РЕФЕРАТ
на тему:
(На примере пилотной установки гидрогенизации со стационарным катализатором)
Выполнил ст. гр. ТП-07-02
И.И. Равилова
Проверил С.В. Дезорцев
Уфа 2010
СОДЕРЖАНИЕ
1. Описание технологии
2. Общие требования к проектированию
3. Особенности проектирования
1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Большинство научных теоретических разработок прикладного характера требует своей проверки и подтверждения на практике. Исследования проводят с цепью усовершенствования технологии получения целевого продукта, его анализа, испытания и выдачи данных для проектирования промышленной установки: реакторов, машин, вспомогательных аппаратов, КИПа и автоматики. Это важное промежуточное звено исследований между теоретическими изысканиями и их промышленным оформлением осуществляется на опытных (лабораторных) установках.
Опытные установки классифицируют по назначению на лабораторные, опытные (пилотные), полузаводские, опытно-промышленные; по рабочему давлению - на установки низкого (до 0,7 МПа), среднего (0,7-10 МПа) и высокого (10 и более МПа) давления. В установках могут применяться как инертные среды, так и едкие, ядовитые, пожароопасные и взрывоопасные вещества.
Опытные установки, на которых проводятся исследования при давлениях до 1 МПа, изготавливают в основном из стекла. Эти установки компактны, изящны, монтаж их прост, они не требуют много места и специальных приспособлений, обеспечивающих безопасность их обслуживания. С увеличением рабочего давления в системе установки, все ее детали изготавливаются из металла, повышение давления увеличивает металлоемкость установок.
В дальнейшем будут рассматриваться опытные установки, работающие под высоким давлением, которые предназначены для определения основных условий протекания реакций, вновь создаваемых процессов; проведения различных аналитических работ и моделирования новых и совершенствуемых процессов; получения данных для оценки процесса и составления регламента для проектирования промышленных установок; для получения небольших партий основных и побочных продуктов исследуемых процессов.
|
|
Эти установки чрезвычайно разнообразны, поскольку различны задачи, для решения которых они предназначены.
Установки представляют собой комплекс различной аппаратуры, которые по своему характеру могут быть разделены на несколько определенных типов: аппараты, в которых проводятся основные реакции - реакторы; вспомогательные аппараты: сепараторы, фильтры, смазкоотделители, приемники продукта, рессиверы, газгольдеры и т. д.; машины для создания высокого давления - компрессоры, насосы, мультипликаторы; арматура и трубопроводы; КИП и автоматика.
Эти установки должны иметь минимально возможные размеры, быть максимально маневренными по основным параметрам процесса; давлению, температуре, концентрации исходных веществ, времени пребывания реакционной смеси в реакционном аппарате, степени перемешивания и др. Технологическая схема должна быть максимально проста и легко изменяема для изучения различных аспектов процесса; вспомогательные операции должны использовать ранее освоенные с достаточной надежностью аппараты для нагрева, очистки, разделения и др.; установка должна быть максимально обеспечена современными контрольно-измерительными приборами и, по возможности, автоматизирована, особенно ее отдельные узлы, наиболее ответственные.
|
|
Перед началом работ и выбором установки, необходимо установить, какой процесс на ней будет осуществляться - периодический или непрерывный. Преимущество того или другого зависит от большого числа как технических, так и экономических факторов. В промышленности есть процессы непрерывные, есть периодические.
Непрерывные процессы более выгодны для производства крупного масштаба, они быстро окупаются, и качество продукта часто выше, чем при периодическом, что обусловлено лучшим регулированием оптимальных условий реакции. Периодический процесс может быть использован при получении небольших партий продукта. При поисковых работах в лабораториях и на опытных установках чаще применяются установки периодического действия. В остальных случаях - непрерывные.
