【正文】 催化裂化技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，國(guó)際上已存在了很多種技術(shù)。 （ 7） 選用不含硫、磷的低毒無(wú)昧新型金屬鈍化劑，降低了使用鈍化劑時(shí)對(duì)人體的危害性，同對(duì)將鈍化劑加注系統(tǒng)設(shè)計(jì)為密閉型式，操作時(shí)無(wú)需與鈍化劑直接接觸。 （ 6）各放空均設(shè)有消聲器以盡可能降低噪聲。目前國(guó)內(nèi)正在開發(fā)利用廢催化劑的有關(guān)技術(shù)，因此，在廢催化劑回收利用的工程問題尚未合理解決之前，廢催化劑可有兩個(gè)去處，一是作為生產(chǎn)水泥摻合料，二是用汽車運(yùn)出廠外，地下掩埋，此類廢催化劑在國(guó)外經(jīng)濾水試驗(yàn)證明對(duì)環(huán)境是無(wú)害的。輕污油裝置內(nèi)輕污油罐集中后，用泵送至工廠輕污油罐中，待回?zé)捇蜃髌渌m當(dāng)理。 廢催化劑 裝置廢催化劑由專設(shè)槽車送出裝置。 氮?dú)? 裝置所用氮?dú)庥晒S氮?dú)庀到y(tǒng)供給，氮?dú)膺M(jìn)裝置邊界壓力 。 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 新鮮水 進(jìn)裝置 壓力 (表），溫度 20℃ 。液化石油氣出裝置溫度 40℃ ，壓力 （表）。 （ 7）全廠性的高架火炬，宜位于生產(chǎn)區(qū)全年最 廠區(qū)外，并宜設(shè)圍墻獨(dú)立成區(qū)。 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) （ 2）可能散發(fā)可燃?xì)怏w的工藝裝置．罐組．裝卸區(qū)或全廠性污水處理場(chǎng)等設(shè)施．宜布置在人員集中場(chǎng)所，及明火或散發(fā)火花地點(diǎn)的全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)；在山區(qū)或丘陵地區(qū)，并應(yīng)避免布 置在窩風(fēng)地帶。另一種是密相段為高速床時(shí)，則稀相直徑應(yīng)大于密相床以利于催化劑沉降。 表 52 設(shè)備尺寸表 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 重油提升管 的設(shè)計(jì) 提升管下部原料入口處線速 原料入口處氣體流率， V 入 V 入 = ? ?3 6 0 027 5002730 8 4 0 0 1 ? ?? = (m3/s) 選用提升管內(nèi)徑為 ，核算下部線速?？紤]操作彈性本計(jì)算中按 倍計(jì)。 表 51 PDC 旋風(fēng)分離器主要尺寸 項(xiàng)目 一級(jí) 二級(jí) 筒體外徑， mm 1020 1020 入口面積， m2 料腿直徑， mm φ42812 φ16810 料腿內(nèi)截面積， m2 旋風(fēng)分離器組數(shù)的確定 （ 1）筒體直徑 按筒體內(nèi)氣速為 5m/s 結(jié)算，則 總筒體截面積 =濕煙氣流率 /5=,選用 2 組旋風(fēng)分離器，則每個(gè)旋風(fēng)分離器筒體截面積為 筒體直徑 = (4/π) = 選用直徑 。K) 由此工段進(jìn)入的能量 Q1 Q1 = 41666=(kJ/h) 由此工段輸出的能量 Q2 Q2= 773+ +983+773 = (kJ/h) 所以在此工段中需要向外界傳熱 再生工段熱量衡算 再生器的熱量平衡計(jì)算 再生器的頂部壓力： 焦炭中的 H/C： 8/92 煙氣中的含氧量： % 再生催化劑的含量： % 大氣溫度： 25℃ 大氣濕度： 50% 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 再生器頂部溫度： 690℃ 再生器溫度： 710℃ 溫降取主生風(fēng)入再生器的溫度： 140℃ （ 1）供熱 燒焦放出的熱量（因?yàn)橥耆偕士烧J(rèn)為沒有 CO） 焦炭的產(chǎn)量： 41666% = 3750(kg/h) 焦中的炭量： 3750 = 3450(kg/h) 焦中的氫量： 3750 = 300kg/h) 生成 CO2 放熱： 34508100 = 104(kJ/h) 生成水放熱： 30028600 = 104(kJ/h) 燒焦的總放熱為： (+)104 = 104kJ/h 由經(jīng)驗(yàn)值取焦炭的脫附熱為總放熱量的： % 則 可利用的熱量： Q 利 = () 104 = 104(kJ/h) （ 