Исследование влияния изменения технических параметров на производительность установки замедленного коксования

Актуальность темы
Ужесточение экологических требований к топливу стимулирует на поиск новых путей глубокой нефтепереработки и совершенствование уже существующих технологий. Среди термических процессов наиболее широкое распространение в нашей стране и за рубежом получил процесс замедленного коксования, который позволяет перерабатывать самые различные виды тяжелого нефтяного остатка. Реконструкция УЗК позволила увеличить производительность установки с 600 до 925 тыс. тонн в год с увеличением выработки кокса анодного качества до 280 тыс.тонн в год. В связи с чем, изучение влияния изменения технических параметров на производительность установки замедленного коксования после реконструкции, является весьма актуальным.

Цель и задачи магистерского проекта
Задачи исследования:
1) изучить работу УЗК, ознакомиться с результатами анализов полученного кокса после реконструкции;
2) выявить зависимость между изменением технических параметров и производительностью установки;
3) установить, достигнута ли задача реконструкции УЗК – увеличение производительности установки до 925 тыс. тонн в год с увеличением выработки кокса анодного качества до 280 тыс.тонн в год.
Основная цель исследования заключается в исследовании влияния изменения технических параметров на производительность установки замедленного коксования до реконструкции и после

Предполагаемая научная новизна и практическая значимость
Предполагаемая научная новизна:
1. Доказано, что с установкой блока утилизации тепла дымовых газов, произошло снижение потребления топливного газа с 3,1 т/ч до 2,9 т/ч. Увеличился объем загрузки гудрона с 1884 т/сутки до 2881 т/сутки.
2. За счет установки 7 новых теплообменников для нагрева первичного сырья, температура сырья, входящего в печь П-2, увеличилась до 250 0С (+130 0С), что привело к снижению объема топливного газа для нагрева сырья до 360 0С.
3. Установка нового блока позволила повысить энергоэффективность УЗК путем использования тепла отходящих дымовых газов для нагрева воздуха для подачи на новые горелки печей. Текущая температура дымовых газов 220 0С, КПД печи выросло в среднем на 5 %.
Практическая значимость:
- Проведено экспериментальное исследование влияния изменения технических параметров на производительность установки замедленного коксования после реконструкции.

Материальный баланс УЗК до и после реконструкции

Реконструкция коксовых камер - замена 4 существующих коксовых камер диаметра 5.5 м на камеры диаметра 6 м
Коксовые камеры до реконструкции
Коксовые камеры после реконструкции

Реконструкция печей коксования
До реконструкции
После реконструкции
Снижение потребления топливного газа при увеличении производительности УЗК за счет ввода блока утилизации дымовых газов

­­Расход топливного газа до и после ввода блока утилизации дымовых газов

Реконструкция колонны фракционирования
(замена внутренних устройств, организация дополнительного орошения)
До реконструкции
После реконструкции

Блок предварительного нагрева сырья
До реконструкции
После реконструкции
- температура сырья, входящего в печь П-2, составляла не более 120 0С, что требовало дополнительный объем топливного газа на нагрев сырья до 360 0С;
- потенциальное тепло циркуляционного орошения колонны, легкого и тяжелого газойлей коксования не использовалось в технологическом процессе.
- установлено 7 новых теплообменников для нагрева первичного сырья;
- температура сырья, входящего в печь П-2, увеличилась до 250 0С (+130 0С), снижая объем топливного газа для нагрева сырья до 360 0С.

Изменение температуры сырья, входящего в печь П-2, до и после реконструкции блока
предварительного нагрева сырья

Новый блок утилизации тепла дымовых газов
Новый блок утилизации тепла дымовых газов
В блоке утилизации тепла дымовых газов до проведения реконструкции температура не использовавшихся отходящих дымовых газов составляла 600 0С.
Установка нового блока позволила повысить энергоэффективность УЗК путем использования тепла отходящих дымовых газов для нагрева воздуха для подачи на новые горелки печей. Текущая температура дымовых газов 220 0С, КПД печи выросло в среднем на 5 %

Температура не использовавшихся отходящих дымовых газов до и после установки нового блока утилизации тепла дымовых газов

Реконструкия блока транспортировки кокса, перевод ведения процесса на РСУ
До реконструкции
После реконструкции
Грейферные краны, а также яма-накопитель и склад кокса не позволяли справиться с новыми нагрузками
После реконструкции:
- расширена яма-накопитель кокса для выгрузки большего количества кокса на новую мощность установки;
- установлены новые мостовые краны повышенной мощности;
- расширен склад хранения кокса для приема большего количества кокса
Осуществлен перевод ведения процесса на РСУ.
До реконструкции:
- управление процессом осуществлялось посредством пневматических приборов на щите операторной;
- сигнализация и блокировка процессов управлялась посредством отдельного контура приборов;
- мониторинг процесса также возможен с помощью заводской информационной системы RealTime.
В результате модернизации достигнуто следующее:
- мониторинг и управление процессом осуществляется с помощью распределенной системы управления компании Yokogawa;
- система сигнализации и блокировок интегрирована в РСУ.

Сравнение показателей до реконструкции с фактом
Таким образом, в результате проведения модернизации УЗК:
1) установкой достигнута проектная нагрузка;
2) выработка кокса составила больше на 3,49 %, что связано с утяжелением используемого сырья: коксуемость по проекту 13,7 %, по факту 14–15 %;
3) выработка тяжелого газойля снизилась в среднем на 3,94 %.