Решающими в выборе масштаба установки, особенно реакционных аппаратов, являются такие характеристики, как время пребывания в них сырья и продуктов, объемные скорости потоков, массообмен, гидродинамические показатели (вводы сырья, соотношение диаметра к длине, общий объем, линейные скорости среды и т. д.). Вся установка, работающая под высоким давлением, должна быть абсолютно герметична, особенно при работе с ядовитыми или огнеопасными и взрывоопасными веществами; при изготовлении аппаратуры, арматуры и машин, должны применяться материалы в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Таким образом, при выполнении всех перечисленных выше условий, может быть создана установка высокого давления, позволяющая получать воспроизводимые и достоверные экспериментальные данные, что позволит ускорить проведение научно-исследовательских работ при планировании экспериментов и использовании для обработки результатов экспериментов математических методов.
|
|
2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ
Многообразие процессов гидрогенизации, протекающих при высоком давлении водорода и высокой температуре в присутствии различных твердых катализаторов, требует если не большого разнообразия технологических установок, то, во всяком случае, большой гибкости их схем.
Выбор схемы определяется задачами предстоящих исследований и характером протекания реакций. При этом необходимо знать хотя бы некоторые особенности предстоящих реакций: отрицательный тепловой эффект реакций расщепления гидрокрекинга, как правило, перекрывается положительным эффектом реакций гидрирования, следовательно, в процессе гидрокрекинга обогащенного водородом сырья иногда, возможно, не потребуется отвод тепла. При гидрокрекинге вторичных остатков, которые бедны водородом, должны протекать реакции преимущественно экзотермические, и необходим отвод тепла и т.п.
Разным конструкциям реакционных устройств присущи различные гидродинамические режимы, интенсивность подвода и отвода тепла, реагентов, продуктов превращения, эффективности контактирования гетерогенных фаз, способы поддержания активности и селективности катализатора, системы автоматизации и т. д. Поэтому при моделировании будущих реакционных устройств на опытных установках необходимо учитывать все аспекты проведения предстоящих процессов.
Не все исследования, связанные с масштабностью реакционных устройств, можно успешно проводить на пилотных установках. В промышленных реакторах большого диаметра нередко самопроизвольно устанавливается внутренняя частичная циркуляция отдельных реакционных потоков, возможны противоток компонентов и рециркуляция не превращенного сырья или отдельных реагентов и т.п., что приводит к неравномерному распределению концентраций в реакционных потоках. Поэтому для более глубокого исследования процессов в некоторых случаях необходимо проводить работу на установках опытно-промышленных или полузаводских.
Рассматриваемые здесь установки могут работать по схеме, с рециклом водородсодержащего газа в системе и без рецикла, на потоке, т. е. со сдувом его после отделения жидкой фазы и очистки от сероводорода в атмосферу. Возможна также и частичная отдувка для поддержания соответствующих концентраций в газе. В некоторых схемах предусматривается проведение процессов как в жидкой фазе, так и в паровой, при этом сырье подается в реакционное устройство снизу или сверху соответственно.
3. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Работы на опытных установках включают три стадии: подготовка сырья (сжатие), проведение целевой реакции - гидрогенизации и разделение жидких и газообразных продуктов реакции с очисткой их от сероводорода.
3.1 Подготовка сырья – сжатие
Водород на установки поступает в баллонах объемом 40 л при 15,0 МПа (6 нм газа), откуда поступает в коллектор, а затем через редуктор в ресивер 2 - сварной сосуд объемом 80 л, рассчитанный на рабочее давление 0,5 МПа. В процессе работы в нем поддерживается 0,05 МПа.
Безопасная работа аппарата обеспечивается установленным на его верхнем днище предохранительным клапаном игольчатого типа. Контроль за давлением в нем осуществляется указывающим манометром. Назначение ресивера - обеспечить постоянство потока и напора газа во всасывающем трубопроводе компрессора. Давление на всосе компрессора поддерживается 0,05 МПа. При необходимости газ из баллонов может сбрасываться в газгольдер 3 и из него забираться компрессором. Во время проведения балансовых опытов газгольдер используют для сбора газов из системы установки. Сжатый в компрессоре 5 водород обычно до 30 МПа проходит очистку от смазки в смазкоотделителе 6, который представляет собой точеный сосуд высокого давления объемом 5 л, рассчитанный на давление 30 МПа при 298 К. Водород в аппарат поступает сверху по внутренней, опущенной вниз трубке. Смазка сливается снизу до проскока газа (во избежание переполнения аппарата). Очищенный от смазки водород поступает в буферную батарею 7 (аккумулятор газа), чтобы обеспечить запас газа.
