Хойшлогдсон коксжих нэгж: төсөл, ажиллах зарчим, эрчим хүчний тооцоо, түүхий эд

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Хойшлуулсан коксжих төхөөрөмж нь газрын тос боловсруулахад хамгийн түгээмэл техник хангамжийн шийдэл юм. Тэдний төхөөрөмж нь түүхий эдийг халааж коксжуулдаг реактор, механик боловсруулалт гэсэн 2 үндсэн модулийг агуулдаг. Үйлдвэрийн зураг төслийг үе шаттайгаар явуулдаг бөгөөд үүнд технологийн тоног төхөөрөмжийг тооцоолох, сонгох, техник, эдийн засгийн үзүүлэлтүүдийг тодорхойлох зэрэг орно.

Очих газар

Коксжих технологийн процесс нь газрын тос боловсруулах нэг арга юм. Үүний гол зорилго нь том хэмжээний нефтийн кокс авах явдал юм. Аж үйлдвэрт коксжих 3 аргыг хэрэглэдэг:

1. Үе үе, шоо. Түүхий эдийг хэвтээ аппаратанд ачиж, доор нь галын хайрцгаар халааж, дараа нь 2-3 цагийн турш шохойжуулна. Үүний дараа зуухыг хөргөж, эцсийн бүтээгдэхүүнийг буулгана. Энэ арга нь хамгийн энгийн бөгөөд бүтээмж багатай.
2. Тасралтгүй. Энэ арга нь аж үйлдвэрийн хөгжлийн шатандаа байна.
3. Хагас тасралтгүй, одоогоор хүлээн авсанхамгийн өргөн тархсан.

Хэт сааталтай коксжих төхөөрөмж нь хамгийн сүүлийн үеийн технологийн тоног төхөөрөмж юм. Тэдгээрийн дотор түүхий эдийг зууханд урьдчилан халааж, дараа нь шаардлагатай температурыг хадгалахын тулд дулаан тусгаарлах давхарга бүхий халаалтгүй урвалын камерт шилжүүлдэг. Реакторын тоо, хэмжээ, зуухны хүч нь бүхэл бүтэн үйлдвэрийн гүйцэтгэлд нөлөөлдөг.

Орос дахь анхны DCU-ийн ажиллагааг 1965 онд Уфанефтехимд эхлүүлсэн. Тус үйлдвэрийн саатсан коксжуулагч өнөөдөр ч ажиллаж байна. 2007 онд сэргээн засварласны дараа түүний бүтээмж нь боловсруулсан түүхий эдийн массын хувьд 700-750 мянган тонн/жил болж байна.

Эцсийн бүтээгдэхүүн

Коксоос бусад бодисыг хэт авианы шинжилгээгээр олж авдаг:

• коксжих хий (технологийн түлш болгон ашигладаг эсвэл пропан-бутан фракцыг гаргаж авахын тулд боловсруулсан);
• бензин;
• кокс нэрмэл (түлш, хагарлын түүхий эд).

Дотоодын хэт авианы туршилтын машин дээр коксын гарц жингийн 20-30% байдаг. Энэ үзүүлэлт нь юуны түрүүнд түүхий эдийн чанараас хамаарна. Металлургийн салбар энэ бүтээгдэхүүнд хамгийн их хэрэгцээтэй байгаа (анод ба электрод, хөнгөн цагаан, зүлгүүр, карбид, нүүрстөрөгчийн бал чулуу материал, феррохайлш үйлдвэрлэх). ОХУ-д анхны Уфа DCU-аас гадна бусад саатсан коксжуулагч хэсгүүдийг барьсан: Омскийн боловсруулах үйлдвэр, Новокуйбышевскийн боловсруулах үйлдвэр, ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепеработка ХХК, ЛУКОЙЛ-Пермннефтеоргсинтез, ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез, Ангарскийн нефтийн химийн компани, NOVOIL OJSC (Уфа), TANECO PJSC (Нижнекамск).

