【導(dǎo)讀】催化裂化是石油煉制過(guò)程之一，是在熱和催化劑的使用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦秃筒裼偷鹊倪^(guò)程。所用工藝對(duì)重油加工。程度較深，且產(chǎn)品收率很高，同時(shí)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。反-再系統(tǒng)工藝的計(jì)算，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。

　　

【正文】 塵腔集 塵腔 反應(yīng)器內(nèi)的旋風(fēng)分離器任選用 PV 型，采用一級(jí)便可，其主要的工藝尺寸 如下 表 411 PV 型旋風(fēng)分離器尺寸 項(xiàng)目 一級(jí) 二級(jí) 入口面積， m2 料腿直徑， mm φ 42612 φ 16810 料腿內(nèi)截面積， m2 再生器的旋風(fēng)分離器采用多組兩級(jí)串聯(lián)方式，又因 PV 型旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，襯里易于施工，檢修方便，其長(zhǎng)徑比大，且長(zhǎng)徑比可通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)靈活調(diào)整。因此本設(shè)計(jì)采用 PV 型旋風(fēng)分離器，兩級(jí)串聯(lián) 。 再生器內(nèi)的旋風(fēng)分離器的工藝簡(jiǎn)圖如圖 43，一級(jí)料腿伸入到第二密相床以下 ，二級(jí)料腿伸入 ，一、 二級(jí)料腿均采用全覆蓋閥。 筒體直徑 濕煙氣流率： （ 700+273） （ +200） 3600=旋風(fēng)分離器的壓力如表 411。 表 412 旋風(fēng)分離器壓力 再生器頂部壓力 200kPa 再生溫度 700℃ 密相床密度 300Kg/m3 濕煙氣流率 濕煙氣密度 按筒體的內(nèi)氣速為 4m/s 結(jié)算，則 第四章 反應(yīng) 再生系統(tǒng)工藝計(jì)算 24 總筒體截面積 =濕煙氣流率 /4=， 選用 3 組旋風(fēng)分離器 ，則每個(gè)旋風(fēng)分離器筒體截面積為 筒體直徑 =（ 4/π） 1/2= 選用直徑 1200mm 的旋風(fēng)分離器。一級(jí)和二級(jí)用此直徑的筒體 。 一級(jí)入口截面積 按入口線速為 18m/s 考慮 ， 則 一級(jí)入口截面積為 A1/筒體截面積 A=4/18 A1=4/18= 旋風(fēng)分離器入口為矩形，其高度為 a 是寬度 b 的 倍，由此得 b=， a=。 二級(jí)入口截面積 按二級(jí)入口線速為 22m/s 考慮 ， 則二級(jí)入口截面積 A2/筒體截 面積 A=4/22。 A2=4/22= 入口高度 a=，寬度 b= 一級(jí)料腿負(fù)荷及管徑 PV 型一級(jí)旋風(fēng)分離器料腿的適宜固體質(zhì)量速度為 300~500（ kg/m2s ） ， 設(shè)一級(jí)旋風(fēng)分離器的入口氣體的固體濃度為 10kg/m3， 則對(duì)每一個(gè)旋風(fēng)分離器的進(jìn)入固體流量為 101/3=選用直徑為 350mm管子作一級(jí)料腿 （ ） =s 所選管徑合適。 對(duì)直徑 1300mm的旋風(fēng)分離 器，二級(jí)料腿選用直徑 350mm的管子。 旋風(fēng)分離器的壓降 PV 型旋風(fēng)分離的壓降計(jì)算公式： △P=（ ρg+Ci/1000） vi/2+ε（ ci0/ci） (ρgvi2/2) ε= Re=ρg viD/μ 式中 ， ρg—— 氣體密度 ， kg/m3； μ—— 氣體黏度， 。 Ci0—— 基準(zhǔn)入口濃度， 10kg/m3； KA—— 筒體與入 口截面積之比； dr—— 出口管與筒體的直徑之比； ε—— 系數(shù)； 第四章 反應(yīng) 再生系統(tǒng)工藝計(jì)算 25 Ci—— 入口氣體中固體濃度， kg/m3； D—— 筒體直徑， m； Vi—— 入口氣體線速 ， m/s； Re—— 雷諾數(shù)。 1)計(jì)算一級(jí)旋風(fēng)分離器壓降 △P1 氣體密度 ρg= 273247。（ 700+273）（ 200+）247。 = kg/m3 Re=18ε=()()= △P1=（ ρg+Ci/1000） vi/2+ε（ ci0/ci） (ρgvi2/2) =(+10/1000) (182/2)+(10/10)( 182/2) = 2) 計(jì)算二級(jí)旋風(fēng)分離器壓降 △P2 Re=22ε=()() = △P2=（ ρg+Ci/1000） vi/2+ε（ ci0/ci） (ρgvi2/2) =(+1/1000) (222/2)+(10/1)( 222/2)= 第 五 章 分餾塔能量平衡 計(jì)算 26 第五章 分餾塔能量平衡計(jì)算 分餾塔能量平衡計(jì)算 分餾系統(tǒng)主要設(shè)備是分餾塔，裂化產(chǎn)物由分餾塔分餾成各種餾分的油品，塔頂產(chǎn)品為粗汽油油汽和富氣；塔底 產(chǎn)品為回?zé)捰蜐{；側(cè)線采出有輕柴油，重柴油和回?zé)捰汀Ｈ锪虾蜔崃科胶馊绫?51。 表 51 分餾塔物料和熱量平衡 名 稱 進(jìn) 料 出 料 溫 度 oC 狀態(tài) 流 量 103kg/h 焓流量 106kg/h 溫 度 oC 狀 態(tài) 流 量103kg/h 焓流量106kg/h 煙 氣 500 氣 125 氣 干 氣 500 氣 125 氣 液化氣 500 氣 125 氣 穩(wěn) 定汽 油 500 氣 125 氣 輕柴油 500 氣 220 液 油 漿 500 氣 350 液 回?zé)捰? 500 氣 265 液 回 煉 油 漿 500 氣 350 液 水蒸汽 500 氣 125 氣 汽 提蒸 汽 250 氣 125 氣 再 吸收 油 120 液 125 氣 共 計(jì) 焓的基準(zhǔn)態(tài)：油品為 飽和液體；水蒸氣為 0oC 飽和水；其它氣體為 0oC，； 裂化產(chǎn)物進(jìn)料流量： 103kg/h 由各回流取走熱量： ()106 =106kg/h 第 五 章 分餾塔能量平衡 計(jì)算 27 各回流取熱分配 頂回流取 15% 106=106kJ/h 一中回流取 15% 106=106kJ/h 二中回流取 20% 106=106kJ/h 油漿循環(huán)回流：（ ） 106 =106kJ/h 各回流量 FR 按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果列于表 52。 FR=Q/(H2H1) 其中： Q—— 回 流取熱熱流量 ； H2—— 在抽出溫度下回流液的比焓 ， kJ/kg； H1—— 在返塔溫度下回流液的比焓 ， kJ/kg。 以塔頂回流為例計(jì)算 FR=106/()=103kg/h 同理可得其它回流流量 ， 列表 52。 表 52 分餾塔各回流量，溫度和焓 回流 抽出 返塔 流量 溫度 oC 比焓 kJ/kg 溫度 oC 比焓 kJ/kg 103kg/h 頂回流 160 100 一中回流 275 160 二中回流 265 210 油漿循環(huán) 350 270 第 六 章 計(jì)算結(jié)果匯總 28 第六章 計(jì)算結(jié)果匯總 根據(jù)上面所 計(jì) 算的結(jié)果匯總催化裂化反應(yīng) 再生及分餾系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) ， 如表61。 表 61 催化裂化反應(yīng) 再生及分餾系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 新鮮原料 37500kg/h 油漿 3750kg/h 回?zé)捰? 15000kg/h 回?zé)捰? H/C 水蒸氣 焦炭量 3000kg/h 原料油溫度 210℃ 干煙氣 ℃ 濕煙氣 再生劑帶入煙氣 預(yù)提升蒸汽 新鮮原料霧化的水 375kg/h 預(yù)提升段高度 m 回?zé)捰挽F化的水蒸汽 600kg/h 旋風(fēng)分離器筒體 1200 mm 氣提所需水蒸氣 催化劑帶入水蒸氣 面積 m2 反應(yīng)吹掃水蒸氣流量 面積 m2 循環(huán)劑攜帶水蒸氣流量 煙氣中水蒸氣 液化氣 106kJ/h 汽油 18000kg/h 催化劑升溫 106kJ/h 輕柴油 7949kg/h 結(jié)束語(yǔ) 29 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)計(jì)算得出了年處理量為 30 萬(wàn)噸的催化裂化裝置 ， 可知再生器的直徑為 ，提升管內(nèi)徑為 800mm，提升管有效長(zhǎng)度 為 ， 預(yù)提升段高度 為 4 m， 旋風(fēng)分離器筒體 直徑為 1200 mm， 旋風(fēng)分離器組數(shù) 為 3， 旋風(fēng)分離器一級(jí)入口截面積 為 m2， 旋風(fēng)分離器二級(jí)入口截面積 m2。