2）出再生器的熱量 a）干空氣的升溫?zé)?Q 干空氣 干空氣的升溫?zé)?Q 干空氣 = 干空氣量 空氣的平均比熱容 (出再生器的溫度 主風(fēng)入再生器的溫度 ) kJ/h = (690140) = 104(kJ/h) b）空氣帶入水升溫?zé)崃?Q 空氣水 空氣帶入水升溫?zé)崃?Q 空氣水 = 帶入的水量 水蒸汽的比熱容（出再生器溫度 空氣入再生器的溫度） kJ/h、 水蒸汽的平均比熱容按 kJ/kg氣壓機(jī)二段出口富氣經(jīng)壓縮富氣空冷器冷卻后與解吸塔頂氣、富氣洗滌水，吸收塔底油混合，經(jīng)壓縮富氣冷凝冷卻器冷凝冷卻至 40℃ ，進(jìn)入氣壓機(jī)出口油氣分離器進(jìn)行氣、液分離，分離后的氣體進(jìn)入吸收塔，用粗汽油及穩(wěn)定汽油作吸收劑進(jìn)行吸收，吸收過程放出的熱量由吸收塔中段回流取走。經(jīng)分餾后得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油 (也可以不出重柴油 )、回?zé)捰图坝蜐{。 反應(yīng)再生裝置 130℃ 原料油自常壓裝置進(jìn)入本裝置原料油緩沖罐，經(jīng)原料油泵升壓與輕柴油、循環(huán) 油漿換熱，換熱后溫度至 180℃ 左右和回?zé)捰突旌?，分四路?jīng)原料油霧化噴嘴進(jìn)入提升管反應(yīng)器，油漿經(jīng)單獨(dú)的噴嘴進(jìn)入提升管反應(yīng)器，在此與高溫再生催化劑接觸并迅速升溫、汽化，在催化劑沿提升管向上流動(dòng)的同時(shí)，原料不斷進(jìn)行反應(yīng)，生成汽油、輕柴油、液化石油、干氣、油漿等氣相產(chǎn)物，同時(shí)生成的焦炭覆蓋在催化劑表面，使其裂化活性逐漸降低，成為待生催化劑，反應(yīng)油氣與待生催化劑經(jīng)提升管反應(yīng)器出口粗旋迅速分離。 （ 4） 用兩段汽提技術(shù) 改善汽提效果是降低焦炭產(chǎn)率的一個(gè)重要手段，為此，本裝置采用兩段汽提的技術(shù)。 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) （ 2） 氣壓機(jī)組 氣壓機(jī)組采用氣壓機(jī) +凝汽式透平二機(jī)組配置。 合理、可靠的主風(fēng)及煙氣系統(tǒng) 本裝置再生器采用單段完全再生方式，其主風(fēng)、煙氣流程及機(jī)組配置均較簡(jiǎn)單，設(shè)置一臺(tái)離心式風(fēng)機(jī)為再生器供風(fēng) ，一臺(tái)離心式風(fēng)機(jī)作為 備機(jī)。 （ 2） 采用較高的再生溫度 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年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 度，因此本裝置在避免水熱失活的前提下，盡量提高再生溫度，設(shè)計(jì)再生密相溫度為690℃ 。通過予提升段盡可能地使催化劑流動(dòng)均勻。 （ 2） 采用高效率霧化噴嘴，改善霧化效果，提高輕質(zhì)油回收率，減少干氣及焦炭產(chǎn)率。 設(shè)計(jì)內(nèi)容和范圍 本裝置包括反應(yīng)再生裝置，主風(fēng)機(jī)及煙氣能量回收裝置、分餾裝 置、吸收穩(wěn)定裝置、氣壓機(jī)裝置、余熱鍋爐及產(chǎn)汽裝置。 裝置概況 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 根據(jù)以上的原則、依據(jù)及方案，我決定參照清江石化有限公司的 30104t/a 重油催化裂化裝置來(lái)設(shè)計(jì)這套 30 萬(wàn)噸 /年催化裂化反應(yīng)再生裝置。根據(jù)國(guó)家對(duì)石油化工生產(chǎn)和石油化工設(shè)計(jì)的一系列的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)階段對(duì)節(jié) 能和環(huán)境保護(hù)的要求，對(duì)設(shè)計(jì)的各方面進(jìn)行綜合的考慮。 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(dá)到： 中 的全部氧 (最低 80%)和 4060%的碳及硫： 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 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℃ 以上 )和高過?？