【正文】 碳量 降到 %左右，本設(shè)計(jì)原料為重油的催化裂化裝置，所以再生器設(shè)有外取熱器 [R102]， 循環(huán)催化劑出口和外取熱器催化劑出口 （ N4）和 （ N5） 為同一出口， 兩出口設(shè)在 再生器 密相床底部，如 圖 21， 催化劑由外取熱器催化劑出口 經(jīng)過(guò) 列管式 外取 熱器 換熱，換熱介質(zhì)為脫氧水 ， 在列管式 外取 熱器 中催化劑溫度降低，外取熱器內(nèi)壓力為 。 可以通過(guò)調(diào)節(jié)外取熱器 氣動(dòng) 滑閥 的開(kāi)度 ， 控制外取熱器取 熱 來(lái)調(diào)節(jié)再生溫度， 外取 熱器 產(chǎn)生 Mpa 過(guò)熱水蒸汽 ，水蒸汽 入主高壓蒸汽管線 供其他工段使用 ， 取熱后 的催化劑 循環(huán) 返回到燒焦罐底部。 當(dāng) 第 二密 相床 內(nèi)催化劑反應(yīng)不徹底時(shí)，可以通過(guò) 氣動(dòng)滑閥 調(diào)節(jié)循環(huán)催化劑出口 （ N4） 開(kāi)度， 加大循環(huán)量使催化劑循環(huán)燃燒降低其含碳量達(dá)到完全再生的目的。 ～主風(fēng)預(yù)提升干氣 預(yù)提升蒸汽再生煙氣二密增壓風(fēng) 反應(yīng)油氣防焦蒸汽汽提蒸汽原料油回?zé)捰蜐{回?zé)捰图崩溆挽F化蒸汽 圖 21 再生系統(tǒng)原則流程 攜帶著催化劑顆粒的煙氣上升到再生器稀相 床 上部，此時(shí)催化劑再生齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 10 完成，絕大部分催化劑 已經(jīng)與煙氣 分離返回密 像 床層 底部 ，由再生催化劑出口 （ N3） 進(jìn)入再生斜管 ，其余部分與 煙氣 一起 進(jìn)入兩級(jí) 四組旋風(fēng)分 離器進(jìn)行旋風(fēng) 快速分離，分離后的煙氣經(jīng)集氣室排進(jìn)再生煙道 ,進(jìn)入能量 回收 工段 。 再生后的催化劑一部分存入熱催化劑 罐 [V101]， 待與來(lái)自冷催化劑 罐[V102]的 新鮮催化劑混合參加反應(yīng)，另一部分再生催化劑直接 由 再生斜管等待進(jìn)入提升管參加催化反應(yīng) [4]。開(kāi)工用的催化劑由冷催化劑罐 [V102]或熱催化劑罐 [V101]用 非凈化壓縮空氣輸送至再生器，正常補(bǔ)充的催化劑可由催化劑小型加料斗 [V103]輸送至再生器。 為保持催化劑的活性，需從 再生器內(nèi)不定期卸出部分催化劑，由非凈化壓縮空氣輸送至熱催化劑罐 [V101]。 再生器主要操作條件一覽表 表 21 再生器主要操作條件 項(xiàng)目 單位 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 再生溫度 0C 700 再生器頂壓 MPa 燒焦量 kg/h 9560 主風(fēng)量 m3/min 2183 再生器密相藏量 t 190 催化劑循環(huán)量 t/h 1000 煙氣過(guò)剩量 %v 取熱負(fù)荷 kJ/h 11089 本設(shè)計(jì)方案的選擇及其優(yōu) 點(diǎn) 流化催化裂化的反應(yīng) — 再生系統(tǒng)可分為兩大類(lèi)型：使用無(wú)定形硅酸鋁齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 11 催化劑的床層裂化反應(yīng)和使用分子篩催化劑的提升管反應(yīng)。二十世紀(jì)六十年代以來(lái)，由于分子篩催化劑并相應(yīng)地采用提升管裂化技術(shù)，而且許多原有的床層裂化裝置也改建成分子篩催化劑提升管催化裂化。 提升管裂化反應(yīng) — 再生系統(tǒng)基本型式為：并列式和同軸式。本裝置采用并列式，其優(yōu)點(diǎn)為： 兩器框架標(biāo)高相同，再生器和反應(yīng)器高度相近，操作壓力相近。裝置的總高度較低，一般約 3648 米 。 用較大的內(nèi)溢流管保證再生器內(nèi)催化劑的 物料高度 ，用增壓風(fēng)的流量調(diào)節(jié)催化劑循環(huán)量，待生和再 生單動(dòng)滑閥只是在事 故狀態(tài)時(shí)作切斷用，正常操作時(shí)滑閥全開(kāi)，滑閥使用壽命長(zhǎng)，不易磨損 [5]。 本設(shè)計(jì)采用 1998 年石油化工科學(xué)研究院和北京設(shè)計(jì)院開(kāi)發(fā)的大慶減壓渣油催化裂化技術(shù) (VRFCC)并 集成了富氧再生等多項(xiàng)新技術(shù) [6]。 物料衡算 催化劑循環(huán)量 及其含碳量 該裝置由于摻煉減壓渣油、蠟油，焦碳率之達(dá) %。 燒焦罐使用完全再生技術(shù) ,在經(jīng)過(guò)再生器反應(yīng)過(guò)的催化劑所含的焦碳已經(jīng)降低到 %，反應(yīng)放熱已超過(guò)反應(yīng)器和再生 器熱平衡需要 ,若不從再生器取走熱量 ,必使原料的預(yù)熱溫度太低 (1500C),這很不利于原料的霧化和產(chǎn)品分布 ,從而使焦炭產(chǎn)率升高。故把原料油的預(yù)熱溫度定為 2021C，其余需要的熱量主要由循環(huán)催化劑供給。正常操作時(shí)，可停原料預(yù)熱爐，因原料油與分餾塔產(chǎn)品換熱，即可達(dá)到此預(yù)熱溫度。根據(jù)提升管反應(yīng)器的熱平衡就能求出催化劑循環(huán)量。 1. 由再生器取熱計(jì)算催化劑循環(huán)量 10 23 ??????TQG e[8] （ 21） eQ —— 再生器取熱（剩余有效熱量 — 外取熱 器取走熱量） 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 12 2T? —— 再生器和反應(yīng)器的溫差 CT ?1905107002 ???? 10 23 ????? ? TQG e t/? 經(jīng)過(guò)詳細(xì) 計(jì)算同時(shí) 為滿足反應(yīng)使用催化劑的量 ，設(shè)計(jì)最終取 催化劑循環(huán)量 確定 為 1000t/h[7]。 2. 待生催化劑含碳量 循環(huán)催化劑碳差 =燒碳量 /（催化劑循環(huán)量 +燒碳量） %100? （ 22） = %100 9560 6 ??? = % 待生催化劑含碳量 =循環(huán)催化劑碳差 +再生劑含碳量 （ 23） =%+% =% 式中：再生劑含碳量，一般要求分子篩型催化劑再生后含碳降至 %以下，這里 是要求為 %。 再生器反應(yīng)氣體計(jì)算 燒碳及燒氫量 =9560kg/h ， 焦炭氫碳比 ： ?CH 。 燒碳量 hk m o l / 5 6 0 3 ???? 燒氫量 hk m o lhkg /8 6 0/ 7 2 5 6 0 ???? 1. 理論干空氣量 碳燒成 CO2需要 O2量 hk mo l /6531653 ??? 氫燒成 H2O需要 O2量 hk m ol /43021860 ??? 所以理論需 O2的量 hkghk mo l /3 4 6 5 6/1 0 8 34 3 06 5 3 ???? 理論帶入 N2量 21791083?? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 13 hkmol /4074? hkg /114072? 所以理論干空氣量 hk mo l /515740741083 ??? 11407234656 ?? hkg /148728? 2. 實(shí)際干空氣量 表 22 再生煙氣分析數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 單位 化驗(yàn)數(shù)據(jù) 裝置儀表數(shù)據(jù) N2 % ____ ____ CO % CO2 % 14 O2 % H2 % ____ ①由 大慶煉油廠標(biāo)定核算手冊(cè) ， 煙氣中過(guò)剩氧的體積分?jǐn)?shù)為 %，所以 量過(guò)剩量過(guò)剩理論干 煙氣量 過(guò)剩 222% NOO ??? （ 24） 217922222????? 量過(guò)剩量過(guò)剩過(guò)剩OONCOO 故 過(guò)剩 O2量)21791(%)()4074653(?????? 過(guò)剩 O2 hkghk m o l /4 0 9 9/128 ?? 所以 hkghk m olON /13482/482217922 ??? 過(guò)剩過(guò)量空氣中的 所以實(shí)際干空氣量 過(guò)過(guò)需 2222 NONO ???? （ 25） 4821284 0 7 41 0 8 3 ???? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 14 hkmol /5767? 3. 需濕空氣量 根據(jù) 大慶煉油廠標(biāo)定核算手冊(cè)：大氣 C?16 大氣濕度 62%根據(jù)空氣的相對(duì)溫度和氣溫 ,查圖得水蒸汽和干空氣的分子比為 %?? 。 所以空氣中的水汽量 =實(shí)際干空氣量 φ （ 26） ?? hkmol /? hkg/1452? 濕空氣量 ?? hkmo l /? hNm / 3?? min/2183 3m? 此即正常操作時(shí)的主風(fēng)量，此風(fēng)量乘 110%可作為選主風(fēng)機(jī)的依據(jù)。 4. 主風(fēng)單耗 燒焦量濕空氣量主風(fēng)單耗 ? （ 27） 4?? km / 3? 