【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 34 核算料腿負(fù)荷 35 旋風(fēng)分離器壓力平衡 36 工藝計(jì)算結(jié)果 37 再生器空氣分布管 37 分布管內(nèi)氣體流量 37 分布?jí)航涤?jì)算 38 開(kāi)孔面積計(jì)算 39 輔助燃燒室 39 熱負(fù)荷 39 結(jié)構(gòu)尺寸 40 一、二次空氣分配 40 輔助燃燒室環(huán)隙面積 41 空氣進(jìn)口管線的直徑 41 反應(yīng)系統(tǒng) 41 提升管反應(yīng)器基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 41 提升管進(jìn)料處的工藝計(jì)算 43 沉降器 46 氣提段工藝計(jì)算 47 旋風(fēng)分離器 48 兩器壓力平衡數(shù)據(jù) 49 結(jié) 論 52 附 錄 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 1 第一章 前言 重油催化裂化的發(fā)展 最早的工業(yè)催化裂化裝置出現(xiàn)于 1936年。 70年代以來(lái)，隨著原油價(jià)格的上漲，原油變重，輕質(zhì)油品需要量上升，重燃料油需要量下降，重油深度加工的任務(wù)日益繁重。不僅北美原油加工深度較深的國(guó)家在進(jìn)一步提高加工深度，而且西歐日本等一向采取淺度加工的國(guó)家也在逐步提高加工深度。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、市場(chǎng)需求的變化以及催化裂化原料的變化，催化裂化作用也發(fā)生了變化，轉(zhuǎn)向?yàn)榧庸ぶ赜?。催化裂化工藝最初發(fā)展時(shí)采用的是固定床反應(yīng)器和移動(dòng)床反應(yīng)器，現(xiàn)已全部采用流化床反應(yīng)器，故催化裂化又稱(chēng)為 流化催化裂化。 FCC 最重要的技術(shù)進(jìn)步是開(kāi)發(fā)了 RFCC 工藝， 1998 年我國(guó) FCC 加工能力是 4200 萬(wàn)噸，為世界第二； 1999 年摻渣量占 FCC 總進(jìn)料的 33%居世界第一； 2020 年底加工能力達(dá)到 9210 萬(wàn)噸，加工渣油三分之一以上，即 3000 多萬(wàn)噸； 2020加工 年能力達(dá)到 1億噸，摻渣 34% 以上， FCC成為我國(guó)加工渣油最主要的裝置 (與焦化可比 )。國(guó)外 FCC 原料摻渣量一般為 15%到 20% (較低，大多經(jīng)加氫處理 ) 。目的是盡量提高柴汽比，緩解柴油市場(chǎng)供需矛盾。 FCC 技術(shù)的進(jìn)步及其作用的變化很 大程度上取決于催化劑性能的不斷改進(jìn)。當(dāng)前催化裂化催化劑的發(fā)展重點(diǎn)是提高汽油質(zhì)量，滿(mǎn)足環(huán)保要求。因此，近年來(lái)裂化催化劑的研究主要集中在如何降低汽油硫及烯烴含量方面，并取得了重大進(jìn)展。國(guó)內(nèi)外已有一系列的降烯烴催化劑和助劑，并獲得工業(yè)的應(yīng)用。如我國(guó) GOR系列 (烯烴含量降低8～ 10% )、 Davison Co. 開(kāi)發(fā)的 RFG 系列 (烯烴含量降低 25～ 40% ) 等催化劑已獲得推廣應(yīng)用。 用 重油的深度加 工，即把原油中的重質(zhì)部分（一般指常壓渣油或減壓渣油）轉(zhuǎn)化為汽油 一直是煉油工作者的一項(xiàng)重要任務(wù)。采取優(yōu)化操作、降低 結(jié)焦、采用清潔燃料技術(shù)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低能耗和開(kāi)發(fā)重油新催化劑等措施，可進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)催化裂化整體技術(shù)水平的提高。 大慶常壓 重 油直接催化裂化的可行性 常壓渣油直接進(jìn)行催化裂化的問(wèn)題主要有兩個(gè)。