【正文】 燒焦效果。本裝置采用的是單段再生，為了達(dá)到在合理的再生條件下盡量降低再生劑的含碳量，本設(shè)計(jì)采取了多項(xiàng)提高燒焦 效果的措施，各項(xiàng)措施綜述如下： （ 1） 采取加 CO 助燃劑的完全再生方案 完全再生，由于平均氧濃度的提高可使再生劑含碳明顯降低。 （ 5） 采用兩段汽提 提高汽提效果對(duì)降低再生器的燒焦負(fù)荷和減輕催化劑水熱失活有很大好處，本次設(shè)計(jì)采用兩段汽提，以改善汽提蒸氣與待生催化劑的接觸，提高汽提效果。 反 應(yīng)部分工藝技術(shù)方案及特點(diǎn) 吸收國(guó)內(nèi)外同類(lèi)生產(chǎn)裝置的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合本裝置具體特點(diǎn)，為進(jìn)一步改善產(chǎn)品分布，提高輕油產(chǎn)率、降低干氣及焦炭產(chǎn)率，在提升管反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用以下系列措施。 催化劑及助劑 蘇北原油中重金屬的含量較高，所以采用具有較高的、活性?xún)?yōu)良的熱穩(wěn)定性小和抗重金屬污染能力的催化劑。裝置自行換熱，不考慮與其它裝置熱聯(lián)合。井要求加強(qiáng)原油的說(shuō)鹽以減少渣油中的鈉含量，一般至少采用二級(jí)脫鹽。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。 ③ RCC 技術(shù)不使用金屬鈍化劑，而是利用水蒸氣進(jìn)行鈍化，其理論根據(jù)是：沉積在催化劑上的重金屬在高溫水蒸氣的作用下形成氧化物，而催化劑在提升管內(nèi)停留時(shí)間很短，該金屬氧化物來(lái)不及還原，故可以起到鈍化作用。為了移出過(guò)剩熱量， RCC 再生器內(nèi)可以裝設(shè)取熱盤(pán)管或設(shè)置下流式外取熱器。 d. 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)。因此渣油催化裂化的化炭產(chǎn)率高，為原料殘?zhí)恐蹬c反應(yīng)的焦炭之和。目前已經(jīng)工業(yè)化的渣油催化裂化技術(shù)有 3 種類(lèi)型即： HOC、 RCC、 RFCC，下面分別介紹其技術(shù)特點(diǎn)。嚴(yán)格遵循環(huán)保、安全、衛(wèi)生有關(guān)法規(guī)，確保裝置的安全生產(chǎn)。更輕的和更高附加值的產(chǎn)品繼續(xù)受青睞，渣油燃料將繼續(xù)減少。 建立任何時(shí)候都不會(huì)迅速減少的可靠原油供應(yīng)，進(jìn)入 21 世起，石油燃料 將繼續(xù)是運(yùn)輸能源的主要來(lái)源。此外 ,近年來(lái)對(duì)催化裂化產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高 ,對(duì)產(chǎn)品需求結(jié)構(gòu)的變化 ,以及環(huán)保法規(guī)的逐漸完善 ,都促進(jìn)了催化裂化技術(shù)的發(fā)展。沸石催化劑具有更高的活性和選擇性。 催化裂化的催化劑 催化裂化所用催化劑主要成分為硅酸鋁，起催化作用的是其中的酸性活性中心。烴類(lèi)蒸氣在塔中向上流經(jīng)年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 塔板，不斷通過(guò)冷凝和重新氣化而完成分餾過(guò)程。 （ 2） 反應(yīng)再生裝置 反應(yīng)再生系統(tǒng)其主要任務(wù)是完成原料油的轉(zhuǎn)化。目前，在全世界催化裂化裝置的總加工能力中，提升管催化裂化已占絕大部分。當(dāng)它們移動(dòng)至反應(yīng)器的下部時(shí)，催化劑表面上會(huì)沉積上一定量的焦炭 , 于是油氣從反應(yīng)器的中下部導(dǎo)出而催化劑則從底部下來(lái)，再由連接到再生 器的氣升管用空氣提升至再生器內(nèi) 向下移動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行燒焦再生。在以減壓渣油作催化裂化原料時(shí)，通常要在進(jìn)入催化裂化裝置前，用各種方法進(jìn)行原料預(yù)處理，除去其中大部分鎳、釩等金屬和瀝青質(zhì)。移動(dòng)床催化裂化因設(shè)備復(fù)雜逐漸被淘汰，流化床催化裂（ FCC）化技術(shù)迅速地發(fā)展成熟起來(lái)并很好地運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中去。