【文章內容簡介】 數(shù)圈蒸汽噴嘴，以提高汽提蒸汽與催化劑的接觸效果，提高汽提效率。 空氣分布管設計中使用空氣分布管而不采用分布板是因為：分布管在較低壓降下即可達到良好的分布效果，還可以消除了分布板的變形問題，而且分布管比較節(jié)省制造材料。分布管可安裝在再生器下部錐體處，而分布板必須在再生器下部的圓筒部分?？梢越档驮偕骺偢叨?。分布管可以避免主風機發(fā)生故障時催化劑倒流事故。分布管有效降低主風進入床層的線速，可以減少催化劑的磨損，有利于降低催化劑的損耗。 輔助燃燒室選用臥式輔助燃燒室，主要是為了降低同軸反應再生系統(tǒng)裝置的高度。同時由于同軸式再生器底部有塞閥等各部件，輔助燃燒室不宜直接放下面。 折疊式提升管采用折疊式外提升管主要是為了降低同軸式裝置高度，同時減少占用同軸裝置空間，增大有效空間，滿足停留時間的要求。 用外集氣管外集氣管不僅可以降低裝置標高，減少稀相空間，而且結構簡單，不受高溫影響，設備不易變形，因而本設計再生器用外集氣管，反應沉降器頂用外集氣室。 塞閥設計中在待生和再生催化劑循環(huán)管線山上都安裝塞閥來調節(jié)兩器間催化劑循環(huán)量。它的執(zhí)行機構與調整機構和一般控制催化劑流動的塞閥相同，與單動塞閥相比較，具有磨損均勻，操作周期長的優(yōu)點。 兩器兩段完全再生兩器兩段完全再生即是一再不完全燃燒，約燒掉催化劑表面全部的氫和85～95%的碳；然后進入第二段，在第二段通入新鮮空氣，二再高溫完全再生，%左右。 取熱器我國現(xiàn)已投用的外取熱器分兩大類四種形式，即閥控類：下流式、上流式；氣控類：下流式、無循環(huán)式。本設計中采用上流式外取熱器。由于催化裂化裝置的進料是常壓渣油，產(chǎn)生的焦炭比較多，焦炭放出的熱量也較大，除了提供反應過程所需的熱量之外，還有剩余。這些剩余能量如不及時轉移出去，一方面會導致反應溫度上升，裂解加劇破壞正常的操作條件；另一方面再生器內溫度會迅速上升，設備材料難以承受這種高溫，導致設備的破壞。為了維持正常的操作條件和保證設備的安全操作，就必須將渣油催化裂化過程中多余的熱量及時轉移出去，維持渣油催化裂化熱平衡。 催化劑和助劑的選取 OB—300型催化劑目前工業(yè)用分子篩催化劑可大致分為稀土Y(REY)、超穩(wěn)Y(USY)和稀土氫(REHY)三種，此外還有一些復合型的催化劑。本設計選擇復合型催化劑Orbit—3000。該催化劑具有重油轉化能力強，焦炭選擇性好，抗金屬污染能力強的特點。工業(yè)生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)表明，OB—3000催化劑具有良好的流化、輸送和抗磨性能，催化劑損失小；具有良好的抗金屬污染能力；燒焦性能良好，對再生劑含碳量和劑油比要求不高，%～%劑油比小于6的情況下都取得良好的使用效果；具有很強的重油轉化能力，有利于提高催化深度；可以明顯改善產(chǎn)品分布，增加汽油產(chǎn)率。降低焦炭產(chǎn)率；可以提高汽油辛烷值1～2個單位。 DNFVN—1復合金屬鈍化劑DNFVN—1復合金屬鈍化劑具有毒性低、穩(wěn)定性好、不含二次污染元素、與水互溶的特性，其有效成分可根據(jù)原料油中Ni、Na、V的含量和平衡劑上的Ni、Na、V的污染程度以及FCC裝置的操作情況進行調整。汽油收率提高近2個百分點。使用時，采用連續(xù)加注的方式。由齒輪泵送入鈍化劑儲罐，再用泵將儲罐中的鈍化劑打到混合器中與水混合稀釋，注入反應器進料管線內，隨著原料一起進入提升管反應器。