Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое катализатора. Справочник по эксплуатации, проектированию и оптимизации установок ККФ, 2-е издание

New
Рейтинг:
В наличии
4 500 руб.
Поделиться
ISBN 978-5-91884-130-3
Автор Задегбейджи Р.
Перевод с англ. 4-го изд.(2020 г., Fluid Catalytic Cracking Handbook, Third Edition: An Expert Guide to the Practical Operation, Design, and Optimization of FCC Units) под ред. Глаголевой О.Ф.
Количество страниц 448
Вес 0,9
Формат 165*235 мм.
Год издания 2023
  • Аннотация
  • Оглавление
  • Фрагменты

В обновленном 4-м издании известного справочника по FCC обновлены разделы по технологическим разработкам, конструкциям установок и инженерным решениям, позволяющим увеличить надежность, эффективность, прибыльности операций и глубину переработки. Включены данные последних достижений в области применения добавок к катализаторам, переработки остаточного и глубоко очищенного сырья, устранения недостатков и проблем. Новые главы подробно рассматривают актуальные вопросы работы секции реактор-регенератор (конвертер), оптимизацию работы установки - улавливание пара и секции обработки продукта. Отдельная глава посвящена системам огнеупорной футеровки, включая примеры монтажа и принципы сушки и закалки. Впервые включена глава, в которой̆ рассматривается использование биотоплива в транспортном топливе.

Многочисленные приложения, справочные таблицы и расчеты делают издание максимально практичным. Справочник станет незаменимым руководством для специалистов по FCC/RFCC благодаря 40-летнему опыту автора, обобщению достижений и обзору ноу-хау в этой области за последние 10 лет.

Книга предназначена для инженеров, технологов, менеджеров, осуществляющих проектирование, выбор, эксплуатацию FCC-установок. Она будет полезна специалистам по разработке катализаторов и внедрению новых решений в области каталитического крекинга.

Книга издана при содействии «Газпромнефть — Каталитические системы» 



ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие к русскому изданию........................................... 14

Предисловие к четвертому изданию....................................... 15

Об авторе.................................................................................. 16

Глава 1. Описание процесса

1.1.           Предварительный подогрев сырья........................ 31

1.2.          Секция преобразования.......................................... 33

1.2.1.          Полное и неполное сгорание............................... 37

1.3.          Секция дымовых газов регенератора..................... 39

1.3.1.          Разделение газов регенератора и катализатора. 39

1.3.2.         Устройства загрузки и выгрузки катализатора...... 41

Выводы....................................................................................... 42

Глава 2.   Описание процесса, основная ректификационная колонна, газовая установка и секции очистки продукции

2.1.          Основная ректификационная колонна..................... 43

2.2.         Газофракционирующая установка............................. 47

2.2.1.         Компрессор жирного газа........................................ 49

2.2.2.        Абсорбер первой ступени......................................... 50

2.2.3.        Абсорбент или абсорбер второй ступени................ 50

2.2.4.        Отпарная секция, или деэтанизатор........................ 51

2.2.5.        Дебутанизатор............................................................ 51

2.2.6.        Разделитель бензина.................................................. 52

2.3.         Система промывной воды............................................ 53

2.4.         Очистные установки..................................................... 55

2.4.1.         Абсорбер кислого газа............................................... 56

2.4.2.        Очистка сжиженого нефтяного газа (СНГ)................ 58

2.4.3.        Щелочная очистка....................................................... 59

2.5.          Бензин с ультранизким содержанием серы............... 61

Выводы.......................................................................................... 61

Глава 3.   Контрольно-измерительная аппаратура

3.1.          Рабочие параметры (переменные).............................. 64

3.2.         Контрольно-измерительная аппаратура....................... 64

3.2.1.         Общий диспетчерский контроль.................................. 65

3.3.         Золотниковый клапан регенерированного и отработанного катализатора......... 67

3.4.         Улучшенная система автоматического управления...... 67

3.4.1.         Преимущества моделирования/контроля с  изменяющимися параметрами     69

3.4.2.        Недостатки моделирования/контроля с изменяющимися

параметрами.......................................... 70

Выводы.............................................................................................. 71

Глава 4.   Характеристики сырья для каталитического крекинга

4.1.          Классификация углеводородов.................................................................................... 73

4.1.1.          Парафины........................................................................ 73

4.1.2.         Олефины.......................................................................... 74

4.1.3.         Нафтены........................................................................... 75

4.1.4.         Ароматические углеводороды......................................... 76

4.2.         Физические свойства сырья................................................ 76

