【正文】 /s7 . 5 2 m/s2 7 0 5 6 . 5 3 m27333 ????????上V 出口線速度為： m / ??? SVu 上上 計(jì)算結(jié)果表明：提升管出入口的線速度在一般的設(shè)計(jì)值 范圍內(nèi)，所以取 D = 是可行的。 設(shè) T=483℃ ，查《石油煉制工程》有，原料 油在 483℃ 的焓值為 1499kJ/kg,水蒸氣的焓值為 3450kJ/kg，將它 們帶入以上的兩熱量式有，左邊 =75208550，右邊 =75338857， 兩邊的誤差為%，故取 T=483℃ 是可行的。經(jīng)霧化進(jìn)入提升管與 640℃ 的再生催化劑接觸，立即完全汽化，而原料有與催化劑接觸后的溫度可由圖六的 熱量平衡計(jì)算。其計(jì)算的詳細(xì)過程如下： 提升管進(jìn)料處的壓力和溫度 ① 壓力 沉降器頂?shù)膲毫?118kPa(表 )，設(shè)進(jìn)油處至沉 降器頂部的壓降為 ，提升管內(nèi)的壓力為： 118+=。 Ⅱ 二級(jí)料腿長度應(yīng)﹥ 14?H 42511314 )( ? ?? 閥PHHPPH ?????? 22131 k g / ???????? PPPP 211 k g/??H 225 k g / ????H 二級(jí)料腿密度 4? 取 360kg/m3（經(jīng)驗(yàn)值），則 4 ?????H 二級(jí)料腿最小長度應(yīng)為 +1=，其實(shí)際長度遠(yuǎn)超過 ，故可以 滿足二級(jí)料腿壓力平衡要求。 對于再生器內(nèi)旋風(fēng)分離器的二級(jí)入口流率 當(dāng)采用 CO 高效完全燃燒時(shí) ,C 已完全燃燒，故可 以不再在二級(jí)旋風(fēng)分離器處設(shè)間接蒸汽，因此， 一級(jí)、二級(jí)氣體流率均為 ，一級(jí)、二級(jí) 的入口面積 均為 ，則二級(jí)入口氣仍為 ，由《催化裂化工藝設(shè)計(jì)》知，二級(jí)入 年加工 50 104重油催化裂化反應(yīng) — 再生系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 38 頁 口線速度一般在 23～ 25m/s， 因此，該值也是合 圖 3 旋風(fēng)分離器的工藝簡圖 理的。再生器內(nèi)的旋風(fēng)分離器的工藝簡圖如圖三，一級(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。因此本設(shè)計(jì)采用 PV 型旋風(fēng)分離器，兩級(jí)串聯(lián) 。又因在工程設(shè)計(jì)中再生器錐底與水平面的夾角要大于休止角，故取休止角為 40176。后者一般為 34～ 36176。 再生器稀相段 再生器稀相段的溫度一般較第二密相床低 20℃ 左右，取 T =700℃ ，設(shè)壓力為 根據(jù)再生煙氣量為 ，利用 nRTPV? 可以計(jì)算此時(shí)的體積流率為： /2732737002 2 . 41 4 7 8 . 8 6=V 33 ????? 假設(shè)稀相段內(nèi)徑 D =，則 稀相段線速度 m / ??? SVu 由《催化裂化工藝設(shè)計(jì)》知稀相段線速度一般為 ，最大不超過 ，故此處取稀相段內(nèi)徑D = 合理。 年加工 50 104重油催化裂化反應(yīng) — 再生系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 38 頁 同理，可以利用公式???AWH計(jì)算稀相輸送管的高度，由《催化裂化工藝與程》 知催化劑在稀相輸送管內(nèi)的停留時(shí)間為 左右。 圖 2 （上圖） 再生器結(jié)構(gòu)簡圖 燒焦罐高度可以由???AWH計(jì)算，其中， W 表 示催化劑在燒焦罐內(nèi)的藏量， ? 表示催化劑在燒焦罐 內(nèi)的密度，由經(jīng)驗(yàn)知催化劑在燒焦罐內(nèi)的停留時(shí)間為 40s，則 3?????W 又 A =,設(shè) ? =113kg/m3（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)） 則 3 ?????? ?AWH 稀相輸送管設(shè)計(jì) 設(shè) C、 H 在燒焦罐燃燒了 90%（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)），而完全燃燒后的煙氣為 ,又設(shè)稀相輸送管中的壓力為 ，溫度為 720℃ ，則稀相輸送管內(nèi)氣體體積流率為： /s1 0 . 