Перегрев сырья (ББФ) и синтез абсорбента-олигомеризата

Газообразное сырьё – бутан-бутиленовая фракция с температурой 80 ¸ 90 °С и давлением не более 1,3 МПа (13 кгс/см²) с узла испарения через электрозадвижку № 9 поступает в теплообменник-рекуператор поз. Т-4 , где нагревается до температуры 120 ¸ 160 °С теплом реакционного газа, поступающего из реактора синтеза первой ступени поз. Р-4 /1. Расход испарённого сырья задаётся дистанционно "вручную" регулирующим клапаном поз. 303а и регистрируется по прибору поз. 303.

Имеется возможность подачи испаренного сырья в отделение Д-5 помимо узла перегрева сырья и синтеза абсорбента-олигомеризата.

После рекуператора поз. Т-4 газообразное сырьё с температурой 120 ¸ 160 °С через систему электрозадвижек № 18, 19 поступает в конвекционные и радиантные змеевики трубчатой печи поз. П-3/5, где перегревается до температуры начала синтеза 280 °С.

Температура сырья на входе в рекуператор поз. Т-4 и на входе в печь поз. П-3/5 регистрируется прибором поз. 121 (точки 3, 4). Температура сырья на выходе из печи поддерживается регулятором температуры поз. 106, регулирующий клапан которого установлен на трубопроводе подачи топливного газа в печь. В качестве топливного газа используются природный газ и газ отдувок с узлов конденсации, стабилизации отделений Д-5 и Д-3.

Давление (не более 0,5 МПа (5 кгс/см²) в цеховом коллекторе природного газа поддерживается регулятором давления поз. 807 с регулирующим клапаном, установленным на трубопроводе природного газа в отделение. При давлении в коллекторе 0,15 МПа (1,5 кгс/см²) и ниже по прибору поз. 807 включается световая и звуковая сигнализация. При давлении природного газа 0,05 МПа (0,5 кгс/см²) по прибору поз. 602а, включается световая и звуковая сигнализация на щите управления, автоматически закрывается электрозадвижка № А-910 на трубопроводе подачи природного газа в отделение Д-6.

Газ отдувок из отделений Д-3 и Д-5 поступают в пустотелую кубовую часть перегревателя поз. 2/6, где происходит разделение лёгкой и тяжёлой углеводородных фракций. Лёгкая углеводородная фракция поступает в трубное пространство, где нагревается до температуры 50 °С паром 0,6 МПа (6 кгс/см²), подаваемым в межтрубное пространство перегревателя. После перегревателя поз. 2/6 нагретая лёгкая фракция поступает в коллектор природного газа после регулирующего клапана давления поз. 807, где смешивается с природным газом.

Расход газа отдувок в перегреватель поз. 2/6 регистрируется прибором поз. 822/1, температура после перегревателя поз. 2/6 регистрируется прибором поз. 780.

Давление газа отдувок на входе в отделение Д-6 не более 0,4 МПа (4 кгс/см²) поддерживается регулятором давления поз. 837, регулирующий клапан которого установлен на трубопроводе сброса газа отдувок на факел высокого давления (ФВД). Количество сбрасываемого газа отдувок регистрируется прибором поз. 536. При давлении 0,05 МПа (0,5 кгс/см²) прибор поз. 603а, включается световая и звуковая сигнализация, автоматически закрывается электрозадвижка № А-914 на трубопроводе газа отдувок на входе в отделение Д-6.

Уровень тяжёлых углеводородов в кубовой части перегревателя регистрируется прибором поз. 536. При уровне 13 % и ниже, 88 % и выше по шкале прибора поз. 536 включается световая и звуковая сигнализация. Тяжёлые углеводороды из перегревателя поз. 2/6 за счёт перепада давления выводятся в ёмкость поз. 213, рабочее давление в которой не более 0,01 МПа (0,1 кгс/см²).

На трубопроводе подачи природного газа из цехового коллектора в печь поз. П-3/5 установлена электрозадвижка № 5, которая закрывается автоматически при нарушении режимных параметров по следующим позициям приборов:

- поз. 212 – при давлении природного газа 0,05 МПа (0,5 кгс/см²);

- поз. 215.2 – при разрежении в печи (-0,00005 МПа (-5 кгс/м²);

- поз. 229 – при давлении воздуха КИП 0,2 МПа (2,0 кгс/см²);

- поз. 303 – при снижении расхода газообразного сырья до 4 т/ч;

- поз. 501 – при содержании углеводородов в воздухе рабочей зоны печи поз. П-3/5 5 ¸ 50 % НКПР.

