1.5. Технологиялық процестің схемасын сипаттау. Технологиялық режим нормалары 1 суретте баяу кокстеу қондырғысы көрстеліген. Мұнай өңдеу зауыты жаймен кокстеу қондырғысының бірнеше түрлерін пайдаланады: бір блокты, екі немесе үш камералы 0,18 МПа қысымда жұмыс істейтін диаметрі: 4,8-5,0 м жəне төрт камералы екі блокты (ағымға екіден) диаметрі: 4,6 - 5,5 м-ден 0,4 МПа дейінгі қысымға есептелген. Бұл қондырғылардың қуаты əртүрлі: 300, 600, 1500 мың т/ж шикізатқа есептегенде.
1 сурет – Жай кокстеу жүйесінің технологиялық сұлбасы.
1 – суретте жай кокстеу жүйесінің технологиялық сұлбасы көрсетілген. Екі блокты жай кокстеу қондырғысының жаңартылған жүйесі. Шикізат (1) сораптармен алынып, екі қатар ағыммен (2) жылу алмастырғыш арқылы(16) (колоннаның қайта айналу шығынымен қыздырылады) өтіп, (5) пештердің имек құбырының шыңдау бөлігіне түседі. Қыздырылған шикізат (16) колоннаның каскадты тəрелкелеріне түседі. (16) колоннада шикізат реакциялық камералардан түскен булармен жанасып, 400°С дейін қызады. Кокстеудің жоғары қайнаушы конденсацияланған өнімдерімен жаңа шикізат қоспа түзіп, (16) астынан (7) сораптармен (6) құбырлы пештердің имек құбырына жіберіледі. Имек құбырлардан шикізат (14) екі бірге істейтін камераларға түседі.
Кокстің сапасын жақсарту үшін кокстеу процесінің булары арқылы камераларға қосымша жылу береді. (16) ауыр газойл алынып, (8) сораппен (5) пештердің имек құбырларының сол жақ бөлігі арқылы өтіп, 525°С дейін қыздырылады да, шикізатпен араласуға (9) ауыстырушы шүмектер бағытталады. Ауыр газойл камераларға шикізатпен қоспа күйінде ғана емес, сонымен қабат өзінше де, шикізатты беруді тоқтатқаннан кейін 6 сағат бойы коксті «жұмсарту» мезгілінде де беріледі. Ауыр газойлды беруден кокстің механикалық қаттылығы артады жəне ұшқыш заттар мөлшері азаяды.
Кокстеу кезеңінің соңында кокстеу камерасына көбіктендірмеуші присадка (қосымша зат) енгізеді, бұл шикізаттың көбіктенуін азайтады да, колоннада, пеш сораптарында жəне пештердің реакциялық имек құбырларында кокстің түзілуін болдырмайды. Кокс камераларынан шығатын булар температурасын азайту үшін оның жоғары бөлігіне жеңіл газойл беріледі.
Камерадан реакция өнімдері (16) ректификациялау колоннасына жіберіледі. Колоннаның төменгі бөлігі каскадты тəрелкелермен, жоғары ректификациялаушы тəрелкелермен жабдықталған. Колоннаның жоғары бөлігінде реакция өнімдерінің фракцияға бөлінуі жүреді.
Бензин булары мен газ колоннаның жоғары жағынан (17) ауа конденсатор тоңазытқышқа жəне (18) су тоңазытқышына түседі. (18)- ден конденсат (19) су газбөлгішке беріледі, онда газдың бензиннен жəне бензиннің судан бөлінуі орын алады. Су (22) сыйымдылыққа шығарылып, (6) пештер ағымдарының турбулизаторы ретінде (30 жылу алмастырғышта алдын ала қыздырудан кейін) пайдаланады. (16) колоннадан екі бүйірлі ағындар – жеңіл жəне ауыр газойлдар шығады. Бұл ағындар (21) буландырушы колоннаның секцияларына түседі. Жеңіл газойл (21) колоннаның жоғары секциясынан (31) сораппен (30) турбулизаторды қыздырушы жылу алмастырғыш, (33) буландырғыш, (34) ауа мен (35) су тоңазытқыштары арқылы өтеді, ал одан соң қондырғыдан шығарылады.
Ауыр газойл (21) колоннаның төменгі секциясынан (29) сораппен (27) тұрақтандырғыштың шикізатты қыздыру жылу араластырғышы, (32) тұрақтандырғыш рибойлері, (36) буландырғышы, (37) ауа тоңазытқышы арқылы өтеді, ал одан соң қондырғыдан шығарылады. (16) колоннаның артық жылуы қайта айналушы ағынмен (15), сораппен (10) тəрелкеден алынып, шикізатты (2) қыздыру жылу алмастырғышы, (3) буландырғыш жəне (4) ауа тоңазытқыш арқылы өтеді, ал одан кейін колоннаға қайта келеді. (19) су-газ бөлгіштен бензин фракциясы (20) сораппен (27) жылу алмастырғышы арқылы (26) тұрақтандырушы колоннаға бағытталады. Тұрақтандырушы колоннада бензиннің бутансыздану процесі жүреді. (26) жоғарысынан булар (25) конденсатор-тоңазытқышқа түседі, одан бу-сұйық қоспа (24) газ сепараторына жіберіледі, мұнда тұрақтандырушы газға жəне тұрақтандырушы басқа фракцияға бөлінеді. Газ қондырғыдан шығарылады, ал басқа фракция (26) колоннаға ағын есебінде қайта беріледі. (26) төменінен тұрақты бензин өзіндік қысымымен (32) қайнатқыштан, (38) ауа жəне (39) су тоңазытқыштарынан өтеді. Эжекторда бензин қайта айналушы сілтімен араласады, одан (41) сыйымдылықта бөлінеді. Тұрақтылығын жақсарту үшін бензинге қондырғыдан шығар алдында тотықтыруға қарсы заттар қосады.