一是由于重渣油中含有較多的瀝青質(zhì)，加上催化劑重金屬污染比較嚴(yán)重，生焦量高，焦碳產(chǎn)率高，使再生器燒焦負(fù)荷很大，導(dǎo)致投資和操作費(fèi)用都很高；另一方面，為了控制催化劑上的重金屬量，需要卸出和補(bǔ)充較大量的催化劑，而催化劑的消耗量又和催化劑抗金屬污染的 2 性能有關(guān)系。如果催化劑的抗金屬污染性能很差，能否實(shí)現(xiàn)重油直接催化 裂化則取決于重油的性質(zhì)和催化劑補(bǔ)充量所引起的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。 我國(guó)原油一般較重，常壓渣油占原油的 60%～ 75%，減壓渣油占原油的 40%～50%，因而我國(guó)渣油充足，發(fā)展重油催化裂化是提高輕質(zhì)油收率的一條重要而有效的措施。輕化率控制適當(dāng)時(shí)，輕質(zhì)油收率可占原油的 60%～ 70%，甚至更高。 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。 裝置形式的選擇 從技術(shù)成熟角度看，新 HOC工藝裝置優(yōu)于其他各種裝置。從投資、經(jīng)濟(jì)效益等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)看，新 HOC 同軸式裝置和同規(guī)模并列式 HOC裝置對(duì)比有： （少 %）； （省 %）； （省 44%）。同時(shí)采用兩段再生工藝，較一段再生可提高燒焦強(qiáng)度 30%左右。采用助燃劑完全再生，輕油收率為%，轉(zhuǎn)化率為 %。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用新 HOC同軸式兩段再生重油催化裂化裝置。重油催化裂化裝置形式很多，各種形式裝置差別主要在反 —— 再系統(tǒng)，主要有：老 HOC裝置、新 HOC裝置、 RCC裝置、 Stoneamp。Webster裝置、 Art裝置。 我國(guó)目前煉制渣油設(shè)備有新 HOC裝置和改進(jìn) Stoneamp。Webster裝置。新 HOC裝置有新 HOC并列式裝置和新 HOC同軸式裝置兩種類(lèi)型，都是由中國(guó)石化總公司開(kāi)發(fā)的。 重油流化催化裂化工藝 流化催化裂化的反應(yīng)器和再生器的操作情況。催化劑在兩器間的循環(huán)輸送及催化劑的損耗率都與氣 固流化問(wèn)題有關(guān)。但由于此問(wèn)題的復(fù)雜性，至今有不少問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。在重油催化裂化過(guò)程中，損失催化劑選擇性，降低催化劑活性，增加焦碳收率，破壞裝置的熱平衡操作和污染環(huán)境等，都在一般流化催化裂化中為數(shù)甚小，甚至沒(méi)有。 為了消除或減少上述不良作用，在重油流化催化裂化工藝中不得不采取下列措施： (1) 發(fā)展適宜重油催化裂化的超穩(wěn)分子篩催化劑以及有超穩(wěn)作用的純白土型催化劑，可以使汽油辛烷值高，生焦少，輕油收率高及抗金屬污染強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 (2) 加強(qiáng)對(duì)催化劑抗金屬污染的研究。加強(qiáng)鈍化技術(shù)，或采用在高溫氧化狀態(tài)下通入蒸汽等介質(zhì)達(dá)到金屬頓化作用。盡力加強(qiáng)脫鹽，減少原料中鈉鹽的含量，普遍采用二級(jí)或三級(jí)脫鹽。 3 (3) 再生工藝的發(fā)展。 RCC和 RFCC工藝設(shè)計(jì)了重油催化裂化逆流和并流混合式兩段再生。新HOC再生器也由并流改為逆流，改進(jìn)后， 可以減少催化劑高溫失活。 (4) 內(nèi)外取熱技術(shù)成熟。重油催化裂化工藝生成的焦碳所放出的熱量超出反 — 再系統(tǒng)需熱。為了維持反 — 再系統(tǒng)熱平衡，通過(guò)在再生器密相段設(shè)置取熱盤(pán)管也可以在再生器外設(shè)置外取熱器的方式取走過(guò)剩熱量。 近些年來(lái)，已經(jīng)研究開(kāi)發(fā)一些新的設(shè)計(jì)和裝置形式，其中不乏一些優(yōu)秀的設(shè)計(jì)和裝置，渣油催化裂化內(nèi)外取熱技術(shù)，后置燒焦罐的裝置改造，同高并列式裝置，同軸式采用快速床再生和兩段催化裂化等，這都預(yù)示著流化催化裂化技術(shù)發(fā)展的美好前景。 