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渣油催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝設(shè)計-wenkub.com

2025-06-21 05:27 本頁面
   

【正文】 KJ/h。注:5為管長,取密相區(qū)高度5米,稀相區(qū)高度3米。h);在100—150 T/(m2h);取130T/(m2F=Q取/KΔt式中:Q取=104KJ/hK =320 Kcal/(m2管內(nèi)介質(zhì)為10kg/cm2,25℃的水。同時散熱損失除與燒炭量有關(guān)外,還與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。④待劑帶入水汽升溫?zé)酫4根據(jù)經(jīng)驗每噸催化劑帶入1kg水。8000%=4875kg/h可汽提碳=循環(huán)催化劑%= kg/h所以催化碳==() kg/h所以:Q4 =2180()=()kJ/h②水蒸汽升溫?zé)酫5Q5 =(霧化+預(yù)提升+汽提+松動)蒸汽比熱容(t反t過熱)+各處吹掃蒸汽 比熱容(t反t飽和)=(8125+++ +470)(510400)+(192+180+484+150+900)(510180)=( 106+106+)kJ/h③散熱熱損失Q6Q6 = F(提升管與沉降器的總表面積)假設(shè)提升管內(nèi)徑=,長度=41米,沉降器內(nèi)徑=,高=,汽提段內(nèi)徑=,長度=則Q6 =π(41++)3600=4750103 KJ/h④原料升溫汽化熱Q7 Q7 =(新鮮原料+回?zé)捰停╭t反汽qt液預(yù))m新=162500kg/h , m回=162500=81250 kg/hd420新= , d420回=。= kg/kmol④實際干空氣量煙氣中過剩氧體積3% 則:3%= O2過/(理論干煙氣量+ O2過+ N2過) = O2過/(CO2+N2理+SO2+ O2過+ N2過)= O2過/(+++ O2過+ O2過79/21)故:O2過= kmol/h N2過=79/21= kmol/h過剩干空氣量=+=1311 kmol/h實際干空氣量=+1311=⑤濕空氣量(主風(fēng)量)大氣溫度15℃,相對濕度56%,查《石油加工工藝學(xué)》中冊圖6—29,空氣帶入水量==濕空氣量=+=[m3(N)/h]= [m3(N)/min]此即正常主風(fēng)量 依此量110%,可作為選主風(fēng)機(jī)的依據(jù):110%=[m3(N)/min]故選D800–33型主風(fēng)機(jī)6臺并聯(lián)。80~110181。(3)噪聲的防治噪聲主要來源為壓縮機(jī)、主風(fēng)機(jī)、電機(jī)以及蒸汽放空裝置,為降低噪聲,在壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、電動機(jī)等設(shè)備處加上消聲器。渣油中含有大量的硫氮化合物,在反應(yīng)過程中,它們一部分進(jìn)入焦炭中,燒焦時轉(zhuǎn)化為SOX和NOX化合物,如果直接排入大氣會嚴(yán)重污染環(huán)境,另一部分進(jìn)入汽油、液化氣中,在使用過程中也會產(chǎn)生污染,另外煉油廠中的工藝廢水、煙塵和噪聲也是重要的污染源。主風(fēng)機(jī)選用MCL1003型四臺。采用煙氣透平、主風(fēng)機(jī)、變速箱、電動發(fā)電機(jī)同軸串聯(lián)的形式。這渣油催化裂化高反應(yīng)溫度高再生溫度十分有利。 (6) 采用一氧化碳助劑燃燒完全再生,避免二次燃燒。