Риформинг и гидроочистка (7 мин.)

Установки риформинга на нефтеперерабатывающих заводах используются для получения из нефтепродуктов значительного количества ароматических углеводородов, а также производства бензинов с высоким октановым числом. В основе процесса риформинга лежат реакции дегидрирования и дегидроциклизации (дегидрирование, совмещенное с циклизацией).

Реакции протекают в присутствии платинового или алюмокобальтмолибденового катализатора. Поскольку риформинг является процессом эндотермическим его ведут при температуре 480 - 520 ⁰С, сдвигая тем самым равновесие химических реакций в сторону увеличения выхода целевых продуктов. Сравнительно высокое давление (1,7 - 5 МПа) препятствует разложению углеводородных молекул и уменьшает побочные процессы коксообразования. Давление создают подачей на установку водородсодержащего газа, который одновременно способствует насыщению непредельных побочных продуктов. Расход водорода составляет 1200 - 1500 м³ на 1 м³ сырья.

Установки гидроочистки по своему аппаратному оформлению очень близки к установкам каталитического риформинга. Их назначение ─очистка нефтепродуктов от сернистых, кислородных и азотистых соединений. В присутствии алюмокобальт молибденового катализатора и водородсодержащего газа (до 90 % водорода), при температуре 350 - 420 ⁰С и давлении 4 - 5 МПа в реакторах происходят реакции гидрирования сернистых соединений с отщеплением серы и образованием сероводорода. Кислородные соединения образуют воду, азотистые ─ аммиак. На установке гидроочистки, как правило, применяется однозонная трубчатая печь и не более двух последовательно расположенных реакторов без промежуточного подогрева. Блок ректификации на установке отсутствует. Процесс заканчивается стабилизацией и защелачиванием гидрогенизата.

Пожарная опасность установок каталитического риформинга и гидроочистки характеризуется следующими факторами:

─ наличием на установках большого количества нефтепродуктов и водородсодержащего газа, нагретых до высоких температур;

─ возможностью образования горючей среды внутри сепараторов, аппаратов очистки и осушки газов, а также внутри технологического оборудования блока стабилизации и ректификации;

─ возможностью взрыва смеси паров нефтепродуктов и водородсодержащего газа с воздухом;

─ возможностью образования горючей среды в компрессорных станциях и на открытых технологических площадках при выходе веществ наружу вследствие возникновения неплотностей и повреждений;

─ постоянным наличием открытого огня в трубчатых печах, расположенных в комплексе с реакторами, в которых обращаются горючие вещества;

─ возможностью взрыва в топочном пространстве и боровах трубчатых печей;

─ возможностью быстрого распространения пожара по технологическим коммуникациям, поверхности разлившейся жидкости, а также по парогазовоздушным облакам.

В периоды пуска и остановки горючие концентрации в аппаратах могут образовываться в том случае, если не произведена продувка внутреннего объема инертным газом. При этом как при пуске, так и при остановке будет наблюдаться смешивание горючих паров с воздухом. В реакторах, ввиду высокой рабочей температуры, при смешивании паров нефтепродуктов с воздухом возможен взрыв.

Реакторы периодически выводятся из режима контактирования в режим регенерации. Регенерация катализатора, также как и на установках каталитического крекинга, осуществляется путем выжигания кокса в потоке горячего воздуха. Если перед регенерацией и после нее не произвести продувку внутреннего объема реактора инертным газом, то внутри аппарата также может произойти взрыв.

Повышенная пожарная опасность работы оборудования в процессах каталитического риформинга и гидроочистки характеризуется тем, что в результате длительного воздействия водорода при повышенных температурах и давлениях может произойти водородная коррозия металла. Водородная коррозия представляет особый вид разрушения металлов, поскольку она не обнаруживается при обычном визуальном осмотре. Для выявления водородной коррозии необходима вырезка из аппаратов образцов с последующим исследованием структуры и механических свойств металла. Проникая в сталь, водород может вызвать ее обезуглероживание, снижение пластичности и прочности. Интенсивность водородной коррозии зависит от состава стали, температуры и парциального давления водорода.

Предупреждение пожаров и взрывов на установках каталитического риформинга и гидроочистки должно обеспечиваться следующими проектными решениями:

─ устройством систем автоматического контроля и регулирования количества сырья и водородсодержащего газа, подаваемых на установку;

─ устройством систем автоматического контроля и регулирования температуры в печах и реакторах;

─ установкой приборов контроля за величиной давления в аппаратах, а также систем световой и звуковой сигнализации, оповещающих обслуживающий персонал об отклонениях;

─ устройством в реакторах огнеупорной торкет-бетонной футеровки толщиной не менее 150 мм, обеспечивающей защиту металла от воздействия высоких температур, водородной коррозии и уменьшающей теплопотери в окружающую среду;

─ установкой на наружных стенках реакторов поверхностных термопар, обеспечивающих контроль за степенью нагрева корпуса аппарата. При достижении на наружной стенке температуры 260 ⁰С должен автоматически подаваться световой и звуковой сигнал обслуживающему персоналу;

─ установкой приборов контроля за содержанием окиси углерода в дымовых газах и систем автоматического регулирования подачи воздуха для выжигания кокса;

─ устройством систем автоматического регулирования уровня гидрогенизата в сепараторах;

─ устройством на сырьевой линии обратного клапана, предупреждающего возможность прорыва в нее водородсодержащего газа через узел смешения;

─ применением систем автоматической сигнализации, показывающей положение задвижек ("открыто" или "закрыто") при работе реактора.