Батарея может состоять из двух, трех и более однотипных аппаратов объемом 15 л на давление 35 МПа при нормальной температуре. На батарее монтируется манометр и предохранительный клапан разрывного типа. Компрессоры размещают в специальном помещении, машинном зале, буферную батарею и ресивер - отдельно, в помещении со своей местной вентиляцией или в пристройке к зданию. В машинном зале устанавливают сырьевые и циркуляционные насосы.
Из буферной батареи водород по необходимости забирается на установки в бехельтеры, устанавливаемые в специальных кабинах вместе с другим технологическим оборудованием данной установки, работающим под высоким давлением.
Рисунок 3.1– Схема подготовки газа к процессу гидрогенизации:
1 – баллон (с водородом); 2 – ресивер; 3 – газгольдер водородный; 4–газгольдер газа с установки; 5 – компрессор водородный; 6 – смазкоотделитель; 7 – буферная батарея.
3.2 Стадия гидрогенизации - проведение целевых реакций
На установке во время проведения опыта по заданию исследователя должно быть все подчинено процессу, протекающему в реакторе. Реакционное устройство - аппарат, в котором из сырья получают продукт с желаемыми свойствами и оптимальным выходом. Все узлы технологической схемы, обеспечивающие работу реактора, должны работать безукоризненно.
На рис. 3.2 показана схема опытной установки для проведения процесса гидрогенизации на твердом стационарном катализаторе, испытания новых катализаторов, а также их регенерации. На схеме приведены стадии гидрогенизации и разделения, здесь же показаны и насосы, сырьевые и циркуляционные, которые непосредственно питают реакционные устройства.
Рисунок 3.2 – Типовая технологическая схема опытной установки:1 – бехельтер; 2 – регулятор давления; 3 – расходомер; 4 – насос сырьевой; 5– подогреватель сырья; 6 – реактор; 7 – холодильник; 8 – сепаратор высокого давления; 9 – сепаратор низкого давления; 10 – ловушка; 11 – скруббер; 12 –отбойник; 13 – насос циркуляционный; 14 – расходомер.
Компримированный водород из буферной батареи забирается в бехельтер, промежуточный аппарат для контроля количества водорода, поступающего на установку, представляющий собой точеный сосуд из легированной стали объемом 10-12 л на давление 30 МПа и температуру 293К.
Аналогичные аппараты устанавливаются на сероочистке.
Для более точного отсчета изменения давления в аппарате при определении количества забираемого из него водорода манометр на бехельтере должен иметь минимальную цену деления и высший класс точности. Количество водорода подсчитывается умножением объема аппарата в литрах на изменение давления в нем в атмосферах.
После бехельтера на трубопроводе устанавливается регулятор давления прямого действия для поддержания заданного давления в установке. Регулятор объемом 0,09 л рассчитан на 320 МПа, температуру 293 К и представляет собой редуктор, в котором величина регулируемого давления уравновешивается давлением газа, заполняющего камеру сравнения. При снижении давления газа после регулятора оно снижается и под мембраной, которая с помощью толкателя отводит затвор от седла, чем открывает доступ газа в систему. При повышении давления после регулятора мембрана отжимается, толкатель уходит, и затвор перекрывает доступ газа в систему.
Во время работы регулятора необходимо следить за герметичностью камеры сравнения и постоянством в ней температуры. Таким образом, регулируемое количество водорода смешивается с циркулирующим газом в системе и восполняет как естественные потери, так и то количество, которое расходуется в процессе гидрогенизации. Подогреватель сырья (рис.1.3), предназначенный для нагрева смеси сырья с водородсодержащим газом до температуры реакции, представляет собой змеевик, изготовленный из трубки 14X2,5 (сталь 1Х18Н9Т), с общей теплопередающей поверхностью 0,04 м, погруженный в ванну с соляным раствором: нитрат калия - 50% (масс.) + нитрат натрия -5% (масс.) и нитрит натрия - 45% (масс), обогреваемую электронагревательным элементом. Температура внутри ванны контролируется термопарой, а регулируется автотрансформатором. Соляная ванна обеспечивает равномерный обогрев движущейся смеси.
