【正文】 速分離，減少了非理想的二次反應(yīng)，提高了目的產(chǎn)物的選擇性，汽油和烯烴產(chǎn)率增加、焦炭產(chǎn)率減少，能更好地加工重質(zhì)原料，且投資費(fèi)用較低 [6]。而且除了采用新型有效的降低催化裂化汽油和柴油的硫含量外，還要考慮各種技術(shù)的費(fèi)用問(wèn)題。由于轉(zhuǎn)化率高 , 產(chǎn)品質(zhì)量好 , 近半個(gè)世紀(jì)以來(lái) , FCC 工藝技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模都有了很大的發(fā)展。設(shè)計(jì)進(jìn)行了燃燒計(jì)算，反應(yīng)系統(tǒng)、再生系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算，對(duì)再生器、提升管反應(yīng)器、反應(yīng)沉降器、汽提段、輔助燃燒室的機(jī)構(gòu) 尺寸和旋風(fēng)分離器進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)兩器的壓力平衡進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)該油的特點(diǎn)以及市場(chǎng)對(duì)汽油的需求情況，設(shè)計(jì)采用汽油加工方案。 ……………………… ………………………… 18 我國(guó) FCC 裝置開(kāi)工周期短。 催化裂化面臨的問(wèn)題 作為煉油廠的核心加工裝置，催化裂化也面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)?；谖覈?guó)原油資源特點(diǎn)和二次加工能力中 FCC 占絕對(duì)比重的現(xiàn)狀，應(yīng)提高 FCC 綜合技術(shù)水平，縮小同先進(jìn)水平的差距，與國(guó)外大公司競(jìng)爭(zhēng)。另外，還有 Mobil 公司的超短接觸 FCC 工藝、 WesternOntario 大學(xué)的渣油超短遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 9 裂解工藝，催化裂化反應(yīng)過(guò)程的核心受提升管反應(yīng)器技術(shù)一直未有突破。 LOCC 是 UOP 公司開(kāi)發(fā)的一 項(xiàng)催化裂化生產(chǎn)低碳烯烴技術(shù)。經(jīng) MAK 工藝改質(zhì)后可明顯提高其質(zhì)量?；旌蠝囟瓤刂萍夹g(shù)將提升管分成了兩個(gè)反應(yīng)區(qū)，其中上游區(qū)混合溫度高、劑油比大、劑油接觸時(shí)間短；下游區(qū)在常規(guī)催化裂化反應(yīng)條件下進(jìn)行。該技術(shù)的核心是顯著提高立管的穩(wěn)定性，在立管入口附近優(yōu)化催化劑條件以增加蓄壓，使滑閥維持高壓差來(lái)提高催化劑循環(huán)量。該工藝專(zhuān)利技術(shù)主要包括： (1) 高黏度原料的減黏霧化技術(shù)； (2)無(wú)返混床劑油接觸實(shí)現(xiàn)熱擊汽化及高重油轉(zhuǎn)化技術(shù)； (3)短接觸反應(yīng)抑制過(guò)裂化和結(jié)焦技術(shù)； (4)反應(yīng)再生溫差及再生劑溫度調(diào)控協(xié)調(diào)初始反應(yīng)深度及總反應(yīng)苛刻度技術(shù)； (5)采用 VRFCC 專(zhuān)用催化劑 (DVR 系列 )技術(shù) [3]。 MGD 工藝于 1999 年分別在福建煉化公司和廣州石化總廠進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)。在催化劑開(kāi)發(fā)方面盡量使品種多樣化以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需要，而新開(kāi)發(fā)的渣油催化裂解催化劑已經(jīng)在全常壓渣油催化裂解裝置上使用。可明顯降低汽油烯烴含量并增加異丁烷產(chǎn)率，提出了一種生產(chǎn)清潔汽油組分的新概念。該技術(shù)還具有非凡的靈活性和可調(diào)性，由此可派生出多種適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的專(zhuān)用技術(shù)。噴出的原料油氣呈一扇形狀。