【正文】 釩捕獲劑 固釩劑 R和 ZSM7 使再生催化劑上的釩轉(zhuǎn)化為五價釩酸，再與釩捕獲劑中的堿性 金屬氧化物化合生成穩(wěn)定的釩酸鹽 SOx轉(zhuǎn)移劑 MgO 等金屬氧化物 將再生過程中的 SOx轉(zhuǎn)化為金屬硫酸鹽，減少 SOX排放量。 沉降器汽提段料位由待生單動滑閥自動控制。 設(shè)計總體思路與設(shè)計依據(jù) (1)裝置規(guī)模 設(shè)計公稱能力為 104 t/a。 采用帶 預(yù)混合管的燒焦罐式再生器以強化再生過程。加深對工藝過程的認(rèn)識，掌握催化工藝原理，了解流態(tài)化原理，旋風(fēng)分離器、原料油噴嘴等重要設(shè)備的工作原理，跟蹤催化裂化工藝的發(fā)展動向。世界丙烯的需求己從 20 年前的 1520 萬噸增加到 2020 年 5120 萬噸，年均增長率達 %。 to use slurry oil spray nozzle Ⅰtype BWJ to raw material. The advantage of the nozzle are high nozzle spray pressure reduction, low yield of dry gas and coke yield, high light to operate smoothly and noninterference between oil and steam etc, also satisfying the requirements, and the process can ,in a certain extent, reduce the consumption the energy. Key Words : FCC Catalysts Riser Reactor Regenerator 前言 第 1 頁 ( 共 43 頁 ) 800Kt/a 重油催化裂化裝置反再系統(tǒng)工藝設(shè)計 1 前言 隨著煉油工業(yè)的不斷發(fā)展，催化裂化 (FCC)日益成為石油深度加工的重要手段，在煉油工業(yè)中占有舉足輕重的地位。在工藝設(shè)計計算之前，首先要根據(jù)國家的需要和具體條件選擇原料和生產(chǎn)方案，例如主要是生產(chǎn)柴油方案還是生產(chǎn)汽油－氣體方案。 我國 還 生產(chǎn)和使用的催化劑有 20 多個品種，按沸石的類型分為，包括稀土 Y 型800Kt/a重油催化裂化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝設(shè)計 Ⅱ 沸石，并開發(fā)成功了各種催化劑系列。 (4) 使用超穩(wěn) HY 分子篩催化劑如： DAVigon 公司生產(chǎn)的 OCTACAT。同時可以減少油氣在提升管內(nèi)的停留時間。 ② 對釩含量為 5~30ppm，殘?zhí)繛?5~10%的重油，需增加外取熱設(shè)備，并須使用金屬鈍化劑。催化裂化過程在煉油工業(yè)，以至國民經(jīng)濟中占有重要的 地位。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 從以上兩個方面可見，催化裂化在實際 生產(chǎn)中有很重要的意義，研究其工藝很有價值。 ③ 為改善油劑接觸采用上流式斜管，以保證催化劑在到達噴嘴處時可以比較均勻的分布，使油劑接觸良好促進汽化。實踐證明效果是明顯的，平衡催化劑上的金屬含量達到 10000~15000ppm 時，操作依然正常，氫氣產(chǎn)量只有~（重） %。下面介紹具有中國特色的重油催化裂化裝置。例如在 FRCC 方 面已開發(fā)出的催化劑有 CA2020， LIP 和 LCC2,LHO1,RCH 系列催化劑， ZSM5/Y 復(fù)合分子篩和機械混合分子篩催化劑等，在重油的裂解能力，抗重金屬污染能力和焦炭選擇性方面都有較大的優(yōu)勢。 7 工作的主要階段、進度與時間安排 1 月 10 日 4 月 8 日：查閱文獻資料，完成開題報告 4 月 8 日 4 月 11 日：準(zhǔn)備開題報告答辯 46 月 3 日 6 月 10 日：指導(dǎo)老師對設(shè)計、譯文進行修改審查并； 800Kt/a重油催化裂化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝設(shè)計 Ⅱ 6 月 11 日 6 月 16 日：完 成畢業(yè)設(shè)計定稿，上交畢業(yè)設(shè)計，準(zhǔn)備答辯。 催化裂化是最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過程之一。目前丙烯的生產(chǎn)主要依靠蒸汽裂解和催化裂化的副產(chǎn)，全球丙烯產(chǎn)量 中 70%來源于蒸汽裂解， 28%來源于催化裂化和 2%來源于丙烷脫氫等技術(shù)。 (2)RCC 技術(shù) 該技術(shù)為 UOP 公司與阿西蘭公司聯(lián)合開發(fā)。其中 DASY、 SRNY、和 REUSY 是主要的超穩(wěn) Y 型沸石； ZSM、 CHZ 和 LCH 系列是以超穩(wěn) Y 型沸石為獲活性組分、重 油催化裂化適用的催化劑。 (6)催化劑及助劑 采用 LB1 催化劑，同時采用 CO 助燃劑、辛烷值助劑、釩捕獲劑、 SOx轉(zhuǎn)移助劑、金屬鈍化劑。 