提高分離效率。設(shè)計采用了下流式可調(diào)外取熱器。再生劑含碳量過高,分子篩催化劑活性和選擇性都會下降,因而大大降低了轉(zhuǎn)化率,汽油產(chǎn)率,溴價上升,誘導(dǎo)期下降。霧化效果差,則焦炭產(chǎn)率上升。則取CO/CO2=0 原料的預(yù)熱溫度不同的原料和不同結(jié)構(gòu)的原料噴嘴對預(yù)熱溫度有不同的要求。工業(yè)上一般取14S,加工渣油是采取更低的反應(yīng)時間,以降低生焦率。實際操作中,反應(yīng)——再生器之間須保持一定的壓差。因此反應(yīng)速度加快,從而提高了轉(zhuǎn)化率。由于催化裂化為平行順序反應(yīng),而反應(yīng)溫度有對各類反應(yīng)的反應(yīng)速度有不同影響。溫度高則反應(yīng)速度加快,能提高轉(zhuǎn)化率,但溫度對裂化反應(yīng)速度影響比催化裂化影響大得多。煙氣中的過剩氧含量是一個操作變數(shù),它主要受二次燃燒的限制,%。因為只有反應(yīng)、再生兩器達(dá)到壓力平衡,才能保證催化裂化穩(wěn)定的進(jìn)行。對于完全再生,可在680700℃下操作。在600℃左右時每提高10℃,燒焦速度可以提高約20%。由于催化裂化反應(yīng)的復(fù)雜性,尤其在工業(yè)裝置上,許多操作參數(shù)是相互聯(lián)系的,又是相互制約的,常常在改變某個參數(shù)時會引起其他條件的變化。小部分用穩(wěn)定汽油泵(P304/AB)加壓后,作為吸收塔的吸收劑送至吸收塔頂部。吸收過程中放出的熱量,由兩個中段回流取走,一中段是由25層抽出取熱后返回24層,二中段是從9層抽出,取熱后返回8層,從吸收塔抽出的貧氣進(jìn)入再吸收塔(T303)K底部與吸收輕柴油進(jìn)行逆流接觸,吸收氣體中攜帶的油氣組分,被吸收的氣體從再吸收塔頂出口作為產(chǎn)品送出裝置,還有少部分送到提升管反應(yīng)器的預(yù)提升段。二中循環(huán)從分餾塔第三層抽出,由二中循環(huán)油泵(P208/AB)加壓二中段回流油蒸汽分離器(E213)發(fā)生裝置所需的蒸汽,二中回流汽油被冷卻至280℃返回分餾塔第5層。另一部分輕柴油經(jīng)貧吸收油冷卻器(E209)冷卻至40℃,送至再吸收塔(T303)作為吸收劑。在三旋出口至余熱鍋爐的煙氣管線上裝有雙動滑閥,正常操作時,雙動滑閥僅作為煙機(jī)入口蝶閥的旁路閥和煙氣入口蝶閥分程控制再生器壓力,當(dāng)煙氣透平出現(xiàn)故障或開停工時,雙動滑閥自動切入,控制再生器壓力,煙氣全部通過雙動滑閥進(jìn)入余熱鍋爐。燒焦用的空氣是由能量回收機(jī)組(M101)(絕),再經(jīng)輔助燃燒進(jìn)入預(yù)混合管,與催化劑一起進(jìn)入一密相燒焦。油漿從分餾塔底抽出,用油漿泵(P203/)加壓后送至提升管反應(yīng)器下部的回?zé)捰瓦M(jìn)料噴嘴在開工和非正常操作的情況下,渣油進(jìn)料靠加熱爐(F201)預(yù)熱后再進(jìn)反應(yīng)器。反應(yīng)器采用直提升管式反應(yīng)器,由于分子篩催化劑的含碳要求比較嚴(yán)格,必須采用高效完全再生,燒焦罐式再生器可以實現(xiàn)高效完全再生,%以下,故再生器選用燒焦罐式再生器。其次,由催化裂化主要反應(yīng)可見,在烴類的催化裂化反應(yīng)過程中,裂化反應(yīng)的進(jìn)行,使大分子分為小分子的烴類,這是催化裂化工藝成為重質(zhì)油輕質(zhì)化重要手段的根本依據(jù);而氫轉(zhuǎn)移使催化汽油飽和度提高、安定性好;異構(gòu)化、芳構(gòu)化反應(yīng)是催化汽油辛烷值高的重要原因。