Подогретая смесь из подогревателя поступает в реактор 6 (рис. 1.4) для проведения процесса гидрогенизации. Реактор представляет собой толстостенный точеный сосуд высокого давления из стали 12Х18Н10Т, объемом О, 3 и 0,5 л на рабочее давление 30 МПа и температуру 723 К (450°С), а при регенерации катализатора в отсутствии водорода - до 82 3 К (550°С). Загрузка катализатора в реактор будет несколько меньше за счет насадки. Аппарат уплотняется обтюраторами.
Все аппараты и детали, работающие в среде водорода при высоких температурах и давлениях, обязательно изготавливают из высоколегированных сталей типа 12Х18Н10Т.
Рисунок 3.3 – Подогреватель сырья:
1– труба для термопары; 2 – змеевик; 3 – планка; 4 – днище;5 – кожух; 6 –корпус; 7 – изоляция; 8 – проволока; 9 – обмазка (шамот, глина); 10 – теплоизоляция (асбест); 11 – днище корпуса; 12 – клеммы Л-62; 13 – труба для подвода эл. питания; 14 – полуниппель; 15 – гайка нажимная; 16-конус
Рисунок 3.4 – Реактор:1 – ниппель; 2– крышка; 3 – обтюратор (медь МЗ); 4 – фланец (ЗОХМА); 5 – корпус (12Х18Н10Т); 6 – карман для термопары (12Х18Н10Т)
Для лучшего распределения поступающих в реактор потоков по сечению реактора и объему катализатора сверху и снизу катализатора помещают керамическую насадку (измельченные кольца Рашига).
Размеры насадки должны быть таковы, чтобы она не проникала сверху в катализатор и катализатор не просыпался в насадку, находящуюся внизу. Перед загрузкой катализатор и насадка должны высушиваться и прокаливаться. Заполнение может быть таким: в низ реактора насыпают слой насадки (50 мм), на нее - катализатор (600 мм) и сверху - насадка (50 мм). Точка замера температуры должна находиться в зоне катализатора, а отношение высоты слоя катализатора к диаметру реактора может быть около 8. Реакционная смесь вводится в реактор сверху или снизу. Снаружи по корпусу реактора накладывается секционный электронагрев. От теплового эффекта реакции зависит интенсивность нагрева стенки реактора.
3.3 Разделение жидких и газообразных продуктов реакции с очисткой их от сероводорода
Смесь продуктов реакции из реактора после охлаждения в холодильнике 7, поступает в газосепаратор высокого давления 8 (рис. 1.5) для отделения газовой фазы от жидкой. Газовая фаза - это непрореагировавший водород и образовавшиеся в процессе гидрогенизации газы. Жидкая фаза - это жидкие продукты реакции и жидкие углеводороды, не участвовавшие в процессе. Разделение производят при 293-303 К и давлении, близком к давлению в реакторе.
Газосепаратор - толстостенный точеный сосуд высокого давления из стали 12X18Н10Т (1Х18Н9Т), закрыт с двух сторон пробками 2 и 5. Рассчитан на 30 МПа и 52 3 К (250 С). Для герметизации аппарата вместо уплотнения корпуса с пробкой используют прокладки из алюминиевой фольги толщиной 0,5 мм.
Смесь продуктов реакции вводят в аппарат по трубке внутрь до середины аппарата, газ выводится из сепаратора сверху, а жидкость сливается снизу. Нормальная работа сепаратора возможна лишь при непрерывном удалении газовых жидкостных потоков. При ручной выгрузке продуктов при незнании уровня гидрогенизата в сепараторе вероятен вместе с жидкостью проскок газа, что нарушает работу установки. Поэтому контроль уровня и его автоматическое регулирование в таких аппаратах обязательны.