Түүхий эд

Коксжих хүнсний материалыг анхдагч болон хоёрдогч боловсруулалтын бүтээгдэхүүн гэж 2 бүлэгт хуваадаг. Дараах бодисуудыг коксжих хоцрогдсон нэгжид түүхий эд болгон ашигладаг:

• мазут;
• хагас давирхай;
• тар;
• нүүрсний давирхай;
• асфальт болон бусад үйлдвэрийн газрын тосны бүтээгдэхүүн;
• шингэн нүүрсний үлдэгдэл;
• хүнд пиролиз ба занарын давирхай;
• дулааны хагарлын үлдэгдэл;
• газрын тосны битум ба хүнд тос.

Өндөр үнэрт тосны үлдэгдэл нь одоогоор хамгийн түгээмэл түүхий эд юм.

Технологийн үзүүлэлтэд үзүүлэх нөлөө

Коксжих үйлдвэрийн дараах үзүүлэлтүүд нь тэжээлийн материалын шинж чанараас хамаарна:

• урвалын камерын үр ашиг;
• хүлээн авсан бүтээгдэхүүний чанар;
• кокс гаралтын цэг;
• процессын нөхцөл.

Хамгийн чухал түүхий эдийн үзүүлэлтүүд нь:

• Асфальт-давирхайт бодисын агууламжаас хамаарч коксжих. Коксжих утга нь 10-20% байх ёстой. Бага утгатай бол коксын гарц буурч, том бол зуухны ороомог дотор ордууд хуримтлагддаг. Коксжих хүчин чадлыг тигель доторх нефтийн бүтээгдэхүүний дээжийг халаасны дараа дахь хатуу үлдэгдлийн массаар тодорхойлно.
• Нягт.
• Химийн найрлага. -ааскоксын чанарт хамгийн их нөлөөлдөг хортой хольц нь хүхэр ялгаруулдаг (энэ нь жингийн 1.5% -иас ихгүй байх ёстой). Технологийн процесст кокс хийх зориулалтаас хамааран төрөл бүрийн түүхий эдийг ашиглах нь зүйтэй. Тиймээс эцсийн бүтээгдэхүүний утаслаг бүтцийг олж авахын тулд парафин суурьтай материалыг ашигладаг.

Коксын гарц нь тэжээлийн нягт ба асфальтений агууламжтай пропорциональ байна.

Коксжих үе шат

Түүхий эд нийлүүлэхээс эхлээд эцсийн бүтээгдэхүүн буулгах хүртэл хугацаа хоцорсон коксжих нэгжийн технологийн процесс урт бөгөөд тасралтгүй явагддаг. Уламжлал ёсоор үүнийг 3 үе шатанд хуваадаг:

1. Задаргааны урвал, нэрмэлийн фракц үүсэх, завсрын бүтээгдэхүүн, конденсац.
2. Хий дэх ханаагүй нүүрсустөрөгчийн агууламж мэдэгдэхүйц буурч, үлдэгдэл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн молекул жин нэмэгдэх, циклжих урвал.
3. Үлдэгдэл дэх асфальтены агууламж 26% хүртэл нэмэгдэж, давирхай, тосны хэмжээ багасна. Шингэн үлдэгдлийг хатуу кокс болгон хувирга.

Ангилал

Хойшлуулсан коксжих төхөөрөмжийг зохион байгуулалтаар нь нэг блок, давхар блок гэсэн 2 үндсэн төрөлтэй.

Хоёр блоктой үйлдвэрүүдээс 4 төрөл байдаг бөгөөд эдгээр нь дараах хийц, технологийн онцлог шинж чанартай:

1. Коксжих камерын дотоод диаметр – 4.6 м Майхан халаалтын зуух, хос хосоороо ажилладаг дөрвөн камер. Коксжих явцад гаргаж авсан керосин болон хийн тосыг халаахад ашигладаг.
2. Кокскамерууд Ø 5.5 м. Тэжээлийн материал - өндөр үнэрт нүүрсустөрөгчийг нэвтрүүлж, чанартай бүтээгдэхүүний гарцыг нэмэгдүүлдэг шулуун түлшний тос.
3. Хайлшсан гангаар хийсэн реакторууд Ø 5.5 м, өндөр нь 27.6 м, эзэлхүүнтэй бамбар бүхий гуурсан зуух, томорсон хөндлөн огтлолын дээд хавхлагууд, кокс-хөөсний үе шатыг ялгах байршлыг бүртгэх цацраг идэвхт түвшний хэмжигч.. Хамгийн сүүлийн үеийн шинэчлэл нь реакторын ашигтай эзэлхүүнийг илүү сайн ашиглахад тусалдаг. Ороомог, толгойн хоолой дахь хөргөсөн хийн тосыг коксжихыг багасгах угаалгын нунтаг нэмэлт бүхий турбулаторуудыг нийлүүлэх.
4. Урвалын камер Ø 7 м, өндөр 29.3 м. Түүхий эдийг реакторт тэнхлэгийн дагуу оруулах, алсын удирдлагатай коксыг гадагшлуулах гидравлик систем, цахилгаан кран, шалны төрлийн агуулахтай агуулах.

