Автоматизированные микропилотные реакторы для гидрокрекинга сложных видов сырья

Вот перевод и адаптация оригинального текста на русский язык. Текст был расширен и формализован для сохранения профессионального тона технической документации или статьи. Все числа, даты, названия и технические детали сохранены.

---

Современный однореакторный узел гидропереработки ILS: завершение пусконаладки и ввод в эксплуатацию

Представляю вашему вниманию недавно введенный в эксплуатацию реактор гидропереработки ILS, который только что прошел завершающий этап пусконаладочных работ в нашей лаборатории химической валидации. На данный момент установка полностью готова к отправке заказчику. Данный аппарат представляет собой гибкий однореакторный узел гидропереработки, предназначенный для работы с различными типами сырья. Основные области применения включают оценку сырьевой базы, тестирование химической эффективности катализаторов, а также исследование вариативности технологических процессов.

С левой стороны установки расположена питающая емкость, оснащенная весами, а также системой азотного затвора (blanketing). Автоматическая загрузка сырья контролируется с помощью датчика уровня жидкости. В качестве сырья могут выступать такие сложные субстраты, как биомасса второго и третьего поколений, пиролизные пластмассы, а также воски, получаемые в процессе Фишера-Тропша (Fischer-Tropsch wax), то есть тяжелые углеводородные фракции. Обратите внимание на нагревательную рубашку, обеспечивающую поддержание температуры порядка 150°C. Все трубопроводы оснащены системой электрообогрева (heat tracing), включая несколько независимых контуров и нагревательные маты.

Для подачи жидкости в реактор под высоким давлением используется высокотемпературный, высоконапорный мембранный насос с гидравлическим приводом. В реакторе жидкая фаза смешивается с водородом, после чего инициируется реакция гидропереработки. На задней стороне установки предусмотрена подача дополнительных газов для обеспечения работы газового хроматографа. Также реализована возможность подачи воздуха для проведения процедуры автоматической регенерации катализатора в случае его дезактивации. Для обеспечения безопасности и исключения одновременного смешивания воздуха и водорода в системе задействованы специализированные автоматические переключающие клапаны.

Загрузка катализатора в реактор с неподвижным слоем осуществляется порциями по несколько сотен граммов. Длина реактора составляет приблизительно 2 метра. Мы уделяем особое внимание созданию протяженного катализаторного слоя и, соответственно, длинной изотермической зоны. Для достижения этой цели жидкое сырье предварительно нагревается в отдельном подогревателе. Сама печь разделена на пять температурных зон: несколько зон предварительного нагрева, центральная зона для катализатора протяженностью около 1 метра, а также нижняя зона, заполненная стабилизирующей инертной насадкой.

После выхода из реактора смесь жидких и газообразных продуктов направляется в сепаратор высокого давления. В нем происходит отделение низкокипящих компонентов (в первую очередь постоянных газов — водорода, азота и других легких газов) от жидкого продукта. Уровень жидкости в сепараторе высокого давления контролируется автоматически с помощью системы удаления конденсата. Для предотвращения переполнения установлены датчики перепада давления и сигнализаторы уровня. Непосредственное регулирование уровня осуществляется с помощью мембранных регуляторов давления Equilibar.

На тыльной стороне агрегата расположен узел дальнейшей сепарации. После разделения в сепараторе высокого давления оставшаяся жидкость (все углеводороды от C5+ и выше) поступает в сепаратор низкого давления и отпарную колонну. Здесь происходит разделение углеводородов по целевому фракционному составу. Основная часть тяжелых углеводородов направляется в приемную емкость продукта. Более легкие углеводороды, а также сероводород и аммиак отдуваются при низком давлении. Колонна оснащена насадкой; в нижнюю часть подается азот. Уровень жидкости в ней также регулируется с помощью регулятора давления Equilibar.

В нижней части системы расположена система отбора жидких проб ILS. Она включает серию трехходовых клапанов, обеспечивающих постоянную продувку линий и минимальные застойные зоны (low dead volumes). Это критически важно при работе с вязкими продуктами, а также в процессе активации катализатора, чтобы предотвратить налипание частиц. Конструкция представляет собой продувочный бокс, открываемый оператором. Жидкость отбирается в специальные бутылки, которые ввинчиваются в бокс снизу. Поскольку отбор осуществляется внутри герметичного продувочного бокса, контакт оператора с вредными газами (H₂S, угарный газ и другие токсичные компоненты) полностью исключен, что гарантирует безопасность процедуры.

Остаток жидкости направляется в приемную емкость продукта, которая также оснащена весами. Газ из отпарной колонны может направляться на анализ в онлайн-газовый хроматограф. В данной установке мы используем микрогазовый хроматограф Inficon с многоходовым клапаном. Предусмотрена возможность измерения как входящего, так и выходящего газа. Анализ газовой фазы после сепараторов высокого и низкого давления проводится через обогреваемую линию передачи, что позволяет измерять высококипящие компоненты вплоть до C12+ (включая постоянные газы, H₂S, аммиак и остаточную воду). Для процессов с био-сырьем это особенно актуально из-за значительного образования воды в ходе реакций гидродеоксигенации (HDO). Компоненты из отпарной колонны направляются в дополнительный охлаждаемый сепаратор, где вода конденсируется отдельно.

В компании ILS мы придерживаемся самых строгих стандартов безопасности. Вся установка полностью герметизирована и оснащена принудительной вентиляцией с системой мониторинга. Внутри смонтированы различные газоанализаторы: на горючие газы, водород, а также на токсичные вещества, такие как H₂S. Автоматизация установки реализована на базе системы управления Siemens S7-1500, включая операторскую станцию и программное обеспечение ILS Workflow Manager. Данное ПО позволяет выполнять автоматические протоколы (рецепты) экспериментов. Данные с газового хроматографа интегрируются непосредственно в программную среду, что дает возможность формировать единые отчеты, объединяющие полный массив технологических параметров и хроматографических данных.

Если вы заинтересованы в приобретении нового лабораторного реактора масштаба bench-scale или пилотной установки для гидропереработки, химических процессов, работы с возобновляемыми источниками сырья или других приложений, пожалуйста, свяжитесь с нами. Мы будем рады поддержать ваши исследования и разработки.

Источник

Источник

Теги

• #Микрореакторы
• #Гидрокрекинг
• #R&D
• #АппаратныеРешения

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=3hwAEgh4grY

#Микрореакторы #Гидрокрекинг #R&D #АппаратныеРешения