再生部分工藝流程（見附圖 1） 來自沉降器汽提段的待生催化劑經(jīng)待生催化劑分布器進入再生器床層，與貧氧主風(fēng)逆流接觸，燒掉催化劑上的大部分氫和碳，然后與從主風(fēng)分布管來的主風(fēng)接觸，燒焦后的再生催化劑經(jīng)再生器底部的淹流管排出再生器。 焦碳脫附熱 Q2=27648 104 %= 104 kJ/h ③ 主風(fēng)由 200℃ 升溫至 680℃ 需熱 Q3： 干空氣升溫需熱 CmΔ t= (680200)= 104kJ/h 式中 是干空氣的平均比熱， kJ/kg. ℃ 水汽升溫需熱 CmΔ t= (680200)= 104 kJ/h 式中 是水汽的比熱， kJ/kg. ℃ ④ 焦碳升溫需熱 Q4 焦碳升溫需熱 = 103 (680500)= 104 kJ/h 式中 是焦碳比熱，且假定其與催化劑的比熱相同， kJ/kg. ℃ ⑤ 待生劑帶入水汽升溫需熱 Q5 Q5= 900 (680500)= 104 kJ/h 式中 是水汽比熱， kJ/kg. ℃ ⑥ 吹掃、松動蒸汽升溫需熱 Q6 Q6 根據(jù)不同條件下的焓計算而得 Q6=m△ H=600 ()= 104 kJ/h 式中括號內(nèi)數(shù)值分別為 1MPa 飽和蒸汽和 及 720 ℃ 的過熱蒸汽焓。 （ 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 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，以保證各路進料流量均勻，然后經(jīng)過相應(yīng)的進料噴嘴進入提升管反應(yīng)器。3 方案論證 設(shè)計原則 (1)工程設(shè)計采用國內(nèi)開發(fā)的先進可靠的工藝技術(shù)，成熟可靠的新設(shè)備、新材料等，以達到裝置技術(shù)先進，經(jīng)濟合理。 (3) 為加強原料霧化，采用了喉管式進料噴嘴。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)。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，特別是渣油進行深度加工。 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。 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。 (4) 為進一步降低焦炭產(chǎn)率，采用減少回練比、出部分澄清油的方式。由于微細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。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。 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。 （ 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 5．畢業(yè)設(shè)計 (論文 )的目標(biāo)及具體要求 設(shè)計是一項創(chuàng)造性較強的工作，通過本課題的鍛煉，使學(xué)生熟悉工藝設(shè)計的程序，掌握催化裂化和計算機繪圖的相關(guān)知識，為今后走上工作崗位積累經(jīng)驗。 （ 2）重要設(shè)備選型 原料油噴嘴、旋風(fēng)分離器、滑閥等。目前已經(jīng)工業(yè)化的重油催化裂化技術(shù)有 3 種類型即： HOC、 RCC、 RFCC 下面分別介開題報告 Ⅱ 紹其技術(shù)特點。 技術(shù) 該技術(shù)為 UOP 公司與阿西蘭公司聯(lián)合開發(fā)。使霧化的油滴直徑比催化劑的平均直徑還小。同時為改善油劑接觸加速原料汽化，降低汽油分壓以減少焦炭產(chǎn)率，還采用了加大霧化蒸汽量等措施。 開題報告 Ⅱ 解決思路 催化裂化反再系統(tǒng)的設(shè)計主要為催化裂化反應(yīng) — 再生系統(tǒng)的工藝設(shè)計計算。 評語： 評閱教師簽名： 評定成績（百分制）： _______分 V 長江大學(xué) 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )答辯記錄及成績評定 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )題目 答辯時間 年 月 日 ～ 時 答辯地 點 一、答辯小組組成 答辯小組組長： 成 員： 二、答辯記錄摘要 答辯小組 提問（分條摘要列舉） 學(xué)生 回答情況評 判 三、答辯小組對學(xué)生答辯成績的評定 （百分制） ： _______分 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )最終成績評定 (依據(jù)指導(dǎo)教師評分、評閱教師評分、答辯小組評分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)論文 (設(shè)計 )評分的相關(guān)規(guī)定 ) 等級 ( 五 級 制 ) ：_______ 答辯小組組長 (簽名 ) ： 秘書 (簽名 )： 年 月 日 院 (系 )答辯委員會主任 (簽名 )： 院(