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畢業(yè)設(shè)計--800kta重油催化裂化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝設(shè)計-文庫吧

2025-05-17 14:39 本頁面


【正文】 動態(tài),要獨立思考,在設(shè)計中要有所創(chuàng)新、有所進步,提高分析問題和解決問題的能力。設(shè)計成果對同類裝置的工藝設(shè)計和生產(chǎn)操作有一定的參考價值。 完成畢業(yè)設(shè)計 (論文 )所需的條件及上機時數(shù)要求 計算機上機時間不少于 20 學時; 在條件允許的情況下,鼓勵用計算機繪圖。 任務(wù)書批準日期 2021 年 1 月 5 日教研室 (系 )主任 (簽字 ) 任務(wù)書下達日期 年 1 月 13 日 指導教師 (簽字 ) 完成任務(wù)日期 年 6 月 16日 學生(簽名) 長江大學 畢業(yè)設(shè)計 開題報告 題 目 名 稱 800Kt/a 重油催化裂化裝置 反再系統(tǒng)工藝設(shè)計 題 目 類 別 畢業(yè)設(shè)計 學 院 (系) 化學與環(huán)境工程學院 專 業(yè) 班 級 化工 10903 學 生 姓 名 胡波 指 導 教 師 佘躍慧 輔 導 教 師 鄭延成 開題報告日期 2021 年 4 月 11 日 開題報告 Ⅱ 800Kt/a 重油催化裂化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝設(shè)計 學 生: 胡波 ,化學與環(huán)境工程學院 指導老師: 佘躍惠 ,化學與環(huán)境工程學院 1 題目來源 題目來源:生產(chǎn)實際 題目類別:畢業(yè)設(shè)計 2 研究的目的和意義 催化裂化是主要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過程之一,在汽油和柴油等輕質(zhì)油品的生產(chǎn)占有很重要的地位。催化裂化過程在煉油工業(yè),以至國民經(jīng)濟中占有重要的地 位。在我國由于多數(shù)原油偏重,而 H/C 相對較高且金屬含量相對較低,催化裂化過程,尤其是重油催化過程的地位優(yōu)為重要。 隨著工業(yè) 、 農(nóng)業(yè) 、 交通運輸業(yè)以及國防工業(yè)等部門的迅速發(fā)展,對輕質(zhì)油品的需求量日益增多,對質(zhì)量的要求也越來也高。以汽油為例,據(jù) 1988 年統(tǒng)計,全世界每年總消耗量約為 億噸以上,我國汽油總量為 7500 萬噸,從質(zhì)量上看,目前各國普通級汽油一般為 91~92( RON),優(yōu)質(zhì)汽油為 96~98( RON)。為滿足日益嚴格的市場需求,催化裂化工藝技術(shù)也在進一步發(fā)展和改進。 從以上兩個方面可見,催化裂化在實際生 產(chǎn)中有很重要的意義,研究其工藝很有價值。在原油價格居高不下,煉化企業(yè)的效益日益惡化的背景下,使用劣質(zhì)原料來獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,是煉廠的必然選擇。因此,要不斷開發(fā)催化裂化新技術(shù)、新工藝,以增加產(chǎn)品收率、提高產(chǎn)品質(zhì)量,這也是煉化企業(yè)在 21 世紀可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略措施。 3 閱讀的主要文獻及資料名稱 800Kt/a重油催化裂化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝設(shè)計 Ⅱ [1] 吳寶林 ,吳迪 ,易文濤 . 100 萬噸 /年大型催化裂解裝置反再系統(tǒng)工藝設(shè)計 [J]. 