4.2.1.         Плотность нефти в градусах API...................................... 77

4.2.2.        Дистилляция (разгонка)...................................................... 79

4.2.3.        Анилиновая точка................................................................ 82

4.2.4.        Показатель преломления.................................................... 82

4.2.5.        Бромное число и бромный индекс...................................... 83

4.2.6.        Вязкость................................................................................. 84

4.3.         Примеси................................................................................... 85

4.3.1.         Сера...................................................................................... 85

4.3.2.        Углеродистый остаток........................................................... 89

4.3.3.        Органический азот................................................................. 91

4.4.         Металлы................................................................................... 95

4.4.1.         Никель.................................................................................... 95

4.4.2.        Ванадий................................................................................... 97

4.4.3.        Щелочноземельные металлы................................................ 99

4.4.4.        Прочие металлы..................................................................... 100

Выводы...................................................................................................... 101

4.5.          Эмпирические корреляции....................................................... 101

4.5.1.         К-фактор (характеристический)............................................. 102

4.5.2.        Total........................................................................................... 105

4.5.3.        Метод n-d-M.............................................................................. 107

4.5.4.        Метод API.................................................................................. 109

4.6.         Преимущества гидроочистки...................................................... 112

Выводы......................................................................................................... 113

Список использованной литературы.......................................................... 113

Глава 5. Катализаторы каталитического крекинга

5.1.           Компоненты катализатора.......................................................... 116

5.1.1.          Цеолит......................................................................................... 116

5.2.          Матрица......................................................................................... 124

5.3.          Наполнитель и связующий компонент......................................... 125

5.4.          Технологии производства катализаторов.................................... 126

5.4.1.         Стандартные типы цеолитов (REY, REHY и HY)....................... 126

5.4.2.        Цеолит USY.................................................................................... 128

5.4.3.        Технология компании BASF........................................................... 129

5.5.          Физические и химические свойства свежего катализатора..........129

5.5.1.          Распределение размеров частиц................................................ 130

5.5.2.         Удельная поверхность................................................................... 130

5.5.3.         Натрий.............................................................................................. 131

5.5.4.         Редкоземельные элементы............................................................ 131

5.6.          Анализ равновесного катализатора................................................. 132

5.6.1.         Химические свойства равновесного катализатора........................ 134

5.6.2.        Физические свойства равновесного катализатора.......................... 139

5.7.          Управление катализатором................................................................. 141

5.8.          Анализ катализатора............................................................................ 145

Выводы.................................................................................................................. 148

Список использованной литературы................................................................... 149

Глава 6.   Добавки к катализатору и сырью

6.1. Активатор горения CO............................................................................... 150

6.2.         SOx-добавка.......................................................................................... 151

6.3.         NOx-добавка........................................................................................ 154

6.4.         Добавка ZSM-5............................................................................ 154

6.5.          Пассивация металлов................................................................ 156

6.5.1.         Сурьма.................................................................................. 157

6.6.         Добавка для крекинга кубового остатка.................................................. 158

Выводы................................................................................................ 158

Список использованной литературы........................................................... 158

Глава 7.  Химические реакции каталитического крекинга

7.1.   Термический крекинг............................................................ 160

7.2.   Каталитический крекинг.......................................................................................... 162

7.2.1. Развитие технологий катализаторов каталитического крекинга............. 162

7.2.2. Появление цеолитов................................................... 163

7.2.3. Механизмы каталитического крекинга.......................................... 165

7.2.4. Реакции крекинга............................................................................. 166

7.2.3.  Реакции изомеризации........................................................ 167

7.2.6.  Реакции переноса водорода........................................... 168

7.3.    Прочие реакции......................................................................... 169

7.4.  Термодинамические свойства................................................... 170

Выводы.............................................................................................. 172

Cписок использованной литературы........................................................... 172

Глава 8.   Контроль и управление установкой

8.1. Материальный баланс...................................................................... 174

8.2.  Методы испытаний..................................................................... 176

8.2.1. Преимущества анализа образца реакционной смеси........................... 176

8.2.2. Недостатки анализа образца реакционной смеси...................... 177

8.3.  Рекомендуемая методика проведения испытаний................................ 177

8.3.1. Перед контрольным испытанием следует:............................................ 178

8.3.2. Сбор данных................................................................................. 179

8.3.3. Расчеты материального баланса........................................................ 179

8.3.4.  Анализ результатов............................................................. 180

8.4. Анализ примера из практики....................................................................... 180

