【正文】 瀝青改質(zhì)聯(lián)合裝置的工藝技術(shù)方案主要是針對裝置的原料性質(zhì)、產(chǎn)品方案的要求，重點(diǎn)在催化劑選擇、兩器結(jié)構(gòu)型式的選擇。一、催化劑選擇催化裂化過程中，催化劑對產(chǎn)品收率、平穩(wěn)操作以及環(huán)境保護(hù)等方面起著重要作用，正確選擇催化劑將會(huì)給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著催化裂化技術(shù)的發(fā)展，新型分子篩催化劑也不斷開發(fā)和推廣，目前我國生產(chǎn)的分子篩催化劑有三大系列，二十多個(gè)品種，主要有REY型、REHY型、USY 型以及 REUSY型分子篩催化劑。REY型分子篩催化劑有共Y1CRCKBZ、LB1等品種，該類催化劑的主要特點(diǎn)是裂化活性高，水熱穩(wěn)定性好，但焦炭選擇性差，汽油辛烷值較低。REHY型分子篩催化劑有LCSRHZ200、CC14等品種，該類催化劑的稀土含量有所減少，從而，在焦炭選擇性和汽油辛烷值有所改善，但在水熱穩(wěn)定性方面稍遜。USY型分子篩催化劑有ZCMCHZLCH1等品種，該類催化劑是近幾年來我國開發(fā)并推廣應(yīng)用的新型催化劑,該類催化劑的活性組分是采用工藝脫鋁，骨架硅鋁比提高，晶胞常數(shù)小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能有效地抑制氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，從而焦炭選擇性好，氣體中烯烴含量高，汽油辛烷值高。REUSY型分子篩催化劑有CC1RHZ300等品種，兼容REHY 型、USY型的特性，而且活性適當(dāng)，產(chǎn)品選擇性好，特別是焦炭選擇性好。分子篩具有二次孔，重油裂化能力強(qiáng)。壽光市魯清防水建材有限公司瀝青改質(zhì)項(xiàng)目 13 本裝置原料油為進(jìn)口燃料蠟油加摻煉部分常壓渣油，要求催化劑裂化活性高，焦炭選擇性好，抗重金屬污染能力和抗磨損能力強(qiáng)。針對該原料的性質(zhì)，在現(xiàn)有國產(chǎn)催化劑中推薦采用REUSY 分子篩催化劑。 二、反應(yīng)再生工藝技術(shù)選擇? 兩器結(jié)構(gòu)型式 從七十年代后期，由于催化裂化原料變重，國外各主要公司相繼著手進(jìn)行重油催化裂化技術(shù)的開發(fā)，針對重油殘?zhí)扛摺⑸孤矢?、重金屬等雜質(zhì)含量高的特點(diǎn)，在催化劑的選擇、反應(yīng)條件、再生型式等方面進(jìn)行了研究，開發(fā)了多項(xiàng)技術(shù)，目前已形成一系列重油催化裂化技術(shù)，其中主要以凱洛格(kellogg)的重油催化裂化技術(shù) (HOC技術(shù)) ，環(huán)球油品公司(UOP公司)的渣油轉(zhuǎn)化法(RCC 技術(shù))，石偉公司(Samp。W公司)的渣油催化裂化技術(shù)(RFCC 技術(shù) )為代表。kellogg公司的HOC 采用同軸式結(jié)構(gòu)。即：沉降器與再生器同軸布置，沉降器置于再生器之上，兩器差壓大，抗事故能力強(qiáng)，兩器結(jié)構(gòu)簡單，占地少，省鋼材。待生催化劑能均勻地分布在流化床中，與主風(fēng)逆流接觸，強(qiáng)化了燒焦。改善床層流化質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。UOP公司的RCC采用了二段再生技術(shù)，一二再采用同軸式結(jié)構(gòu)，一再在上，二再在下，一再為CO部分燃燒再生，二再為CO完全燃燒再生，二再的煙氣進(jìn)入一再以充分利用二再煙氣中的過剩氧，簡化了煙氣流程。RCC不足之處，在于系統(tǒng)藏量太大，沉降器抬得太高造成提升管、油氣管道太長，而且外取熱器設(shè)于一、二再之間，限制了一再燒焦比例，不能充分發(fā)揮兩段再生的優(yōu)越性。