【文章內(nèi)容簡介】 為保護煙機并減少煙氣中粉塵對大氣的污染 ,本裝置釆用操作彈 性大、分離效率高、立式 PDC 型三級旋風分離器，且采用大流量單管 ф300mm。 3 工藝流程簡述 年產(chǎn) 30 萬噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計 本裝置包括反應(yīng)再生裝置、分餾裝置、吸收穩(wěn)定裝置。 反應(yīng)再生裝置 130℃ 原料油自常壓裝置進入本裝置原料油緩沖罐，經(jīng)原料油泵升壓與輕柴油、循環(huán) 油漿換熱，換熱后溫度至 180℃ 左右和回煉油混合，分四路經(jīng)原料油霧化噴嘴進入提升管反應(yīng)器，油漿經(jīng)單獨的噴嘴進入提升管反應(yīng)器，在此與高溫再生催化劑接觸并迅速升溫、汽化，在催化劑沿提升管向上流動的同時，原料不斷進行反應(yīng)，生成汽油、輕柴油、液化石油、干氣、油漿等氣相產(chǎn)物，同時生成的焦炭覆蓋在催化劑表面，使其裂化活性逐漸降低，成為待生催化劑，反應(yīng)油氣與待生催化劑經(jīng)提升管反應(yīng)器出口粗旋迅速分離。進入沉降器后，油氣經(jīng)單級旋風分離器分離催化劑后，離開沉降器進入分餾塔。 待生催化劑在沉降器下部的汽提段與蒸汽逆流接觸，以置換催 化劑所攜帶的油氣，汽提后的催化劑經(jīng)待生立管、待生塞閥、待生立管套筒進入再生器的密相床，在690℃ 的再生溫度、富氧、 CO 助燃劑的條件下進逆流完全再生，催化劑活性得到恢復再生斜管輸送到提升管反應(yīng)器循環(huán)使用。 再生過程的過剩熱量由外取熱器取走。再生器的部分催化劑由外取熱器入口管進入外取熱器殼程，在流化風的作用下，呈密相向下流動，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提升返回再生器密相床層中部 ,外取熱器流化風、提升風由增壓機提供。 再生煙氣經(jīng)三組二級旋風分離器分離催化劑后，再經(jīng)三級旋風分離 器進一步分離催化劑后進入煙氣輪機膨脹做功驅(qū)動主風機。從煙氣輪機出來的煙氣進入余熱鍋爐進一步回收煙氣的熱能，使煙氣溫度降到 180℃ 以下，最后經(jīng)煙囪排入大氣。 分餾裝置 由沉降器頂部出來的反應(yīng)產(chǎn)物油氣進入分餾塔下部，經(jīng)裝有擋板的脫過熱段后，油氣自下而上通過分餾塔。經(jīng)分餾后得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油 (也可以不出重柴油 )、回煉油及油漿。如在塔底設(shè)油槳澄清段，可脫除催化劑出澄清油，濃縮的稠油漿再用回煉油稀釋送回反應(yīng)器進行回煉并回收催化劑。如不回煉也可送出裝置。輕柴油和重柴油分別經(jīng)汽提塔汽提后再經(jīng)換熱、 冷卻然后出裝置。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。為了取走分餾塔的過剩熱量和使塔的負荷分布均勻，在塔的不同位置分別建立 4 個循環(huán)回流即：頂循環(huán)回流、一中段回流、二中段回流及油漿循環(huán)回流。 年產(chǎn) 30 萬噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計 吸收穩(wěn)定裝置 從分餾塔頂油氣分離器來的富氣進入氣壓機一段進行壓縮，然后由氣壓機中間冷卻器冷至 40℃ ，進入氣壓機中間氣液分離器進行氣、液分離。分離出的富氣再進入氣壓機二段。氣壓機二段出口富氣經(jīng)壓縮富氣空冷器冷卻后與解吸塔頂氣、富氣洗滌水，吸收塔底油混合，經(jīng)壓縮富氣冷凝冷卻器冷凝冷卻至 40℃ ，進入氣壓機出口油氣分離器進行氣、液分離，分離后的氣體進入吸收塔，用粗汽油及穩(wěn)定汽油作吸收劑進行吸收，吸收過程放出的熱量由吸收塔中段回流取走。貧氣至再吸收塔，用輕柴油作吸收劑進一步吸收后，干氣自塔頂餾出經(jīng)干氣分液罐后，送至產(chǎn)品精制。 