Рисунок 3.5 – Сепаратор высокого давления:
1 – кольцо; 2 – пробка верхняя; 3 – гайка;4 – корпус; 5 – пробка нижняя
Наилучшим образом себя зарекомендовали автоматический контроль и регулирование уровня емкостным методом по измерению электрической емкости датчика, зависящей от уровня измеряемой среды. Датчик представляет собой конденсатор, погруженный в сосуд с измеряемой средой. Для измерения уровня неэлектропроводящих сред используют датчики с двумя неизолированными электродами, одним из электродов служит стенка аппарата. В данном случае второй электрод (рис. 1.6) вводится в сепаратор. Электрический сигнал преобразуется в пневматический, который передается на исполнительный механизм - клапан мембранный типа УКН-ВО, регулирующий поток жидкости из аппарата (рис. 1.7). Клапан диаметром 10 мм на давление 32,0 МПа и температуру 623 К (350°С) изготовлен из хромникелевой стали. Герметичность уплотнения штока достигается при помощи сальника 5. Для визуального контроля положения затвора устройство снабжено указателем 3 и шкалой 4. Позиционное реле 1 применяют в исполнительных устройствах, устанавливаемых на потоках с высоким давлением, для более качественного регулирования уровня.
Из сепаратора высокого давления жидкость с незначительным количеством растворенного в ней газа непрерывно с постоянной скоростью перепускается в сепаратор низкого давления 9, где при давлении 1,5-2,0 МПа газы десорбируются, а гидрогенизат выводится снизу с использованием описанного выше регулятора уровня. Газосепаратор низкого давления по конструкции аналогичен газосепаратору высокого давления. В газосепараторе низкого давления и в других аналогичных аппаратах, где давление невелико и перепады давления при выгрузке невелики, замер уровня можно производить с помощью поплавка, положение которого фиксируется сердечником в катушке.
Рисунок 3.6 – Соединительные части и уплотнение уровнемера емкостного типа ЭУИ-1ВМ к сепаратору высокого давления:
1–индикатор уровня; 2– соединительная втулка (латунь); 3–гайка соединительная; 4– втулка (текстолит, фторопласт); 5 –стержень (Х18Н9Т); 6– вкладыш (текстолит); 7, 8 –ниппель; 9 –чехол (текстолит, фторопласт); 10–стержень
Рисунок 3.7 – Клапан мембранный регулирующий с позиционным реле УКН-ВО: 1–позиционное реле; 2– корпус мембранного механизма; 3–указатель положения; 4 –шкала; 5–набивка сальника; 6 –лубрикатор; 7 – корпус сальника; 8 – корпус клапана регулирующего; 9 – седло; 10 – фланец; 11 –затвор; 12 – обтюратор; 13 – шток; 14 –регулирующий упор; 15 – пружина; 16– мембрана; 17 – крышка мембранного механизма
Рисунок 3.8 – Сепаратор высокого давления с указателем уровня – поплавком: 1 – стакан; 2 – катушка; 3 – пружина; 4 – сердечник; 5 – дно стакана; 6 – кольцо; 7 –пробка верхняя; 8 –гайка; 9 – корпус; 10 – труба; 11 – отбойник; 12 – поплавок; 13 – пробка нижняя
Электрический сигнал затем передается на показывающий потенциометр. В этом случае слив жидкости может производиться вручную без опасности проскока газа (рис. 1.8). Отделившиеся в сепараторе высокого давления газы (водород, метан, этан, сероводород и др.) смешиваются с водородом, поступающим из бехельтера, и направляются на очистку от сероводорода в ловушку 10, скруббер 11 и отбойник 12. Очистку от сероводорода осуществляют в скруббере 20%-ным раствором едкого натра. Ловушка предназначена для улавливания щелочи в случае переброса ее из скруббера и исключения ее попадания в сепаратор высокого давления. Отбойник задерживает щелочь от попадания ее в циркуляционный насос. Таким образом, очищенный от сероводорода газ поступает во всасывающую линию циркуляционного насоса. Перепад давления между всасывающей и нагнетательной линиями невелик и определяется сопротивлением системы на пути потока газа. Установка, на которой проводят подбор оптимальных условий технологических режимов, испытания катализаторов и балансовые опыты, должна быть достаточно гибкой. На рис. 1.9 показана технологическая схема установки с двумя последовательно включенными реакторами. При необходимости проводят опыты на одном реакторе. Работа на реакторах может проводиться как в жидкой, так и в паровой фазе. Реактор (рис. 1.10) - точеный толстостенный сосуд высокого давления, рассчитанный на температуру 723 К (450°С) из стали 1Х18Н10Т, закрытый с двух сторон крышками 1 и 7.