諝?，使再劑含炭量降低到 %以下，而不致出現(xiàn)使催化劑產(chǎn)生水熱失活現(xiàn)象。其反應(yīng)再生 工段流程如圖 23 所示。 為了降低焦炭產(chǎn)率，來(lái)用無(wú)回?zé)挷僮鳎⒏膭?dòng)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，且在進(jìn)料中注入 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。 ⑤ HOC 的兩器結(jié)構(gòu)采用網(wǎng)鈾式，占地面積小，兩器基礎(chǔ)鋼材用量少，故節(jié)省投資。 c. 對(duì)質(zhì)量較差的原料即釩含量大于 30ppm，殘?zhí)砍?過 10%的高含硫渣油，不僅裝置需增加取熱設(shè)施，而且原料必須進(jìn)行加氫脫硫預(yù)處理方能進(jìn) HOC 裝置。是世界上最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的渣油催化裂化裝置。 （ 2） 高品質(zhì)的汽油和柴油是本設(shè)計(jì)裝置所生產(chǎn)的主要的目的產(chǎn)物。已被證明這一多方面綜合技術(shù)，可隨煉油廠的需要與要求作出改變。未來(lái)的燃料在環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面都應(yīng)有競(jìng)爭(zhēng)力。蘇聯(lián)、東歐的解體，國(guó)有石油公司的私有化， 以及環(huán)境清潔燃料的全球意識(shí)將加速對(duì)運(yùn)輸燃料的需求增長(zhǎng)。 在反應(yīng)過程中由于不揮發(fā)的類碳物質(zhì)沉積在催化劑上，縮合為焦炭，使催化劑活性下降，需要用空氣燒去，以恢復(fù)催化活性，并提供裂化反應(yīng)所需熱量。 60 年代初期，工業(yè) FCC 催化劑中引入沸石是催化裂化發(fā)展史上最重要的進(jìn)展之一。 由分餾系統(tǒng)油氣分離器出來(lái)的富氣經(jīng)氣體壓縮機(jī)升壓后 ,冷卻并分出凝縮油 ,壓縮富氣進(jìn)入吸收塔底部 ,粗汽油和穩(wěn)定汽油作為吸收劑由塔頂進(jìn)入 ,吸收了 C C4(及部分 C2）的富吸收油由塔底抽出送至解吸塔頂部。 再 生器階段，催化劑因在反應(yīng)過程中表面會(huì)附著油焦而活性降低，所以必須進(jìn)行再生處理，首先主風(fēng)機(jī)將壓縮空氣送入輔助燃燒室進(jìn)行高溫加熱，經(jīng)輔助煙道通過主風(fēng)分布管進(jìn)入再生器燒焦罐底部，從反應(yīng)器過來(lái)的催化劑在高溫大流量主風(fēng)的作用下被加熱上升，同時(shí)通過器壁分布的燃油噴嘴噴入燃油調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，這樣催化劑表面附著的油焦在高溫下燃燒分解為煙氣，煙氣和催化劑的混合物繼續(xù)上升進(jìn)入再生器繼續(xù)反應(yīng)，油焦未能充分反應(yīng)的催化劑經(jīng)循環(huán)斜管會(huì)重新進(jìn)入燒焦罐再次處理。 （ 1） 原油蒸餾裝置 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 原油蒸餾裝置是煉油工藝流程中的第一套裝置，原油通過蒸餾分成幾 種中間成品：石腦油、煤油餾分、柴油餾分和瓦斯油。 流化床催化裂化的反應(yīng)過程和再生過程也是分別在兩個(gè)設(shè)備中進(jìn)行，其原理與移動(dòng)床相似，只是在反應(yīng)器和再生器內(nèi)，催化劑與油氣或空氣形成與沸騰的液體相似的流化狀態(tài)。主要措施是：采用抗重金屬中毒催化劑；在原料中加入鈍化劑等。在一些原油加工深度較大的國(guó)家，例如德國(guó)和美國(guó)，催化裂化的處理能力達(dá)原油加工能力的 30%以上。 催化裂化工藝發(fā)展及現(xiàn)狀 催化裂化技術(shù)由法國(guó) ，于 1936 年由美國(guó)索康尼真空油公司和太陽(yáng)石油公司合作實(shí)現(xiàn)工業(yè)化 ，當(dāng)時(shí)采用固定床反應(yīng)器，反應(yīng)和再生是輪流間歇地在同一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的。為了在反應(yīng)時(shí)供熱及在再生時(shí)取走熱，在反應(yīng)器內(nèi)裝有取熱的管束，用一種融鹽循環(huán)取熱。