Инвентаризация выбросов в атмосферу загрязняющих веществ от установок регенерации катализатора (нефтехимическая промышленность)

На территории предприятий нефтехимической промышленности имеется большое число разнообразных источников загрязнения атмосферы. В качестве примера нами выбрана установка по восстановлению (регенерации) катализаторов, применяемых, в частности, при каталитическом крекинге нефти.

Вторичная переработка нефти предназначена для повышения товарных качеств прямогонных нефтяных фракций, в частности для повышения октанового числа прямогонных бензинов до 92—98 ед. Разновидностями вторичной переработки нефти являются каталитический крекинг и каталитический риформинг.

Каталитический крекинг — термокаталитическая переработка нефтяных фракций с целью получения высокооктанового бензина. Широкому использованию этого процесса в нефтеперерабатывающей промышленности послужило создание в конце 1930-х гг. в США эффективного катализатора на основе алюмосиликатов. На установках устаревшего типа используется шариковый катализатор, представляющий собой шарики диаметром 3—5 мм из цеолита на алюмосиликатной матрице. В более современных установках применяется цеолитсодержащий пылевидный катализатор с размером частиц 35—150 мкм.

Каталитический риформинг — каталитическая ароматизация (повышение содержания ароматических углеводородов) в прямогонных фракциях нефти с целью получения неэтилированного высокооктанового бензина. Процессы каталитического риформинга осуществляются в присутствии катализаторов, изготовленных из металлов платиновой группы (платины, рения, иридия), нанесенных на матрицу из оксида алюминия с добавкой хлора.

В процессе крекинга и риформинга катализатор «закоксовывается» — на его поверхности образуется слой «кокса». С целью восстановления свойств (регенерации) катализаторов осуществляется выжиг кокса с поверхности катализатора с последующим восстановлением водородом и ряд других технологических операций.

При работе регенеративной установки в атмосферу поступают загрязняющие вещества. Расчеты выбросов выполняются на основании РД 17—86 «Методические указания по расчету валовых выбросов вредных веществ в атмосферу для предприятий нефтепереработки и нефтехимии».

Выбросы установки по регенерации катализатора крекинга. Массовый выброс оксида углерода, г/с, рассчитывается по формуле

где V — объемный расход газов, образующихся при регенерации катализатора, м3/с, равный количеству подаваемого на регенерацию воздуха; 1,25 — плотность оксида углерода, кг/м3, при температуре 0°С и давлении 760 мм рт. ст; 0,28 — коэффициент пересчета кг/ч —> г/с; Ссо — объемная концентрация оксида углерода в отходящих газах, % об.; t — температура газов на выходе из регенератора, °С.

Массовый выброс углеводородов (в отходящих газах установки регенерации катализатора содержится смесь различных углеводородов, несколько условно отнесем их к предельным углеводородам С12—С29) и оксидов азота, г/с, рассчитывается по формуле

где С, — концентрация z'-го загрязняющего вещества в отходящих газах, мг/м3 (табл. 4.28).

Массовый выброс катализаторной пыли (с учетом массовой доли диоксида кремния в цеолитах эту пыль можно идентифицировать как пыль неорганическую с содержанием Si02 более 70%), г/с, рассчитывается по формуле

где G — производительность установки каталитического крекинга по сырью, т/ч; q — удельный выброс катал изаторной пыли в кг на тонну перерабатываемого на установке сырья, кг/т (табл. 4.28); 0,28 — коэффициент пересчета кг/ч —» г/с.

Таблица 4.28

Значения параметров установки

Наименование ЗВ

Параметр

Вид катализатора

шариковый

пылевидный

Углерода оксид

Ссо, % об.

0,35

7,2

Углеводороды

Сув, мг/м3

77,68

77,68

Оксиды азота (в пересчете на N02)

Схо2. мг/м3

140,6

140,6

Пыль катализатора (неорганическая с содержанием Si02 более 70%)

<7, кг/т

0,53

0,81

Массовый выброс диоксида серы, г/с, зависит от содержания общей серы в сырье (5С, % масс.) по соотношению

где Вк количество кокса, выгорающего с поверхности катализатора, кг/ч.

где Атк — масса кокса, выгорающего с поверхности катализатора за цикл регенерации, кг; т — продолжительность цикла регенерации, ч.

