Технология гидрокрекинга с барботажным слоем — это передовой процесс переработки нефти, специально разработанный для глубокой переработки тяжелой нефти и твердых содержащих нефтепродуктов. Поскольку мировые ресурсы традиционной сырой нефти постепенно истощаются, а тенденция к более тяжелой сырой нефти становится все более очевидной, технология гидрокрекинга с кипящим слоем играет все более важную роль в энергетической отрасли. Эта технология решает двойную проблему: глобальный дефицит энергии и необходимость повышения энергоэффективности, особенно в контексте быстрого экономического роста в развивающихся странах и связанного с этим резкого роста спроса на энергию. Ниже приводится подробное объяснение процесса гидрокрекинга с барботажным слоем, его основного оборудования и промышленного применения.
Технология гидрокрекинга с барботажным слоем основана на реакциях гидрокрекинга, направленных на расщепление крупномолекулярных органических соединений тяжелой нефти и твердых нефтепродуктов на более мелкие и легкие углеводороды за счет совместного действия катализаторов и водорода. Этот процесс улучшает качество масла, уменьшает примеси серы, азота и кислорода, а также повышает текучесть и свойства горения конечного продукта. Суть гидрокрекинга заключается в использовании водорода в условиях высокой температуры и высокого давления для расщепления крупных молекул на более мелкие с получением в конечном итоге высококачественных светлых нефтепродуктов.
В реакторе с кипящим слоем водород впрыскивается снизу, смешиваясь с тяжелой нефтью и катализатором с образованием псевдоожиженного барботирующего состояния. Благодаря увеличенному времени контакта между катализатором и сырьем в этой трехфазной системе газ-жидкость-твердое вещество могут происходить эффективные реакции гидрокрекинга. Эта технология особенно эффективна при переработке сырья с высоким содержанием серы, азота и других примесей, при этом значительно улучшая выход и экономические показатели.
Циркуляционные насосы, также известные как кипящие насосы, являются важными компонентами системы гидрокрекинга с барботажным слоем. Их основной функцией является обеспечение непрерывной циркуляции сырья и катализатора внутри реактора, поддержание равномерного распределения температуры и стабильной реакционной среды. Обеспечивая циркуляцию сырья, насос обеспечивает тщательный контакт масла и катализатора, тем самым повышая эффективность реакции и предотвращая локальный перегрев или дезактивацию катализатора.
Кроме того, циркуляционные насосы помогают контролировать давление и поток в реакторе, обеспечивая непрерывный поток нефтяного сырья. Учитывая тяжелые условия эксплуатации при гидрокрекинге (высокие температуры, высокие давления, наличие твердых частиц), эти насосы должны проектироваться с высокой устойчивостью к износу, коррозии и термическим нагрузкам. Они также должны выдерживать длительное воздействие экстремальных условий, обеспечивая при этом стабильность и эффективность системы.
По сравнению с традиционными процессами каталитического крекинга технология гидрокрекинга с барботажным слоем имеет ряд заметных преимуществ:
Условия применения кипящих насосов для гидрогенизации сложны: температура среды достигает 500 ℃, давление на входе 30 МПа, среда очень агрессивна. В настоящее время технология этого продукта освоена лишь немногими странами, заводов, которые могут его производить, очень мало, и он дорог. К счастью, Huasheng — один из немногих заводов, которые могут производить этот насос.
В 2018 году компания Huasheng Pumps and Valves реализовала проект «Исследование и разработка кипящих насосов для гидрирования остаточного масла», крупный проект по локализации оборудования штаб-квартиры Sinopec. В ходе исследований и разработок компания полагается на рабочие параметры установки гидрирования жидкого дизельного топлива мощностью 2 миллиона тонн в год. Номинальный расход: 835 м³/ч, высота напора: 79 м, температура: 410 ℃, мощность мокрого двигателя: 250 кВт. Прошло 4 года, продукт был доставлен в 2022 году и в настоящее время работает нормально. Успех проекта позволил Китаю сломать иностранную монополию на технологию кипящих насосов для гидрирования и снизить затраты.
По мере того, как глобальные энергетические структуры меняются, а экологические требования ужесточаются, технология гидрокрекинга с кипящим слоем представляет собой значительный потенциал роста. К ключевым тенденциям будущего развития относятся:
Разработка и применение технологии гидрокрекинга с барботажным слоем обеспечивают эффективное решение проблемы утилизации тяжелой нефти и твердосодержащих нефтепродуктов. Эта технология предлагает реальный путь решения проблемы истощения традиционных нефтяных ресурсов при одновременном удовлетворении растущего спроса на энергию. Циркуляционные насосы, являясь важнейшим компонентом процесса, играют ключевую роль в обеспечении успеха всей операции. Заглядывая в будущее, поскольку технология продолжает развиваться, технология гидрокрекинга с кипящим слоем останется ключевым игроком в мировом производстве и переработке энергии, способствуя устойчивому развитию энергетического сектора.