在我國(guó)，由于多數(shù)原油偏重，氫碳比相對(duì)較高而金屬含量相對(duì)較低，因此催化裂化過程，尤其是重油催化裂化過程的地位就顯得更為重要。 中國(guó) 1958 年在蘭州建成移動(dòng)床催化裂化裝置， 1965 年在撫順建成流化床催化裂化裝置， 1974 年在玉門建成提升管催化裂化裝置。為了便于流化，催化劑制成直徑為 ф20～ 100μm的微球。原油中的最重要部分，不能通過常壓塔蒸出，加熱后送往減壓塔，分割成瓦斯由和減壓渣油。最后煙氣及處理后的催化劑進(jìn)入再生器頂部的旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，煙氣進(jìn)入集氣室匯合后排入煙道，催化劑進(jìn)入再生斜管送至提升管。吸收塔設(shè)有一個(gè)中段回流以維持塔內(nèi)較低的溫度 ,吸收塔頂出來(lái)的貧氣中尚夾帶少量汽油 ,經(jīng)再吸收塔用輕柴油回收其中的汽油組分后成為干氣送燃料氣管網(wǎng)。沸石催化劑能夠以小的投資獲得大的利潤(rùn)。 催化裂化的發(fā)展技術(shù)展望 近年來(lái) ,催化裂化原料的品質(zhì)越來(lái)越差 ,但對(duì)提高目的產(chǎn)物收率、汽柴油質(zhì)量、 柴汽比 ,以及多產(chǎn)丙烯和改善煙氣排放等提出了更高的要求。 在未來(lái)的幾年中，練油工業(yè)要經(jīng)歷嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。新的全球市場(chǎng)形勢(shì)將會(huì)結(jié)束在新技術(shù)方面投資與設(shè)施不足的情況。作為煉油廠最有效的轉(zhuǎn)化過程，它將為滿足未來(lái)新配方燃料的要求繼續(xù)起重要作用。 （ 3） 根據(jù)國(guó)家對(duì)石油化工生產(chǎn)和石油化工設(shè)計(jì)的一系列的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。圖 21 為采用新超正流 “F 型 ”結(jié)構(gòu)的 HOC 裝置的反應(yīng) —再生系統(tǒng)流程圖。 ② 為了降低焦炭產(chǎn)率，操作上應(yīng)采取如下措施： a. 采用較大的兩器壓差，以利于降低反應(yīng)壓力。 （ 2） RCC 技術(shù) 技術(shù)為 UOP 公司與阿西蘭德公司聯(lián)合開發(fā)。同時(shí)可以減少油氣在提升管內(nèi)的停留時(shí)間。 RFCC 技術(shù)的主要特點(diǎn)： ① 從理論和實(shí)踐的結(jié)合上確立了催化原料中的瀝青質(zhì)在裂化時(shí)可以斷裂為中間餾分的新概念。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(jí)外旋風(fēng)分離器且涂耐熱耐磨襯里。 在選設(shè)備時(shí)要考慮技術(shù)先進(jìn)，穩(wěn)妥可靠。 裝置規(guī)模 設(shè)計(jì)能力為 30104t/a。 主要技術(shù)方案及裝置特點(diǎn) 本裝置為重油催化裂化裝置，根據(jù)重油催化裂化的特點(diǎn)及裝置的原料性質(zhì)及產(chǎn)品方案等因素選擇適合重油催化裂化的催化劑和相應(yīng)的工藝技術(shù)。 （ 3） 提升管中上部設(shè)有注反應(yīng)終止劑措施。采用高效霧化 噴嘴使催化劑與良好霧化并均勻分布的原料油霧滴接觸，達(dá)到瞬間汽化、反應(yīng)的目的。 （ 3） 采用逆流再生 通過加高待生套筒使待生催化劑進(jìn)入密相床上部，催化劑向下流動(dòng)與主風(fēng)形成氣固逆流接觸燒焦。煙氣經(jīng)三旋后進(jìn)入煙氣輪機(jī)回收其壓力能后，至佘熱鍋爐回收其顯熱，然后經(jīng)煙囪排入大氣。 釆用多項(xiàng)新技術(shù) 為提 高裝置總體技術(shù)水平，設(shè)計(jì)中采用多項(xiàng)國(guó)內(nèi)新近開發(fā)的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料等。 （ 5） 有針對(duì)性地釆用折流桿式冷凝器 分餾塔頂油氣冷凝系統(tǒng)的壓降大小直接影響氣壓機(jī)的功率消耗以及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的操作，因此分餾塔頂油氣水冷系統(tǒng)采用低壓降折流桿式冷凝器。進(jìn)入沉降器后，油氣經(jīng)單級(jí)旋風(fēng)分離器分離催化劑后，離開沉降器