13.Дизель отынын гидротазалау реакторы. Оның жұмыс істеу принципі және конструкциялық элементтері.

Каталитическую гидроочистку дизельных топлив применяют для уменьшения содержания в них серы до 0,2 масс.% и ниже, для по­вышения их термической стабильности и улучшения других свойств. Процесс гидроочистки сопровождается реакциями насы­щения олефиновых углеводородов и деструктивной гидрогенизации сернистых, кислородных и азотных соединений с образованием па­рафиновых углеводородов, сероводорода, воды и аммиака.

Гидроочистка осуществляется в присутствии водородсодержащего газа при температуре 360—425 °С и давлении 2—5 МН/м²; Степень обессеривания и глубина гидрирования непредельных со­единений повышаются с ростом температуры и давления процесса, а также с увеличением кратности циркуляции водородсодержащего газа. Для ускорения процесса применяют различные катализато­ры, однако особенно часто — алюмокобальтомолибденовый таблетированный катализатор.

Реакции гидрирования протекают с выделением тепла, избыток которого отводят с помощью хладоагентов (холодного циркуляци­онного газа, сырья или гидрогенизата).

На отечественных заводах гидроочистку дизельных топлив сер­нистых нефтей осуществляют на двухблочных установках, реактор­ные блоки которых работают следующим образом. Сырье после смешения с очищенным циркуляционным газом и свежим техниче­ским водородом нагревают сначала в теплообменниках, затем в трубчатой печи (до 360—380 °С) и направляют в реакторы. По ме­ре снижения активности катализатора температуру подогрева сырья повышают. При этом необходимо следить за тем, чтобы мак­симальная температура в зоне реакции не превышала 435°С. В противном случае ускоряется закоксовывание поверхности ка­тализатора и повышается газообразование, являющееся результа­том термического крекинга сырья.

Газопродуктовый поток, представляющий собой смесь паров гидрогенизата, газов реакции, сероводорода и циркуляционного га­за, поступает из реакторов в сепаратор после предварительного охлаждения в теплообменниках и секционных холодильниках до 50°С. В сепараторе смесь газов и паров при давлении 4,5 МН/м²' разделяется на гидрогенизат и циркуляционный газ, которые да­лее перерабатывают в соответствующих аппаратах.

Отработанный катализатор в конце реакции содержит 10—13% (масс.) кокса и до 7% (масс.) серы. Активность катализатора восстанавливают путем окислительной газовоздушной регенерации. Перед регенерацией систему продувают под давлением 0,8 МН/м² инертным газом, который затем удаляют из аппарата через вытяж­ную трубу. Газы регенерации содержат до 0,2% (об.) двуокиси серы. Процесс восстановления катализатора начинают с выжига­ния кокса газами при температуре 420—430 °С и давлении 4 МН/м²и заканчивают прокаливанием ката­лизатора в течение четырех часов при температуре 520—550 °С и давлении 2 МН/м². Чтобы сохранить прочность металла коммуникационных труб при высокой температуре, давление в про­цессе прокаливания постепенню сни­жают. Продолжительность выжигания составляет 48—60 ч в зависимости от количества кокса и серы.

Общая продолжительность цикла регенерации катализатора равна 100—150 ч, поэтому данную операцию совмещают во времени с планово-пре­дупредительными ремонтами. Перио­дичность регенерации определяется качеством сырья и глубиной очистки топлива и составляет от трех месяцев до двух лет.

Реакторы устанавливают на желе­зобетонных постаментах таким обра­зом, чтобы обеспечить выгрузку ката­лизатора самотеком через соответст­вующие люки.

На рис. IX-14 показан политропи- ческий (многослойный, многосекци­онный) реактор установки гидроочи­стки дизельных топлив. Он представ­ляет собой вертикальный цилиндри­ческий аппарат диаметром 1400 мм и высотой 14 000 мм с эллиптическими днищами. Корпус реактора изготов­лен из двухслойной стали 12ХМ + + ЭИ496 толщиной 40 мм, штуцеры — из стали Х5М. Изнутри корпус футе­руют жаропрочным торкрет-бетоном толщиной обычно 125—200 мм. Футе­ровка должна быть монолитной и со­стоять из двух слоев: термоизоляци­онного — непосредственно у корпуса и эрозионностойкого — внутреннего. 'Состояние футеровки проверяют пу­тем измерения температуры стенок корпуса аппарата поверхностными тер­мопарами. Превышение допустимой температуры (200 °С) свидетельствует о нарушении герметичности футеровки ма данном участке.

Внутри аппарата имеется шесть съемных колосниковых реше­ток, на которые насыпан таблетированный алюмокобальтомолиб- деновый катализатор. Колосники устанавливают на кольцевые опо­ры, приваренные к корпусу реактора. Все внутренние устройства аппарата выполнены из стали ЭИ496.

Над каждым слоем катализатора расположен маточник из хро- моникелевых труб для подачи охлаждающего циркуляционного* газа. Это позволяет поддерживать в каждой секции необходимую' температуру с постепенным повышением ее по ходу парогазовой смеси. Таким образом, в любой секции протекает адиабатический процесс, а в реакторе в целом — политропический.

Таблетированный катализатор в количестве 12 м³ загружают в: аппарат через верхний люк диаметром 450 мм, на крышке которо­го имеется воздушник для отвода продувочных газов. Над блоком реакторов сооружают специальные площадки. С них катализатор по гибкому рукаву засыпают в соответствующую секцию (снизу вверх), где рабочий, находящийся внутри аппарата, соблюдая тре­бования техники безопасности для работы в закрытых сосудах вы­равнивает вручную слой катализатора. Газо-сырьевая смесь посту­пает в верхнюю секцию по штуцеру в верхней части аппарата, последовательно проходит через слой катализатора во всех сек­циях и по штуцеру под нижней секцией выводится из реактора.