【正文】 公司經(jīng)過多次改進(jìn)后，成功研制出偏心截錐彎頭，此種彎頭可連續(xù)使用五年以上。 本次設(shè)計(jì)采用 BWJ— Ⅰ型 噴嘴 。 預(yù)提升段 該段主要作用是消除再生催化劑流向的影響和向進(jìn)料段提供均勻的再生劑流。吹掃蒸汽量一般按事故遮蓋暖氣量的 5%～ 10%考慮。在一旦發(fā)生原料中斷的事故時(shí)，霧化蒸汽還可以避免噴嘴的堵塞。所謂脫碳，即脫去其中 H/C 最低的部分，例如溶劑脫瀝青等；或經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化使一部分產(chǎn)物 H/C 降得更低，而另一部分產(chǎn)物 H/C 有所提高，例如催化裂化、焦碳化等。 這種再生形式實(shí)際上是一種能控制 CO燃燒的過程，防止二次燃燒。 煙氣中的過剩氧量 再生煙氣中含氧量過高，會(huì)使主風(fēng)負(fù)荷增大，再生溫度下降，能量回收困難， 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 催化裂化生產(chǎn)參數(shù)和裝置設(shè)備的說明 15 增加廢氣排放量，且易引發(fā)二次燃燒，再生煙氣中含氧量太低，會(huì)使燒炭不完全，CO2/CO 減少。由于汽油方案的回?zé)挶刃?，裝置的熱平衡容易滿足，采用高溫短接觸時(shí)間還可以降低焦碳產(chǎn)率，從而節(jié)省再生器的投資和操作費(fèi)用。采用快速床燒焦的裝置，再生器藏量相對(duì)較低。對(duì)于渣油催化裂化，反應(yīng)時(shí)間為 1～3s。本設(shè)計(jì)就是反再兩器控制。且同軸式催化裂化反 — 再系統(tǒng)壓差在 ～ +，目前采用的反應(yīng)壓力約 ～ MPa（表），故本設(shè)計(jì)反應(yīng)壓力為 MPa（絕）。降 低原料預(yù)熱溫度，對(duì)常壓渣油來說，焦碳產(chǎn)率增加，使系統(tǒng)熱量增加，再生溫度升高，有利于燒焦。 對(duì)再生溫度影響做顯著的變量是回?zé)挶?、焦碳產(chǎn)率和原料預(yù)熱溫度。 生產(chǎn)中，一般通過調(diào)節(jié)催化劑循環(huán)量和反應(yīng)進(jìn)料溫度來控制反應(yīng)溫度。當(dāng)反應(yīng)溫度提高時(shí)，熱裂化反應(yīng)的速度提高較快。 煙氣能量回收系統(tǒng) 來自 再生器的高溫?zé)煔馐紫冗M(jìn)入高效三級(jí)旋風(fēng)分離器分離出摻雜的催化劑，然后經(jīng)調(diào)節(jié)蝶閥進(jìn)入煙機(jī)膨脹做功，使再生煙氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，供再生所需空氣。 由反應(yīng)器來的 460～ 510℃反應(yīng)油氣從底部進(jìn)入分餾塔，經(jīng)底部的脫過熱段后在分餾段分割成幾個(gè)中間產(chǎn)品：塔頂為汽油及富氣，側(cè)線油輕柴油、重柴油和回?zé)捰?，塔底產(chǎn)品是油漿。 【 11】 由于渣油催化裂化生焦率高，催化劑再生過程中放出大量熱量，再生器過熱不僅損壞再生器還使催化劑 破裂降低活性產(chǎn)生大量氣體液體收率下降。 【 7】 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述 催化裂化 裝置一般由三部分組成：反應(yīng) — 再生系統(tǒng)，分餾系統(tǒng)，吸收 — 穩(wěn)定系統(tǒng)。兩段再生的優(yōu)點(diǎn)： 在其他條件大體相同的情況下，兩段再生和一段再生相比，催化劑藏量可以減少 60%，使再生器高度可以降低。因此，開發(fā)大慶常壓渣油催化裂化工藝對(duì)發(fā)展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有重大意義。 （ 3）減少環(huán)境污染 :催化裂化裝置的 主要污染源是再生煙氣中的粉塵、 CO、 SO2和 NOx。 環(huán)保法規(guī)已成為 FCC 技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)力。 （詳見第二章） 我國(guó)催化裂化現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)催化裂化催化劑的科研開發(fā)和生產(chǎn)是從 60年代開始的， 30多年來在科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)用各方的密切配合和共同努力下，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 (5)抗 事故能力強(qiáng)，操作方便。