Уплотняется реактор двумя линзами 2. При регенерации катализатора температура допускается до 823 К (550 С). Сырье в реакторы может поступать снизу или сверху последовательно. Температура в реакторе контролируется внутренней термопарой и регулируется электронагревом. Из реакторов продукт с сопутствующими газами поступает в сепаратор высокого давления 5, из которого гидрогенизат выводится снизу, а газы отводятся сверху, смешиваются со свежим водородом из бехельтера и направляются в барботер 7. Барботер по конструкции и изготовлению однотипен с газосепараторами, залит водой и предназначен для отделения из циркулирующей газоводородной смеси соединений азота.
Рисунок 3.9 – Технологическая схема установки гидрогенизации с двумя реакторами: 1 – бехельтер; 2 – насос сырьевой; 3 – подогреватель сырья; 4 – реактор; 5 – сепаратор высокого давления; 6 – расходомер; 7 – барботер; 8 –ловушка; 9 – скруббер; 10– отбойник; 11 – фильтр; 12 – насос циркуляционный; 13 – сепаратор, конденсатор; 14 – холодильник; 15 –отдувочная колонна; 16 – приспособление непрерывной выгрузки; 17 – ловушка
Рисунок 3.10 – Реактор:1 – крышка верхняя (Х18Н10Т); 2–линза (1Х18Н9Т); 3–фланец; 4– корпус; 5 – карман для термопары; 6 – шпилька (ЗОХМА); 7 – крышка нижняя; 8– гайка (ЗОХМА); 9–втулка
После барботера смесь газов проходит очистку от сероводорода в аппаратах 8, 9 и 10 и направляется в циркуляционный насос. После очистки газа от сероводорода предусмотрена частичная сдувка газа в атмосферу с замером сдуваемого количества.
Гидрогенизат из газосепаратора высокого давления перепускается при парофазном гидрировании в подключаемый в этом случае в схему сепаратор низкого давления, где происходит отделение дистиллятного газа от гидрогенизата, который выгружается в специальную емкость для дальнейшего выщелачивания из него сероводорода.
При жидкофазном, гидрировании гидрогенизат из сепаратора направляется в отдувочную колонну 15 (рис. 3.11) для отделения из гидрогенизата сероводорода и легких фракций с помощью диоксида углерода, водорода или водяного пара. Колонна диаметром 57X3,5 закрыта сверху и снизу штуцерами 1, наполнена насадкой в виде стеклянных палочек или трубок. Колонна имеет два отверстия: в верхнее вводится жидкая часть из газосепаратора, в нижнее - отдувочный газ или пар. Колонна помещена в ванну 5, залитую смесью солей. По боковой поверхности ванны наложен двухсекционный электрообогрев.
Рисунок 3.11 – Отдувочная колонна
1-штуцер; 2-фланец;3-корпус колоны (1Х18Н1ОТ);4-труба(8х2); 5– корпус соляной ванны; 6 – проволока (Х20Н80); 7–насадка; 8 – изоляция; 9 – расплав соли; 10 – обмазка
Гидрогенизат из колонны спускается в приспособление непрерывной автоматической выгрузки 16 (рис.3.12) - аппарат на давление 0,15 МПа и температуру 523 К (280°С)
Рисунок 3.12 – Приспособление непрерывной автоматической выгрузки: 1– прокладка (паранит); 2– крышка; 3 – фланец; 4 – колпачок (алюминий); 5 – стакан (стекло молибденовое); 6– корпус; 7 – рубашка; 8 – поплавок (алюминий); 9 – направляющая пружина; 10 – дно; 11 – трубка дренажная; 12 – фильера, выход
Рисунок 3.13 – Сепаратор-конденсатор:1 – конус; 2 – гайка; 3 – тройник; 4 – гайка; 5 – крышка верхняя; 6 – труба;
7 – корпус (1Х18Н10Т); 8 – крышка нижняя
С наружной поверхности по корпусу приварена рубашка 6 для обогрева аппарата водяным паром под давлением 1,2 МПа. Внутри аппарата помещен алюминиевый поплавок, который с повышением уровня открывает отверстие для выгрузки.