我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)使用的都是 Ducon 型和 Buell 型兩種旋風(fēng)分離器 , 分離效率低 , 易損壞。 據(jù) 1991 年美國(guó)有關(guān)報(bào)導(dǎo) , 全世界 FCC 裝置平均單套裝置加工能力為 150 萬(wàn) t/a,美國(guó)和加拿大為 156 萬(wàn) t/a,日本為 118 萬(wàn) t/a,歐洲為 120 萬(wàn) t/a,我國(guó)為 萬(wàn) t/a,其中石化總公司為 85 萬(wàn) t/a。 從世界 FCC 發(fā)展過(guò)程和趨勢(shì)來(lái)看 , 先進(jìn)的 FCC 催化劑在相當(dāng)大的程度上推動(dòng)了 FCC 工藝和裝備的進(jìn)步。 我國(guó)催化裂化今后的發(fā)展方向 對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō) , 催化裂化發(fā)展仍應(yīng)結(jié)合我國(guó)煉油工業(yè)面臨的實(shí)際情況 , 努力提高催化裂化技術(shù)水平 , 盡快形成具有我國(guó)特色的催化裂化工藝技術(shù)。但我們?cè)诖祟I(lǐng)域還有很大差距 , 需要開(kāi)發(fā)具有先進(jìn)性的適用范圍廣泛的 FCC 裝置通用優(yōu)化軟件 , 能在線或離線調(diào)優(yōu) , 達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量 , 增加產(chǎn)量 , 提高生產(chǎn)效率的目的。二段基本沒(méi)有水生成，所以第二段可采用高溫操作，不致使催化劑在高溫下水熱失活，比表面積 下降，從而使再生劑含碳量降低到 %以下。此時(shí)，大部分催哈與油氣分離，油氣經(jīng)導(dǎo)管直接進(jìn)入旋風(fēng)器，進(jìn)一步與催化劑分離后經(jīng)外集氣室油氣管線去分餾塔。冷貯罐貯存新鮮催遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 23 化劑，用以補(bǔ)充日常的損耗熱貯罐貯存從再生器卸出來(lái)的平衡催化劑。另外根據(jù)壓力平衡的要求，再生壓力的提高將影響到反應(yīng)壓力。本設(shè)計(jì)采用 513℃。反應(yīng)深度大、縮合程度大，則 H/C低，原料中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量越多，則 H/C越低。 CO2/CO 比值高，則放出熱量多，有利于降低原料溫遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 26 度。擋板間距 740 毫米，層 數(shù) 10層，每層自由流通面積為氣提段橫截面積的 45%，最底層擋板下設(shè)一環(huán)形蒸汽管（靠器壁），管上向器心與水平面成 45176。 輔助燃燒室 的形式 輔助燃燒室是開(kāi)工時(shí)供再生器升溫用， 平時(shí)只做主風(fēng)通道，設(shè)計(jì)采用臥式輔助燃燒室，降低再生器的框架高度。對(duì)于小裝置，用此經(jīng)驗(yàn)公式會(huì)有較大誤差，必要時(shí)也可以用下式計(jì)算： 散熱損失 =散熱表面積傳熱溫差傳熱系數(shù)其中，傳熱溫差是指器壁表面溫度與大氣的溫度之差。原料油與高溫催化劑接觸后的溫度可由圖的熱平衡計(jì)算。 =（ － ） /2 31/2 = （ 5） 稀相段高度 TDH= = =14m H 稀 =TDH－ H 過(guò) == （ 6） 燒焦溫度 燒焦強(qiáng)度 =燒焦量 /藏量 =（ +1500） / = 焦 /tcath （ 7） 再生時(shí)間 停留時(shí)間 =藏量 /催化劑循環(huán)量 = 60= 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 38 第二再生器 （ 1） 密相床直徑的計(jì)算 密相段中點(diǎn)壓力＝ P 再 ＋ H 稀 ρ 稀 g＋ H 過(guò) ρ 過(guò) g＋ H 密 ρ 密 g 取密相段高度為 9m，過(guò)度段 2m，稀相段 15m 所以密相段中點(diǎn)壓力 =（ 143+） +（ 15 20+2 100+ 9 250） 103 = kpa 其中：稀相段密度： 30 106kg/cm2 過(guò)度段密度： 100 106kg/cm2 密相段密度： 250 106kg/cm2 V 密 =nRT/P = (710+273)/ =取密相床操作線速 ν 密 = m/s，則 D=[ν 密 /（ ） ]1/2 =（ ） 1/2 = 圓整后取 ν 實(shí) =ν 密 /（ D2） =（ ） = m/s （ 2） 密相床高度的計(jì)算 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 39 計(jì)算公式為： CBR＝ PT=（ 143+） /98/= P0=[（ ） /ln（ 21/） ]/= （過(guò)剩氧為 %） P=PT*P0= = T=e[16..5－ 13387/（ 273＋ 710） ]/= W=2CBR/VTCR =2 （ 200 ） = （ V取 200， CR=） H=（ 80%W 1000） /Aρ =（ 1000） / 500 = 其中ρ 密 =500kg/m2 （ 3） 稀相段直徑 稀相段中點(diǎn)壓力 =P 頂 ＋ H 稀 ρ 稀 g =（ 237+143） + 15 103 20 = kpa 稀相段體積流率： V=nRT/P = (710+273)/ =取稀相床操作線速 ν 稀 = m/s，則 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 40 D=（ V/） 1/2 =（ ） 1/2 = m 圓整后取 ν 稀實(shí) =V/（ D2） =（ ） =（ 4） 過(guò)度段高度的計(jì)算 H 過(guò) =（ D 稀 D 密 ） /2tan60176。由于一氧化碳在床層中完全燒掉，還可避免發(fā)生二次燃燒平穩(wěn)操作。 旋風(fēng)分離器的形式 由于設(shè)置了彈射式快分器，分離效果好，在第一再生器里設(shè)二級(jí) PV型旋風(fēng)器。由于一再屬常規(guī)再生取 CO2/CO 為 ，二再屬完全再生，則 CO2/CO為∞。由于本設(shè)計(jì) 采用的是汽油方案，反應(yīng)溫度相對(duì)較高，反應(yīng)深度相對(duì)較大，焦中的 H/C 比也就相對(duì)較小。從而反應(yīng)速度加快，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率提高。根據(jù)一些工業(yè)裝置的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選取一再壓力為 244kpa（表），二再壓力為 148 kpa（表）。提高再生溫度，可以提高燒焦速度。 ② 兩器之間催化劑循環(huán)及再生流程 來(lái)自催化裂化反應(yīng)器汽提段底部的催化劑，經(jīng)過(guò)待生斜管和待生滑閥，進(jìn)入第一再生器。對(duì)于生焦量較高的重油催化裂化是一種較好的形式。將減壓渣油作為催化裂化的原料，要求盡量降低焦碳產(chǎn)率，這就要求在較緩和的條件下進(jìn)行反應(yīng)，而反應(yīng)深度低，對(duì)生產(chǎn)柴油有利。 提高 FCC 裝置加工量和重油摻煉比 繼續(xù)提高重質(zhì)油摻煉比 , 是拓寬 FCC 原料來(lái)源的重要渠道之一 , 盡可能提高原油 加工深度 , 增加輕質(zhì)油收率。超穩(wěn)分子篩催 化劑的使用 , 美國(guó)已占 FCC 催化劑總用量的 70%。 裝置能耗高。這些新型高效旋風(fēng)分離器的共同特點(diǎn)是幾何尺寸得到優(yōu)化匹配 , 因而在同樣入口流速下能達(dá)到更高的顆粒分離效率 , 以降低催化劑消耗 , 效果十分顯著。 KH 2 噴咀采用雙喉道 , 充分利用蒸汽能量來(lái)霧化油料 , 第二喉道采用雙頭結(jié)構(gòu) , 使霧化后的原料在提升管內(nèi)有良好的分布 , 集合管壓力在 0. 4～ 0. 6 MPa。近幾年來(lái) , 發(fā)展勢(shì)頭不減 , 1994 年年底裝置數(shù)量增加到近 100 套 ,裝置總能力達(dá)到 5222 萬(wàn) t / a, 使我國(guó)催化裂化加工遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 16 能力躍居世界第二位 國(guó)內(nèi) FCC 裝置技術(shù)改造情況 為提高 FCC 輕質(zhì)油收率 , 適應(yīng)重質(zhì)油原料加工的需要 , 國(guó)內(nèi)大部分煉油企業(yè)都對(duì) FCC 裝置進(jìn)行了技術(shù)改造 , 通過(guò)對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收 , 研制開(kāi)發(fā) 出許多新設(shè)備 , 突出的有 : 高效霧化噴嘴、高效旋風(fēng)分離器和電動(dòng)液壓滑閥等。