4 計算部分 物料衡算 反應(yīng)再生物料衡算 焦碳中 H/C（重） 8/92 煙氣組成 O2 % CO2 / CO（分子比） 完全再生 再生催化劑含碳量 大氣溫度 25℃ 大氣相對濕度 50% 大氣壓力 101kPa （ 1）焦中的碳含量和氫含量 焦碳產(chǎn)量 41667% = 3750(kg/h) 焦中碳量 3750 = 3450(kg/h) 焦中氫量 3750 = 300(kg/h) （ 2） a）理論耗氧量 生成 CO2 耗氧 3450/12 = (kmol/h) 生成 H2O 耗氧 300/4 = 75(kmol/h) 理論耗氧量 = +75 = (kmol/h) b）燃燒產(chǎn)物量 生成 CO2 量 44 = 12650(kg/h) 生成 H2O 量 15018 = 2700(kg/h) 年產(chǎn) 30 萬噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計 c）理論干空氣量 理論 N2 量 79/21 = (kmol/h) 干空氣量 + = (kmol/h) d）過?？諝饬? 煙氣中含過剩氧 % 則 % = 過剩氧氣量 /（理論干煙氣量 +過剩氧氣量 +過剩氮氣量） 故 過剩氧氣量 = （ +） /［ （ 79/21+1）］ = (kmol/h) 過剩氮氣量 = 79/21 = (kmol/h) 所以 過剩空氣量 = + = (kmol/h) e）總干氣量 = + = (kmol/h) f）空氣帶入水量 = 分子濕度 干空氣分子數(shù) 由空氣溫度 25℃ 相對濕度 50% 查空氣相對濕含量和相對濕度的關(guān)系圖，可得空氣濕含量為 水汽 /kg 干 空氣 故 空氣帶入水量 = = (kmol/h) g）燒焦所需主風量（即濕空氣量） = + = (kmol/h) = (標 m3/h) h）濕煙氣量 = CO2 +理論 N2 +生成水 +過剩干空氣 +空氣帶入水 = ++150++ = (kmol/h) = (標 m3/h) （ 3） 燒焦耗風指標 = (標 m3/kg 焦 ) （ 4） 煙氣比 =濕煙氣量 /濕空氣量 = 公式里的濕煙氣不包括各項吹入水蒸氣量 表 41 煙氣量及組成數(shù)據(jù) 項目 流量 分子量 組成 %（ mol） （ kmol/h） kg/h 干煙氣 濕煙氣 CO2 12254 44 年產(chǎn) 30 萬噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計 O2 32 N2 28 總干煙氣 100 生成水汽 150 2700 18 主風帶入水汽 18 總濕煙氣 100 系統(tǒng)進料 F1 蘇北渣油 41666kg/h 表 42 出料中各主要組分的收率 組分 液化石油氣 輕柴油 焦炭 汽油 干氣及損失 收率 (%) 20 44 所以出料中各組分的量 : F2 液化石油氣 4166620% = (kg/h) F3 輕柴油 41666% = (kg/h) F4 焦炭 41666% = (kg/h) F5 汽油 4166644% = (kg/h) F6 干氣及損失 41666% = (kg/h) 表 43 反應(yīng)再生工段物料平衡 物料名稱 收率 (%) 流量 (kg/h) 原料 蘇北渣油 41666 產(chǎn) 物 液化石油氣 20 輕柴油 焦炭 汽油 44 干氣及損失 年產(chǎn) 30 萬噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計 合計 100 41666 能量衡算 反應(yīng)再生工段能量衡算 表 44 各物料在反應(yīng)條件下的熱性能參數(shù) 物料名稱 反應(yīng)條件下溫度（ K） 反應(yīng)條件下熱性能參數(shù) 原料 蘇北渣油 600 Cp=(kgK) 產(chǎn) 物 液化石油氣 773 Cp=(kgK) 輕柴油 773 Cp=(kgK) 