Кроме этого, перед каждой горелкой установлены отсечные клапаны поз. 216/1¸8, которые закрываются при давлении топливного газа перед горелкой 0,005 МПа (0,05 кгс/см²).

Дымовые газы, образующиеся при сгорании природного газа и газа отдувок, отсасываются из печи поз. П-3/5 дымососами поз. 11/1¸6 и сбрасываются в атмосферу. Температура дымовых газов регистрируется прибором поз. 820, при температуре 325 °С и выше включается световая и звуковая сигнализация на щите управления.

Нагретый в печи поз. П-3/5 до температуры начала синтеза поток сырья направляется в реакторный узел, состоящий из двух последовательно работающих реакторов адиабатического типа поз. Р-4 /1, Р-4 /2. Реакторы заполнены катализатором БАК-70 (БАК-70У).

Схемой предусмотрена возможность параллельной подачи сырья в реакторы поз. Р-4 /1,2.

Температура начала синтеза по мере отложения кокса на катализаторе повышается от 280 °С до 400 °С.

Процесс синтеза абсорбента-олигомеризата протекает с выделением тепла. Теплом первой ступени синтеза нагревается исходное сырьё в рекуператоре поз. Т-4 .

Температура реакционного газа первой ступени синтеза, поступающего в реактор второй ступени синтеза поз. Р-4 /2, поддерживается регулятором температуры поз. 114 с регулирующим клапаном, установленным на перепуске реакционного газа первой ступени помимо рекуператора поз. Т-4 и повышается от 300 °С до 400 °С по мере отложения кокса на катализаторе в реакторе поз. Р-4 /2. Перепад температуры по слою катализатора в реакторах допускается не более 120 °С.

Реакции, протекающие в реакторах синтеза:

1) С₄Н₁₀ СН₄ + С₃Н₆

С₄Н₈ + С₄Н₈ СН₄ + С₇Н₁₂

С₂Н₄ + С₆Н₁₂

2) С₄Н₈ + С₂Н₄ С₆Н₁₂ реакции олигомеризации

С₄Н₈ + С₃Н₆ С₇Н₁₄

3) С₄Н₁₀ i-С₄Н₁₀

3С₄Н₁₀ 2i-С₅Н₁₂ + С₂Н₄ + Н₂ реакции изомеризации

6С₄Н₈ 3i-С₆Н₁₂ + 3С₂Н₄

4) 3С₄Н₈ 2С₅Н₁₀ + С₂Н₄

3С₄Н₈ 2С₆Н₁₂ реакции циклизации

3С₄Н₁₀ 2С₆Н₁₂ + 3Н₂

5) 2С₄Н₁₀ С₆Н₄(СН_З)₂ + 5Н₂

2С₄Н₈ С₆Н₅СН₃ + СН₄ + 2Н₂ реакции ароматизации

2С₄Н₈ С₆Н₅ - СН₂ – СН₃ + 3Н₂

Тепловой эффект реакции при температуре:

- 300 °С равен 15,08 ккал/моль;

- 320 °С равен 14,89 ккал/моль;

- 340 °С равен 14,71 ккал/моль;

- 360 °С равен 14,52 ккал/моль.

Контроль за температурой в реакторах поз. Р-4 /1,2 осуществляется приборами поз. 112/1,2, перепад температуры по слою катализатора прибором поз. 113/1,2. Датчики температуры (термопары) установлены на входе, выходе реакционного газа из реакторов и через каждый метр по слою катализатора. Завышение температуры сигнализируется.

Давление реакционного газа на входе в реактор поз. Р-4 /1,2, а также через каждые два метра слоя катализатора регистрируется приборами поз. 218/1,2; 220/1,2; 221/1,2. Перепад давления по слою катализатора в каждом реакторе измеряется и регистрируется прибором поз. 219/1,2, перепад давления 0,2 МПа (2,0 кгс/см²) и выше сигнализируется.

Реакционный газ второй ступени синтеза из реактора поз. Р-4 /2 поступает в теплообменник поз. Т-5^н/5 на узел утилизации тепла реакционного газа и газов регенерации на охлаждение.

Давление в реакторе поз. Р-4 /2 поддерживается регулятором давления поз. 245, регулирующий клапан которого установлен на трубопроводе реакционного газа после электрозадвижки № 13 на узле утилизации тепла реакционного газа и газов регенерации.