內(nèi)蒙古石油化工 ,2021,(05): 9~10 [2] 鄭鐵年 . 催化裂解技術(shù)及其應(yīng)用前景 [J].石油煉制與化工 ,1996,(06):37~41 [3] 李再婷 . 催化裂解架起了煉油與化工之間的橋梁 [J].中國工程科學 , 1999,(02):67~71 [4] 趙恒 . 催化裂化反再系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)改造研究 [D].大連理工大學 ,2021 [5] 范有慧 . 催化裂化裝置反再系統(tǒng)的配管設(shè)計 [J].石油化工安全技術(shù) , 2021,(02):18~20 [6] 朱向東 . 催化裂化反再系統(tǒng)的優(yōu)化控制 [J].當代化工 ,2021,(03):72~74 [7] 姜文選 . 催化裂化反再系統(tǒng)計算機模擬與優(yōu)化 [J].沈陽化工 ,2021,(04): 239~242 [8] 苗興東 . 催化裂化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J].河北化工 ,2021,(01):6~9 [9] 楊朝合 ,鄭俊生 ,鈕根林等 . 重油催化裂化反應(yīng)工藝研究進展 [J].煉油技術(shù)與工程 ,2021,(09):1~5 [10] 劉海燕 ,于建寧 ,鮑曉軍 .世界石油煉制技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢 [J].過程工程學報 , 2021,(01):176~185 [11] 周婉華 ,楊啟業(yè) . 40 萬噸 /a 催化裂解工程設(shè)計的開發(fā)和應(yīng)用 [J].石油煉制與化工 ,1996,27(07). [12] 祝良富 ,石嘯濤 ,李繼炳 .40 萬噸 /a 催化裂解 裝置的試行及標定 [J]. 石油煉制與化工1996,27(09). [13] 劉鐵山 ,柳榮 ,李朝陽 .催化裂化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)技術(shù)改造 [J].煉油設(shè)計 ,2021,30(06). [14] 侯芙生等,煉油工程手冊,北京:石油工業(yè)出版社, 1995 [15] 葛維袁等 化工過程設(shè)計與經(jīng)濟,上海:上??萍技夹g(shù)出版社, 1989 [16] 林世雄 闕國和 梁文杰 趙忠德 徐春明 羅雄麟編寫, 楊光華教授和汪燮卿院士主審, 石油煉制第三版,石油工業(yè)出版社, 2021 [17] 陳俊武 ,盧捍衛(wèi) . 催化裂化在煉油廠中的地位和作 用展望 ——— 催化裂化仍將發(fā)揮主要作用 [J] . 石油學報 (石油加工 ) ,2021 , 19 (1) :1~ 10 [18] 陳俊武,盧捍衛(wèi) . 催化裂化在煉油廠中的地位和作用展望 [J]. 石油學報, 2021, 19(1):1~10. [19] 洛陽石化工程公司,煉油技術(shù)與工程 [J].( 202 202 2021) [20] 催化裂化工藝與工程 [M].北京:中國石化出版社, 1995, 89~ 105 4 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向 國內(nèi)外現(xiàn)狀 國外重油催化裂化工藝技術(shù)的現(xiàn)狀 由于重油中 殘?zhí)?、重金屬以及硫、氮等化合物含量均較高,給加工帶來一定的難度。 80 年代以來流化催化裂化工藝的發(fā)展特點是解決實現(xiàn)重油催化裂化的技術(shù)關(guān)鍵。目前已經(jīng)工業(yè)化的重油催化裂化技術(shù)有 3 種類型即: HOC、 RCC、 RFCC 下面分別介開題報告 Ⅱ 紹其技術(shù)特點。 技術(shù) 該技術(shù)是由凱洛格與菲利浦斯公司共同開發(fā)的。