【正文】 原料油與高溫催化劑接觸后的溫度可由圖的熱平衡計算。設(shè)進油處至沉降器頂部的總壓降為，則提升管內(nèi)進油處的壓力為 177+=(kPa)（表） ② 溫度 加熱爐出口溫度為 3500c，壓力約 ，此時原料油處于液相狀態(tài)。 表 7 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 進入反應(yīng)器部分水蒸汽 （ kg/h） 霧化蒸汽 18750 反應(yīng)溫度（℃） 513 吹掃蒸汽 1600 二再（℃） 710 預(yù)提升蒸汽 550 焦中 H/C 8/92 松動蒸汽 500 — 汽提蒸汽 6213 — 供熱方 （ 1） 再生催化劑供給的凈熱量 Q1 Q1=2071 103 （ 710513） = 104 kJ/h （ 2） 焦碳吸附熱 Q2 Q2=18750 103 = 104 kJ/h （ 3） 與催化劑一起帶來的煙氣及水蒸氣帶入熱 Q3 Q3=煙氣量煙氣比熱（ t 再 t 反 ） +水蒸汽量水蒸氣比熱（ t 再 t 反 ） 比熱的計算公式： Cp=A+B（ T1+T2）＋ C（ T12+T22+T1T2） 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 42 其中 T1—— 反應(yīng)器入口溫度 K T2—— 第二再生器出口溫度 K A， B， C 是常數(shù)，見 下 表 。 =（ － ） /2 31/2 = （ 5） 稀相段高度 TDH= = =14m H 稀 =TDH－ H 過 == （ 6） 燒焦溫度 燒焦強度 =燒焦量 /藏量 =（ +1500） / = 焦 /tcath （ 7） 再生時間 停留時間 =藏量 /催化劑循環(huán)量 = 60= 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 38 第二再生器 （ 1） 密相床直徑的計算 密相段中點壓力＝ P 再 ＋ H 稀 ρ 稀 g＋ H 過 ρ 過 g＋ H 密 ρ 密 g 取密相段高度為 9m，過度段 2m，稀相段 15m 所以密相段中點壓力 =（ 143+） +（ 15 20+2 100+ 9 250） 103 = kpa 其中：稀相段密度： 30 106kg/cm2 過度段密度： 100 106kg/cm2 密相段密度： 250 106kg/cm2 V 密 =nRT/P = (710+273)/ =取密相床操作線速 ν 密 = m/s，則 D=[ν 密 /（ ） ]1/2 =（ ） 1/2 = 圓整后取 ν 實 =ν 密 /（ D2） =（ ） = m/s （ 2） 密相床高度的計算 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 39 計算公式為： CBR＝ PT=（ 143+） /98/= P0=[（ ） /ln（ 21/） ]/= （過剩氧為 %） P=PT*P0= = T=e[16..5－ 13387/（ 273＋ 710） ]/= W=2CBR/VTCR =2 （ 200 ） = （ V取 200， CR=） H=（ 80%W 1000） /Aρ =（ 1000） / 500 = 其中ρ 密 =500kg/m2 （ 3） 稀相段直徑 稀相段中點壓力 =P 頂 ＋ H 稀 ρ 稀 g =（ 237+143） + 15 103 20 = kpa 稀相段體積流率： V=nRT/P = (710+273)/ =取稀相床操作線速 ν 稀 = m/s，則 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 40 D=（ V/） 1/2 =（ ） 1/2 = m 圓整后取 ν 稀實 =V/（ D2） =（ ） =（ 4） 過度段高度的計算 H 過 =（ D 稀 D 密 ） /2tan60176。對于小裝置，用此經(jīng)驗公式會有較大誤差，必要時也可以用下式計算： 散熱損失 =散熱表面積傳熱溫差傳熱系數(shù)其中，傳熱溫差是指器壁表面溫度與大氣的溫度之差。 (8)煙風(fēng)比 濕煙氣量 /主風(fēng)量（體） =5509/4805= 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 31 再生部分計算 再生器熱平衡 (1)燒焦放熱 生成 CO2放熱 =7695 33873=26065 104(kj/h) 生成 CO 放熱 =2565 10258=2631 104(kj/h) 生成 H2O 放熱 =1140 19890=13667 104(kj/h) 合成放熱 =42363 104(kj/h) (2)焦炭吸附熱 按目前工業(yè)上仍采用的經(jīng)驗方法計算，有焦炭托付熱 =42363 104 %=4872 104(kj/h) (3)主風(fēng)由 1400c 升溫至 7000c 需熱 干空氣升溫需熱 =136380 (700140)=8325 104(kj/h) 式中 是空氣的平均比熱， kj/() 水汽升溫需熱 =1364 (700140)= 104(kj/h) 式中 是水氣的平均比熱， kj/() (4)焦炭升溫需熱 假定焦炭的比熱與催化劑的相同，也取 (kg0c),則 焦炭升溫需熱 = 103 (700140)= 104(kj/h) (5)待生劑帶入水汽需熱 1300 (700480)= 104(kj/h) 式中 是水汽的平均比熱， kj/(kg0c) 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 32 (6)吹掃，松動蒸氣生溫?zé)? 