3 能量回收和環(huán)境保護 能量回收催化裂化裝置再生煙氣的能量回收有利于充分利用能量，減少大氣污染。常壓渣油催化裂化，燒焦產(chǎn)量達10～13%，燒焦放出的熱量遠大于系統(tǒng)所需的能量，一部分熱量被高溫煙氣帶走，因此需要回收煙氣中這部分能量，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。本設計采用進口同軸同機組式煙氣回收系統(tǒng)。機組由煙氣輪機、軸流式主風機、壓降汽輪機、齒輪減速箱、電機等組成，從煙氣中回收的能量是可觀的。具體步驟如下：從再生器外集管出來的煙氣經(jīng)二級旋風分離器回收催化劑粉粒，防止沖蝕煙氣透平的葉片，然后經(jīng)煙氣膨脹透平回收煙氣中壓力能，利用其膨脹做功來帶動主風機運轉，經(jīng)初步估算膨脹透平所做的功足以滿足主風機的功率消耗且略有剩余。從膨脹透平出來的煙氣溫度高達398℃，去余熱鍋爐產(chǎn)生低壓蒸汽。除供反應再生系統(tǒng)外還可供其他裝置設備。 環(huán)境保護催化裂化原料中含有較多的硫化物、氮化物和重金屬，在催化過程中將轉移到產(chǎn)品、催化劑、工藝廢水中，有的隨煙氣和催化劑粉塵排放到周圍環(huán)境中，造成污染。主要包括：水污染、大氣污染、廢渣污染、噪聲污染等。 污水的來源及治理含硫污水：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)定塔頂油氣分離器切水。這種污水中含有大量的硫化物、氨、氮外，焓酚量也較多，還有氰化物等。含堿污水：主要來源于柴油、汽油、液態(tài)烴堿洗后的水洗水。污水中主要有游離態(tài)的NaOH，還會有較大量的油及少量的酚和硫。含油污水：除了含硫、含堿污水以外的其他含油污水，如機泵冷卻水。 污水的治理含硫污水的治理：含硫污水預處理方法有空氣氧化法和蒸汽汽提法?？諝庋趸ㄟm用于污水中含硫化氫含量較低的情況。蒸汽汽提法適用于污水中硫化氫、氧含量變化幅度較寬的情況。含油污水處理：煉油廠對含油污水大多采用隔油、浮選、生化曝氣、砂濾的二級處理工藝。為了提高凈化效果，有的采用活性炭吸附等三級深度處理工藝。含堿污水處理:含堿污水中主要含有游離態(tài)的燒堿、油及少量酚和硫化物。其處理方法是先經(jīng)過中和池后，再匯入含鹽污水經(jīng)隔油、浮選、生物氧化等處理。 廢氣的來源及治理 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燃焦時產(chǎn)生的煙氣，其中CO約6%～10%(體積)，還有SO2，、NOx、CO2以及催化劑粉塵等。 廢氣的治理一氧化碳氣體的污染防治:采用CO鍋爐、采用助燃劑再生新工藝、采用燒焦罐再新工藝。二氧化碳、氧化氮的防治:治理技術措施分為兩個方面，意識重油催化裂化原料油經(jīng)加氫脫硫預處理。二是采用高煙囪排放的方法，作為煉油廠過渡性的大氣的污染的防治措施。 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，嚴重污染了大氣。有煙氣能量回收機組的，經(jīng)三級旋風分離器分離出大量催化劑。但精華煙氣中廢催化劑多屬飄塵。排至大氣中仍然污染環(huán)境，因此應加以處理，處理方法有以下幾種:采用高效三級旋風分離器、采用電除塵器。 烴類損失及措施在催化裂化生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，原料油、輕質油、液態(tài)烴和干氣都會產(chǎn)生不同烴類的損失，并散發(fā)到大氣中，造成對大氣的污染。