1 7 m/% 334 ?????????V 又設(shè)稀相輸送管的內(nèi)徑 D =，則 222 ???? DS ? 則稀相輸送管內(nèi)氣速 m / ??? SVu 據(jù) UOP 公司提出的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：稀相輸送管內(nèi)氣速一般在 ～ 。 年加工 50 104重油催化裂化反應(yīng) — 再生系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 38 頁 反應(yīng)器熱量衡算 ① 反應(yīng)熱計(jì)算 由《催化裂化工藝學(xué)》知，反應(yīng)熱 =2180 千卡 /kg 催化反應(yīng)炭，且有： 催化反應(yīng)炭 =焦炭中總炭－附加炭－氣提炭 附加炭 =新鮮原料量 新鮮原料殘?zhí)恐? 氣提炭 =催化劑循環(huán)量 %，則 附加炭 =631034%=1512kg/h 氣提炭 =437103%= kg/h 催化反應(yīng)炭 =103－ 1512－ =103 kg/h 總反應(yīng)熱 =催化反應(yīng)炭 反應(yīng)熱 =10321801000 =104kJ/h ② 水蒸汽升溫吸熱 Q=(500－ 350)2021=104 kg/h ③ 反應(yīng)器散熱損失 對于大型 裝置采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，散熱損失 (kJ/h)=燒炭量 (kg/),則 散熱損失 =104=104 kJ/h ④ 原料油由 350℃ 升至 500℃ 時(shí)吸收的熱量 將原料油、回?zé)捰突旌线M(jìn)料進(jìn)行處理，因原料油的密度 ? =，查 《石油煉制工程》的石油餾分焓圖可知，當(dāng) T=350℃ 時(shí)，石油餾分油焓為 265kcal/kg T=500℃ 時(shí)，石油餾分油焓為 380kcal/kg，則 原料油升溫需熱 =(63+63)103(380－ 265) =104 kJ/h ⑤ 催化劑吸附熱 催化劑吸附熱 =焦炭脫附熱 =104 kJ/h ⑥ 反應(yīng)器出方總熱量 總熱量 =(+++)104 =104 kJ/h ⑦ 循環(huán)催化劑供熱量 供給熱量 =總熱量－吸附熱 =(－ )104 年加工 50 104重油催化裂化反應(yīng) — 再生系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 38 頁 =104 kJ/h ⑧ 核算催化劑在反應(yīng)器中的循環(huán) 量 kg / h10424)550640( 7 34 ???? ????? tc Q循環(huán)量 其誤差為： %%100431 424431 ???，此誤差在設(shè)計(jì)的允許范圍內(nèi)。 ② 按總進(jìn)料的 1%計(jì)算。 煙風(fēng)比 濕空氣量 /主風(fēng)量（體） = 再生器熱平衡 燒焦放熱 生成 CO2放熱 =205233873=104kJ/h 生成 CO 放熱 =136810258=104 kJ/h 生成 H2O 放熱 =380119890=104 kJ/h 合計(jì)放熱 =104 kJ/h 焦炭吸附熱（脫附熱） 按目前工業(yè)上采用的計(jì)算方法有： 焦炭吸附熱 =104%=104 kJ/h 主風(fēng)由 140℃ 升至 650℃ 需熱 干空氣升溫需熱 =（ 650140） =104 kJ/h 水汽升溫需熱 =（ 650140） =104 kJ/h 焦碳升溫需熱 年加工 50 104重油催化裂化反應(yīng) — 再生系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 38 頁 假定焦炭的比熱與催化劑的相同，也取 kJ/kg則由 年加工 50 104重油催化裂化反應(yīng) — 再生系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 38 頁 （過）（過）（過）（過）（過）（理）（過）22222222O21 1 5 8114171OONNCOCO% ??????????? 解上述方程便可求得過剩 O2量 O2（過） = kmol/h 所以實(shí)際 干 空氣量 =++= kmol/h= kg/h 需 要 濕空氣 的 量 大氣的溫度為 25℃ ，相對濕度 為 50%，查空氣的濕焓圖得空氣的濕焓 量 為 (水 )/ kg(干空氣 ) 所以 空氣中的水汽量 == kg/h= kmol/h 濕空氣量 =+= kmol/h=(N)/h=(N)/min,此 即 正常操作下的主風(fēng)量 主風(fēng)單耗 （焦））（燒焦量濕空氣量主風(fēng)單耗 kg/ 33 ???? 