5. 干煙氣量 由以上計(jì)算已知干煙氣量的各組分的量，將其相加，即總干煙氣量。 總干煙氣量 過(guò)過(guò) 2222 NNOCO ???? （ 28） 4824074128653 ???? hkmol /5337? 按各組分 相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算各組分的質(zhì)量流率，相加即得總的干煙氣齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 15 的質(zhì)量流率。 干煙氣的質(zhì)量流率 =煙氣各組分的量 相應(yīng)分子量 （ 29） ? ? ? ? ? ?284 8 2284 0 7 4321 2 8446 5 3 ???????? hkg / 5?? 6. 煙風(fēng)比 煙風(fēng) 比主風(fēng)量濕煙氣量? （ 210） 58475959? ? （ 體積比 ） 7. 濕煙氣量及煙氣組成 表 23 濕煙氣量及煙氣組成 組分 流量 相對(duì)分子 質(zhì)量 組成（摩爾分?jǐn)?shù)） % hkmol/ kg/h 干煙氣 濕煙氣 CO2 653 28732 44 O2 128 4096 32 N2 4556 127568 28 79 總干煙氣 5337 160396 30 100 ____ 生成水汽 430 7740 18 ____ 主風(fēng)帶入水汽 1454 ____ ____ ____ 待生劑帶入水汽① 1000 ____ ____ ____ 吹掃、松動(dòng)蒸汽② 1000 ____ ____ ____ 總濕煙氣 5959 171590 ____ 100 ① 按每噸位催化劑帶入 1 公斤水汽計(jì)算。 ② 粗略估算值 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 16 再生器物料平衡 表 24 再生器物料平 衡 入方 kg/h 出方 kg/h 干空氣 168481 干煙氣 174381 水汽 2952 水汽 10694 主風(fēng)帶入 1452 生成水汽 15480 待生劑帶入 1000 帶入水汽 2952 松動(dòng)、吹掃 500 循環(huán)催化劑 1000000 焦炭 9560 ____ ____ 循環(huán)催化劑 1000000 ____ ____ 合計(jì) 1183945 合計(jì) 1203507 再生 裝置 熱量平衡 再生 裝置 燒焦放熱 根據(jù) 大慶煉油 廠 內(nèi)部資料 ，計(jì)算 ： 生成 2CO 放熱 =每小時(shí)燒碳量 單位放 熱 （ 211） ?? hkJ / 8??? 生成 OH2 放熱 =每小時(shí)燒氫量 單位放 熱 （ 212） ?? hkJ / 8?? 合計(jì)放熱： 88 ????放Q hkJ / 8?? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 17 式中： 33873， 119890 是 再生條件下 C， H2燃燒反應(yīng) 單位放 熱 ， 22 COOC ?? kgkJ /33873 OHOH 222 21 ?? kgkJ /119890 由以上計(jì)算得到再生器燒焦放熱 hkJQ /107 1 81 ?? 焦碳脫附熱 按目前工業(yè)上仍采用 的經(jīng)驗(yàn)方法計(jì)算 有 ， 2Q =焦炭脫附熱 =焦炭吸附熱 （ 213） % 1 8 ??? hkJ / 7?? 主風(fēng)升溫需熱 主風(fēng)由 C?200 升溫至 C?700 需 3Q 。 1. 干空氣升溫需熱 干空氣升溫需熱 =干空氣的量 空氣平均比熱 空氣升溫差 （ 214） )2 0 07 0 0( 6 6 0 6 1 ???? hkJ /109050 4?? 式中： 166061 是反應(yīng)需要的干空氣的量， hkg ， 是空氣的平均比熱， )/( CkgkJ ?? 2. 空氣帶入水汽升溫需熱 空氣帶入水汽升溫需熱 =空氣中含有水汽量 水汽平均比熱 水汽 升溫差 （ 215） )2 0 07 0 0( 4 5 4 ???? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 18 hkJ /101 5 01 5 0 4 8 9 0 4??? 式中： 1454 是反應(yīng)需要的空氣中含有水汽的量， hkg ， 是水汽的平均比熱 )/( CkgkJ ?? hkJQ /102 0 )101 5 0109 0 5 0( 7443 ?????? 焦炭升溫需熱 焦炭升溫需熱 4Q ， 反應(yīng)溫度差催化劑比熱容焦碳量 ???4Q （ 216） hkJ / )510700( 6?? ???? 式中：假定焦炭比熱和催化劑比熱相同 )/( CkgkJ