催化裂化裝置的加工損失大都接近1%。所以，加強生產(chǎn)管理，消滅跑、冒、滴、漏，杜絕不合理的排放，是防止烴類損失的主要途徑。 廢渣的來源及治理 廢渣的來源催化裂化的廢渣主要是堿渣和廢催化劑。堿渣來自汽、柴油堿洗。 廢渣處理堿渣的治理，從堿渣中回收化鈉和硫氫化鈉；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代替堿洗工藝。費催化劑的治理：代替白土精制油品的使用；回收混同新鮮催化劑再使用。經(jīng)煙囪直接排大氣。 噪聲的來源及防治 噪音的來源 催化裂化噪聲污染源主要來自再生煙氣放空（120dB）及機泵電動（100dB）、空冷器風機、加熱爐火嘴、氣體放空口、調氣閥、管道，尤其是主風機（103dB）、氣壓機的噪聲危害最大。 噪聲的防治加熱爐降低噪音措施有：采用低噪聲噴射噪聲、采用消聲罩、隔聲圍墻。降低主風機噪聲的措施有：在風機進、出口安裝消聲器，噪聲可降低10dB；安裝隔聲罩式把風機設置在隔聲室中，使噪聲傳播不出來；或者便工人在隔聲室內工作；范風機與基礎的剛性連接改為彈性連接。采用低噪聲電機?？諝饫鋮s器降低噪聲的措施有：設置隔聲墻、吸聲屏、隔聲罩或采用新型低噪聲風機。 清潔生產(chǎn) 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)濟系統(tǒng)的整體優(yōu)化出發(fā)，對物質轉化的過程不斷采取戰(zhàn)略性的綜合預防措施，提高物質和能量的利用，減少廢物的產(chǎn)生和排放，也就是對產(chǎn)品的生產(chǎn)進行全過程控制，降低對資源的過度使用，減少環(huán)境和人類自身的風險。這些可持續(xù)發(fā)展的基本要求即資源的永續(xù)利用和環(huán)境容量的持續(xù)承載能力是相符合的。 清潔生產(chǎn)的基本內容清潔生產(chǎn)的基本內容包括：生產(chǎn)過程中使用清潔的能源、清潔的生產(chǎn)過程、清潔的產(chǎn)品。 清潔生產(chǎn)的對催化裂化的意義就煉油廠來說，推行清潔生產(chǎn)第一，可降低水耗、能耗、物耗，提高原料轉化率，減少污染、降低成本；第二，可以樹立良好的企業(yè)形象，第三，使產(chǎn)品能夠通過ISO9000質量認證，從而參與國際競爭；第四，符合國家環(huán)保法律。總之，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)是提高環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的客觀要求，也是煉油廠在市場經(jīng)濟的壓力下的自覺行為和必由之路。在催化裂化以后的發(fā)展中，我們要把清潔生產(chǎn)思想加入其中，提高催化裂化技術的競爭力。4 催化裂化反應－再生系統(tǒng)工藝計算本裝置年開工按8000小時計算。原料油為常壓重油，其中的基礎數(shù)據(jù)由茂名石化煉油廠提供。 