Депарафинизация дизельных фракций на цеолитах (безводородная) (30.04.2021)

569
Депарафинизация дизельных фракций на цеолитах (безводородная) (30.04.2021)

«Полу  -  милорд,    полу - купец,
Полу-мудрец,   полу-невежда ...
Полу-подлец, но есть надежда,
Что   будет  полным  наконец».

А.С. Пушкин. 1824 год.
Эпиграмма на графа Воронцова


 

           Возьмем быка за рога.   «Лето» выпускать проще, чем «Зиму», а ее проще, чем «Арктику».  Именно поэтому, придумали не заморачиваться с каталитическими депарафинизациями на цеолитах с использованием водорода, а брать летний дизель Евро 5 и делать из него необходимое количество зимнего или арктического тоже на цеолитах, но, без водорода. Все атрибуты увеличивающих затраты на строительство, как производство водорода, все это не нужно, так как дизель уже не содержит серы.
          Установка     безводородной     каталитической    депарафинизации      на      цеолитных   катализаторах,   как приставная лестница, если ее куда - то не прислонить, то стоять она не будет. Процесс безводородной каталитической депарафинизации на цеолитах достаточно старый и фактически ровесник катализаторам ZSM-5. 
           Таких «прислоненных» установок я насчитал дюжину,   потом считать надоело, почему-то большинство из них оказалось у «партнеров» в другом полушарии. Мощности самые разные от 300.000 до 50 т.т/год по сырью, но, далее вы увидите, что сырье в данном случае не главный показатель, а более корректно говорить о количествах депарафинизированной дизельной фракции, что собственно и будет являться если не сразу «Арктикой», то «Зимой» обязательно. 
          Установка может находиться, как вне НПЗ, т.е. дизель Евро 5 привозится со стороны по мере спроса на «Зиму» или «Арктику», а в период его отсутствия работает в меру ума и фантазии владельца. Или в составе НПЗ, из примеров мне известных,  в первом случае они работали круглогодично на 50% мощности, т.е. с двойным пробегом катализатора, а во втором – колонна помогала на гидроочистке, а реакторный блок выполнял изомеризацию нафты, но не на бензины.
          Затраты  на  строительство смешные,  менее 15$ на тонну перерабатываемого сырья в границах установки. Операционные затраты тоже не пугают, что и не удивительно, так как все денежное бремя забрала на себя гидроочистка.