Хэрэглээний төхөөрөмж

Энэ төрлийн суурилуулалтаар тоноглогдсон тоног төхөөрөмжийг зориулалтаас хамааран дараах бүлэгт хуваана:

1. Технологийн, коксжих процесст шууд оролцдог (зуух, баганын төхөөрөмж, дулаан солилцогч, реакторын камер, куб, хөргөгч, насос, дамжуулах хоолой, багаж хэрэгсэл, цорго болон бусад унтраах, унтраах хавхлагууд).
2. Бохир ус - ажлын мөчлөгт буцаан оруулахын тулд усыг цуглуулах, цэвэрлэх (хөргөх, кокс олборлох үйл ажиллагаа).
3. Камераас (шоо) кокс буулгах төхөөрөмж. Орчин үеийн механикжсан суурилуулалтанд энэ нь механик болон гидравлик төрлийн байж болно (оосоо, эргүүлэг, сам, таслагч, саваа, цамхаг, резинэн ханцуй).
4. Бэлэн бүтээгдэхүүнийг тээвэрлэх, боловсруулах төхөөрөмж (хүлээн авах суваг ба налуу зам, кран, конвейер, тэжээгч, бутлуур, агуулах).
5. Ажлыг механикжуулах машин, тоног төхөөрөмж.

Хойшлуулсан коксжих үйлдвэрийг төлөвлөхдөө урвалын камер, зуухны дизайныг сайтар бодож үзэх шаардлагатай, учир нь ажлын мөчлөгийн үргэлжлэх хугацаа нь тэдгээрийн ашиглалтын найдвартай байдлаас хамаардаг.

Процессын параметрүүд

Коксжих технологийн үндсэн үзүүлэлтүүд нь:

• Дахин эргэлтийн харьцаа нь зуухны урвалын ороомгийн нийт ачааллыг түүхий эдээр авч үзвэл үйлдвэрийн нийт ачаалалд харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог. Үнэлгээ өсөхийн хэрээр сайн чанарын кокс, хий, бензиний гарц нэмэгдэж, харин хүнд хийн тосны хэмжээ буурдаг.
• Урвалын камер дахь даралт. Түүний бууралт нь хийн нефтийн гарц нэмэгдэж, кокс, хийн гарц буурч, хөөсрөлт ихсэхэд хүргэдэг.
• Процессын температур. Энэ нь том байх тусам дэгдэмхий бодисын хэмжээ, түүний хүч чадал, нягтралын хувьд коксын чанар өндөр байдаг. Хамгийн их утга нь зуух, дамжуулах хоолойн коксжих эрсдэлээр хязгаарлагдаж, ороомгийн бат бөх чанарыг бууруулдаг. Түүхий эдийн төрөл бүр өөрийн гэсэн оновчтой температуртай.

Хойшлогдсон коксжих нэгжийн бүтээн байгуулалт нь хөрөнгийн зардал өндөртэй холбоотой. Тиймээс ихэвчлэн аль хэдийн ажиллаж байгаа тоног төхөөрөмжийн цогцолборыг сэргээн засварлах ажлыг хийдэг. Энэ нь мөчлөгийг багасгах замаар хийгддэгкоксжуулах, шинэ урвалын камеруудыг нэвтрүүлэх эсвэл эргэлтийн харьцааг бууруулах.

Үйл ажиллагааны зарчим

Хойшлуулсан коксжих төхөөрөмж нь нэг буюу хэд хэдэн хосолсон бүлэг камеруудаас бүрдэх ба нэг камер нь кокс үйлдвэрлэх шатанд, нөгөө нь буулгах эсвэл завсрын төлөвт ажилладаг. Эх материалын задралын процесс нь хоолойн зууханд эхэлдэг бөгөөд 470-510 ° C хүртэл халаадаг. Үүний дараа түүхий эд нь халаалтгүй камерт орж, түүнийг дагалдан ирсэн дулааны улмаас гүн коксждог.