焦炭 983 Cp=(kgK) 汽油 773 Cp=(kgK) 干氣 773 Cp=(kgK) 由此工段進入的能量 Q1 Q1 = 41666=(kJ/h) 由此工段輸出的能量 Q2 Q2= 773+ +983+773 = (kJ/h) 所以在此工段中需要向外界傳熱 再生工段熱量衡算 再生器的熱量平衡計算 再生器的頂部壓力： 焦炭中的 H/C： 8/92 煙氣中的含氧量： % 再生催化劑的含量： % 大氣溫度： 25℃ 大氣濕度： 50% 年產(chǎn) 30 萬噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計 再生器頂部溫度： 690℃ 再生器溫度： 710℃ 溫降取主生風入再生器的溫度： 140℃ （ 1）供熱 燒焦放出的熱量（因為完全再生故可認為沒有 CO） 焦炭的產(chǎn)量： 41666% = 3750(kg/h) 焦中的炭量： 3750 = 3450(kg/h) 焦中的氫量： 3750 = 300kg/h) 生成 CO2 放熱： 34508100 = 104(kJ/h) 生成水放熱： 30028600 = 104(kJ/h) 燒焦的總放熱為： (+)104 = 104kJ/h 由經(jīng)驗值取焦炭的脫附熱為總放熱量的： % 則 可利用的熱量： Q 利 = () 104 = 104(kJ/h) （ 2）出再生器的熱量 a）干空氣的升溫熱 Q 干空氣 干空氣的升溫熱 Q 干空氣 = 干空氣量 空氣的平均比熱容 (出再生器的溫度 主風入再生器的溫度 ) kJ/h = (690140) = 104(kJ/h) b）空氣帶入水升溫熱量 Q 空氣水 空氣帶入水升溫熱量 Q 空氣水 = 帶入的水量 水蒸汽的比熱容（出再生器溫度 空氣入再生器的溫度） kJ/h、 水蒸汽的平均比熱容按 kJ/kgK 則 Q 空氣水 = 18(690140) = 104(kJ/h) c）焦炭升溫熱 Q 焦 年產(chǎn) 30 萬噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計 Q 焦 =焦炭量 焦炭比熱容 (再生器的溫度 反應(yīng)器的溫度 ) 焦炭比熱容取與催化劑相同的值為 kJ/kgK 則 Q 焦 = 3750(710510) = 104(kJ/h) d）待生催化劑帶入的水量 Q 待劑水 按每噸待生催化 劑帶入 1kg 的水汽，催化劑的循環(huán)量為 375t/h Q 待生水 = 375() = 104(kJ/h) 式中 為水蒸汽在 710℃ 時的熱焓， 為 510℃ 時的熱焓。 e）各處吹掃及松動蒸汽升溫熱 Q 吹掃水 取吹掃松動蒸汽量為 500 Q 吹掃水 = 500() = 104(kJ/h) f）再生器的熱損失 Q 損 Q 損 = 139燒焦量 = 1393750 = 104(kJ/h) 再生器的熱損失可按每燃燒 1kg 的炭散熱 582 kJ 計算，對高溫完全再生，此值可偏低。同時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)。 故除再生器的總熱量 Q 再出 Q 再出 = (+++++)104 = 104(kJ/h) （ 3）燒焦給催化劑的熱量 =可利 用熱 出再生器熱 = ()104 = 104(kJ/h) 5 主要設(shè)備選型及工藝計算匯總 旋風分離器設(shè)計 年產(chǎn) 30 萬噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計 旋風分離器型式的選擇 采用布 PDC 型旋風分離器，兩極串聯(lián)。 PDC 型旋風分離器的主要尺寸見表 。一級料腿伸入到第二密相床面以下 ，二級料腿伸入 1m，一二級料腿均采用全覆蓋溢閥。 表 51 PDC 旋風分離器主要尺寸 項目 一級 二級 筒體外徑， mm 1020 1020 入口面積， m2 料腿直徑， mm φ42812 φ16810 料腿內(nèi)截面積， m2 旋風分離器組數(shù)的