8.4.1.Материальный баланс рассчитывается следующим образом:............... 180

8.4.2. Входящие и выходящие потоки в общем материальном балансе......... 182

8.5. Расчет выхода кокса....................................................................................... 182

8.5.1. Преобразование в единицы массы (фунт/ч и кг/ч).................................. 185

8.6. Выход компонентов...................................................................... 186

Пример 8.3............................................................................................ 187

8.6.1.  Корректировка границ разделения фракций бензина и легкого

газойля.. 188

8.6.2. Анализы данных теплового и материального балансов........................... 190

8.7. Тепловой баланс....................................................................................... 192

8.7.1.  Тепловой баланс в зоне «отпарная секция — регенератор»................... 193

8.7.2. Тепловой баланс реактора........................................................... 195

8.8.Анализ результатов............................................................................ 199

8.9.  Выравнивание давления....................................................................... 200

8.9.1. Основные принципы псевдоожижения.......................................................... 200

8.9.2. Основные компоненты контура «реактор — регенератор»..................... 201

8.9.3.  Анализ конкретных примеров.................................................................... 204

8.9.4.  Анализ полученных результатов................................................................ 204

Выводы.............................................................................................................. 208

Список использованной литературы............................................... 208

Глава 9.   Продукты и экономические показатели

9.1. Продукция каталитического крекинга................................................... 210

9.1.1. Сухой газ................................................................................ 210

9.1.2.  Сжиженный нефтяной газ.................................................. 211

9.2.    Бензин........................................................................................... 213

9.2.1. Выход бензина............................................................................ 214

9.2.2.  Качество бензина........................................................ 214

9.3. Легкий газойль....................................................................... 221

9.3.1.   Выход легкого газойля.......................................................... 221

9.3.2. Качество легкого газойля......................................................... 222

9.4.  Тяжелый газойль и декантойль.......................................................... 224

9.4.1. Качество декантойля...................................... 225

9.5.Кокс................................................ 226

9.6.  Экономические характеристики каталитического крекинга......................... 228

Выводы...................................................................................... 231

Список использованной литературы................................................... 232

Глава 10. Эффективная реализация и управление проектом

10.1. Управление проектом: принципы модернизации установки

каталитического крекинга......................................... 233

10.1.1.  Предварительное проектирование................................................................. 234

10.1.2.  Разработка технологического процесса........................................................ 236

10.1.3.   Детальное техническое проектирование...................................................... 237

10.1.4.    Подготовительный этап.......................................................... 238

10.1.5.  Строительство......................................................... 238

10.1.6. Приемка в эксплуатацию и пуск........................................................ 239

10.1.7.  Анализ по завершении проекта........................................................ 239

10.2.       Полезная информация для успешной реализации проекта.................................. 239

Глава 11. Огнеупорная футеровка технологического оборудования

11.1.  Огнеупорные материалы.................................................................. 242

11.1.1.Цементы........................................................... 242

11.1.2.  Агрегаты...................................................................... 242

11.1.3.   Добавки............................................................................ 242

11.1.4. Волокно............................................................................................ 242

11.2.  Огнеупорная футеровка, армированная фиброй из нержавеющей стали......... 242

11.3. Типы огнеупорных материалов......................................... 243

11.3.1.  Кирпичи............................................................................. 243

11.3.2. Теплоизоляционный огнеупорный кирпич.................................................... 243

11.3.3. Высокоглиноземистый огнеупорный кирпич................................................. 244

11.3.4. Литые огнеупоры................................................................................. 244

11.4.   Мертель (огнеупорный)........................................................................... 246

11.5. Огнеупоры пластического формования/трамбованные (набивные) смеси..... 247

11.6.Физические свойства..................................................................................... 247

11.6.1.Объемная плотность...................................................................... 247

11.6.2. Прочность............................................................................................... 248

11.7.    Анкеры.............................................................................................................. 250

11.7.1.  Типы анкеров................................................................................... 250

11.8.  Двухслойные анкерные системы................................................................ 257

11.9. Способы размещения анкеров........................................................... 257

11.10. Проектирование огнеупорной футеровки технологического оборудования...... 257

11.10.1.  Толщина покрытия....................................................... 258

11.10.2.Выбор огнеупорного материала.......................................................... 258

11.10.3.  Теплопередача.................................................................................. 258

11.11.  Выбор анкера............................................................................................. 258

11.12.  Технологии нанесения................................................................................ 259

11.12.1. Торкретирование....................................................................... 259

11.12.2.Мокрое торкретирование.............................................................. 260

11.12.3. Литье................................................................................. 260