Валовые выбросы загрязняющих веществ рассчитываются но формуле

где Мм!- — соответствующий массовый выброс г-го вещества, г/с; N — количество циклов регенерации в год.

Выбросы установки по регенерации катализатора риформинга и гидроочистки. Массовый выброс г-го загрязняющего вещества при регенерации катализатора, г/с, находят по формуле

где т — масса катализатора, кг; т — продолжительность цикла регенерации, ч; a.j — степень отложения кокса или серы на катализаторе, % масс, (табл. 4.29); у, — удельное количество загрязняющего вещества в выбросах, кг/кг (табл. 4.29).

Валовые выбросы загрязняющих веществ рассчитываются но (4.46).

Таблица 4.29

Значения параметров установки

Технологическая

установка

Степень отложения кокса и серы а,, % масс.

Удельное количество загрязняющего вещества в выбросах yj} кг/кг

кокса

серы

оксида углерода

диоксида серы

Риформинг

3,5

-

0,466

-

Гидроочистка

8,5

0,5

0,44

2

Практические задания

Исходные данные, необходимые для выполнения работы, приведены по вариантам в табл. 4.31.

Отчет о выполнении работы должен содержать:

  • а) исходные данные своего варианта;
  • б) ход вычислений;
  • в) результаты расчетов в форме итоговой табл. 4.30.

Таблица 4.30

Результаты инвентаризации выбросов в атмосферу загрязняющих веществ при регенерации катализатора в нефтехимической промышленности

Наименование ЗВ

Назначение катализатора (крекинг, риформинг, гидроочистка)

Величина выброса

массового, г/с

валового, т/год

Варианты индивидуальных заданий

варианта

Назначение

катализатора

Вид

Масса катализатора, т

Производительность установки по сырью G, т/ч

Содержание общей серы в сырье 5С, % масс.

Объемный

расход

воздуха,

м3

Температура уходящих газов, °С

Масса кокса, выгорающего за один цикл, кг

Продолжительность одного цикла, регенерации, ч

Количество циклов регенерации за год

1

Крекинг

Шариковый

но

46,4

0,8

5,5

180

1590

16

3

2

Крекинг

Пылевидный

90

55,1

1,3

6,2

156

1710

18

2

3

Риформинг

-

40

-

-

-

-

-

120

2

4

Гидроочистка

-

35

-

-

-

-

-

110

3

5

Крекинг

Пылевидный

146

61,0

0,9

5,4

180

1360

16

3

6

Крекинг

Шариковый

87

53,7

1,1

6,1

175

1823

22

2

7

Риформинг

-

38

-

-

-

-

-

146

2

8

Крекинг

Пылевидный

103

61,7

0,7

5,3

195

2031

19

3

9

Риформинг

-

54

-

-

-

-

-

102

3

10

Гидроочистка

-

31

-

-

-

-

-

99

2

11

Крекинг

Пылевидный

114

47,8

0,5

3,9

167

1632

21

3

12

Крекинг

Шариковый

96

40,2

1,3

6,0

182

1904

19

4

варианта

Назначение

катализатора

Вид

Масса катализатора, т

Производительность установки по сырью G, т/ч

Содержание общей серы в сырье Sc, % масс.

Объемный

расход

воздуха,

м3

Температура уходящих газов, °С

Масса кокса, выгорающего за один цикл, кг

Продолжительность одного цикла, регенерации, ч

Количество циклов регенерации за год

13

Риформинг

-

34

-

-

-

-

-

117

3

14

Крекинг

Шариковый

87

53,7

1,1

6,1

175

1823

22

2

15

Риформинг

-

33

-

-

-

-

-

97

3

16

Крекинг

Пылевидный

121

59,5

0,2

5,6

187

1963

16

2

17

Риформинг

-

49

-

-

-

-

-

132

4

18

Гидроочистка

-

33

-

-

-

-

-

114

3

19

Крекинг

Пылевидный

133

55,0

1,4

7,8

203

2045

29

2

20

Крекинг

Шариковый

85

29,2

1,1

4,5

185

1423

18

2

21

Риформинг

-

42

-

-

-

-

-

130

3

22

Гидроочистка

-

50

-

-

-

-

-

131

2

23

Крекинг

Шариковый

108

44,2

0,7

6,1

175

1207

15

3

24

Крекинг

Пылевидный

97

50,3

1,7

4,9

195

1540

19

3

25

Риформинг

-

39

-

-

-

-

-

114

3

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >