【正文】 （焦）燒焦量濕空氣量主風(fēng)單耗 kg/ 27 33 ????? 總干煙氣量 由以上計算可知干煙氣中的個組分的量，將其相加，即得總干煙氣量 總干煙氣量 =CO2＋ O2＋ N2＋ O2（過） ＋ N2（過） == 濕煙氣量及煙氣組成（見表 8） 表 8 濕煙氣量及煙氣組成 組分 流量 相對分子量 組成（ mol)% kmol/h kg/h 干煙氣 濕煙氣 CO2 O2 CO / / N2 總干煙氣 生成水汽 / 主風(fēng)帶入水汽① 帶身劑帶入水汽 50 900 吹掃、松動蒸汽② 600 總濕煙氣 注： 按每噸催化劑帶入 1kg 水汽及設(shè)催化劑循環(huán)量為 910 噸 /小時計算 粗估計算，經(jīng)驗值為 500～ 600kg/h ,設(shè)計取值 500kg/h 煙風(fēng)比 濕空氣量 /主風(fēng)量（體） = 再生器熱平衡 ① 燒焦放熱 Q1 800kt/a重 油催化裂化裝置反再系統(tǒng)工藝設(shè)計 第 14 頁 ( 共 43 頁 ) 此放熱計算根據(jù) ESSO 計算，即由埃索工程的數(shù)據(jù)手冊查的反應(yīng)放熱。ml ～ Ni / 1953 磨損指數(shù) /% ～ / V / 207 助劑及相關(guān)功用（見表 5） 表 5 助劑及功用 助劑名稱 組成特點 作 用 CO 助燃劑 Pt（ Pd） /Al2O3 促進(jìn) CO 轉(zhuǎn)化成 CO2，降低再生劑的喊炭量，提高催化劑活性，減少催化劑循環(huán)量和消耗，提高輕質(zhì)油收率 辛烷值助劑 ZSM5 分子篩 進(jìn)行二次反應(yīng)，如二次裂 化、異構(gòu)化等，以提高催化裂化汽油的辛烷值 金屬鈍化劑 Sb（ Sn）有機化合物 使催化劑上的有害金屬（ Ni）減活，以減少其毒害作用，改善裂化產(chǎn)物的選擇性。 （ 3）主要設(shè)備規(guī)格表 （ 4）主要設(shè)備簡圖 再生沉降器、反應(yīng)沉降器、提升管反應(yīng)器、燒焦罐、主風(fēng)分布管等 （ 5）工藝及自動控制流程圖 圖 1 燒焦罐式 FCC工藝反再部分流程 設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 原料組成（見表 1) 表 1 混合原料組成 序號 名稱 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1 江漢減渣 10 2 魯寧蠟油 90 合計 100 主要設(shè)備計算結(jié)果總匯 第 9 頁 ( 共 43 頁 ) 原料油物化性質(zhì)（見表 3） 表 2 原料物化數(shù)據(jù) 項目 魯寧蠟油 江漢渣油 項目 魯寧蠟油 江漢渣油 密度（ 20℃ ）， g/cm3 Cu 運 動 粘 度 （ 100 ℃ ) (mm2/s) Na 殘?zhí)? (m)% 四組分（ w%） 凝固點（ ℃ ) 40 750 飽和烴 苯胺點 / / 芳烴 20℃折光指數(shù) 膠質(zhì) 總硫 （ ppm） 5200 瀝青質(zhì) 總氮 （ ppm） 1300 分子量 363 847 堿氮 （ ppm) 596 餾程 元素分析 HK 281 C 5% 352 H 10% 399 S 30% 425 N 50% 446 金屬含量 （ ppm） 70% 467 Fe 90% 494 Ni 32 350℃餾出 V 5 500℃餾出 92 表 3 混合原料性質(zhì) 密度（ 20℃ ） （ g/cm3） 殘?zhí)? （ m%） 堿氮 （ ppm） 元素分析 C H S N 金屬含量 （ ppm） Fe Ni V Cu Na 四組分 飽和烴 芳烴 膠質(zhì) 瀝青質(zhì) 分子量 383 800kt/a重 油催化裂化裝置反再系統(tǒng)工藝設(shè)計 第 10 頁 ( 共 43 頁 ) 催化劑物化性質(zhì)（見表 4） 表 4 LB1 催化劑物化性質(zhì) 化學(xué)組成 /% 新鮮劑 平衡劑 篩分組成 /% 新鮮劑 平衡劑 Al2O3 ～ ～ Na2O ～ ～ 110μm ～ Fe2O3 ～ 110μm / SO42 / 平均密度 /μm / / RE2O3 ～ 微反活性（ MA） /% / 66 物理性質(zhì) 800℃ ,100%H2O,4h / / 比表面積 /m2分離后的煙氣經(jīng)聚氣室排進(jìn)再生煙道，經(jīng)蒸汽過熱器溫度降到 700℃ 以下，在經(jīng)第三級旋風(fēng)分離器（三旋），將煙氣含塵量250mg/m3 以下，大部分煙氣進(jìn)入煙氣輪機（煙機）發(fā)電或帶動主風(fēng)機運轉(zhuǎn)。金屬鈍化劑用量由計量泵從儲罐中抽出，根據(jù)原料性質(zhì)和平衡催化劑污染情況，按一定比例與新鮮原料混合后進(jìn)入提升管反應(yīng)器。 根據(jù)原料性質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品分布要求，用再生單動滑閥自動控制提升管（或聚氣室）出口溫度約 480～ 510℃ 從沉降器頂旋風(fēng)分離器和提升管出口快速分離器分離下來的催化劑進(jìn)入提升管，與汽提蒸汽逆流接觸，置換出的催化劑顆粒間孔隙內(nèi)油氣匯合進(jìn)入沉降器頂旋風(fēng)分離器。 新鮮原料和回?zé)捰头譃閹茁?，每路設(shè)有流量控制閥，每路在分兩支，每支路又加流量指示，以保證各路進(jìn)料流量均勻，然后經(jīng)過相應(yīng)的進(jìn)料噴嘴進(jìn)入提升管反應(yīng)器。 7 單器完全再生 800kt/a重 油催化裂化裝置反再系統(tǒng)工藝設(shè)計 第 6 頁 ( 共 43 頁 ) 兩個再生器串聯(lián)的反再在系統(tǒng)流程 本設(shè)計工藝流程概述 選題背景 第 7 頁 ( 共 43 頁 ) 反應(yīng)部分工藝流程（見附圖 1） 以往設(shè)計采用新鮮原料與回?zé)捰突旌线M(jìn)料，本設(shè)計采用分段進(jìn)料，將新鮮原料用途回?zé)捰头珠_。 (4)采用 HSE(health， safety， environment)管理體系，以便減少可能引起的人員傷害、財產(chǎn)損失和環(huán)境污染。 選題背景 第 5 頁 ( 共 43 頁 ) (4)充分吸收國內(nèi)生產(chǎn)裝置長期實踐積累的有利于長周期運轉(zhuǎn)，降低能耗以及簡化操作等方面的經(jīng)驗 ，確保裝置投產(chǎn)后高水平，安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)生產(chǎn)。3 方案論證 設(shè)計原則 (1)工程設(shè)計采用國內(nèi)開發(fā)的先進(jìn)可靠的工藝技術(shù)，成熟可靠的新設(shè)備、新材料等，以達(dá)到裝置技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟合理。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 . 重油催化裂化的發(fā)展動向 研究者們越來越重視通過數(shù)學(xué)模擬對催化裂化工業(yè)過程進(jìn)行操作和優(yōu)化設(shè)計以及對復(fù)雜反應(yīng)體系進(jìn)行動力學(xué)研究，其主要方法是通過物理和化學(xué)分析手段，將大量化合物按其動力學(xué)性質(zhì)合并成 若干個虛擬的單一組分來進(jìn)行處理，即所謂的集總（ Lumping）方法。 采用含銻金屬鈍化劑，抑制重金屬污染。 (4) 為進(jìn)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。 (3) 為加強原料霧化，采用了喉管式進(jìn)料噴嘴。 (3)RFCC 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(jìn)發(fā)展起來的重油催化裂化。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。同時通過工程設(shè)計，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，積累工作經(jīng)驗，鍛煉分析問題和解決問題的能力。屬國際首創(chuàng)、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的我國獨立開發(fā)的煉油化工成套技術(shù)。由于我國原油偏重，輕烴和石腦油資源貧乏，而催化裂化生產(chǎn)丙烯技術(shù)具有原料重質(zhì)化、產(chǎn)品中丙烯／乙烯比值高以及生產(chǎn)成本低的優(yōu)點，因此發(fā)展多產(chǎn)丙烯的催化裂化技術(shù)是適合我國國情的一條丙烯生產(chǎn)技術(shù)路線。預(yù)計丙烯的需求量到 2021 年將達(dá)到 8600 萬噸。 丙烯是重要的有機化工原料，隨著聚丙烯等衍生物需求的迅速增長，對丙烯的需求也逐年俱增。而在我國，近年來所產(chǎn)原油中稠油比例不斷增加，目隨我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，市場對輕質(zhì)油的需求量又上升很快，這就要求我國的煉油 工業(yè)把更多的重油，特別是渣油進(jìn)行深度加工。目前我國催化裂化的年加工能力已經(jīng)超過 1億，商品汽油構(gòu)成中，催化裂化汽油占 80％ 左右，柴 油占 30％ 左右，而且 30％ 以上的丙烯也來自催化裂化過程。為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求和市場對烯烴 (特別是丙烯 )需求的日益增長，催化裂化工藝技術(shù)也在進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)。 to introduce advanced the main air distribution to improve the quality of the fluid and reduce the flow of the distributing tube wear 。 根據(jù)給定的催化裂化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和催化裂化的相關(guān)資料 ， 以 摻有 10%的江漢減壓渣油 原料 ， 進(jìn)行了 800Kt/a 重油催化裂化裝置反再系統(tǒng)工藝設(shè)計，主要包括以下幾個方面：反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝設(shè)計計算；再生器物料平衡、熱平衡、壓力平衡；反應(yīng)再生系統(tǒng)物料平衡、熱平衡；主要設(shè)備工藝計算；原料油噴嘴、旋風(fēng)分離器、滑閥等重要設(shè)備的選型；繪制工藝及自動控制流程圖；繪制再生沉降器、反應(yīng)沉降器、提升管反應(yīng)器、燒焦罐、主風(fēng)分布管等主要設(shè)備簡圖；本設(shè)計采取了多項提高燒焦效果的措施，如采取加 CO 助燃劑的完全再生方案；采用較高的再生溫 度，由于再生溫度是影響再生效果的重要因素，再生溫度的提高可大大提高焦炭燃燒速度；采用改進(jìn)的主風(fēng)分布管，改善流化質(zhì)量并降低主風(fēng)分布管的磨損；采用原料及油漿霧化采用 BWJ—Ⅰ 型噴嘴高效噴嘴，該噴嘴具有壓降低、霧化效果好、干氣及焦炭產(chǎn)率低、輕質(zhì)油收率高、操作平穩(wěn)及油、汽互不干擾等特點，可以滿足工藝過程的要求，且可在一定程度上降低能耗。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力， 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答 辯 。 2 掌握與本設(shè)計有關(guān)的當(dāng)今國內(nèi)外先進(jìn)的各種生產(chǎn)方案和工藝設(shè)計方法。即使有些設(shè)計計算可以依靠某些計算公式或計算方法，但是仍然要十分重視用實際數(shù)據(jù)來比較、檢驗計算結(jié)果。 工藝設(shè)計內(nèi)容： (1) 反再系統(tǒng)的工藝計算 反應(yīng)器物料平衡、熱平衡和壓力平衡計算；再生器物料平衡、 熱平衡和壓力平衡計算；再生器和反應(yīng)器設(shè)備工藝設(shè)計計算。 工藝方面：研究者們越來越重視通過數(shù)學(xué)模擬對催化裂化工業(yè)過程進(jìn)行操作和優(yōu)化設(shè)計以及對復(fù)雜反應(yīng)體系進(jìn)行動力學(xué)研究，其主要方法是通過物理和化學(xué)分析手段，將大量化合物按其動力學(xué)性質(zhì)合并成若干個 虛擬的單一組分來進(jìn)行處理，即所謂的集總（ Lumping）方法。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 由于原油的日益重質(zhì)化和劣質(zhì)化，給重油裂化帶來了一系列的難題，催化裂化未來的發(fā)展將重點集中在兩個反面：新型催化劑和催化裂化工藝的研究和改進(jìn)。 采用含銻金屬鈍化劑，抑制重金屬污染。 (4) 為進(jìn)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。 (3) 為加強原料霧化，采用了喉管式進(jìn)料噴嘴。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。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(fēng)分離器且涂有耐熱耐磨襯里。由于微細(xì)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。 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。為充分利用過剩氧使二段再生煙氣進(jìn)入一段與一段煙氣一起離開再生器。 (2) 為了降低焦炭產(chǎn)率，采用無回?zé)挷僮?，并改動了進(jìn)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(jìn) 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。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。 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)。 ② 減少回?zé)挕? 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(jìn)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。 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。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(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略措施。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）。 任務(wù)書批準(zhǔn)日期 2021 年 1 月 5 日教研室 (系 )主任 (簽字 ) 任務(wù)書下達(dá)日期 年 1 月 13 日 指導(dǎo)教師 (簽字 ) 完成任務(wù)日期 年 6 月 16日 學(xué)生（簽名） 長江大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 開題報告