但大慶常壓渣油具有高 H/C（ H/C 為 ）金屬含量低，殘?zhí)贾档停?%），密度?。芏葹?）平均分 子量大（分子量 563）的特點(diǎn)，是比較理想的重油催化裂化原料，可直接進(jìn)行催化裂化。我國(guó)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。 石油現(xiàn)在 是不可替代的運(yùn)輸燃料 原料，且世界石油資源有限，面對(duì) 下世紀(jì)石油需求的增長(zhǎng)，發(fā)展重油深度轉(zhuǎn)化增加輕質(zhì)油品仍是 21 世紀(jì)煉油行業(yè)的重大發(fā)展戰(zhàn)略，催化裂化仍將是下世紀(jì)的重要轉(zhuǎn)化技術(shù)。 所用 工藝 對(duì)重油加工程度較深且產(chǎn)品收率很高，同時(shí)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益， 同時(shí)以大慶常壓渣油為原料生產(chǎn)高質(zhì)量汽油的方案通過綜合評(píng)定后的經(jīng)濟(jì)效益較為合理， 通過 汽油的方案及反 再系統(tǒng)工藝的計(jì)算， 達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的。 本設(shè)計(jì)題目是 120 萬噸 /年催化裂化 裝置的工藝設(shè)計(jì)。 我 國(guó)摻煉減壓渣油的經(jīng)驗(yàn)較豐富技術(shù)熟練，但直接以常壓渣油為原料的催化裂化起步較晚，所以常壓渣油催化裂化技術(shù)有很大的發(fā)展空間，大力發(fā)展常壓渣油催化裂化技術(shù)對(duì)提高輕質(zhì)油產(chǎn)品品質(zhì)和燃料清潔生產(chǎn)仍是是十分重要和必要的。美國(guó)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 %。以渣油為原料的催化裂化的主要問題就是生焦量的問題。 (4)施工周期短，設(shè)備安裝方便。提升管出口設(shè)置快速分離器等辦法來降低高度。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 綜述 4 影響 FCC 未來發(fā)展的重要因素將是：原油價(jià)格、滿足環(huán)保要求、新燃料規(guī) 格、石油化工原料需求和渣油加工。降低能耗的主要方向是降低焦碳產(chǎn)率、充分利用再生煙氣中 CO 的燃燒熱以及發(fā)展再生煙氣熱能利用技術(shù)等。大慶原油不同加工方案的比較說明，采用常壓渣油直接催化裂化，可以 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 綜述 5 省掉減壓蒸餾裝置，并且比焦化和溶劑脫瀝青工藝的輕質(zhì)油收率高，產(chǎn)值高，利稅高，而投資和加工費(fèi)用低。此次設(shè)計(jì)采用以下措施，以便降低總高度： （ 1）采用兩器兩段再生：本裝置采用第一再生器與反應(yīng)沉降器同軸，第二再生器與第一再生器串聯(lián)的設(shè)計(jì)。 （ 5）在同軸式催化裂化裝置中，再生器框架的高度是由提升管底部的標(biāo)高和再生斜管的高度決定的，為了降低再生斜管高度，在布置是要盡量使提升管靠近再生器，同時(shí)適當(dāng)?shù)脑黾釉偕惫芘c垂直方向的夾角。 經(jīng)過第一再生器 再生過的催化劑經(jīng)淹流管進(jìn)入催化劑提升輸送管，用 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 催化裂化生產(chǎn)參數(shù)和裝置設(shè)備的說明 9 增壓風(fēng)做輸送 介質(zhì)把催化劑 提升到第二再生器，第二再生器操作壓力為 MPa (絕 )，溫度控制在 710℃，過剩氧為 3%（體），進(jìn)行高溫完全再生，使再生 催化 劑含炭量降到 %以下，經(jīng) 第 二 再生器 再生的催化劑由再生斜管輸送到 二再 外 脫氣罐脫 除 CO、 CO2 后經(jīng)再生單動(dòng)滑閥 控制的 再生斜管進(jìn)入提升管反應(yīng)器 下 部，經(jīng)預(yù)提升后與原料油混合，重復(fù)上述循環(huán)。 【 12】 分餾系統(tǒng) 分餾系統(tǒng) 主要包括分餾塔、輕柴油汽提塔、分餾系統(tǒng)冷換設(shè)備和粗汽油罐等。