500（ 73565843） = 104（ kj/h） 式中括弧內(nèi)的數(shù)值分別是 10kg/cm2飽和蒸汽和 ， 7000c 過熱蒸氣的熱焓。 總干煙氣量 =CO2+CO+CO+N2 =641+213++3886 =(kmol/h) 按各組分的相對分子質(zhì)量計算各組分的質(zhì)量流量，然后相加 既得總干煙氣量的質(zhì)量流率為 141930kg/h 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 30 (7)濕煙氣量及煙氣組成（見下表） 表 3 濕煙氣量及煙氣組成 組 分 流量 相對分子質(zhì) 量 組成（摩爾分?jǐn)?shù)）， % Kmol/h Kg/h 干煙氣 濕煙氣 CO2 641 28204 44 CO 213 5964 28 O2 32 N2 3886 108808 28 總干煙氣 141933 生成水汽 570 10260 18 主風(fēng)帶入水汽 1364 待生劑帶入水汽 ○1 ， 1300 吹掃 ,松動蒸氣 ○2 500 總濕煙氣 5509 155357 合計 ： 100 ○ 1按每噸催化劑帶入 1kg 水汽及催化劑循環(huán)量為 1300t/h 計算。由于一氧化碳在床層中完全燒掉，還可避免發(fā)生二次燃燒平穩(wěn)操作。 輔助燃燒室 的形式 輔助燃燒室是開工時供再生器升溫用， 平時只做主風(fēng)通道，設(shè)計采用臥式輔助燃燒室，降低再生器的框架高度。主管支管分支管是用碳鋼管制成。 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 27 主風(fēng)分布器的形式 本設(shè)計采用同心圓式分布管。 旋風(fēng)分離器的形式 由于設(shè)置了彈射式快分器，分離效果好，在第一再生器里設(shè)二級 PV型旋風(fēng)器。擋板間距 740 毫米，層 數(shù) 10層，每層自由流通面積為氣提段橫截面積的 45%，最底層擋板下設(shè)一環(huán)形蒸汽管（靠器壁），管上向器心與水平面成 45176。 本設(shè)計采用常規(guī)再生器，主 要是考慮如何保證使流化質(zhì)量良好，空氣 分布均勻并與催化劑充分接觸，盡量減小返混，避免催化劑走短路。提升管反應(yīng)器采用分子篩催化劑，大大地提高了反應(yīng)強度，使催化裂化在提升管內(nèi)以很短的時間內(nèi)完成。由于一再屬常規(guī)再生取 CO2/CO 為 ，二再屬完全再生，則 CO2/CO為∞。 CO2/CO 比值高，則放出熱量多，有利于降低原料溫遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 26 度。對于兩段再生，一再屬于不完全燃燒 ，因此，一再過剩氧含量取%；二再屬于完全再生，過剩氧含量取 %。 再生空氣 過剩氧含量 過剩氧含量越高，對燒焦越有利。由于本設(shè)計 采用的是汽油方案，反應(yīng)溫度相對較高，反應(yīng)深度相對較大，焦中的 H/C 比也就相對較小。反應(yīng)深度大、縮合程度大，則 H/C低，原料中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量越多，則 H/C越低。因此，渣油催化裂化過程中，采用高溫短接觸技術(shù)，以降低焦碳產(chǎn)率，提高汽油辛烷值。又因反應(yīng)壓力 的提高勢必將影響到再生壓力，故遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 25 而反應(yīng)壓力的提高受到限制，現(xiàn)選反應(yīng)壓力為 203 kpa。從而反應(yīng)速度加快，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率提高。本設(shè)計采用 513℃。溫度對分解反應(yīng)和縮合生焦反應(yīng)的影響也不同，溫度提高，分解反應(yīng)的速度比縮合反應(yīng)的速度大，這樣反應(yīng)溫度高，產(chǎn)品中的焦碳產(chǎn)率低。反應(yīng)中氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的相對速度大，產(chǎn)品中的烯烴含量多，產(chǎn)品的安定性好。