Жай кокстеу қондырғыларының реакциялық камералары айналма графигі бойынша жұмыс істейді. Бұл график бойынша оларда мынадай ауыспалы циклдер: реакция, коксті суыту, коксті түсіру жəне камераны тазалау болады.
Бастапқы кезде шикізатты жұмысқа қосылмай тұрған камераға бергенде оның қабырғасы ыстық шикізатпен қызады. Бұл кезеңде булану процесі крекинг процесіне қарағанда басым болады, ал реакциялық камераның жоғарысынан шығушы дистиллят толығымен щикізаттың ыдырамаған жеңіл фракцияларынан тұрады. Камераның төменінде оған түскен шикізаттың ауыр бөлігі жиналады. Бірінші кезеңнің ұзақтығы шикізаттың сапасына жəне ол қай температураға дейін қыздырылғанына байланысты.
Одан әрі камерада сұйық қабатының деңгейі өсіп, онда құрылым өзгеру реакциялары жүреді. Сұйық қалдықтың тұтқырлығы біртіндеп өседі, ол біртіндеп коксқа айналады. Кокстеудің екінші кезеңі шығым мен ыдырау өнімдерінің сапасының тұрақты болуымен ерекшеленеді.
Камера кокспен шамамен 80% толған кезде, шикізат ағымы арнайы төртбағытты шүмек көмегімен басқа камераға ауыстырылады. Үзілген реакциялық камерада кокс түзілу температурасының төмендеуінің нәтижесінде бәсеңдейді. Камераның жоғарғы бөлігінде осы кезеңде кокстың кеуек массасы жиналады. Камера бойымен кокстың үш қабаты - төменгі, бірінші кезеңде түзілген, ортаңғы - екінші және үшінші қабат камераны суытқанда жиналатын, түзіледі. Жоғарғы қабаттағы кокстың қаттылығы төмен, ұшқыш қосылыстар мен күл мөлшері көп болады, себебі ол негізінен шайыр-асфальтен заттарының кокстенуінен түзіледі. Күл әлементтері мен күкірт әдетте осы заттар құрамында жиналады.
Кокспен толған камераны үзгеннен кейін, оны су буымен сұйық өнімдермен мұнай буларынан айыру үшін үрлейді. Шығарылған өнімдер әуелі колоннаға түседі, Кокс температурасы 400-405°С дейін төмендегеннен кейін бу ағымы үзіліп, сүзгі мен конденсатор-тоңазытқыш арқылы сыйымдылыққа түседі. Кокс 200°С дейін суығанда камераға су бере бастайды. Түзілген булар скрубберде конденсацияланады.
Суытуды бітіргеннен кейін камер ад ан гидравликалық әдісті пайдаланып коксты түсіруге кіріседі. Коксты гидротүсіру құрал-жабдығын камералардың үстіне арнайы металлконструкция көмегімен орналастырады.
Коксты түсіру екі кезеңде жүргізіледі. Бірінші кезеңде кокс қабатында гидравликалық бұрғылаумен орталық ұңғы жасайды. Камераға жоғарғы люк арқылы бұрғылаушы гидрорезакты түсіреді де, су сорабы арқылы 18 МПа дейін қысыммен су береді. 1.5.1-кестеде процестің технологиялық режимі берілген.
Бүрғылау қақпақтарынан шығатын өте күшті 3 (үш) су ағыны кокс қабатын бұзып диаметрі 0,6-дан 1,8 мм дейін канал теседі. Бірінші кезеңді біткеннен кейін гидрорезакты камерадан шығарады; оны «ұрып-түсіру» қалпына қойып түсірудің екінші кезеңіне ауысады. Екінші кезеңде гидрорезактың екі бүйірлі қақпақтарынан горизонталды бағытта берілетін су коксты толық шығаруға жағдай жасайды.
Камерадан шығарылған кокс қондырғы ішінде әрекеттеуге және тасымалдауға түседі, онда ол ұсақталады, сусызданады, фракдияларға бөлінеді және жиналады.
Жай кокстеу қондырғыларында пайдаланатын әрекеттеу мен тасымалдау жүйесін екі типке бөлуге болады. Бірінші тип коксты гидротүсіру мен тасымалдау жүйелерініқ арасындағы үзіліспен сипатталады - кокс камерадан осы жерге жақын аумаққа түсіріледі де белгілі бір уақытқа судан арылуға қалдырылады. Одан кейін кокс грейфер шүмегімен ұнтақтауға және конвейермен қоймаға жіберіледі. Екінші типті жүйелерде гидротүсіру мен тасымалдау арасындағы байланыс тығыз - камералардан кокс пен су бірден камераның тура астыңғы люгінің астында орналасқан ұнтақтағышқа түседі. Майдаланған кокс конвейермен қоймаға қозғалу кезінде судан және майда фракциялардан бөлінеді.
Қондырғының ішінде коксты әрекеттеу мен тасымалдау жүйесінің бірінші типінің артықшылығы тәжірибе жүзінде дәлелденді.
Коксы түсірілген кокс камерасын өткір су буымен тексеріп қыздырады. Камераға берілген бу ондағы ауаны ығыстырады. Одан кейін біраз уақьгг камера арқылы жұмыс істеп тұрған камерадан кокстеу өнімдерінің ыстық буын өткізеді. Бұл булар дайындалуға қойған камера арқылы өтіп ректификациялаушы колоннаға түседі. Дайындауға қойған камера 360°С дейін қызғаннан кейін кокстеуде тұрған камерадағы кокс түзілу бітеді. Осы кезде камералардың жұмыс істеу тәртібі бірінен біріне ауыстырылады.