總干煙氣量 由以上計(jì)算可知干煙氣中的個(gè)組分的量，將其相加，即得總干煙氣量 總干煙氣量 =CO2+CO+O2+N2 =171+114+++ = kmol/h= kg/h 濕煙氣量及煙氣組成（見表 5） 表 5 濕煙氣量及煙氣組成 組 分 流 量 相對 分子量 組成（摩爾分?jǐn)?shù)）， % kmol/h kg/h 干煙氣 濕煙氣 CO2 171 2052 44 年加工 50 104重油催化裂化反應(yīng) — 再生系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 38 頁 CO 114 1368 28 O2 32 N2 28 總干煙氣 ／ 生成水氣 190 3420 18 ／ 主風(fēng)帶入水汽 ／ ／ 待生劑帶入水汽① 440 ／ ／ 吹掃、松動(dòng)蒸汽② ／ ／ 總濕煙氣 ／ 合計(jì) 合 計(jì) ① 按每噸催化劑帶入 1kg 水氣及設(shè)催化劑循環(huán)量為 1300t/h。 第五節(jié) 反應(yīng) —— 再生系統(tǒng)的工藝計(jì)算 催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)的工藝簡圖如圖一， 催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括以下幾個(gè)方面： ① 再生器物料平衡和熱平衡計(jì)算 ② 反應(yīng)器的熱平衡和物料平衡計(jì)算 ③ 再生器主要附件工藝設(shè)計(jì)計(jì) 算，包 括殼體、旋風(fēng)分離器、分布管（板）、 淹流管、輔助燃燒室滑閥、 稀相噴 水等 ④ 提升管及主要附件工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑤ 兩器壓力平衡。ml ～ Ni / 1953 磨損指數(shù) /% ～ / V / 207 助劑及相關(guān)功用 表 3 助劑及功用 助劑名稱 組成特點(diǎn) 作 用 CO 助 燃劑 Pt（ Pd） /Al2O3 促進(jìn) CO 轉(zhuǎn)化成 CO2，降低再生劑的喊炭量，提高催化劑活性，減少催化劑循環(huán)量和消耗，提高輕質(zhì)油收率 辛烷值助劑 ZSM5 分子篩 進(jìn)行二次反應(yīng)，如二次裂化、異構(gòu) 化 等，以提高催化裂化汽油的辛烷值 金屬鈍化劑 Sb（ Sn）有機(jī)化合物 使催化劑上的有害金屬（ Ni）減活，以減少其毒害作用，改善裂化產(chǎn)物的選擇性。g1 ～ 金屬含量 /μgkg1 / 催化劑物化性質(zhì)（見表 2） 表 2 LB1 催化劑物化性質(zhì) 化學(xué)組成 /% 新鮮劑 平衡劑 篩分組成 /% 新鮮劑 平衡劑 Al2O3 ～ ～ Na2O ～ ～ 110μm ～ Fe2O3 ～ 110μm / SO42 / 平均密度 /μm / / RE2O3 ～ 微反活性（ MA）/% / 66 物理性質(zhì) 800℃ ,100%H2O,4h / / 比表面積 296～ 344 167 800℃ ,100%H2O,1 65～ 68 / 年加工 50 104重油催化裂化反應(yīng) — 再生系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 38 頁 /m2kg1 占原油 /%（質(zhì)量） 27 V/mg煙機(jī)出口煙氣與其旁路煙氣匯合，經(jīng)過余熱鍋爐，溫度降到 180℃ 后排入大氣 第四節(jié) 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 原料油物性（見表 1） 表 1 原料油物性 相對密度（ d420） 相對分子質(zhì)量 382 餾程 /℃ 350～ 500 特征因數(shù) K 凝點(diǎn) /℃ 39 運(yùn)動(dòng)黏度 50℃ 殘?zhí)?/%（質(zhì)量） 100℃ S 含量 /%（質(zhì)量） 組成 飽和烴 N 含量 /%（質(zhì)量） 芳香烴 重金屬含量 Fe/mg 夾帶催化劑的再生煙氣上升穿過催化劑床層進(jìn)入設(shè)在稀相段兩級(jí)多組旋風(fēng)分離器，絕大部分催化劑分離下來返回催化劑床層。采用非水溶性金屬鈍化劑，還需打入一定量的柴油，以提高注入管線的線速度，防止管線堵塞。