第一套工業(yè)裝置于 1961 年投產(chǎn),是世界上最早實現(xiàn)工業(yè)化的重油催化裂化裝置。它設(shè)有床層取熱板管和上流式外取熱器以取走再生的過剩熱量。其所用原料為經(jīng)嚴格脫鹽的重油,使鈉含量小于 1ppm。 該技術(shù)的主要特點是: (1) 對不同原 料采用不同措施: ① 對殘?zhí)恐敌∮?5%,重金屬釩含量小于 5ppm 的重油可以直接進行催化裂化操作中只需采用較高的劑油比和較低原料預(yù)熱溫度,不需增加外取熱器。 ② 對釩含量為 5~30ppm,殘?zhí)繛?5~10%的重油,需增加外取熱設(shè)備,并須使用金屬鈍化劑。 ③ 對質(zhì)量較差的原料即釩含量大于 30ppm,殘?zhí)砍^的 10%的高含硫重油,不僅裝置需增加取熱設(shè)施,而且原料必須進行加氫脫硫處理方能進 HOC 裝置。 (2) 為了降低焦炭產(chǎn)率,操作上應(yīng)采取如下措施: ① 采用較大的兩器壓差,以利于降低反應(yīng)壓力。 ② 減少回煉。其回練比一般為 左右。 ③ 為改善油劑接觸采用上流式斜管,以保證催化劑在到達噴嘴處時可以比較均勻的分布,使油劑接觸良好促進汽化。另外還采用了霧化效果較好的多噴嘴進料方式,同時加大霧化蒸汽用量,一般相當進料量的 5~10%。 ④ 采用高溫短接觸的反應(yīng)條件,并在提升管出口設(shè)置快速分離裝置以便盡快終止反應(yīng)。 (3) 在待生立管下部有外套筒,以便使待生催化劑在再生器內(nèi)保持上進下出與空氣逆流的燒焦方式,從而避免高含炭量的待生催化劑與新鮮空氣接觸引起催化劑內(nèi)外表面溫度過高造成高溫失活。 (4) 采用金屬鈍化劑來減少重金屬的污染 (5) HOC 的兩器結(jié)構(gòu)采用同軸式,占地面積小,兩器基礎(chǔ)鋼材用量少,故節(jié)省投資。 技術(shù) 該技術(shù)為 UOP 公司與阿西蘭公司聯(lián)合開發(fā)。第一套工業(yè)裝置于投產(chǎn),年處理量800Kt/a重油催化裂化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝設(shè)計 Ⅱ 200 萬噸。 RCC 技術(shù)的主要特點是: (1) UOP 為了移出過剩熱量, RCC 再生器內(nèi)可以裝設(shè)取熱盤管或設(shè)置下流式外取熱器。對殘?zhí)苛啃∮?7%、金屬含量小于 35ppm 的原料可以直接進 RCC 裝置進行催化裂化。而對殘?zhí)啃∮?5%的原料可以不設(shè)取熱裝置。 (2) 為了降低焦炭產(chǎn)率,采用無回煉操作,并改動了進料位置和使用高效霧化噴嘴,采用較低的反應(yīng)壓力,接在進 料注入 11~13%的液體水或其它稀釋劑以改善原料霧化和降低油氣分壓。同時可以減少油氣在提升管內(nèi)的停留時間。為了盡快終止反應(yīng),還在提升管出口裝設(shè)結(jié)構(gòu)簡單的彈道式快速分離器,其效果與粗旋風分離器相當。 (3) 為了提高再生效率,采用兩段式燒焦的再生器,第一段為逆流式不完全再生,在該段內(nèi)燒去焦炭中的全部氫和 80~90%的碳和硫,在第二段采用高氧分壓的完全再生,使再生催化劑的含炭量降到 %以下。為充分利用過剩氧使二段再生煙氣進入一段與一段煙氣一起離開再生器。 (4) RCC 技術(shù)不使用金屬鈍化劑,而是利用水蒸氣 進行鈍化,其理論根據(jù)是:沉積在催化劑上的重金屬在高溫水蒸氣的作用下形成氧化物,而催化劑在提升管內(nèi)停留時間很短,該金屬氧化物來不及還原,故可以起到鈍化作用。實踐證明效果是明顯的,平衡催化劑上的金屬含量達到 10000~15000ppm 時,操作依然正常,氫氣產(chǎn)量只有~(重) %。 技術(shù) 該技術(shù)是由法國 Total 石油公司在工業(yè)生產(chǎn)裝置上逐步摸索,改進發(fā)展起來的重油催化裂化。 RFCC 技術(shù)的主要特點: (1) 從理論和實踐的結(jié)合上確定了催化原料中的瀝青質(zhì)在裂化時可以斷裂為中間餾分的新概念。