催化裂化發(fā)展趨勢(shì) 從近幾十年的發(fā)展情況來(lái)看，在目前和今后一段時(shí)間內(nèi)，催化裂 化技術(shù)將會(huì)圍繞以下幾個(gè)主要方面繼續(xù)發(fā)展： (1) 加工重質(zhì)原料。傳統(tǒng)的催化裂化原料主要是減壓餾分油。由于對(duì)輕質(zhì)油的需求不斷增長(zhǎng)以及原油價(jià)格的提高，利用催化裂化技術(shù)加工重質(zhì)原料油，例如常壓重油、脫瀝青渣油等可以得到較大的經(jīng)濟(jì)效益。如何解決在加工重質(zhì)原料油時(shí)焦碳產(chǎn)率高、重金屬污染催化劑嚴(yán)重等問(wèn)題是催化裂化催化劑和工藝技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)重要方向。 (2) 降低能耗。催化裂化裝置能耗較大，降低能耗的潛力也較大。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的 CO的燃燒熱以及發(fā)展再生煙氣熱能利用技術(shù)等。 (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。隨著環(huán)境保護(hù)立法日趨嚴(yán)格，消除污染的問(wèn)題也日益顯得重要。 (4) 適應(yīng)多種生產(chǎn)需要的催化劑和工藝。例如，結(jié)合我國(guó)國(guó)情多產(chǎn)柴油，又如多產(chǎn)丙烯、丁烯等。 (5) 過(guò)程模擬和計(jì)算機(jī)應(yīng)用。為了正確設(shè)計(jì)、預(yù)測(cè)以及應(yīng)用計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制，需要有正確模擬催化裂化過(guò)程的數(shù)學(xué)模擬。由于催化裂化過(guò)程的復(fù)雜性，在這方面還有很多要研究和開(kāi)發(fā)的技術(shù)。 重油催化裂化面臨的問(wèn)題 我國(guó)原油變重，質(zhì)量變差，渣油量的逐年提高是重油催化裂化面臨的重要問(wèn)題。在占 我國(guó)原油產(chǎn)量 70%的三大油田中，勝利和遼河油田上述情況較為嚴(yán)重，而兩油田的產(chǎn)量約占全國(guó)總產(chǎn)量的 35%～ 40%。由于原油產(chǎn)量的遞增不能滿(mǎn)足輕質(zhì)油品的需求，估計(jì)在今后 10年每年進(jìn)口 2020萬(wàn)噸高硫高瀝青質(zhì)的中東原油將占總量的 4 10%～ 15%。預(yù)計(jì)加工劣質(zhì)原油的比例在 50%左右。加氫處理劣質(zhì)渣油的優(yōu)點(diǎn)是公認(rèn)的，原料的脫硫率、脫金屬率、脫瀝青率均在 90%左右，能提供優(yōu)質(zhì)的重餾分油作為催化裂化原料，從而使催化裂化取得良好的產(chǎn)品分布和性質(zhì)。但由于它一次投資昂貴，相當(dāng)于焦化裝置的 3～ 4倍，而且需要?dú)錃鈦?lái)源等原因，因而沒(méi)有在 國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用。脫碳工藝的脫硫，脫金屬率是較低的，采用加氫處理仍不失為具有吸引力的方法。 催化裂化工藝技術(shù)隨著社會(huì)的進(jìn)步在不斷發(fā)展，當(dāng)前又迎來(lái)原油重質(zhì)化和油品清潔化的挑戰(zhàn)，于是又面臨著進(jìn)一步發(fā)展的機(jī)會(huì)。由于催化裂化的本能是轉(zhuǎn)化重油為輕油，因此催化裂化工藝仍然是煉油的骨干工藝，克服裝置結(jié)焦問(wèn)題是開(kāi)好重油裂化的當(dāng)務(wù)之急，重油裂化多產(chǎn)輕烯烴以及適應(yīng)油品市場(chǎng)變化發(fā)揮其應(yīng)變能力也是催化裂化的一種本能，但為滿(mǎn)足柴油和清潔燃料的需要，尚需其它后加工工藝的配合。 5 催化裂化生產(chǎn)裝置設(shè)備參數(shù) 生產(chǎn)方案的確定 本設(shè)計(jì)采用汽油方 案。 首先，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通發(fā)展，以汽油為首的輕質(zhì)油需求量急劇增加，同時(shí)由于石油化工的發(fā)展，就需要有更多、更有