對(duì)這個(gè)裝置的流程與設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的深入了解。 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，還培養(yǎng)了我們嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)密的思維能力，不僅運(yùn)用專(zhuān) 業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，還結(jié)合設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)背景等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析與項(xiàng)目評(píng)價(jià)，優(yōu)化設(shè)計(jì)。 總之這次的設(shè)計(jì)教會(huì)了我如何想、做，也使我對(duì)知識(shí)進(jìn)一步了解和鞏固，懂得了理論與實(shí)踐相結(jié)合，達(dá)到我們學(xué)有所用的特別是程度。 參考文獻(xiàn) 31 參考文獻(xiàn) 1. 郁浩然 ,鮑浪 .化工計(jì)算北京：中國(guó)石化出版， 1990 2. 石化工業(yè)部煉油設(shè)計(jì)院 .催化裂化工藝設(shè)計(jì) .北京：石油工業(yè)出版社， 1983 3. 林世雄 .石油煉制工程 (第三版 ).北京：石油工業(yè)出版社， 20xx 4. 匡國(guó)柱 ,史啟才 .化工單元過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì) .北京：化工工業(yè)出版社， 20xx 5. 侯祥麟 .中國(guó)煉油技術(shù) .北京： 中國(guó)石化出版社， 1991 6. 北京石油設(shè)計(jì)院，石油化工工藝計(jì)算圖表 .北京：烯加工出版社， 1986 7. 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 8. 肖衍繁，李文斌主編 ..物理化學(xué) .天津：天津大學(xué)出版社， 20xx 9. 洛陽(yáng)設(shè)計(jì)院 .催化裂化工藝設(shè)計(jì) .石油工業(yè)出版社， 1982 10. 張錫鵬主編 .煉油工藝學(xué) .石油工業(yè)出版社， 1982 11. 倪進(jìn)方 .化工設(shè)計(jì) .上海：華東理工大學(xué)出版社， 1995 12. 侯芙生等 .煉油工程師手冊(cè) .北京：石油工業(yè)出版社， 1995 致謝 31 致 謝 兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，回想起來(lái)我在這兩 個(gè)月中學(xué)到了很多 ,經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)催化裂化裝置反應(yīng) — 再生及分餾系統(tǒng)有了更為深刻的了解 ,感覺(jué)到自己學(xué)有所用。雖然這個(gè)過(guò)程是漫長(zhǎng)和枯燥，但是我卻有一種充實(shí)的感覺(jué)，看到自己的論文，心中充滿了欣慰。畢業(yè)設(shè)計(jì)既是對(duì)我們 四 年來(lái)知識(shí)的綜合運(yùn)用的檢查，也是理論走向?qū)嵺`的第一步，為我們以后走向工作崗位奠定了基礎(chǔ)。 本篇論文圓滿完成，首先感謝母校 —— 齊魯工業(yè)大學(xué) 的辛勤培養(yǎng) ， 其次感謝指導(dǎo)老師 袁芳 老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在這期間給我解答疑難問(wèn)題 ， 對(duì)此我在為這里表示衷心的感謝！ 最后非常感謝在這期間同學(xué)們的互相幫忙與討論 ,使我 從中學(xué)到了很多新的知識(shí)。 鑒 于 本人的水平有限，難免存在一些錯(cuò)誤和漏洞，望各位老師不吝賜教，在此向大家表示衷心的感謝！