標(biāo)定結(jié)果表明，汽油質(zhì)量全面改善，汽油烯烴含量 (熒光法 )由原來(lái)的 V%降低到 35 V%以下，現(xiàn)維持在 30 V%左右，汽油硫含量下降超過(guò) 30 wt%(降至 800 106)，裝置能耗也由 81 kg 標(biāo)油 /t 降至 72 kg 標(biāo)油 /t，摻煉渣油量由 200 t/a 提高到 450 t/a 以上。另外，還有 DCCⅡ技術(shù) 1997 年投產(chǎn)； MGG 技術(shù)國(guó)內(nèi)建有多套裝置； MIO 技術(shù)于 1995 年在中國(guó)石油工業(yè)部油蘭州石化公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；ARGG 技術(shù)在國(guó)內(nèi)建有多套裝置。該工藝具有以下特點(diǎn)： (1)可以加工重質(zhì)、劣質(zhì)的催化裂化原料。洛陽(yáng)石化工程公司的 ROCCV 工藝，第一套 ROCCV 型裝置 (100 kt/a)1996 年 5 月在洛陽(yáng)石化工程公司煉油實(shí)驗(yàn)廠投產(chǎn)， 1999 年 9 月在青島石油化工廠還投產(chǎn)了 Mt/a 工業(yè)化裝置；另外還有石油大學(xué)的兩段提升管 FCC 工藝，目前在中試 [4]；清華大遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 13 學(xué)的下行管式 FCC 工藝。采用 CCET 技術(shù)后，滑閥壓差增大，催化劑循環(huán)量提高了 50%。 Kellogg 公司設(shè)計(jì)的提升管急冷技術(shù)是在進(jìn)料噴嘴以后通過(guò)專(zhuān)有的急冷油噴嘴打入部分急冷油來(lái)控制提升管劑油混合區(qū)的溫度。 輕烴預(yù)提升技術(shù) UOP 公司和 Ashland 石油公司的干氣預(yù)提升技術(shù)是目前應(yīng)用效果較好的輕烴預(yù)提升技術(shù)。 NEXCC 采用苛刻的操作條件，其典型的反應(yīng)溫度為 600－650 ℃、催化劑循環(huán)量是 FCC 的 2－ 3 倍、油劑接觸時(shí)間為 1－ 2 s。 Root 與 Mobil Technology 公司合作開(kāi)發(fā)的 Maxofin 工藝，該技術(shù)的主要特點(diǎn)： (1) 設(shè)立第二提升管進(jìn)行汽油二次裂化； (2) 使用高 ZSM5 含量的助劑； (3)采用密閉式旋風(fēng)分離器。反應(yīng)產(chǎn)物和待生催化劑水平移動(dòng)，依靠重力作用實(shí)現(xiàn)油氣與催化劑的快速分離。這些都對(duì)現(xiàn)有的催化裂化裝置與催化裂化的進(jìn)一步發(fā)展形成很大的沖擊。 FCC 工藝是將重質(zhì)油輕質(zhì)化 , 目的產(chǎn)品是汽油、柴油和液化氣。采用提升管反應(yīng)器和較先進(jìn)的進(jìn)料霧化技術(shù)、提升管出口快速分離技術(shù)以及高溫短接觸技術(shù)。由于要求渣油催化裂化的焦碳產(chǎn)率低，且對(duì)再生劑含碳量要求很低，所以采用兩段再生形式。 … ……………………… ……………………… 19 我國(guó)催化裂化今后的發(fā)展方向 … …………… ……………………… ………… 19 積極采用 FCC 過(guò)程控制技術(shù) …………………… ……………………… … 19 推廣使用超穩(wěn)型分子篩催化劑 …………………… ……………………… … 20 FCC 裝置加工量和重油摻煉比 ……………………… ……………………… 20 2 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) … …… …………………………………………………… … … …… 21 據(jù) … …… ……… …………………………………… … … … 21 及流程說(shuō)明 … … ……………………………………………… 21 主要操作條件 的選擇 …… … … … ……………………………………………… 23 再生溫度 …………………… … ……………………………………………… 23 再生壓力 ……………………………………………………………………… 23 反應(yīng)溫度 ……………………………………………………………………… 24 反應(yīng)壓力 ……………………………………………………… ……………… 24