विलंबित कोकिंग इकाई: परियोजना, संचालन सिद्धांत, बिजली गणना और कच्चा माल

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

विलंबित कोकिंग इकाइयां भारी तेल शोधन के लिए सबसे आम हार्डवेयर समाधान हैं। उनके उपकरण में 2 मुख्य मॉड्यूल शामिल हैं - रिएक्टर, जहां कच्चे माल को गर्म और पकाया जाता है, और यांत्रिक प्रसंस्करण। पौधों का डिजाइन चरणों में किया जाता है और इसमें प्रक्रिया उपकरण की गणना और चयन, तकनीकी और आर्थिक संकेतकों का निर्धारण शामिल है।

गंतव्य

कोकिंग की तकनीकी प्रक्रिया तेल शोधन के तरीकों में से एक है। इसका मुख्य उद्देश्य बड़े ढेलेदार पेट्रोलियम कोक प्राप्त करना है। उद्योग में 3 कोकिंग विधियों का उपयोग किया जाता है:

1. आवधिक, घन। कच्चे माल को एक क्षैतिज उपकरण में लोड किया जाता है, उसके नीचे एक फायरबॉक्स के साथ गरम किया जाता है, फिर 2-3 घंटे के लिए शांत किया जाता है। उसके बाद, भट्ठी को ठंडा किया जाता है और तैयार उत्पाद को उतार दिया जाता है। यह विधि सबसे सरल और कम से कम उत्पादक है।
2. निरंतर। यह विधि अभी भी औद्योगिक विकास के चरण में है।
3. अर्ध-निरंतर, वर्तमान में प्राप्तसबसे व्यापक।

अल्ट्रा-विलंबित कोकिंग इकाइयां नवीनतम प्रकार के प्रक्रिया उपकरण हैं। उनमें, कच्चे माल को ओवन में पहले से गरम किया जाता है, और फिर बिना गरम किए हुए प्रतिक्रिया कक्षों में स्थानांतरित किया जाता है, जिसमें आवश्यक तापमान बनाए रखने के लिए एक थर्मल इन्सुलेशन परत होती है। रिएक्टरों की संख्या और आकार, भट्टियों की शक्ति पूरे संयंत्र के प्रदर्शन को प्रभावित करती है।

रूस में पहले DCU का संचालन 1965 में Ufaneftekhim में शुरू किया गया था। संयंत्र का विलंबित कोकर आज भी प्रचालन में है। 2007 में पुनर्निर्माण के बाद, संसाधित कच्चे माल के द्रव्यमान के संदर्भ में इसकी उत्पादकता लगभग 700-750 हजार टन/वर्ष है।

अंतिम उत्पाद

कोक को छोड़कर, अल्ट्रासोनिक परीक्षण में निम्नलिखित पदार्थ प्राप्त होते हैं:

• कोकिंग गैसें (प्रक्रिया ईंधन के रूप में प्रयुक्त या प्रोपेन-ब्यूटेन अंश प्राप्त करने के लिए संसाधित);
• गैसोलीन;
• कोक डिस्टिलेट (ईंधन, क्रैकिंग फीडस्टॉक)।

घरेलू अल्ट्रासोनिक परीक्षण मशीनों पर, वजन के हिसाब से कोक की उपज 20-30% होती है। यह सूचक मुख्य रूप से कच्चे माल की गुणवत्ता पर निर्भर करता है। धातुकर्म उद्योग को इस उत्पाद (एनोड और इलेक्ट्रोड, एल्यूमीनियम, अपघर्षक, कार्बाइड, कार्बन-ग्रेफाइट सामग्री, फेरोलॉयल्स का उत्पादन) की सबसे बड़ी आवश्यकता का अनुभव होता है। पहले ऊफ़ा डीसीयू के अलावा, रूस में अन्य विलंबित कोकर इकाइयाँ भी बनाई गई हैं: ओम्स्क रिफाइनरी, नोवोकुइबिशेवस्क रिफाइनरी, एलएलसी LUKOIL-Volgogradneftepererabotka, LUKOIL-Permnefteorgsintez, LUKOIL-Permnefteorgsintez, Angarsk पेट्रोकेमिकल कंपनी, NOVOIL OJSC (Ufa), TANECO PJSC (Nizhnekamsk) में।

कच्चा माल

कोकिंग के लिए खाद्य सामग्री को 2 समूहों में बांटा गया है: प्राथमिक और माध्यमिक प्रसंस्करण के उत्पाद। निम्नलिखित पदार्थों का उपयोग विलंबित कोकिंग इकाइयों में कच्चे माल के रूप में किया जाता है:

• ईंधन तेल;
• आधा-टार;
• टार;
• कोल-टार पिच;
• डामर और अन्य औद्योगिक तेल उत्पाद;
• तरल कोयला अवशेष;
• भारी पायरोलिसिस और शेल टार;
• थर्मल क्रैकिंग अवशेष;
• पेट्रोलियम बिटुमेन और भारी तेल।

अत्यधिक सुगंधित तेल अवशेष वर्तमान में सबसे आम फीडस्टॉक हैं।

तकनीकी मानकों पर प्रभाव

कोकिंग प्लांट के निम्नलिखित पैरामीटर फ़ीड सामग्री के गुणों पर निर्भर करते हैं:

• प्रतिक्रिया कक्ष की दक्षता;
• प्राप्त उत्पादों की गुणवत्ता;
• कोक आउटलेट;
• प्रक्रिया के लिए शर्तें।

सबसे महत्वपूर्ण कच्चे माल के पैरामीटर हैं:

• कोकिंग, डामर-राल पदार्थों की सामग्री पर निर्भर करता है। कोकिंग मूल्य 10-20% की सीमा में होना चाहिए। एक छोटे मूल्य के साथ, कोक की उपज कम हो जाती है, और एक बड़े मूल्य के साथ, भट्टियों में कॉइल के अंदर जमा हो जाता है। तेल उत्पाद के नमूने को गर्म करने के बाद क्रूसिबल में ठोस अवशेषों के द्रव्यमान द्वारा कोकिंग क्षमता निर्धारित की जाती है।
• घनत्व।
• रासायनिक संरचना। सेहानिकारक अशुद्धियाँ जो कोक की गुणवत्ता पर सबसे अधिक प्रभाव डालती हैं, सल्फर उत्सर्जित करती हैं (यह वजन के हिसाब से 1.5% से अधिक नहीं होनी चाहिए)। तकनीकी प्रक्रिया में कोक के उद्देश्य के आधार पर, विभिन्न प्रकार के कच्चे माल का उपयोग करना बेहतर होता है। तो, अंतिम उत्पाद की एक रेशेदार संरचना प्राप्त करने के लिए, पैराफिन बेस वाली सामग्री का उपयोग किया जाता है।

कोक की पैदावार फ़ीड घनत्व और डामर सामग्री के समानुपाती होती है।

कोकिंग चरण

कच्चे माल की आपूर्ति से लेकर तैयार उत्पाद की अनलोडिंग तक, विलंबित कोकिंग इकाइयों में तकनीकी प्रक्रिया लंबी और निरंतर है। परंपरागत रूप से, इसे 3 चरणों में बांटा गया है:

1. विघटन प्रतिक्रियाएं, आसुत अंशों का निर्माण, मध्यवर्ती, संघनन।
2. गैसों में असंतृप्त हाइड्रोकार्बन की सामग्री में महत्वपूर्ण कमी, अवशेष घटकों के आणविक भार में वृद्धि, चक्रीय प्रतिक्रियाएं।
3. अवशेषों में डामर की मात्रा में 26% तक की वृद्धि, रेजिन और तेल की मात्रा में कमी। तरल अवशेषों को ठोस कोक में बदलें।

वर्गीकरण

उनके लेआउट के अनुसार 2 मुख्य प्रकार की विलंबित कोकिंग इकाइयां हैं: सिंगल-ब्लॉक और डबल-ब्लॉक।

दो ब्लॉक वाले पौधों में 4 प्रकार होते हैं, जो निम्नलिखित डिजाइन और तकनीकी विशेषताओं की विशेषता है:

1. कोकिंग कक्षों का आंतरिक व्यास – 4.6 मीटर टेंट हीटिंग फर्नेस, जोड़े में संचालित चार कक्ष। कोकिंग प्रक्रिया के दौरान प्राप्त मिट्टी के तेल और गैस के तेल को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है।
2. कोकचैम्बर्स 5.5 मीटर फीडस्टॉक - अत्यधिक सुगंधित हाइड्रोकार्बन की शुरूआत के साथ सीधे चलने वाले ईंधन तेल, जो एक गुणवत्ता वाले उत्पाद की उपज में वृद्धि करते हैं।
3. मिश्र धातु से बने रिएक्टर 5.5 मीटर, ऊंचाई 27.6 मीटर, वॉल्यूमेट्रिक-बिछाने वाली मशाल के साथ ट्यूबलर भट्टियां, बढ़े हुए क्रॉस-सेक्शन के ओवरहेड वाल्व, रेडियोधर्मी स्तर के गेज जो कोक-फोम चरण पृथक्करण के स्थान को दर्ज करने की अनुमति देते हैं. नवीनतम नवाचार रिएक्टर की उपयोगी मात्रा का बेहतर उपयोग करने में मदद करता है। कॉइल के कोकिंग को कम करने के लिए डिटर्जेंट एडिटिव्स के साथ टर्ब्यूलेटर की आपूर्ति, हेड ट्यूब में ठंडा गैस तेल।
4. प्रतिक्रिया कक्ष 7 मीटर, ऊंचाई 29.3 मीटर। रिएक्टरों में कच्चे माल का अक्षीय इनपुट, रिमोट कंट्रोल के साथ कोक के निर्वहन के लिए हाइड्रोलिक सिस्टम, इलेक्ट्रिक क्रेन, फर्श प्रकार के भंडारण के साथ गोदाम।