因 此它認為重油催化裂化的焦炭產(chǎn)率與原料的殘?zhí)恐禑o直接關(guān)系。 (2) 采用高度霧化的特殊材料進料噴嘴。使霧化的油滴直徑比催化劑的平均直徑還小。由于微細的油滴與懸浮狀的高溫催化劑接觸僅幾毫秒就使瀝青質(zhì)迅速汽化并裂解,從而生成單環(huán)、雙環(huán)三環(huán)芳烴產(chǎn)物。又由于采用單程裂化方式,致使重油催化裂化的焦炭產(chǎn)率與餾分油裂化很接進,因而可以不設(shè)取熱器。同時為了使油劑迅速分開,在提升管出口裝有垂直齒縫式快速分離器。 開題報告 Ⅱ (3) 采用兩段再生技術(shù),一段再生保持較低的溫度 (670~690℃ )和較低的空氣用量,以便達到: ① 燒去焦炭中的全部氫 (最低 80%)和 40~60%的碳及硫; ② 通過改變燒焦量以控制第一再生器釋放的熱量,二段再生器由于焦中氫已不多,且不使用水蒸氣故可采用高溫 (800℃ )和高過??諝?,使再生器含炭量降低到 %以下,而不致出現(xiàn)時催化劑產(chǎn)生水熱失活現(xiàn)象。為了在高溫下不使設(shè)備材質(zhì)受影響,第二再生器采用單級外旋風分離器且涂有耐熱耐磨襯里。 (4) 使用超穩(wěn) HY 分子篩催化劑如: DAVigon 公司生產(chǎn)的 OCTACAT。這種催化劑氫轉(zhuǎn)移活性低,可增加汽油辛烷值,并使輕柴油收率明顯上升,油漿及焦炭產(chǎn)率下降,且有較好的抗污染性能。 (5) 使用金屬鈍化劑抑制鎳、釩等金屬對催化劑的污染。并要求加強原油的脫鹽以減少渣油中的鈉含量,一般至少采用二級脫鹽。 國外重油催化裂化工藝技術(shù)的現(xiàn)狀 我國自 60 年代中即開始著手重油催化裂化的研究實驗工作。下面介紹具有中國特色的重油催化裂化裝置。 其反應(yīng)-再生系統(tǒng)流程工藝特點: (1) 采用了抗金屬污染性好、汽油辛烷值高、氫、焦和氣體產(chǎn)率低且再生性能好的 CRC1 半合成分子篩催化劑 彈射式快速分離器。 (3) 為加強原料霧化,采用了喉管式進料噴嘴。安裝方式多為噴嘴在提升管同一水平截面上均勻排列,與提升 管中心線呈 30176。 角,控制噴嘴出口線速達 70~90m/s,可使油滴平均直徑小于 100? m 的霧滴。同時為改善油劑接觸加速原料汽化,降低汽油分壓以減少焦炭產(chǎn)率,還采用了加大霧化蒸汽量等措施。 (4) 為進一步降低焦炭產(chǎn)率,采用減少回練比、出部分澄清油的方式。 采用帶預(yù)混合管的燒焦罐式再生器以強化再生過程。預(yù)混合管可以使待生催化劑與從取熱器及循環(huán)管下來的再生催化劑很好混合,以保證進入燒焦罐催化劑溫度及碳含量分布均勻,并與空氣接觸良好,實現(xiàn)高效再生的目的。 (5) 為取走再 生器的過剩熱該裝置采用了下流式可調(diào)外取熱器。 采用含銻金屬鈍化劑,抑制重金屬污染。 我國 還 生產(chǎn)和使用的催化劑有 20 多個品種,按沸石的類型分為,包括稀土 Y 型800Kt/a重油催化裂化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝設(shè)計 Ⅱ 沸石,并開發(fā)成功了各種催化劑系列。其中 DASY、 SRNY、和 REUSY 是主要的超穩(wěn) Y 型沸石; ZSM、 CHZ 和 LCH 系列是以超穩(wěn) Y 型沸石為獲活性組分、重油催化裂化適用的催化劑。 我國的裂化催化劑研究開發(fā)工作是密切配合摻煉渣油工藝發(fā)展進行的 .自 80 年代初期推出了大堆積密度半合成沸石催化劑之后, 90 年研制成功了 REHY 型催化劑。產(chǎn)品牌號從 LCS7 發(fā)展到 RHZ200、 RHZ300,成功地填補 REY 與 REUSY 了兩大類催化劑中的空白,成為廣泛應(yīng)用的換代產(chǎn)品 發(fā)展趨勢及研究方向 由于原油
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