11.12.4.Вибрационное литье................................................................ 261

11.12.5.Трамбовка (набивка)...................................................................... 261

11.13. Пластические огнеупорные массы........................................................... 261

11.13.1.  Трамбовка................................................................................. 262

11.13.2. Торкретирование....................................................................... 262

11.13.3.Ручная закладка................................................................................. 263

11.14.Программа контроля качества............................................................... 263

11.14.1.Письменные инструкции........................................................ 263

11.14.2.Соответствие заявленным физическим свойствам........................ 264

11.14.3.Приемочные испытания перед отгрузкой.......................... 265

11.14.4. Представление и допуск персонала............................. 265

11.14.5.Отбор пробы продукции..................................... 265

11.14.6.Испытание проб продукции........................................ 265

11.14.7.Таблицы регистрации данных по смешению...................... 265

11.14.8.Технический контроль................................................................ 266

11.15. Сушка огнеупорной футеровки........................................................... 266

11.15.1. Предварительный нагрев огнеупорной футеровки........................ 266

11.15.2. Сушка огнеупорной футеровки при пуске оборудования.................. 267

11.15.3.  Последующий нагрев огнеупорной футеровки................... 268

11.16. Примеры огнеупорных систем в установках каталитического крекинга.............. 269

Выводы................................................................................................................ 271

Благодарность................................................................................................... 271

Глава 12. Принципы технологического и механического проектирования установок и оборудования каталитического крекинга

12.1.  Качество катализатора каталитического крекинга................................... 272

12.2.Работа при повышенной температуре.......................................... 273

12.3.Качество огнеупорной футеровки.................................................... 273

12.4. Модернизация нефтеперерабатывающей промышленности............... 273

12.4.1  Основные компоненты системы «реактор — регенератор»................ 274

Выводы............................................................................................... 290

Глава 13. Выявление и устранение неисправностей

13.1.  Основные принципы эффективного выявления и устранения

неисправностей............................................................................................ 292

13.2. Основные физические свойства катализатора каталитического крекинга......... 294

13.3. Основы циркуляции катализатора.................................................................................. 295

13.3.1. Факторы, затрудняющие циркуляцию катализатора.................... 300

13.4.  Потери катализатора.......................................................................................................... 300

13.5.   Закоксовывание/засорение........................................................................ 303

13.5.1.Методика выявления и устранения неисправностей................................. 303

13.6.Увеличение дожигания........................................................................ 305

13.7. Турбодетандеры горячего газа................................................................ 307

13.7.1.  Методика выявления и устранения неисправностей............................ 309

13.8.  Реверсирование потока..................................................................... 309

13.8.1.Предотвращение реверсивного потока....................................... 310

Выводы....................................................................................................... 321

Глава 14. Оптимизация и расшифровка узких мест

14.1.  Введение.................................................................... 323

14.2. Подход к оптимизации................................................................. 324

14.3.  Улучшение рентабельности установки каталитического крекинга путем применения апробированных  технологий............................................... 325

14.3.1. Видимые ограничивающие параметры.......................................... 325

14.4.  Расшивка узких мест................................................................................... 325

14.4.1. Гидравлика контура ввода сырья.............................................. 326

14.4.2.Типичная секция предварительного подогрева сырья....................... 326

14.5.Структура «реактор — регенератор».............................................. 329

14.5.1.  Механические ограничения..................................... 329

14.5.2.Концевое оборудование райзера................................................... 330

14.5.3. Питающие форсунки................................................................. 338

14.5.4.  Отпарная секция отработанного катализатора................................ 341

14.5.5. Система распределения воздуха и отработанного катализатора........ 341

14.5.6.  Расшивка узких мест при циркуляции катализатора............................... 342

14.5.7. Расшивка узких мест при подаче воздуха горения.......................... 343

14.5.8.  Регенерация........................................................... 345

14.5.9. Система дымового газа............................................................... 345

14.5.10.   Катализатор каталитического крекинга................................. 345

14.6.  Расшивка узких мест на основной ректификационной колонне

и газофракционирующей установке............................................................. 346

14.6.1. Расшивка узких мест на основной ректификационной колонне.............. 346

14.6.2. Расшивка узких мест в компрессоре жирного газа.................................. 349

14.6.3. Улучшение работы абсорбционной и отпарной колонн...................... 351

14.6.4. Расшивка узких мест в работе дебутанизатора.......................................... 352

14.7. Контрольно-измерительная аппаратура.................................................... 353