Рисунок 3.14 – Фильтр:1 – крышка верхняя; 2 – линза (1Х18Н9Т); 3 – фланец; 4 – труба внутренняя; 5 – перфорированная труба; 6 – корпус (1Х18Н10Т); 7 - днище трубы
После отдувочной колонны сероводород и легкие фракции с отдувочными газами проходят змеевиковый холодильник 14, изготовленный из трубки диаметром 10X2 мм, длиной 2,4 м из стали 1Х18Н9Т на давление 30 МПа и температуру от 473 до 29 3 К. Теплопередающая поверхность холодильника 0,025 м. Охлажденная смесь поступает в сепаратор-конденсатор 13, (рис. 3.13) для отделения сконденсировавшихся паров нефтепродуктов от газа. Жидкость сливается через дренаж в нижней крышке 8.
Сепаратор объемом 1,7 л изготовлен из трубы (8 3X5, сталь 1Х18Н9Т) и рассчитан на атмосферное давление и температуру 293 К. Циркуляционные газы перед поступлением в реакционное устройство проходят очистку в фильтре и (рис.3.14) аппарате высокого давления объемом 2 л, рассчитанном на давление 30 МПа и температуру 523 К, изготовленном из стали 1Х18Н9Т. Внутри аппарата помещена перфорированная труба с фильтрующим материалом, поверхность фильтрации 0,05 м2. При отдувке диоксидом углерода газ из баллона, пройдя ловушку 17, сварной аппарат диаметром 100 мм и 250 мм, поступает в отдувочную колонну. Опытная установка, представленная на рис.3.15, имеет реакционное устройство, представляющее собой блок из трех реакторов, в каждом из которых можно вести самостоятельные исследования. При необходимости они могут соединяться последовательно.
Рисунок 3.15 – Технологическая схема установки с блоком реакторов:1 – бехельтер; 2 – регулятор давления; 3,11 – расходомеры; 4 – насос сырьевой; 5 – блок реакторов; 6 – сепаратор высокого давления; 7 – ловушка; 8 – скруббер; 9 – отбойник; 10 – насос циркуляционный
Установка предназначена для проведения опытов по определению оптимальных режимов гидрогенизации нефтепродуктов и по испытанию катализаторов, которое может проводиться на модельном сырье, легких и средних нефтяных фракциях и на тяжелом сырье. Испытание катализаторов включает: определение его стабильности; изучение влияния на качество продукта состава и объемной скорости подаваемого сырья, скорости циркуляции газов, а также оптимальных условий для получения целевого продукта; возможность регенерации катализатора; осернение катализатора. Весь блок реакторов имеет единую систему сероводородной очистки. При раздельной работе реакторов подача сырья и циркулирующего газа обеспечивается самостоятельными плунжерами насосов и отдельными коммуникациями.
Рисунок 3.16 – Блок реакторов:1 – реактор; 2 – ванна; 3 – карман для термопары; 4 – электро-обогрев (проволока, Х20Н80); 5 – ниппель (4Х14Н14В2МА); 6 – корпус (1Х18Н10Т); 7 – фланец; 8 – обтюратор (М-1)
Блок реакторов (рис. 3.16) состоит из реакторов 1, помещенных в ванну 2, заполненную для лучшего распределения тепла в объеме алюминием или смесью солей (что для работы реакторов лучше, но более опасно). По наружной боковой поверхности ванны размещен трехсекционный электрообогрев. В центре каждой секции на стенке ванны крепятся термопары. Во время работы блока во всех реакторах поддерживают приблизительно одинаковую температуру, соответствующую температуре в ванне, замер производят трехточечной термопарой, помещенной в карман. Термопары всех реакционных аппаратов изготавливают из сплава хромель-алюмель. Карман установлен в центре ванны.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Голосов А.П.,https://www.ukntb.kz/cgi-bin/irbis64r_91/cgiirbis_64.exe?Z21ID=&I21DBN=ONTB_PRINT&P21DBN=ONTB&S21STN=1&S21REF=&S21FMT=fullw_print&C21COM=S&S21CNR=&S21P01=0&S21P02=0&S21P03=M=&S21STR= Пилотные и опытно-промышленные установки высокого давления в нефтепереработке и нефтехимии. М.: Химия, 1987. - 181 с