根據(jù)一些工業(yè)裝置的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，選取一再壓力為 244kpa（表），二再壓力為 148 kpa（表）。另外根據(jù)壓力平衡的要求，再生壓力的提高將影響到反應(yīng)壓力。 再生 壓力 燒焦速率與再生煙氣中的氧分壓成正比，氧分壓是再生壓力與再生煙氣中的氧的分子濃度的乘積，因此提高再生壓力可以提高燒焦速率。由于本裝置采用兩段再生技術(shù)，第一段再生屬常規(guī)再生，溫度在 630690℃之間，若溫度過高，催化劑水熱失活嚴(yán)重，若溫度過低，不能完成規(guī)定的燒焦任務(wù)，并使二段再生溫度低。提高再生溫度，可以提高燒焦速度。冷貯罐貯存新鮮催遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 23 化劑，用以補充日常的損耗熱貯罐貯存從再生器卸出來的平衡催化劑。 主風(fēng)機自大氣中把空氣吸入，壓縮后分兩路經(jīng)輔助燃燒室送入再生系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)兩路風(fēng)量來分配兩段燒焦量，并部分作提升風(fēng)。富含CO 的煙氣通過兩極旋風(fēng)器而離開第一再生器。 ② 兩器之間催化劑循環(huán)及再生流程 來自催化裂化反應(yīng)器汽提段底部的催化劑，經(jīng)過待生斜管和待生滑閥，進入第一再生器。此時，大部分催哈與油氣分離，油氣經(jīng)導(dǎo)管直接進入旋風(fēng)器，進一步與催化劑分離后經(jīng)外集氣室油氣管線去分餾塔。 反應(yīng)油料通過提升管下部的進料噴嘴，霧化后進入提升管反應(yīng)器，在提升管下部與再生催化劑接觸，進一步汽化并開始反應(yīng)生成油氣。但由于渣油催化裂化生焦量大，生產(chǎn)時不使用遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 22 加熱爐。對于生焦量較高的重油催化裂化是一種較好的形式。二段基本沒有水生成，所以第二段可采用高溫操作，不致使催化劑在高溫下水熱失活，比表面積 下降，從而使再生劑含碳量降低到 %以下。流化催化裂化采用兩段再生。另外從經(jīng)濟效益上看，汽油的價格也要高于柴油的價格，因此本設(shè)計選用生產(chǎn)汽油方案。將減壓渣油作為催化裂化的原料，要求盡量降低焦碳產(chǎn)率，這就要求在較緩和的條件下進行反應(yīng)，而反應(yīng)深度低，對生產(chǎn)柴油有利。但我們在此領(lǐng)域還有很大差距 , 需要開發(fā)具有先進性的適用范圍廣泛的 FCC 裝置通用優(yōu)化軟件 , 能在線或離線調(diào)優(yōu) , 達到提高產(chǎn)品質(zhì)量 , 增加產(chǎn)量 , 提高生產(chǎn)效率的目的。目國內(nèi)僅有少數(shù)裝置采用。繼續(xù)開發(fā)和推廣應(yīng)用新技術(shù)進技術(shù) , 開發(fā)并推廣使用新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備 , 如干氣預(yù)提升技術(shù)、高效霧化噴咀、高效旋風(fēng)分離器、電液滑閥等一系列新技術(shù)、新設(shè)備。 提高 FCC 裝置加工量和重油摻煉比 繼續(xù)提高重質(zhì)油摻煉比 , 是拓寬 FCC 原料來源的重要渠道之一 , 盡可能提高原油 加工深度 , 增加輕質(zhì)油收率。 我國催化裂化今后的發(fā)展方向 對我國來說 , 催化裂化發(fā)展仍應(yīng)結(jié)合我國煉油工業(yè)面臨的實際情況 , 努力提高催化裂化技術(shù)水平 , 盡快形成具有我國特色的催化裂化工藝技術(shù)。 國外 FCC 裝置一般開工周期可達 2～ 3 年 , 個別的達到 4 年以上。較先進的超穩(wěn)分子篩催化劑的使用在我國僅占 FCC 催化劑總量的 15% ～ 20% , 與國外差距較大。超穩(wěn)分子篩催 化劑的使用 , 美國已占 FCC 催化劑總用量的 70%。 從世界 FCC 發(fā)展過程和趨勢來看 , 先進的 FCC 催化劑在相當(dāng)大的程度上推動了 FCC 工藝和裝備的進步。 1995 催化裂化能耗國際先進水平為 GJ/ t,中國石油化工總公司平均水平為 GJ/t,距國際先進水平有一定差距。法國埃爾夫公司煉油廠一套餾份油 FCC 裝置能耗為 ,我國最好水平的獨山子煉油廠 FCC 能耗1994 年為 GJ/t,高出 GJ/t。 裝置能耗高。 據(jù) 1991 年美國有關(guān)報導(dǎo) , 全世界 FCC 裝置平均單套裝置加工能力為 150 萬 t/a,美國和加拿大為 156 萬 t/a,日本為 118 萬 t/a,歐洲為 120 萬 t/a,我國為