एप्लाइड उपकरण

उपकरण, जो इस प्रकार के प्रतिष्ठानों से सुसज्जित हैं, उद्देश्य के आधार पर निम्नलिखित समूहों में विभाजित हैं:

1. तकनीकी, सीधे कोकिंग प्रक्रिया में शामिल (भट्ठियां, स्तंभ उपकरण, ताप विनिमायक, रिएक्टर कक्ष, क्यूब्स, रेफ्रिजरेटर, पंप, पाइपलाइन, उपकरण, नल और अन्य शट-ऑफ और स्विचिंग वाल्व)।
2. अपशिष्ट जल - कार्य चक्र में वापसी के लिए पानी का संग्रह और उपचार (शीतलन और कोक निष्कर्षण संचालन)।
3. कोष्ठों (क्यूब्स) से कोक उतारने के लिए उपकरण। आधुनिक मशीनीकृत प्रतिष्ठानों में, यह एक यांत्रिक और हाइड्रोलिक प्रकार (गोफन, चरखी, कंघी, कटर, छड़, टावर, रबर आस्तीन) का हो सकता है।
4. तैयार उत्पाद के परिवहन और प्रसंस्करण के लिए उपकरण (च्यूट और रैंप, क्रेन, कन्वेयर, फीडर, क्रशर, गोदाम प्राप्त करना)।
5. कार्य के मशीनीकरण के लिए मशीनें और उपकरण।

विलंबित कोकिंग संयंत्रों को डिजाइन करते समय, प्रतिक्रिया कक्षों और भट्टियों के डिजाइन पर सावधानीपूर्वक विचार करना आवश्यक है, क्योंकि कार्य चक्र की अवधि उनके संचालन की विश्वसनीयता पर निर्भर करती है।

प्रक्रिया पैरामीटर

कोकिंग तकनीक के मुख्य मानदंड हैं:

• पुनरावर्तन अनुपात, कच्चे माल के संदर्भ में भट्टियों के प्रतिक्रिया कॉइल के कुल भार के पूरे संयंत्र के भार के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। इसके मूल्य में वृद्धि के साथ, उच्च गुणवत्ता वाले कोक, गैस और गैसोलीन की उपज बढ़ जाती है, लेकिन भारी गैस तेल की मात्रा कम हो जाती है।
• प्रतिक्रिया कक्ष में दबाव। इसकी कमी से गैस तेल की उपज में वृद्धि, कोक और गैस की उपज में कमी और झाग में वृद्धि होती है।
• प्रक्रिया तापमान। यह जितना बड़ा होता है, वाष्पशील पदार्थों की मात्रा, इसकी शक्ति और घनत्व के संदर्भ में कोक की गुणवत्ता उतनी ही अधिक होती है। कॉइल के स्थायित्व को कम करने, भट्ठी और पाइपलाइनों के कोकिंग के जोखिम से अधिकतम मूल्य सीमित है। प्रत्येक प्रकार के कच्चे माल का अपना इष्टतम तापमान होता है।

विलंबित कोकिंग इकाइयों का निर्माण उच्च पूंजीगत लागत से जुड़ा है। इसलिए, अक्सर पहले से ही काम कर रहे उपकरणों के परिसर का पुनर्निर्माण किया जाता है। यह चक्र को कम करके प्राप्त किया जाता हैकोकिंग, नए प्रतिक्रिया कक्षों को शुरू करना या पुनरावर्तन अनुपात को कम करना।