再生器的主要操作條件操作條件數(shù)據(jù)再生器頂部壓力/MPa(絕)再生溫度/℃690過剩O2/%(體)3%CO2/CO/(體)100焦炭組成/H/C(重)8/92再生劑含碳/%(重)主風入再生器溫度/℃280待生劑溫度/℃510大氣溫度/℃30大氣壓力/atm空氣相對溫度/%70燒焦碳量/t/h新鮮原料量/t/h135提升管停留時間/s 回煉油量/t/h23回煉油漿量/t/h 燃燒計算 再生器物料平衡 (1) 燒碳量及少氫量%焦炭產(chǎn)量=115107焦炭中氫碳比：H/C=焦炭=C+H燒炭量=115001/= kg/h= kmol/h燒氫量=11500煙氣中：CO2/CO=故生成CO2的碳為：71/72= kmol/h= kg/h生成CO的碳為：—= kmol/h= kg/h(2) 理論干空氣量碳生成CO耗O2量=1/2= kmol/h = kg/h碳生成CO2耗O2量=1 kmol/h =氫生成H2O耗O2量==理論消耗的O2量=++=理論帶入N2量=79/21=所以理論干空氣量=+=(3) 實際干空氣量%，其中N2(過)= 79/21O2(過)則：4%=O2(過)/（CO2+CO+N2(理)+N2(過)+O2（過））=O2(過)/ +（過）可求得O2（過）=N2（過）=79/21=所以實際干空氣量=++=(4) 需濕空氣量（主風量）大氣溫度=25℃，相對濕度=50%，查空氣濕焓圖，知空氣的濕焓量為：水汽/干空氣=空氣中的水蒸氣量=實際干空氣量==濕空氣量=+== Nm3/h= Nm3/min(5) 主風單耗量主風單耗=濕空氣量/燒焦量=（焦）(6) 干煙氣量由以上綜合可知總干煙氣量= CO2+ CO + N2+ N2(過)+ O2(過)=++++=(7) 煙風比煙風比=濕煙氣量/主風量=（mol比） 濕煙氣量及煙氣組成組成分子量kmol/hkg/hmol%(對濕煙氣)mol% (對干煙氣)O2(過)32CO28CO244N228總干煙氣生成水汽18主風帶入水汽18待生劑帶入水汽a181500吹掃松動蒸汽b181130總濕煙氣。 再生器各處吹掃、松動蒸汽名稱性質壓力/kpa溫度℃流量/kg/h待生塞閥吹掃蒸汽飽和蒸汽981179130待生斜管采樣口吹掃蒸汽180待生斜管采樣口吹掃蒸汽50待生斜管松動蒸汽180主風事故蒸汽噴嘴吹掃蒸汽90燃燒油噴嘴吹掃蒸汽90稀相噴水嘴吹掃蒸汽180合計900 再生器熱平衡(1) 焦炭燃燒放出熱量生成CO2放熱 =33873=104kJ/h生成CO放熱=10258=104kJ/h生成H2O放熱=119890=104kJ/h合計放熱=104kJ/h(2) 焦炭脫吸附熱Q1%來計算：Q1=104%=104 kJ/h(3) 主風機出口溫度 T入——入口溫度，℃= K；P出——出口壓力（絕），；.P入——入口壓力（絕），.；η——多變效率，取η=；K——絕熱指數(shù)，；由此前計算得，主風量= Nm3/min；由此風量乘以110%可作為選主風機的依據(jù)，依此可選EF；故：考慮溫降，取主風機再生器入口處溫度為162℃。(4) 主風由162℃升溫至700℃需熱Q3干空氣升溫需熱=干空氣的量空氣平均比熱空氣升溫差Q2 =（700－162）=104kJ/h（kg.℃）水汽升溫需熱=空氣中含有水汽量水汽平均比熱水汽升溫差Q3=（700－162=104kJ/h（kg.℃）。(5) 焦炭升溫需熱Q4 kJ/（kg.℃）。Q4=焦炭量催化劑比熱容反應溫度差=11500(700162) =104kJ/h(6) 待生劑帶入水汽需熱Q5Q5 =1500(700505) =104kJ/h（kg.℃）。(7) 吹掃松動蒸汽升溫需熱Q6Q6=1130()=104kJ/h（表）、700℃過熱水蒸氣和981kPa（表）飽和蒸汽的熱焓。(8) 散熱損失Q7Q7=582燒焦量=58211500 =104kJ/h(9) 再生器耗熱Q耗Q耗= Q1+ Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7=（++++++）104=104kJ/h(10) 再生器取熱量Q取Q取= 焦炭