【正文】 第 一 章 前 言 1 催化裂化裝置反應(yīng) 再生及分餾系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 茂名學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè) :催化裂化裝置反應(yīng) 再生及分餾系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 2 目 錄 摘 要 ……………………………………………… … ……………………I 第一章 前 言 ………………………… … ……… .……… .……………… 3 催化裂化的目的及意義 ……… ….. ………… ...……… … … … ..…… … ..3 催化裂化技術(shù)發(fā)展 ………… …… ..………………… ..… ………… 4 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ………… ..………… … …………… ………… ...…. ……… .4 第二章 工藝敘述 … …. …… ……………………………………………… 5 分餾系統(tǒng) ………… …………………………………… ….. ………… .6 分餾系統(tǒng) ………… ……………………………………………… .6 2. 3 吸收 —穩(wěn)定系統(tǒng) ………… ……………………………………… .6 第三章 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) …………… ……... ……………………… .…… … … 7 3. 1 開工時 …………………………………………………………… .7 3. 2 處理量 …………………………………………………………… .7 3. 3 原始數(shù)據(jù)及再生 反應(yīng)及分餾操作條件 ……………………. 9 第四章 反應(yīng) 再生系統(tǒng)工藝計(jì)算 ..…………………………………1 1 第 一 章 前 言 3 4. 1 再生系統(tǒng) … …………………………………………………… . . 11 4. 1. 1 燃燒計(jì)算 ………………………………………………… 11 4. 1. 2 熱量平衡 ………………………………………………… 12 熱流量入方 …………………………………………… . 12 熱流量出方 …………………………………………… . 13 4. 催化劑循環(huán)量 ..…………………………………………… .. 13 4. 1. 4 空床流速 ……………………… …………………………… 15 密相床層 ………………………………………………… 15 反應(yīng)器 …………………………………………………………… .16 4. 2. 1 物料衡算 …………………………………………………… .16 熱量衡算 …………………………………………………… . 18 .2 .1 熱量入方 . 各進(jìn)料溫度 ……………………………………1 8 .2 .2 熱量出方 ………………………………………………… 19 4. 2. 3 提升管工藝計(jì)算 … ………………………………………… .21 .1 提升管進(jìn)料處的壓力和溫度 ………………………………. 2 1 . 提升管直徑 ………………………………………………. 2 1 4 . 2. 3. 3 預(yù)提升段的直徑和高度 …………………………………….2 3 4. 2. 4 旋風(fēng)分離器工藝計(jì)算 ……………………………………… .24 .1 筒體直徑 ………………………………………………….2 4 一級入口截面積 …………………………………………… 25 .2 .3 二級入口截面積 …………………………………………. 2 5 算旋風(fēng)分離器 組數(shù) ………………………………………… 25 茂名學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè) :催化裂化裝置反應(yīng) 再生及分餾系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 4 . 5 一級腿負(fù)荷及管徑 … ……………………………………… 25 第五章 分餾塔能量平衡計(jì)算 ……………………………………………. 27 第六章 計(jì)算結(jié)果匯總 …………………………………………………… .29 結(jié)束語 ……………………………………………………………………… 30 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………3 1 致 謝 ………………………………………………………………… ……. 32 第一章 前 言 化裂化的目的及意義 我國原油偏重，輕質(zhì)油品含量低， 為增加汽油、柴油、乙烯用裂解原料等輕質(zhì)油品產(chǎn)量 。我過煉油工業(yè)走深度加工的道路，形成了以催化裂化（ FCC）為主體，延遲焦化、加氫裂化等配套的工藝路線。 2020 年底全國有 147 套催化裂化裝置，總加工能力超過，比 1991 年增加 Mt/a， 增長 %，可以說是世界上催化裂化能力增長最迅速的國家。 催化裂化是重要的重質(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(jì)中只有重要的 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顯得更為重要。 隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)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)量的要求也越來越高。以汽油為例，據(jù) 1988 年統(tǒng)計(jì)，全世界每年汽油總消費(fèi)量約為 億噸以上，我國汽油總量為 1750 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） 。 為了滿足日益嚴(yán)格的市場需求 ,催化裂化工藝技術(shù)也在進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn) .本設(shè)計(jì)是對催化裂化反應(yīng) 再生及分餾系統(tǒng)進(jìn)行工藝上的設(shè)計(jì)與分析。 第 一 章 前 言 5 80 年代以來，催化裂化技術(shù)的進(jìn)展主要體現(xiàn)在兩個方面： ① 開發(fā)成功摻煉渣油（常壓渣油或減壓渣油）的渣油催化裂化技術(shù)（稱為渣油 FCC，簡寫為 RFCC）； ② 催化裂化家族技術(shù)，包括多產(chǎn)低碳烯烴的 DCC 技術(shù)，多產(chǎn)異構(gòu)烯烴的 MIO 技術(shù)和最大量生產(chǎn)汽油、液化氣的 MGG 技術(shù)。 目前 國外新開發(fā)的重油催化裂化技術(shù)有：渣油加氫處理 (VRDS)一催化裂化 (FCC)組合工藝 ‖、毫秒催化裂化工藝（ MSCC）雙臺組合循環(huán)裂化床工藝、劑油短接觸工藝（ SCT）、雙提升管 工藝、兩段渣油改質(zhì)技術(shù)等等。 國內(nèi)靈活雙效催化裂化工藝（ FDFCC）、 VRFCC 技術(shù)、催化裂化（ MIP）新技術(shù)等等。下面以兩個技術(shù)說明一下： （ 1）渣油加氫處理一催化裂化組合工藝基礎(chǔ)研究的應(yīng)用 —— 它是在對加氫處理和催化裂化兩種工藝過程的特點(diǎn)、原料產(chǎn)品性質(zhì)及加工方案進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過理論分析，實(shí)驗(yàn)室及工業(yè)試驗(yàn)后開發(fā)出的一種新的石油加工工藝 ——―渣油加氫處理(VRDS)一催化裂化 (FCC)組合工藝 ‖。 流化催化裂化（ FCC）是現(xiàn)代化煉油廠用來改質(zhì)重質(zhì)瓦斯油和渣油的核心技術(shù)，是煉廠獲取經(jīng)濟(jì)效益的一種重要 方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到 1999 年 1 月 1 日，全球原油加工能力為 4 Mt/a，其中催化裂化裝置的加工能力為 Mt/a，約占一次加工能力的 %，居二次加工能力的首位。美國原油加工能力為 Mt/a，催化裂化能力為 271 Mt/a，居界第一，催化裂化占一次加工能力的比例為 %。我國催化裂化能力達(dá) Mt/a，約占一次加工能力的 %，居世界第二位。世界 RFCC 裝置原料中渣油的平均量為 15%～ 20%。從國外各大公司對原料的要求來看，殘?zhí)颗c金屬兩個指標(biāo)已分別達(dá)到 8%和 20 μg/g。而國內(nèi)渣油催化裂化原料的殘?zhí)恳话氵_(dá)到 6%，金屬 15 μg/g，與國外水平相比，尚有潛力。中國石化集團(tuán)公司 FCC 裝置中約 80%都摻煉不同比例的渣油，平均摻渣比約為 26%， 19891997年，摻煉重質(zhì)油的比例從 %增至 %。我國大慶石蠟基原油具有殘?zhí)康汀⒔饘俸康偷奶攸c(diǎn)，其減壓渣油的殘?zhí)繛?%，金屬為 7 μg/g，所以大慶減壓渣油可以直接進(jìn)行催化裂化。前郭煉油廠已進(jìn)行了大慶全減壓渣油催化裂化的嘗試，但未見國外全減壓渣油催化裂化的報(bào)道 （ 2）兩段提升管催化裂化（ TSRFCC）新技術(shù) ——TSRFCC 可大幅度提高原料的轉(zhuǎn)化深度，同比加工能力增加 20~30%；顯著改善產(chǎn)品分布，輕油收率提高 2~3 個百分點(diǎn)，液收率提高 3~4 個百分點(diǎn)，干氣和焦炭產(chǎn)率大大降低；產(chǎn)品質(zhì)量得到明顯改善，汽油烯烴含量下降 20 個百分點(diǎn)以上，柴油密度減小、十六烷值提高，汽油和柴油的硫含量都明顯降低。采用兩段提升管催化裂化技術(shù)可使企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 的主要內(nèi)容 茂名學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè) :催化裂化裝置反應(yīng) 再生及分餾系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 6 、技術(shù)背景分析 物料 、能量 衡算 尺寸 計(jì)算 、再生器、反應(yīng)器提升管 工藝流程圖的繪制 、反應(yīng)器提升管、分餾塔 能量衡算 第 二 章 工藝敘述 7 第二章 工藝敘述 工藝流程說明 該 裝置 工藝流程分四個系統(tǒng)如圖 21 提升管反應(yīng)器沉降器再生器圖21催化裂化裝置工藝流程圖回?zé)捰蜐{催化劑罐主風(fēng)機(jī)加熱爐水蒸汽新原料油油漿重柴油輕柴油粗汽油富氣氣提塔塔餾分回?zé)捰凸匏魵? 再生 系統(tǒng) 原料油 經(jīng)過加熱汽化 后 進(jìn)入提升管反應(yīng)器進(jìn)行裂化 。提升管中 催化劑處于稀相流化輸送狀態(tài) ，反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑進(jìn)入沉降器，并經(jīng) 汽提段 用過熱水蒸氣汽提，再經(jīng) 旋風(fēng)分離器分離 后，反應(yīng)產(chǎn)物從反 應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)入分餾系統(tǒng)，催化劑沉降到再生器。在再生器中用空氣使催化劑流化，并且燒去催化劑表面的焦炭。煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離器和催化劑分離后離開裝置，使催化劑在裝置中循環(huán)使用。 反應(yīng)系統(tǒng)主要由反應(yīng)器和再生器組成。原料油在裝有催化劑的反應(yīng)器中裂化，催化劑表面有焦炭沉積。沉積的焦炭的催化劑在再生器中燒焦進(jìn)行再生，再生后的催化劑返回反應(yīng)器重新使用。反應(yīng)器主要為提升管，再生器為流化床。 再生器的主要作用是：燒去催化劑上因反應(yīng)而生成的積炭，使催化劑的活性得以恢茂名學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè) :催化裂化裝置反應(yīng) 再生及分餾系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 8 復(fù)。再生用空氣由主風(fēng)機(jī)供給，空氣通過再生器下面的輔助燃燒室及分布管進(jìn)入。 在反應(yīng)系統(tǒng)中加入 水蒸汽其作用 為： （ 1） 霧化 ——從提升管底部進(jìn)入使油氣霧化，分散，與催化劑充分接觸； （ 2） 預(yù)提升 ——在提升管中輸送油氣； （ 3） 汽提 ——從沉降器底部汽提段進(jìn)