14.8. Энергетические системы/внешние технологические объекты.............. 354

14.8.1. Резервуарный парк/смешивание.................................... 354

14.9.Пар/питательная вода котла............................................................. 354

14.10.Установка кислой воды/аминной очистки/сероочистки...................... 355

14.11.Система предохранительно-перепускных устройств........................... 355

14.12.    Топливная система..................................................................... 355

Выводы.............................................................................................................. 355

Глава 15. Выбросы в окружающую среду

15.1. Нормативы концентрации загрязняющих веществ для нового источника.......... 358

15.2.Максимально достижимая технология контроля (MACT II).......... 358

15.3. Постановления о разрешении Агентства по охране окружающей

среды США (EPA)......................... 360

15.4. Способы контроля................................................................... 360

15.4.1.  Выбросы CO................................................................................... 360

15.4.2. Выбросы SOx ............................................................... 361

15.5.  Твердые частицы....................................................................... 365

15.5.1. Сепаратор третьей/четвертой ступени.............................. 365

15.5.1. Сухой электростатический фильтр.................................................. 366

15.5.3.  Импульсная очистка с металлокерамическими фильтрами.............. 368

15.6.   NOx............................................................................................ 368

15.6.1.       Качество сырья.................................................... 369

15.6.2.      Рабочие условия............................................. 370

15.6.3.      Добавки к катализатору...................................................... 370

15.6.4.      Механическое оснащение................................................. 371

15.6.5.      Селективное каталитическое восстановление...................... 371

15.6.6.      Селективное некаталитическое восстановление........................ 372

15.6.7.      Технология LoTox™...................................................... 373

Выводы..................................................................................................... 374

Глава 16. Переработка остаточного сырья и сырья глубокой гидроочистки

16.1.        Крекинг остаточного сырья.................................................. 375

16.1.1.       При переработке остаточного сырья необходимо учитывать

следующее:....................... 379

16.1.2. Возможные варианты проектирования переработки

остаточного сырья............ 379

16.2.       Технологии RFCC.................................................. 381

16.2.1.      Установки  Shaw Axens RFCC............................. 381

16.2.2.     Установки UOP RFCC........................................... 383

16.3.       Эксплуатационная и механическая надежность.................. 385

16.4.       Влияние остаточного сырья на технологический процесс............ 386

16.5.       Переработка сырья глубокой гидроочистки............................. 387

Выводы........................................................................................... 388

Глава 17. Биотоплива

17.1.  Выбросы парниковых газов.............................................. 391

17.2.  Стандарт США на возобновляемое топливо..................... 393

17.3. Идентификационные номера возобновляемых источников энергии............ 394

17.4.  Этанол............................................................................. 396

17.4.1.  Этаноловое сырье....................................... 396

17.4.2. Целлюлозный этанол.............................................. 398

17.5.  Биодизель............................................................................................. 400

17.5.1.  Сырье для биодизеля........................................ 400

17.5.2.Химия реакции....................................................... 400

17.6.  Возобновляемое дизельное топливо................................................. 403

17.6.1.   Сырье............................................................................ 403

17.6.2.   Поставщики технологий......................................... 404

17.6.3. Типовые рабочие условия................................... 404

17.6.4. Свойства возобновляемого дизельного топлива........................ 405

17.6.5.  Перспективы расширения использования возобновляемого

дизельного топлива и биодизеля..................................................................... 405

17.7.    Совместная переработка биогенного сырья на установке каталитического крекинга   406

17.8.   Возобновляемое реактивное топливо................................... 407

17.8.1.  Спецификации на реактивное топливо....................................... 409

17.8.2.  Возобновляемое реактивное топливо....................... 409

17.8.3.   Проблемы, связанные с использованием возобновляемого топлива... 411

17.9.  Пиролиз................................................................................................. 411

17.9.1. Свойства пиролиза бионефти.................................. 412

Cписок использованной литературы................................................ 414

Приложение 1....................................................................................................... 415

Приложение 2........................................................................................................... 416

Приложение 3................................................................................................ 417

Приложение 4...................................................................................................... 418

Приложение 5.................................................................................................... 419

Приложение 6............................................................................................. 421

Приложение 7................................................................................................... 422

Приложение 8.................................................................................................... 423

Приложение 9.......................................................................................................... 425

Приложение 10.................................................................................................. 425

Приложение 11............................................................................................ 426

Приложение 12................................................................................................... 430

Словарь терминов................................................................................... 431

Приложение от компании ООО «Газпромнефть — Каталитические системы»...................... 442




ККФ-2 начало.pdf
Размер: 551.84 кб

С этим товаром покупают