年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 1 引言 催化裂化是最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過(guò)程之一，在汽油和柴油等輕質(zhì)油品的生產(chǎn)的生產(chǎn)中占有很重要的地位。 由于高壓縮比的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)需要較高辛烷值汽油，催化裂化向移動(dòng)床和流化床兩個(gè)方向發(fā)展。 長(zhǎng)期以來(lái)，流化床催化裂化原料主要為原油蒸餾的餾出油和熱加工餾出油，原料年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 中鎳、釩 (會(huì)使催化劑中毒 )含量一般均小于 。原料油與催化劑同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的頂部，它們相互接觸，在反應(yīng)的同時(shí)并向下移動(dòng)。自二十世紀(jì)六十年代以來(lái) ,為配合高活性的分子篩催化劑 ,流化床反應(yīng)器又發(fā)展為提升管反應(yīng)器。另外，一些煉油廠將常壓或減壓渣油摻入 FCC 裝置的原料進(jìn)行加工。從反應(yīng)器出來(lái)的高溫蒸氣產(chǎn)物從接近底部的地方進(jìn)入主分餾塔。穩(wěn)定塔的目的是將汽油中 C4 以下的輕烴脫除 ,在塔頂?shù)玫揭夯蜌?,塔底得到合格的汽油 ——穩(wěn)定汽油。 與無(wú)定型硅鋁催化劑相比。由于餾分油和重質(zhì)油性質(zhì)的顯著差別 ,至今所取得的大多數(shù)技術(shù)進(jìn)步主要都是針對(duì)重油催化裂化。它們經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的變革并留下應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的記錄。估計(jì)不會(huì)有新的煉油廠建在美國(guó)。 （ 3） 盡量采用 “清潔工藝 ”減少環(huán)境污染。 80 年代以來(lái)流化催化裂化工藝的發(fā)展特點(diǎn)是解決實(shí)現(xiàn)渣油催化裂化的技術(shù)關(guān)鍵。 該技術(shù)的主要特點(diǎn)是： ① 原料中的殘?zhí)吭诖呋鸦^(guò)程中全部轉(zhuǎn)化為焦炭。另外還采用了霧化效果較好的多噴嘴進(jìn)料方式，同時(shí)加大霧化蒸汽用量，一般相當(dāng)進(jìn)料量的 5—10%。所以它認(rèn)為渣油催化裂化的焦炭產(chǎn)率等于餾分油的生焦率加殘?zhí)恐党? 70%，或約等于原料的蘭氏殘?zhí)亢慵?%，因此對(duì)劣質(zhì)渣油需經(jīng)預(yù)處理，與之配套的處理過(guò)程為思格哈德公司開(kāi)發(fā)的年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) ART 裝置。為充分利用過(guò)剩 氧使二段再生煙氣進(jìn)入一段與一段煙氣一起離開(kāi)再生器。使霧化的油滴直徑比催化劑的平均直徑還小。 ⑤ 使用金屬鈍化劑抑制鎳、釩等金屬對(duì)催化劑的污染。盡可能多產(chǎn)生液化氣。 產(chǎn)品方案 生產(chǎn)產(chǎn)品方案為以多產(chǎn)汽油為主，兼顧生產(chǎn)液化石油氣的方案。另外，同軸布置還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作控制靈活方便，壓力平衡適用范圍大，抗事故干擾，尤其是抗催化劑倒流能力強(qiáng)，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。提升管出口采用粗旋加單旋并采用近似直連技術(shù)，使催化劑與反應(yīng)油氣迅速分離，力求減少油氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間，從而減少干氣的產(chǎn)生。 再生裝置部分工藝技術(shù)特點(diǎn) 再生方案的選擇原則應(yīng)能滿(mǎn)足降低再生催化劑定碳以使催化劑性能得以充分發(fā)揮，同時(shí)應(yīng)避免采用過(guò)于苛刻的再生條件，以利于恢復(fù)并保護(hù)催化劑活性。 （ 4） 采用高床層再生及較高的密相線速 本裝置釆用 ,較高的再生密相床高度不僅可提高氣固 的單程接觸時(shí)間，而且有利于 CO 在密相床中燃燒，并提高輸送推動(dòng)力，提高密相床層線速是提高燒焦強(qiáng)度的一種有效手段 ,本裝置采用 ～ ，以提高燒焦的氧傳遞速度從而達(dá)到提髙燒焦強(qiáng)度的 目的。 備用主風(fēng)機(jī)釆用離心式主風(fēng)機(jī) +電機(jī)二機(jī)組配置。該型式外取熱器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便：調(diào)節(jié)靈活、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。 （ 7） 單、雙動(dòng)滑閥，塞閥均采用電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)和冷壁式閥體結(jié)構(gòu)。再生器的部分催化劑由外取熱器入口管進(jìn)入外取熱器殼程，在流化風(fēng)的作用下，呈密相向下流動(dòng)，在流經(jīng)翅片管束間降溫冷卻，冷卻后的催化劑經(jīng)外取熱器返回管由提升風(fēng)提升返回再生器密相床層中部 ,外取熱器流化風(fēng)、提升風(fēng)由增壓機(jī)提供。輕柴油有一部分經(jīng)冷卻后送至再吸收塔，作為吸收劑，然后返回分餾塔。K) 輕柴油 773 Cp=(kg同時(shí)散熱損失除與燒焦炭量由有關(guān)外，還與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。 旋風(fēng)分離器壓力降 一級(jí)旋風(fēng)分離器壓力降 ΔP1 = v12(Kρ 平 + 氣 )/2g kg/m2 v1= K= = ρ 氣 = 由于燒焦罐稀相管出口 設(shè)有 T 形快速分離器，其效率按 80%計(jì) 。 核算料腿的負(fù)荷 （ 1） 一級(jí)料腿負(fù)荷 按 T 型彎分離效率 80%計(jì)，隨煙氣帶走的催化劑量 (10320%)全部進(jìn)入旋風(fēng)分離器，且完全在一級(jí)旋風(fēng)分離器內(nèi)回收下來(lái)，則通過(guò)一級(jí)料腿的固體流量： G = 3600 % 3 ?? =(kg/s) 一級(jí)料腿截面積 = 2 = (m2) 一級(jí)料腿質(zhì)量流速 = = (kg/m2 提升管長(zhǎng)度的確定 根據(jù)出入口線速求出平均線速 即 U 平 =入出入出 uu uu lglg )( ?? = = (m/s) 取重油提升管的停留時(shí)間為 則 L = = 44m 確定提升管長(zhǎng)度為 44m 再生器尺寸設(shè)計(jì) 筒體 再生器的筒體是由 A3 鋼焊接而成，由于再生器是在高溫下操作，而且還要承受催化劑沖刷，因此必須在筒體內(nèi)壁設(shè)有隔熱層和耐熱磨襯里，以保護(hù)設(shè)備材質(zhì)。 廠區(qū)布置應(yīng)符合下列要求： （ 1）產(chǎn)生危害較大的有害氣體。 （ 4）當(dāng)廠區(qū)采用階梯式布置時(shí)，階梯間應(yīng)有防止泄漏的可燃液體漫流的措施。其它工況下原料油由罐區(qū)進(jìn)裝置 ,溫度 90℃ 。 產(chǎn)品油漿 裝置正常生產(chǎn)時(shí)，不外甩油漿，但留有外甩油漿設(shè)施，該油漿經(jīng)冷 卻后直接出裝置送至燃料油罐區(qū)。 正常操作時(shí)，外取熱器、油漿蒸汽發(fā)生器及余熱鍋 爐所產(chǎn)蒸汽，除供本裝置內(nèi)部使用外，其余送入工廠蒸汽管網(wǎng)。 重污油 開(kāi)停工重污油，用蒸汽吹掃經(jīng)油漿線排至工廠的燃料油罐區(qū)。 （ 2）生活污水 裝置內(nèi)生活污水經(jīng)化糞池截污后棑入工廠污水處理場(chǎng)。 （ 2）放空油氣 裝置內(nèi)以及容器上的油氣安全閥放空均由專(zhuān)設(shè)管道至工廠火炬燒掉。 （ 2）各油泵的電機(jī)均選用低噪聲的 YB 系列防爆電機(jī)，將其噪聲控制在 90dBA以下。 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) （ 3） 為防止設(shè)備超壓造成事故，在有關(guān)塔、容器、爐、壓縮機(jī)出口 設(shè)置必要的安全閥，并將泄放的油氣或有害氣體密閉排至火炬系統(tǒng)。 催化裂化主要有 3 大裝置，反應(yīng)再生裝置、分餾裝置，以及吸收穩(wěn)定裝置；催化裂化是石油化工中最重要的一個(gè)過(guò)程之一，其主要目的是將重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油。 