiệt độ lò phản ứng được điều khiển bằng cách tiêm hydro lạnh hoặc chất lỏng tái chế lạnh giữa các giường thông qua một bộ phân phối dập tắt phân phối lại và tái trộn dòng trước khi giường tiếp theoMỗi giường được phép tăng 20-40 ° C, và toàn bộ lò phản ứng được theo dõi bằng hai số phái sinh: nhiệt độ giường trung bình trọng lượng,là trung bình trọng số của tất cả nhiệt độ giường và là chỉ số tốt nhất duy nhất về hoạt động xúc tác, và nhiệt độ giường hoặc da tối đa, là giới hạn an toàn.phát hiện sự phân bố sai như một sự lan rộng nhiệt độ quangMột sự gia tăng trên 10-20 °C báo hiệu kênh hoặc một bộ phân phối bị trục trặc, và xu hướng tăng là cảnh báo sớm nhất về vấn đề.
• Công nghệ kim loại và cơ chế thoái hóa:Các lò phản ứng xử lý thủy điện hoạt động ở những nơi tấn công hydro, thắt chặt và ăn mòn sulfure đều áp dụng.được chọn theo đường cong API 941 Nelson cho áp suất và nhiệt độ một phần hydro thiết kế, với lớp phủ hàn không gỉ austenitic 347 hoặc 309/308L trên tất cả các bề mặt ướt để chống ăn mòn hydro sulfide.Sự mỏng manh của thép crôm-molybden trong khoảng 350-575 °C được kiểm soát bằng cách chỉ định một yếu tố J thấp và silic thấp, bằng cách thử nghiệm làm mát bước của nhiệt sản xuất, và hoạt động bằng cách không bao giờ áp suất thùng dưới nhiệt độ áp suất tối thiểu của nó, thường là 90-150 °C sau một thời gian sử dụng.Hydrogen sulfide ẩm đòi hỏi phải tuân thủ NACE MR0175 / ISO 15156, bao gồm giới hạn độ cứng và xử lý nhiệt sau hàn.
• Quản lý chu kỳ, khởi động và tắt:Một chu kỳ xử lý thủy điện kết thúc khi áp suất giảm, nhiệt độ giường tối đa hoặc thông số kỹ thuật sản phẩm đạt được, tùy thuộc vào điều gì xảy ra trước.chất xúc tác được tái tạo oxy hóa bằng oxy và hơi nước được kiểm soát, hoặc lò phản ứng bị trói và làm mát để thay thế chất xúc tác.,hoặc một vết gãy dễ vỡ có thể xảy ra trong một bình mỏng.hoặc in situ với dimethyl disulphide hoặc ex situ trước khi tảiBản thân việc nạp chất xúc tác là một đặc tính: nạp chất xúc tác dày đặc làm tăng lượng chất xúc tác trong cùng một khối lượng 10-20% và cải thiện sự phân phối, nhưng đòi hỏi thiết bị và kỹ năng,trong khi tải vớ là rẻ hơn và tha thứ hơn. Các cuộc kiểm tra xoay quanh tìm kiếm sự biến dạng lưới hỗ trợ, chất bẩn của bộ sưu tập ổ cắm, giải ly lớp phủ và vết nứt trong lớp phủ hàn và vòi phun.

Nhiệm vụ lò phản ứng lọc dầu Ma trận so sánh

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Hỏi: Sự khác biệt giữa lò phản ứng chế biến dầu mỏ và bình áp suất thông thường là gì?

A: Về mặt pháp lý và cơ học, lò phản ứng là một bình áp suất, được xây dựng theo ASME VIII Division 1 hoặc Division 2 và được đóng dấu phù hợp.một lò phản ứng chứa một danh sách hoạt động hóa học thay đổi theo thời gianMột bộ phân tách hoặc một thùng chứa một kho dự trữ tĩnh ở điều kiện ổn định, trong khi một lò phản ứng chứa một chất xúc tác có hoạt động phân rã, tạo ra nhiệt,và áp dụng một hồ sơ nhiệt độ tăng trong suốt chu kỳSự khác biệt đó điều khiển mọi thứ: phân phối nội bộ và bộ sưu tập thay vì vòi phun đơn giản, nhiều nhiệt cặp ở nhiều vị trí tâm chiếu thay vì một,một hệ thống dập tắt tiêm chất lỏng lạnh giữa giường, một công nghệ kim loại được lựa chọn dựa trên đường cong API 941 Nelson để tấn công hydro thay vì chỉ áp suất,và một vỏ hoạt động bao gồm nhiệt độ áp suất tối thiểu mà dưới đó bình không thể áp suấtKhoảng thời gian kiểm tra và đánh giá tuổi thọ còn lại tương ứng đòi hỏi nhiều hơn.