Samp。W公司的RFCC采用兩個(gè)再生器一再為CO部分燃燒再生，二再為CO完全燃燒再生，兩個(gè)再生器采用同軸式布置，第二再生器置于第一再生器之上，一、二再煙氣分流。設(shè)備結(jié)構(gòu)、煙氣流程相對復(fù)雜，生產(chǎn)操作也較復(fù)雜。壽光市魯清防水建材有限公司瀝青改質(zhì)項(xiàng)目 14 我國早在60年代就著手重油催化裂化的開發(fā)研究和工業(yè)試驗(yàn)，通過30余年的不懈努力，現(xiàn)已基本上達(dá)到了世界先進(jìn)水平。針對重油催化裂化的特點(diǎn)對兩器結(jié)構(gòu)作多種型式的組合，我國設(shè)計(jì)出多種兩器結(jié)構(gòu)型式：單段再生、后置燒焦罐兩段再生(ROCCI)、高速床兩段串聯(lián)再生(ROCCII)、 兩段湍流床再生(ROCCIII) 、新型兩段再生( ROCCIV) 、三器連體兩段再生(ROCCV) 等型式。鑒于壽光市魯清防水建材有限公司瀝青改質(zhì)聯(lián)合裝置加工減壓蠟油和部分常壓渣油，工藝線路采用重油催化裂化工藝，反應(yīng)采用提升管反應(yīng)，再生采用單段再生工藝。兩器型式采用沉降器與再生器同軸布置，沉降器置于再生器之上，待生催化劑通過立管由塞閥控制進(jìn)入再生器底部，而后通過待生套筒提升到密相床上部，再通過待生催化劑分布器均勻地分布在流化床中，與主風(fēng)逆流接觸，強(qiáng)化了燒焦。該型式具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）兩器結(jié)構(gòu)簡單，占地少，省鋼材，省投資。 （2）兩器差壓大，抗事故能力強(qiáng)，實(shí)踐證明：兩器差壓在+～，都不會(huì)發(fā)生催化劑倒流。（3）同軸式結(jié)構(gòu)的沉降器壓力低于再生壓力，有利于催化裂化工藝要求較低的油氣分壓的特點(diǎn)的發(fā)揮。（4）待生催化劑提升風(fēng)用量少，增壓機(jī)相對較小。（5）生產(chǎn)操作、煙氣流程簡單。（6）操作簡單，易掌握。? 采用單段逆流高效完全再生方案再生方案的選擇原則應(yīng)能滿足充分降低再生催化劑的定碳以使所選催化劑性能得以充分發(fā)揮，同時(shí)應(yīng)避免采用過于苛刻的再生條件，以利于恢復(fù)并保護(hù)催化劑活性。本裝置采用的是單段再生，為了達(dá)到在合理的再生條件下盡量降低再生劑的含碳量，本設(shè)計(jì)采取了多項(xiàng)提高燒焦效果的措施，% 以下。壽光市魯清防水建材有限公司瀝青改質(zhì)項(xiàng)目 15 各項(xiàng)措施綜述如下：（1）采用加CO助燃劑的完全再生方案，提高平均氧濃度，盡量降低再生劑含碳。（2）在盡量避免催化劑水熱失活的前提下，盡量提高再生溫度，以提高焦炭燃燒速度，從而提高燒焦強(qiáng)度。（3）采用逆流再生將待生催化劑提升到密相床上部，然后向下流動(dòng)與主風(fēng)形成氣固逆流接觸燒焦的良好條件。由于高含氧的氣體僅和低含炭的催化劑相遇，低含氧氣體則同高含炭的催化劑接觸，因此，整個(gè)燒焦過程化學(xué)動(dòng)力學(xué)速度比較平均，有利于提高總的燒焦強(qiáng)度。（4）采用待生催化劑分配技術(shù)。在待生催化劑出口配置特殊設(shè)計(jì)的待生催化劑分配器，使待生劑均勻分布于再生密相床上部，為形成單段逆流高效再生提供基本保證。（5）采用較高的密相線速理論和實(shí)踐均證明：提高密相床層線速是提高燒焦強(qiáng)度的一種有效手段。因此，～，以提高燒焦的氧傳遞速度從而達(dá)到提高燒焦強(qiáng)度的目的。（6）采用高床層再生較高的再生密相床高度不僅可提高氣固的單程接觸時(shí)間，而且有利于CO 在密相床中燃燒。（7）采用改進(jìn)的主風(fēng)分布器主風(fēng)的分布好壞將直接影響再生器的流化質(zhì)量，從而影響燒焦效果。本裝置由于生焦量大且為單段再生，因此，主風(fēng)的分布好壞將顯得尤為重要。