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的作用是利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣、液化氣和蒸汽壓合 格的穩(wěn)定汽油。催化裂化反應(yīng)的活化能約 ～ ，溫度每升高 10%～ 20%反應(yīng)速度約提高 10～ 20%。 綜合考慮各種因素，以及參考國(guó)內(nèi)外同類裝置的操作 條件，本次設(shè)計(jì)裝置反應(yīng)溫度確定為 500℃。如果燒焦熱量過剩而又沒有采取其他措施及時(shí)調(diào)整，則再生溫度將上升，煙氣離開再生器帶走的熱量增加，在新的較高的再生溫度下達(dá)到新的熱平衡，此時(shí)容易發(fā)生二次燃燒和再生器超溫等事故。從熱平衡及原料轉(zhuǎn)化率的角度出發(fā)，降低原料預(yù)熱溫度是有利的。再生器壓力采用 （絕）。 生產(chǎn)中，再生壓力采用再生壓力單參數(shù)控制或反再兩器控制。提升管催化裂化的反應(yīng)時(shí)間一般為 2～ 4s，反應(yīng)時(shí)間太短，單程轉(zhuǎn)化率過低；反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)過渡裂化，使產(chǎn)品分布變差。但在水蒸氣的氛圍 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 催化裂化生產(chǎn)參數(shù)和裝置設(shè)備的說明 14 中提高再生器藏量會(huì)加速催化劑的水熱失活。故對(duì) 汽油方案而言，從汽油的收率和質(zhì)量來看，采用高溫短接觸時(shí)間是有利的，反應(yīng)時(shí)間一般是 1～ 3 秒，本次設(shè)計(jì)選定為 2秒。單程轉(zhuǎn)化率高，回?zé)挶刃? 本次設(shè)計(jì)回?zé)挶葹?，劑油比為 。 本設(shè)計(jì)采用兩器兩段完全再生（帶取熱）， CO2/CO 體積比 2～ 150，再生劑含碳量 %～ %。分子量的變化主要依靠分解反應(yīng)（熱反應(yīng)或催化反應(yīng)），而 H/C 的變化則不外乎通 過兩個(gè)途徑：脫碳和脫氫。同時(shí)，霧化蒸汽可以降低油、氣分壓，避免催化劑迅速結(jié)焦。為了避免事故蒸汽噴嘴結(jié)焦或被催化劑堵塞，應(yīng)設(shè)置旁通孔板，通入一定量的蒸汽進(jìn)行吹掃。 倒 L 型彎頭出口有兩 種形式，一種是石油二廠采用的將垂直向下的出口封閉，催化劑和油氣從兩個(gè)水平管引出，分離效率為 70%～ 80%，另一種為底部采用防沖擋板，但并不封死，其效率為 85%，本次設(shè)計(jì)采用第二種形式。理想的霧化狀態(tài)是經(jīng)霧化的原料油變成 60um的小霧滴（與分子篩催化劑直徑大致相同）。 【 21】 采用耐磨彎頭 對(duì)于同軸式催化裂化裝置，為了盡可能降低裝置總高度下滿足提升管的長(zhǎng)度要求，一般均采用折疊式提升管。 用水蒸氣將催化劑顆粒之間和顆粒的空隙內(nèi)充滿的油氣置換出來，可以減少焦炭的產(chǎn)率，提高油品產(chǎn)率。 但用分布管，由于再生器錐體部分需要填充催化劑，再生器催化劑藏量增大很多，有的裝置將再生器底部用珍珠巖填平，頂上鋪一層鋼板，既便于停工卸催化劑時(shí)清掃，同時(shí)縮短開工加催化劑時(shí)間。在塞閥外面和桿管保護(hù)罩的外面加了具有龜甲網(wǎng)的耐磨材料，可連續(xù)使用五年。這些剩余的熱量如不及時(shí)轉(zhuǎn)移出去，一方面會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)溫度的上升，裂解加劇破壞正常的操作條件；另一方面再生器內(nèi)溫度會(huì)迅速上升，設(shè)備材料難于承受這種高溫，導(dǎo)致設(shè)備的破壞為了維持正常的操作條件和保證設(shè)備的安全操作，就必須將渣油催化裂化過程中多余的熱量及時(shí)轉(zhuǎn)移出去，維持渣油催化裂化熱平衡。使用比表面積較大的或具有活性基質(zhì)的催化劑，可以基本上不影響轉(zhuǎn)化率，氣體收率和焦碳收率的情況下使輕油收率增加和重柴油收率減小。 DNFVN1復(fù)合金屬鈍化劑 本設(shè)計(jì)選用 DNFVN1 復(fù)合 金屬鈍化劑。常壓渣油催化裂化，燒焦產(chǎn)率達(dá) 10～ 13%，燒焦放出的熱量遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所需熱量，一部分熱量被高溫?zé)煔鈳ё?