催化裂化裝置除了采取措施達(dá)到清潔燃料的新標(biāo)準(zhǔn)外,可因地制宜,多生產(chǎn)乙烯、丙烯,向石油化工方面延伸,更好地實現(xiàn)煉油化工一體化,這是企業(yè)抗擊市場風(fēng)險能力的重要措施,也是未來煉油廠發(fā)展的一個重要趨勢。催化劑跑損大為減少[18] 。分布管的壓力降分布管噴嘴的壓力降最小應(yīng)不小于床層靜壓的30%,使空氣進(jìn)人每個噴嘴的空氣量相同和使噴出的氣泡具有一定的能量在床層中分布均勻,避免溝流和騰涌。分布器尺寸的確定一般主管、支管、分支管的氣體速度為20m/s左右,值得注意的是:分支管根數(shù)較多,且長短不等,在計算管徑時一般總根數(shù)用平均速度計算來確定管徑然而,短的分支管上布嘴較少,使短分支管中氣速低于平均速度,而長的分支管上布嘴較多,使長分支管中氣體速度高于平均速度。 圖121-b為圓環(huán)型分布管,用于并列式裝置,與樹枝狀分布管相比制造難度相對較大,因此這種分布器現(xiàn)在也少采用。國內(nèi)早期設(shè)計的同高并列式裝置采用分布板,由于大型流化床分布在高溫下變形嚴(yán)重而影響生產(chǎn),80年代以后陸續(xù)更換為管型分布器。(5)投用CSⅡ噴嘴后,不包括提高加工能力及降低加工能耗所增加效益,只因產(chǎn)品分布改善就增加效益,顯著地提高了公司的經(jīng)濟(jì)效益[17]。(2) CSⅡ噴嘴降低焦炭及干氣產(chǎn)率效果明顯,在原料性質(zhì)變差,其它操作條件不變的情況下,總液體收率比改造前提高了1.47個百分點,生焦率降低了0.93個百分點,干氣產(chǎn)率降低了0.47個百分點。(5)在噴頭球面上方設(shè)置了若干汽幕孔,用來屏蔽射流形成的低壓液霧區(qū),以防提升管結(jié)焦。(2)采用了低速射流技術(shù),不破壞催化劑,減輕了射流對噴嘴的沖蝕,在保持設(shè)計工況條件下,能穩(wěn)定使用3a。新型催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴開發(fā)洛陽石油化工工程公司(LPEC)工程研究院投人大量資金,建立了占地面積為20m6m的大型進(jìn)料噴嘴霧化試實驗室,配備了先進(jìn)的粒度測試分析儀器——美國TSI公司的激光相位多普勒粒子分析儀(PDPA),以及噴嘴霧化試驗臺和壓力、流量的測試、計量和控制設(shè)備,可實時測量霧化顆粒的粒度、速度、壓力和流量等參數(shù),還可進(jìn)行噴嘴內(nèi)部流體流動顯示。LPH。我國自行開發(fā)的PV型旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡單,配以完整的優(yōu)化設(shè)計方法可將總分離效率達(dá)到99.99%,總壓降9.3kPa,平均催化劑單耗從原來的0.81kg/t降至0.4kg/t[14]。W公司最新型式的提升管末端裝置(RTD)為Ramshom分離器或軸向分離器,這種RTD的特點是氣體分離更快,壓降更小,提升管頂端可活動,可避免催化劑帶入主分餾塔,同時操作方便。 圖11近期出現(xiàn)了一些新技術(shù)(如敞口式、多種直聯(lián)或緊接式、高效封閉偶合式提升管旋風(fēng)分離器),已把提升管終端油劑快速分離結(jié)構(gòu)發(fā)展到了第3代產(chǎn)品。該快速分離器是一種密閉快速分離器。近期設(shè)計的裝置多采用三葉槽、彈射或粗旋風(fēng)分離器快速分離裝置。 圖9提升管末端采用快速分離技術(shù)可以縮短反應(yīng)生成物在反應(yīng)提升管內(nèi)的停留時間,防止過度裂化.