Хий болон шингэн нүүрсустөрөгчийг нэрэх баганад хэсэгчлэн ялгах зорилгоор гадагшлуулдаг. Кокс механик боловсруулалтын хэлтэст орж, буулгаж, ангилж, тээвэрлэдэг. Бэлэн бүтээгдэхүүний давхаргад худаг өрөмдөж, дотор нь гидравлик таслагч байрлуулна. Түүний хушуу нь 20 МПа хүртэл даралттай ажилладаг. Тусгаарлагдсан коксын хэсгүүд нь ус зайлуулах тавцан дээр унадаг. Дараа нь бүтээгдэхүүнийг жижиг хэсэг болгон буталж, фракц болгон хуваана. Дараа нь коксыг агуулах руу шилжүүлнэ.

Хэт авианы шинжилгээний үндсэн диаграммыг доорх зурагт үзүүлэв.

Коксын камер

Тасалгаанууд нь бүхэл бүтэн суурилуулалтын үндэс болсон реактор юм. Камерын ажиллах мөчлөг нь ихэвчлэн 48 цаг байдаг ч сүүлийн жилүүдэд 18 ба 36 цагийн горимд ажилладаг хэт авианы төхөөрөмжийг зохион бүтээсэн.

Нэг реакторын ажиллах цикл нь дараах үйлдлүүдээс бүрдэнэ:

• түүхий эд ачих, коксжих процесс (1 өдөр);
• унтраах (1/2 цаг);
• усан дулааны эмчилгээ (2.5 цаг);
• бүтээгдэхүүнийг усаар хөргөх, ус зайлуулах (4 цаг);
• бүтээгдэхүүн буулгах (5 цаг);
• нүхийг битүүмжлэх, халуун уураар даралтын туршилт (2 цаг);
• тосны уураар халаах, ажлын горимд шилжих (3 цаг).

Дизайн

Хойшлогдсон коксжих нэгжийн төслийг дараах дарааллаар боловсруулж байна:

• шаардлагатай бүтээмжийг тодорхойлох, т/жил;
• нөөцийн суурь шинжилгээ;
• төрөл бүрийн түүхий эдийн коксжих процессын онолын материалын балансыг гаргах;
• материалын үндсэн урсгалыг тодорхойлох;
• суурилуулах концепцийг боловсруулах;
• реакторын хэмжээ, тооны үндэслэл;
• нэг камерыг коксоор дүүргэх хугацаа, түүний гидравлик тооцоог тодорхойлох, реакторын ажиллах хуваарь гаргах;
• тасалгааны температурын ачааллын тооцоо;
• конвекц ба цацрагийн камерын тооцоо;
• үйлдвэрлэлийн шугамын зураг төслийг боловсруулах;
• бусад үндсэн тоног төхөөрөмжийн технологийн тооцоо (нэрэх багана, зуух, хөргөгч гэх мэт);
• хяналт, хяналтын системийг хөгжүүлэх, автоматжуулалтын хэрэгслийг сонгох;
• онцгой байдлын хамгаалалтын схемийн тодорхойлолт;
• байгаль орчны асуудал, аюулгүй байдлын арга хэмжээг боловсруулах;
• эдийн засгийн үзүүлэлтүүдийг тодорхойлох (хөрөнгө зардал, үйлчилгээний ажилтны тоо, цалингийн жагсаалт,түүхий эд, туслах материалын үйлдвэрлэлийн зардал, жилийн эдийн засгийн үр нөлөө, бүтээгдэхүүний өртөг).

Хойшлогдсон коксжих нэгжийн хүчин чадлын тооцоог жил бүр: томъёогоор хийнэ.

N=P x t, Энд P нь үйлдвэрийн хүчин чадал, т/хоног;

t нь жилийн ажлын өдрийн тоо.

Бүтээгдэхүүний гарцыг үндсэн болон дизайны сонголтын дагуу физикийн хувьд угсрах материалын баланс дээр үндэслэн тодорхойлно.