Hỏi: Một chất xúc tác lò phản ứng nhà máy lọc dầu tồn tại trong bao lâu?

Đáp: Nó hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệm vụ. chất xúc tác chất lỏng bị tắt bởi coke trong vài giây và lưu thông liên tục thông qua một tái tạo,vì vậy hàng tồn kho của nó được duy trì bằng cách bổ sung hàng ngày hơn là bằng cách thay thếCác chất xúc tác xử lý hydro kéo dài từ một đến năm năm,với máy xử lý hydro naphtha thường là 3-6 năm và máy xử lý hydro diesel là 1-3 năm tùy thuộc vào điểm cuối và mức độ nghiêm trọng của thức ăn. chất xúc tác hydrocracking chạy 2-5 năm. xử lý chất thải hydro với một giường đun sôi thay thế 0,5-2% của hàng tồn kho mỗi ngày chính xác bởi vì thời gian hoạt động của chất xúc tác là rất ngắn.Các chất xúc tác cải tạo xúc tác hoạt động 6-24 tháng trong dịch vụ bán tái tạo và hiệu quả vô hạn trong các đơn vị tái tạo liên tục nơi lưu thông liên tụcKết thúc chạy được thiết lập bởi nhiệt độ giường tối đa, giảm áp suất trên giường, hoặc thông số kỹ thuật sản phẩm.

Hỏi: Nguyên nhân phổ biến nhất của việc tắt lò phản ứng sớm là gì?

A: Tăng áp suất là nguyên nhân chính trong xử lý nước, và nó hầu như luôn luôn bắt đầu ở đầu giường đầu tiên.Coke từ lò, và trong dịch vụ dư lượng asphaltenes và chất rắn treo tất cả tập hợp trong không gian trống, và vì giảm áp suất tỷ lệ ngược với hình vuông của phần trống,một số tiền gửi khiêm tốn gây ra sự gia tăng không cân xứngNguyên nhân thứ hai là giới hạn nhiệt độ: một sự phân phối không đúng dòng chảy hoặc một bộ phân phối bị ô nhiễm tạo ra sự lan rộng nhiệt độ quang, kênh nóng tăng tốc độ tắt tại địa phương,và nhiệt độ giường tối đa đạt được trước khi chất xúc tác trung bình được sử dụngCả hai đều được giải quyết bằng cách lọc thức ăn, một bẫy cân được thiết kế đúng cách và giường phân cấp, khởi động cẩn thận để tránh sốc nhiệt gây ra chất xúc tác,và bằng cách theo dõi sự lan truyền quang học như một cảnh báo sớm hơn là chờ đợi nhiệt độ khối lượng lớn.

Hỏi: Công nghệ kim loại nào được sử dụng cho lò phản ứng xử lý thủy điện và tại sao?

A: Tiêu chuẩn là thép hợp kim thấp 2.25Cr-1Mo hoặc 3Cr-1Mo với lớp phủ hàn thép không gỉ austenit.định nghĩa sự kết hợp của áp suất và nhiệt độ một phần hydro mà ở đó hydro nguyên tử phản ứng với carbon trong thép để tạo thành methane, gây ra vết nứt giữa các hạt và khử cacbon được gọi là tấn công hydro nhiệt độ cao; thêm crôm và molybden tạo thành carbide ổn định và tăng giới hạn.3Cr-1Mo với vanadi, hoặc 2.25Cr-1Mo-0.25V, đã được áp dụng cho hydrocracking nghiêm trọng vì nó cho phép nhiệt độ cao hơn và cho khả năng chống thấm tốt hơn.thường là 309L như một lớp đầu tiên tiếp theo là 347 hoặc 308L, chống ăn mòn bởi hydro sulphide và bảo vệ chống lại sự hình thành của vỏ sắt mà nếu không sẽ chọc giường.và trong các máy tách áp suất cao nơi ammonium bisulphide và ammonium hydrosulphide tập trung, Hợp kim 825 lớp phủ hoặc Inconel bên trong rắn được sử dụng.