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 致 謝 參 考 文 獻(xiàn) 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 1 《石油煉制與化工》編輯部．流化催化裂化手冊(cè)．北京：中國(guó)石化出版社， 20xx 2 陳俊武．催化裂化工藝與工程．上．北京：中國(guó)石化出版社， 20xx 3 陳俊武．催化裂化工藝與工程．中．北京：中國(guó)石化出版社， 20xx 4 陳俊武．催化裂化工藝與工程． 下．北京：中國(guó)石化出版社， 20xx 5 《石油煉制與化工》編輯部．催化裂化新技術(shù)．北京：中國(guó)石化出版社， 20xx 6 盧春喜，王祝安．催化裂化流態(tài)化技術(shù)．北京：中國(guó)石化出版社， 20xx 7 徐春明．重油催化裂化反應(yīng)過(guò)程分析．北京：石油工業(yè)出版社， 20xx 8 李淑培．石油加工工藝學(xué)．中冊(cè)．北京：中國(guó)石化出版社， 1991 9 馬伯文．催化裂化裝置技術(shù)問(wèn)答．北京：中國(guó)石化出版社， 20xx 10 王松漢．石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè)． 1 卷．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 11 王松漢．石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè) ． 2 卷．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 12 王松漢．石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè)． 3 卷．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 13 王松漢．石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè)． 4 卷．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 14 化學(xué)工程手冊(cè)編寫(xiě)組．化學(xué)工程手冊(cè)． 1－ 6 卷．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1989 15 賀匡國(guó)．化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 16 上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院．化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)．上下冊(cè) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1996 17 閻國(guó)超．煉油化工工藝及設(shè)備概論．山東：石油大學(xué)出版社， 1998 18 盧 煥章．石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1982 附表 1 反應(yīng)再生裝置主要設(shè)備一覽表 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 臺(tái)數(shù) 備注 1 輕柴油汽提塔 1 — 2 輕柴油 原料油換熱器 2 — 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 3 輕柴油 富氣吸收油換熱器 2 — 4 循環(huán)油漿 原料油換熱器 1 — 5 油漿蒸氣發(fā)生器 1 — 6 油漿冷卻水箱 1 — 7 重柴油冷卻器 1 — 8 冷催化劑罐 1 立式 9 熱催化劑罐 1 立式 10 CO 助燃劑加料罐 1 立式 11 廢催化劑罐 1 立式 12 催化劑加 料斗 1 方形 13 煙氣水封罐 1 立式 14 鈍化劑罐 1 立式 附表 2 名稱(chēng) 圖例 年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì) 看窗 限流孔板 漏斗 消音器 吸氣罩 臨界噴嘴 截止閥 止回閥 文氏管 調(diào)節(jié)閥