本世紀(jì)60年代中期出現(xiàn)了沸石催化劑,沸石催化劑的出現(xiàn)是催化裂化發(fā)展史上的里程碑,其優(yōu)良的性能使反應(yīng)需要的時間從使用硅鋁催化劑的幾分鐘縮短2~3秒鐘,于是發(fā)展了提升管反應(yīng)器和提升管末端快速分離技術(shù)。同軸式裝置形式特點是:①反應(yīng)器和再生器之間的催化劑輸送采用塞閥控制。并列式又由于反應(yīng)器(或沉降器)和再生器位置高低的不同而分為同高并列式和高低并列式兩類。第一段 提升管只進(jìn)新鮮原料, 目的產(chǎn)物從段間抽出作為最終產(chǎn)品以保證收率和質(zhì)量, 難以裂化的油漿和回?zé)捰? 循環(huán)油) 單獨進(jìn)入第二段提升管, 從而提高原料轉(zhuǎn)化深度、 改善產(chǎn)品分布。石油大學(xué)(華東)勝華煉油廠0.1Mt/a工業(yè)試驗結(jié)果表明,TSRFCC工藝可以極大的提高原油的轉(zhuǎn)換深度,同時加工能力可增加30%~50%;可以顯著改善產(chǎn)品分布,輕質(zhì)油收率可提高3—4個百分點,干氣和焦炭產(chǎn)率降低2個百分點;汽油的烯烴含量降低,柴油的十六烷值增加。20世紀(jì)70年代末,Engelhard公司開發(fā)了兩段催化裂化ART—FCC工藝,其第1段主要用來脫除原料中的殘?zhí)亢痛蟛糠纸饘?,起到原料預(yù)處理的作用,在第2段反應(yīng)器中,再對改質(zhì)后的原料進(jìn)行常規(guī)裂化。燒焦用提升管長度為22m,管內(nèi)燒焦量可占總燒焦量的80%左右。兩段再生可在一個再生器筒體內(nèi)分隔為兩段來實現(xiàn),也可以在兩個獨立的再生器內(nèi)實現(xiàn)圖2管式再生采用提升管進(jìn)行催化劑的燒焦再生,提升管的表觀線速為3~10m/s。單段再生的再生器的基本形式如圖1所示[11]。和國外同類先進(jìn)技術(shù)相比,該技術(shù)具有更高的氣固分離效率、更好的預(yù)汽提效果以及更高的操作彈性和穩(wěn)定性。由中國石油大學(xué)(北京)經(jīng)過十余年努力研發(fā)成功的后反應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)在多項核心技術(shù)上獲得突破,達(dá)到了同時實現(xiàn)“三快”和“兩高”的攻關(guān)目標(biāo),即油劑的快速脫離、分離催化劑的快速預(yù)汽提、油氣的快速引出,以及催化劑的高效分離、高油氣包容率??梢妼⑸倭康拿撚蜑r青與減渣混合作為焦化的原料,不但擴(kuò)大焦化的原料的品種,也解決了一部分硬瀝青的出路,也有經(jīng)濟(jì)效益。澄清油中的稠環(huán)芳烴進(jìn)入到瀝青中可改善瀝青的質(zhì)量。加氫精制的石腦油又是優(yōu)良的催化重整的進(jìn)料,增加高辛烷值低烯烴汽油產(chǎn)量,并且苯、甲苯、二甲苯又是化工原料,自產(chǎn)氫氣又可平衡煉廠系統(tǒng)的氫氣。因此盡量增加重質(zhì)油的延遲焦化處理量可多產(chǎn)汽柴油,且柴汽比高,增加產(chǎn)品的靈活性和市場適應(yīng)性。常壓渣油加氫脫硫(ARDS)與減壓渣油加氫脫硫(VRDS)是固定床渣油加氫技術(shù)中的兩種不同工藝。不同之處主要表現(xiàn)在,重油催化裂化在進(jìn)料方式、再生系統(tǒng)型式、催化劑選用和SOX排放量的控制方面均不同于一般的催化裂化工藝;在取走過剩熱量的設(shè)施,產(chǎn)品處理、污水處理和金屬鈍化等方面,則是一般催化裂化工藝所沒有的。典型的重油是餾程大于350℃的常壓渣油或加氫脫硫常壓渣油。