本裝置為改善流化質(zhì)量，主風(fēng)分布管采用改進(jìn)的主風(fēng)分布器。? 采用改進(jìn)完善的提升管反應(yīng)器壽光市魯清防水建材有限公司瀝青改質(zhì)項(xiàng)目 16 吸收國內(nèi)外同類生產(chǎn)裝置積累的實(shí)用有效的操作經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合本裝置實(shí)際情況，在提升管反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行了改進(jìn)及完善。（1）優(yōu)化反應(yīng)操作條件，實(shí)現(xiàn)較高溫度、大劑油比，滿足催化裂化反應(yīng)時(shí)間要求的操作條件。（2）采用高效霧化噴嘴，改善霧化效果，提高輕質(zhì)油收率、降低干氣及焦炭產(chǎn)率。（3）提升管進(jìn)料噴嘴上游設(shè)有預(yù)提升段，提升介質(zhì)為自產(chǎn)干氣或蒸汽，使原料油與催化劑接觸前，以活塞流的形式向上流動(dòng)，改善催化劑的流動(dòng)狀態(tài)，從而有利于原料油與再生催化劑的充分接觸，減少不必要的熱裂化反應(yīng)。采用干氣做為提升介質(zhì)，可在一定程度上減輕催化劑的水熱失活。（4）提升管上部備有快速反應(yīng)終止措施。（5）本裝置設(shè)計(jì)擬采用縮短提升管出口粗旋與單級入口距離的方法，縮短油氣在沉降器內(nèi)停留時(shí)間，以減少油氣的熱裂化反應(yīng)。（6）采用新型汽提段結(jié)構(gòu)，改善汽提效果。目前，國內(nèi)催化的焦炭中氫含量一般在8%(m) 以上，有的甚至10%(m)以上，說明汽提段的汽提效果差。為改善汽提效果，本裝置采用兩段汽提的汽提段結(jié)構(gòu)，以改善催化劑與蒸汽接觸提高汽提效果。采取上述措施使得催化劑從進(jìn)入提升管至離開沉降器汽提段的整個(gè)過程均處于良好的流化接觸狀態(tài)。采用高效霧化噴嘴使催化劑與經(jīng)過良好霧化并均勻分布的原料油接觸，達(dá)到瞬間汽化的目的，使反應(yīng)油氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間盡可能短，加之完善的汽提設(shè)施從而達(dá)到提高產(chǎn)品收率，降低干氣、焦炭產(chǎn)率的目的。? 外取熱器本裝置將采用氣控式外取熱器專利技術(shù)。氣控式外取熱器的特點(diǎn)：壽光市魯清防水建材有限公司瀝青改質(zhì)項(xiàng)目 17 氣控式外取熱器為下流式外取熱器，即在外取熱器的催化劑依靠重力由上向下流動(dòng)，與再生器相連的催化劑下料管和催化劑返回管均沒有滑閥，與其它型式的外取熱器相比，其獨(dú)特之處在于：（1）結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。（2）為了強(qiáng)化傳熱，外取熱器內(nèi)的取熱管束采用肋片管，其安全可靠、使用壽命長、抗事故能力強(qiáng)、有長期使用的經(jīng)驗(yàn)且可單獨(dú)切除。（3）水自然循環(huán)，不用泵且可保證循環(huán)倍率。（4）開停工方便，催化劑在外取熱器內(nèi)可以長時(shí)間停留（死床），啟動(dòng)時(shí)也很方便，先啟用流化風(fēng)使外取熱器內(nèi)催化劑呈流化狀態(tài)后，啟用外取熱器返回管提升風(fēng)即可。 ? 反再系統(tǒng)的新技術(shù)應(yīng)用：（1）提升管反應(yīng)器底部設(shè)預(yù)提升段。（2）原料噴嘴采用高效霧化噴嘴。（3）提升管反應(yīng)器上部可以注終止劑。（4）提升管反應(yīng)器出口粗旋與單級旋風(fēng)分離器采用“直聯(lián)”型式。（5）采用新開發(fā)的待生劑分布器。（6）汽提段采用兩段汽提。