Без заголовка

             В чем суть процесса? Дизель Е5 делят на три потока:
       - фракция  180-(220-250)°С  -  продукт верха колонны - легкий дизель используется для компаундирования
        - фракция  (220-250)-(320-330)°С - боковой   продукт  колонны  подается  на реактора  депарафинизации
          - фракция (320-330)-360°С  -  продукт куба колонны – тяжелый дизель используется, как компонент печного топлива.
         Почему такие широкие интервалы? Надо бы еще шире, потому что демонстрационный материал. По факту может быть и шире и уже, так как у различных дизелей эти фракции всегда индивидуальные по своим свойствам. Если в реактор депарафинизации отправлять легкий дизель, толку для «Зимы» не будет, а вот газа и дрянного бензина будет много. Если в реактор депарафинизации отправлять тяжелый дизель, то вместо депарафинизации будет сплошная регенерация катализатора. Таким образом, боковой погон колонны – это честь и совесть аппаратчика. Бывает, что за смену корректировки бокового погона делали по несколько раз.
         Реакторов  депарафинизации,  куда  и  отправляется  боковой погон, три штуки: один работает в начале цикла, второй на завершении, а третий на регенерации. В принципе, до 150 т.т/год, можно справляться и на двух, если работаешь на сырье одного состава, но, тут уж, как карта ляжет, если прозевал фракционный состав то будут проблемы. При мощностях от 150 т.т/год три обязательно, а при 300 т.т/год используют четыре реактора. 
           Вся  сложность  при  ведении  процесса депарафинизации - это поймать ту грань, когда пора выводить реактор на регенерацию катализатора. Ловить по данным лаборатории на температурах фильтрации, помутнения и т.д.- это поздно, так как параметры начинают выходить за рамки, когда количество кокса на катализаторе превышает разумные затраты времени на регенерацию. Кокс на катализаторе достиг реперной точки – делай переход, пока сделаешь, еще подрастет. Как узнать предел? Да очень просто, сунул руку в реактор, достал катализатор и попробовал а вкус. Шутка. 
             Заводская  лаборатория  хорошо помогает, каждую партию дизеля прогоняют на пилоте и определяют время пробега катализатора до критического кокса. Ясно-понятно, что партия на заводах с постоянными источниками нефти может длиться и год, и два, и три, но, если установка работает на привозном дизеле Е5, то на пилоте отрабатывается каждая партия.
        Можно ли увеличить пробег катализатора за счет ресурсов процесса? Да! И хороший технолог догадается, как это сделать на счет – раз. Увеличит ли это стоимость установки относительно указанных «менее 15$» за тону переработки? Да, увеличит до 15$ за тонну.
            Регенерация  катализатора.    Главное,   не  прожечь  реактор.   Но,   некоторые   умеют,  несмотря  на то, что по количеству термопар реактор похож на COVID19, вывернутый наизнанку. Просто подавать воздух и выжигать кокс не получится, необходимо обязательное присутствие инертного агента: азота или водяного пара и уже в инертной среде подают воздух.
           Азот,  конечно,  хорошо,  но  и  с  ним  надо  подавать  чуть-чуть  пара  и  требуется, его чертовски много, более 100 нм3 на тонну катализатора. С водяным паром гораздо проще, если быть очень аккуратным в температурном режиме, чтобы не «сломать» цеолит. 
         Инерты подаются с температурой достаточной, чтобы кокс начал гореть, а вот тут - то никакая автоматика не заменит нежных ручек и внимательных глаз аппаратчицы. Регенерация цеолитов на процессах подобного рода всегда одинаковая и из практики девчонки всегда справлялись лучше мужиков.
             Все   написанное,   а   также  химию  процесса,  можно  поглядеть  в  реферате  базового  проекта https://makston-engineering.ru/bazovyy-proyekt-no39-new 
       Закончив с занудной химией, перейдем к теме жизненной, которая всегда увлекает, завораживает и приоткрывает завесы тайн. Тайны эти, конечно, никудышные и больше напоминают секреты Полишинеля, но, тем не менее. Послушаем.
             Уж  волею  каких судеб, но, на голову, с разницей в два месяца, свалилось предложение на два базовых по без водородной каталитической депарафинизации дизельных фракций на цеолитах. Один побольше, а второй поменьше. Базовые, и в том, и другом случае, выполнялись по сокращенному варианту: «Технологические решения и расчет оборудования». Если коротко, то это комплект PFD и PID схем, опросные листы на оборудование, расход энергоресурсов, модель процесса, описание технологии и регулирования процесса, перечни трубопроводов, перечень электрооборудования, компоновка, отходы, ну, и что-нибудь по мелочам: посмотрите в оглавлении https://makston-engineering.ru/inzhenernyj-servis/post/bazovye-proekty-mogut-vypolnyat-po-trem-variantam-kotorye-sushchestvenno-razlichayutsya-po-ob-yemu-i-sledovatelno-po-trudozatratam-raznica-po-stoimosti-varianta-1-i-varianta-3-mozhet-dostigat#variant3
             Первый   был  с  чистого  листа,  т. е. обычная  реплика  типовой  технологии  для  НПЗ,  который решил заняться выпуском дизеля с показателем Cold filter plugging point (CFPP): class 1 minus 38°C и поставками куда-то совсем на Юг, так что с СевМорПутем путать не надо. Изготовитель оборудования задал вопросы по внутренним устройствам реакторов и ушел работать. Аналогично и по 3D модели в NOTES и REMARKS, модельер разобрался достаточно быстро, а с третьей попытки нарисовал и обвязку регенерации. В общем все работает.
              Второй,   который  поменьше,  рассматривал  свою  работу  на  привозном  дизеле К5 по ГОСТ 32511-2013 и не искал легких путей, а создавал себе сложности и героически их преодолевал. Не отставал от него и изготовитель оборудования, хотя оба получили еще до базового проекта подробную шпаргалку, что делать и как делать, с характеристиками оборудования, достаточными для расчета его стоимости https://makston-engineering.ru/kontseptualnyy-proyekt-6-new У второго тоже все будет работать, но чуть позже.
             Изготовитель   оборудования    который должен был выполнить установку «под ключ», совершенно искренне желал покорить новые профессиональные вершины и заглянуть за горизонт, расстаться со своим почетным прошлым по изготовлению АТ. Ну, не совсем, конечно расстаться можно по четным делать «самовары», а по нечетным, что ни будь более интеллектуальное. И конечно же, всё сбудется, если изготовитель оборудования учтёт в предстоящей работе хорошую украинскую поговорку: «Чого Івась не навчиться, того й Іван не знатиме». Далее будем называть изготовителя оборудования, просто и ласково – Изготовитель, ну, примерно, как «господин Оформитель» в известном мистическом фильме.
             Педантичность  и  аккуратность   приятно  удивили  в  работе  Изготовителя.  Чертежи  общего вида выполнялись не тяп-ляп, а только после вдумчивого изучения, например, на емкости и сепараторы требовалось по 5-6 ревизий и только после этого чертеж общего вида удовлетворял требованиям, указанным в опросном листе базового проекта. Чертеж общего вида колонна удостоилась чести быть согласованным после 8 ревизий, но в чемпионы вышли реактора, что и не удивительно, так как для Изготовителя они были «Terra incognita», а все новое это путь к познанию.
        Стабильность в работе не менее важная черта, имея в распоряжении отработанное изготовление единственной печи с конструктивом конца 70-х годов, Изготовитель не бросается в какие-то новшества, а работает и предлагает Заказчикам только это изделие. И даже масштабирование этой печи в два раза не должно было нарушать традиций, поэтому масштабирование успешно не получилось.
     Скромность и демократичность Изготовителя в управлении проектом достойны подражания. Руководство проектом отсутствует, но имеется администратор, который ни за что не отвечает и ничего не решает. Хорошему администратору нет цены, так как можно затягивать решение вопросов до бесконечности. 
       Жесткая дисциплина, как финансовая, так и по выполнению сроков изготовления оборудования идеально отлажены старшим уполномоченным главного акционера, а по совместительству финансовым директором Исполнителя. С моей точки зрения, это эталон, а при наличии толкового администратора, не просто эталон, а броня! Исполнитель не укладывается в бюджет, так как сам для себя неверно оценил стоимость оборудования, позиционировал АСУТП от «самовара» на каталитический процесс, переоценил свои возможности по «цеолитным» печам, не имеет технологов и конструкторов, но очень хочет денег. Броня! Что касается сроков, так они не выполняются по уважительной причине, Исполнитель же не виноват, что сам себя не верно сосчитал.
         Достаточно  похвал, главное не перехвалить. Подведем итог, Изготовитель на этом проекте чему - то научился, и зайца можно научить курить, и будет позиционировать себя на рынке не только «самоваров», но и чего-то более сложного. И вам коллеги обязательно следует работать с Исполнителем, но только в том случае, если «Педагогическая поэма» ваша настольная книга, а Харьковская колония для беспризорных описанная в ней, ваш пример для подражания и А.С. Макаренко живет в вас, как педагог до сих пор.   

 

Мы на Facebook, в Telegram