ऑपरेशन सिद्धांत

विलंबित कोकिंग इकाइयों में कक्षों के एक या अधिक युग्मित समूह होते हैं, जिसमें एक कक्ष कोक उत्पादन के चरण में संचालित होता है, और दूसरा उतराई या मध्यवर्ती अवस्था में होता है। स्रोत सामग्री के अपघटन की प्रक्रिया एक ट्यूब भट्टी में शुरू होती है, जहां इसे 470-510 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है। उसके बाद, कच्चा माल बिना गरम किए हुए कक्षों में प्रवेश करता है, जहाँ यह अपने साथ आने वाली गर्मी के कारण गहराई से पक जाता है।

एक आसवन स्तंभ में भिन्नात्मक पृथक्करण के लिए गैसीय और तरल हाइड्रोकार्बन का निर्वहन किया जाता है। कोक यांत्रिक प्रसंस्करण विभाग में प्रवेश करता है, जहां इसे अनलोड, सॉर्ट और परिवहन किया जाता है। तैयार उत्पाद की परत में एक कुआं ड्रिल किया जाता है, और उसमें एक हाइड्रोलिक कटर रखा जाता है। इसके नोजल 20 एमपीए तक के दबाव में काम करते हैं। अलग किए गए कोक के टुकड़े एक जल निकासी मंच पर गिरते हैं जहां पानी निकाला जाता है। फिर उत्पाद को छोटे टुकड़ों में कुचल दिया जाता है और अंशों में अलग कर दिया जाता है। इसके बाद, कोक को गोदाम में ले जाया जाता है।

अल्ट्रासाउंड का सिद्धांत आरेख नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

कोक चैंबर

चैम्बर एक रिएक्टर होते हैं, जो पूरे इंस्टालेशन का आधार होते हैं। कक्ष के संचालन का चक्र आमतौर पर 48 घंटे का होता है, हालांकि, हाल के वर्षों में, 18- और 36-घंटे मोड में काम करने वाले अल्ट्रासोनिक उपकरणों को डिजाइन किया गया है।

एक रिएक्टर ऑपरेशन चक्र में निम्नलिखित ऑपरेशन होते हैं:

• कच्चे माल की लोडिंग, कोकिंग प्रक्रिया (1 दिन);
• ऑफ़ (1/2 घंटा);
• जलतापीय उपचार (2.5 घंटे);
• उत्पाद का पानी ठंडा करना, पानी निकालना (4 घंटे);
• उत्पाद उतारना (5 घंटे);
• मैनहोल सील करना, गर्म भाप से दबाव परीक्षण (2 घंटे);
• तेल वाष्प के साथ गर्म करना, कार्य चक्र पर स्विच करना (3 घंटे)।

डिजाइन

विलंबित कोकिंग यूनिट परियोजना को निम्न क्रम में विकसित किया जा रहा है:

• आवश्यक उत्पादकता का निर्धारण, टी/वर्ष;
• संसाधन आधार विश्लेषण;
• विभिन्न प्रकार के कच्चे माल के लिए कोकिंग प्रक्रिया का सैद्धांतिक भौतिक संतुलन तैयार करना;
• मुख्य सामग्री प्रवाह का निर्धारण;
• स्थापना अवधारणा का विकास;
• रिएक्टरों के आकार और संख्या का औचित्य;
• कोक के साथ एक कक्ष को भरने की अवधि और इसकी हाइड्रोलिक गणना का निर्धारण, रिएक्टर के संचालन के लिए एक कार्यक्रम तैयार करना;
• कक्ष पर तापमान भार की गणना;
• संवहन और विकिरण कक्षों की गणना;
• उत्पादन लाइन लेआउट का विकास;
• अन्य मुख्य उपकरणों की तकनीकी गणना (आसवन स्तंभ, भट्टियां, रेफ्रिजरेटर, आदि);
• निगरानी और नियंत्रण प्रणाली का विकास, स्वचालन उपकरण का विकल्प;
• आपातकालीन सुरक्षा योजनाओं का विवरण;
• पर्यावरणीय पहलुओं और सुरक्षा उपायों का विकास;
• आर्थिक संकेतकों का निर्धारण (पूंजीगत लागत, सेवा कर्मियों की संख्या, पेरोल,कच्चे माल और सहायक सामग्री के लिए उत्पादन लागत, वार्षिक आर्थिक प्रभाव, उत्पाद लागत)।

विलंबित कोकिंग इकाई की क्षमता की वार्षिक आधार पर गणना सूत्र के अनुसार की जाती है:

एन=पी एक्स टी, जहाँ P संयंत्र की क्षमता है, t/दिन;

t एक वर्ष में कार्य दिवसों की संख्या है।

आधार और डिजाइन विकल्पों के अनुसार भौतिक दृष्टि से उत्पाद उत्पादन का निर्धारण संस्थापन के भौतिक संतुलन के आधार पर किया जाता है।