（7）塞閥、高溫蝶閥、高溫閘閥采用電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（8）采用氣控式外取熱器及肋片管取熱單元。（9）采用PV 型高效旋風(fēng)分離器。三、機(jī)組的選擇方案 ? 主風(fēng)機(jī)機(jī)組主風(fēng)機(jī)是裝置的關(guān)鍵設(shè)備，主風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)不僅要考慮裝置正常運(yùn)行，還要考慮裝置開、停工及事故處理的需要，為此確定主風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)原則如下：壽光市魯清防水建材有限公司瀝青改質(zhì)項(xiàng)目 18 （1）主風(fēng)機(jī)選用既要考慮正常量，也要留有一定的調(diào)節(jié)余地，同時(shí)也要考慮裝置開工。（2）主風(fēng)機(jī)組的匹配力求結(jié)構(gòu)簡單，減少事故率。（3）機(jī)組選用堅(jiān)持安全、可靠和能保證長周期運(yùn)行的原則。（4）根據(jù)煉廠汽電平衡情況及電網(wǎng)能力綜合選用機(jī)組的配置方式。裝置所需主風(fēng) 正常 1165m3n/min 最大 1200m3n/min 出口壓力 (絕）備用主風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)主風(fēng) 正常 800m3n/min 最大 850m3n/min 出口壓力 (絕）主風(fēng)機(jī)組配置方案：（1）能量回收機(jī)組采用兩機(jī)組即離心風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，預(yù)留下一步改造成三機(jī)組方案（煙氣輪機(jī)離心風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)）的措施（2）備用主風(fēng)機(jī)：采用離心風(fēng)機(jī)(型號同主機(jī)) 、電動(dòng)機(jī)二機(jī)組（3）增壓機(jī)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 增壓機(jī)流量80m 3n/min，出口壓力為 (絕）? 氣壓機(jī)組氣壓機(jī)采用離心式氣壓機(jī)，單臺氣壓機(jī)的參數(shù)如下： 入口流量m 3n/min 230 入口壓力 MPa (表) 出口壓力MPa (表) 四、再生煙氣能量利用方案1. 再生煙氣參數(shù)壽光市魯清防水建材有限公司瀝青改質(zhì)項(xiàng)目 19 煙氣溫度 ℃ 700 煙氣流量 m3n/h 49500 煙氣壓力MPa (絕) 煙氣組成v% O2 CO2 SO2 N2 H2O 2. 煙氣利用流程完全再生的煙氣自再生器頂引出，由于CO已在床層內(nèi)完全燃燒，其化學(xué)能已由外取熱器回收，再生煙氣還有大量熱能需要回收。為了回收這部分能量，用余熱鍋爐回收煙氣顯熱能量來考慮。進(jìn)入余熱鍋爐的再生煙氣量為42022 m 3n/h，溫度640 ℃。五、蒸汽平衡及利用? 催化裂化裝置產(chǎn)汽 t/h 油漿蒸汽發(fā)生器 外取熱器 余熱鍋爐(煙氣能量回收) 合計(jì) 27? 裝置用汽 t/h 合計(jì) 壽光市魯清防水建材有限公司瀝青改質(zhì)項(xiàng)目 20 ? 平衡情況 裝置向外供 t/h 20六、分餾部分及吸收穩(wěn)定部分工藝方案在工藝流程的選擇上考慮與其它裝置的銜接，盡量做到合理、穩(wěn)妥、能量綜合利用，同時(shí)也要保證裝置的相對獨(dú)立性。 該部分工藝特點(diǎn)為：（1）催化裂化原料油為冷進(jìn)料，原料油自罐區(qū)進(jìn)催化裂化裝置，由原料油 油漿換熱器控制原料油進(jìn)提升管反應(yīng)器的溫度。（2）充分利用空氣冷卻器為減少循環(huán)水的用量，在條件允許的情況下盡量采用空氣冷卻器。（3）