催化裂化不但不是“夕陽”工藝,而且還處于“成長”狀態(tài)??缭叫缘陌l(fā)展。(3)繼續(xù)研究開發(fā)能滿足市場產(chǎn)品需求的催化裂化工藝和催化劑。[4]催化裂化在20世紀(jì)里對煉油工業(yè)的貢獻(xiàn)是人所共頌的,面對2l世紀(jì)的形勢和任務(wù),催化裂化迎來了新的挑戰(zhàn)。可明顯降低汽油烯烴含量并增加異丁烷產(chǎn)率,提出了一種生產(chǎn)清潔汽油組分的新概念。由中石化石科院和中石化上海高橋分公司、洛陽石化工程公司聯(lián)合攻關(guān)的多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的催化裂化技術(shù)(MIP),具有我國自主知識產(chǎn)權(quán),是既可促進(jìn)重油轉(zhuǎn)化、又可改善催化汽油質(zhì)量以滿足燃料清潔化需求的技術(shù)。多產(chǎn)烯烴和高辛烷值汽油的DCC工藝技術(shù)近年來,DCC技術(shù)還在不斷發(fā)展和完善,這些新進(jìn)展主要有兩個方面:一個是開發(fā)系列催化劑產(chǎn)品;另一個是改進(jìn)工藝以進(jìn)一步提高輕烯烴、特別是丙烯的產(chǎn)率。該技術(shù)的核心是顯著提高立管的穩(wěn)定性,在立管入口附近優(yōu)化催化劑條件以增加蓄壓,使滑閥維持高壓差來提高催化劑循環(huán)量這樣就能提高裝置處理量,而不必對催化劑輸送管線和滑閥進(jìn)行昂貴的改動?;旌蠝囟瓤刂萍夹g(shù)將提升管分成了兩個反應(yīng)區(qū),其中上游區(qū)混合溫度高、劑油比大、劑油接觸時問短;下游區(qū)在常規(guī)催化裂化反應(yīng)條件下進(jìn)行。對于加工渣油的裝置來說用輕烴代替蒸汽作為預(yù)提升介質(zhì)除了具有上述作用外還能鈍化催化劑上的重金屬,從而起到了改善反應(yīng)選擇性的作用。經(jīng)MAK工藝改質(zhì)后可明顯提高其質(zhì)量。這種毫秒反應(yīng)以及快速分離,減少了非理想的二次反應(yīng),提高了目的產(chǎn)物的選擇性,汽油和烯烴產(chǎn)率增加、焦炭產(chǎn)率減少,能更好地加工重質(zhì)原料,且投資費用較低同。60年代中期,隨著分子篩催化劑的推出,全提升管流化催化裂化工藝的地位得到了確立并延續(xù)發(fā)展至今。1944年開發(fā)成功的小球合成硅酸鋁催化劑是催化裂化過程的重大改進(jìn)。固定床催化裂化存在設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣,控制困難的缺點。我國FCC加工能力占原油加工能力的26%.約有70%的汽油來自FCC裝置。原油經(jīng)簡單加工所能提供的輕質(zhì)油品的數(shù)量和質(zhì)量同生產(chǎn)發(fā)展所需要的輕質(zhì)油品的數(shù)量和質(zhì)量之間的矛盾促使了二次加工過程的產(chǎn)生和發(fā)展。本設(shè)計采用帶有預(yù)混合管的高效燒焦罐式再生器,%以下,充分發(fā)揮了催化劑的選擇性,延長了催化劑的壽命。由于渣油催化裂化的焦炭產(chǎn)率高,對再生器的燒焦能力要求較高,故本設(shè)計選用燒焦罐式再生器以實現(xiàn)高效完全再生。150萬噸/年渣油催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝設(shè)計摘 要在本設(shè)計中,使用大慶常壓渣油作為原料,采用汽油生產(chǎn)方案,進(jìn)
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