，因此需要回收煙氣中的這部分能量，具體包括：有一定壓力的高溫氣體膨脹功， CO 的燃燒熱和煙通氣的物理熱。 4． 在能流上使用更多的計(jì)算儀表。 ⑴ 污水的來源及治理 ① 污水的來源 含硫污水 :主要來源于分餾塔頂油氣分離器切水、富氣洗滌水 、 液態(tài)烴水洗水、穩(wěn)定塔頂油氣分離囂切水。 含油污水處理 ： 煉油廠對(duì)含油污水大多采用隔油、浮選、生化曝氣、砂濾的二級(jí)處理工藝。 ③ 粉塵的防治 催化裂化裝置的粉塵，主要來自催化劑的 裝卸 和工藝操作損失，特別是再生煙氣中攜帶有大量催化劑粉塵直接排空，嚴(yán)重污染了大氣 。 ② 廢渣處理 堿渣的治理 ， 從堿渣中回收硫化鈉和硫氫化鈉 ； 二氧化碳或二氧化硫中和生產(chǎn)碳酸 鈉 或硫酸 鈉 和 粗酚； 催化裂化分餾塔頂注氯代替堿洗工藝?；蛘弑愎と嗽诟袈暿覂?nèi)工作 ?？傊?，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn) 是提高環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的客觀要求，也是煉油廠在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的壓力下的自覺行為和必由之路。 清潔生產(chǎn) ⑴ 清潔生產(chǎn)的基本思想 清潔生產(chǎn)的基本思想是從生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的整體優(yōu)化出發(fā)，對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的全過程不斷采取戰(zhàn)略性的綜合預(yù)防措施，提高物料和能源的利用，減少?gòu)U物的產(chǎn)生和排放，也就是對(duì)產(chǎn) 品的生產(chǎn)進(jìn)行全過程控制，降低對(duì)資源的過度使用，減少環(huán)境和人類自身的風(fēng)險(xiǎn)。 ⑷ 噪聲的來源及防治 ① 噪聲的來源 催化裂化噪聲污染源主要來自再生煙氣放空 (120dB)及 機(jī) 泵電動(dòng)機(jī) (100dB)、空冷器風(fēng)機(jī)、加熱爐火嘴、氣體放空口、蒸汽放空口、調(diào)節(jié)閥、管道，尤其是主風(fēng)機(jī) (103dB)、氣壓機(jī)的噪聲危害最大。 ④ 烴類損失及防治 在催化裂化生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中， 原料油 、 輕 質(zhì)油、液態(tài)烴和干氣都會(huì)產(chǎn)生不同烴類的損失，并散發(fā)到大氣中，造成對(duì)大氣的污染 ， 催化 裂 化裝置的加工損失大都接近 1%。 【 23】 ⑵ 廢氣的來源及治理 ① 廢氣的來源 催化裂化裝置在加工過程中，有害氣體主要來源于再生器燒焦時(shí)產(chǎn)生的煙氣，其中 C0 約 6%～ 10% (體積 )，還有 S02，、 NOx、 CO2以及催化劑粉塵等。 含油污水 ：除 含 硫 、含堿污水以外的 其他 含油污水，如機(jī)泵冷卻水、沖洗地面水等。 環(huán)境保護(hù) 催化裂化環(huán)境 污染的來源與防治 催化裂化 是靠催化劑的作用，在一定溫度、壓力條件下使原料油經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)，裂化成輕質(zhì)油產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。除供反 — 再系統(tǒng)外還可供其他裝置設(shè)備。由齒輪泵送入鈍化劑儲(chǔ)罐，再用泵將儲(chǔ)罐中的鈍化劑打到混合器中與水混合稀釋，注入反應(yīng)進(jìn)料管線內(nèi)，隨原料一起進(jìn)入提升管反應(yīng)器。此外還有一些復(fù)合型的催化劑。 催化劑和助劑的選取 OB— 3000 型催化劑 在當(dāng)前使用分子篩催化劑時(shí)期，重油流化催化裂化工藝對(duì)催化劑的選擇，比一般流化催化裂化工藝尤為 重要和復(fù)雜。 取熱器 我國(guó)目前已投用的外取熱器可分為兩大類 4 種形式，即閥控類 :下流式、上流 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 催化裂化生產(chǎn)參數(shù)和裝置設(shè)備的說明 21 式 。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 催化裂化生產(chǎn)參數(shù)和裝置設(shè)備的說明 20 用外集氣