【正文】 大。省掉了反應(yīng)器的框架，布置緊湊，占地面積小，投資和鋼材耗費(fèi)有較大節(jié)省。因此，本設(shè)計(jì)采用同軸式催化裂化裝置。此次設(shè)計(jì)采用以下措施，以便降低總高度： a. 用臥式輔助燃燒室 :實(shí)驗(yàn)廠高低并列式催化裂化裝置采用立式輔助燃燒室，再生器框架標(biāo)高 8米，而同軸式采用臥式輔助燃燒室，再生器框架高 4米。 b. 采用兩段再生：在其他條件大體相同的情況下，兩段再生和一段再生相比，催化劑藏量可以減少 60%，使再生器高度可以降低。 d. 取消兩器集氣室，采用外集氣管分別匯集再生煙氣和反應(yīng) 油氣。 e. 在同軸式催化裂化裝置中，再生器框架的高度是由提升管底部的標(biāo)高和再生斜管的高度決定的。 流程簡述 催化裂化裝置一般有三個(gè)部分組成，即：反應(yīng) — 再生系統(tǒng)，分餾系統(tǒng)，吸收 — 穩(wěn)定系統(tǒng)。原料在進(jìn)入噴嘴之前，從泵注入銻鈍化劑。 反應(yīng)生成的焦碳沉積在催化劑上，進(jìn)入氣提段。一再再生過的催化劑經(jīng)淹流管進(jìn)入催化劑提升輸送管，用煙風(fēng)做輸送，提升截介質(zhì)送到第二再生器，第二再生器操作壓力為 (絕 )。過剩氧為 %。 由于渣油催化裂化生焦率高在一再放出大量過剩熱量，為了維持反 — 再系統(tǒng)熱平衡特設(shè)上流式外取熱器，一再再生的催化劑經(jīng)輸送管送至外取熱器，與水和飽和水蒸氣換熱后回到一再取走過熱熱量。主風(fēng)由主風(fēng)機(jī)引出后經(jīng)兩個(gè)輔助燃燒室分別引入兩再生器，第一再生器產(chǎn)生的煙氣經(jīng)二級旋風(fēng)分離器后脫去攜帶的催化劑后出再生器；第二再生器產(chǎn)生的煙氣經(jīng)單級外旋風(fēng)分離器脫去攜帶的催化劑后與第一再生器引出的煙氣合并，進(jìn)入二級旋風(fēng) 分離器，進(jìn)一步脫去細(xì)粉塵，然后進(jìn)入煙氣輪機(jī)和余熱鍋爐，回收煙氣中的壓力能和部分熱能，使煙氣壓力降到 423℃ 后，再將次煙氣引如余熱鍋爐，使煙氣溫度降至 200℃ 以下，然后由煙囪進(jìn)入大氣。 所需的催化劑由袋裝進(jìn)，通過加料斗用空氣輸送到冷催化劑罐，裝置正常生產(chǎn)所需的補(bǔ)充新鮮催化劑經(jīng)小型加料設(shè)施加入第一再生器。 操作條件 反應(yīng)壓力 當(dāng)裝置處理能力低于設(shè) 計(jì)能力時(shí)，應(yīng)當(dāng)降低反應(yīng)器和再生器的操作壓力，使提升管和反應(yīng)器內(nèi)油氣速度不致降低過多，避免油氣在提升管和反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間過長和出現(xiàn)催化劑的不穩(wěn)流動，同時(shí)也可以避免由于速度過低而在提升管內(nèi)出現(xiàn)催化劑的高密度區(qū)。 9 對于催化裂化反應(yīng)，隨著壓力的提高，提升管的處理能力提高，烯烴產(chǎn)率下降，焦碳產(chǎn)率上升。由于反 — 再系統(tǒng)壓力平衡的要求，反 應(yīng)壓力和再生壓力之間應(yīng)保持一定的壓差，不能任意改變。故本設(shè)計(jì)反應(yīng)壓力為（ MPa）（絕）。 反應(yīng)溫度 反應(yīng)溫度對催化裂化的反應(yīng)速度和產(chǎn)品的產(chǎn)率分布以及產(chǎn)品的質(zhì)量都有顯著的影響。溫度每升高 10反應(yīng)速度約提高 10— 20%。反應(yīng)溫度還通過對各類反應(yīng)的反應(yīng)速度的影響來約束產(chǎn)品的分布和產(chǎn)品的質(zhì)量。石家莊煉油廠在煉制大慶常壓渣油時(shí)，將溫度由 480℃ 升至 510℃ 時(shí)，汽油收率增加 %，焦碳產(chǎn)率下降 %。但也不可任意提高反應(yīng)溫度，若溫度過高所產(chǎn)生的產(chǎn)品會發(fā)生熱裂化反應(yīng)，生成更多的氣體，從而降低了汽油產(chǎn)率。 再生溫度 再生器燒焦供熱和反應(yīng)需要熱量之間熱平衡的結(jié)果最終反映在再生器溫度上。此時(shí)再生器燒焦效果惡化，再生催化劑含碳量上升，有時(shí)可能會引起碳堆積事故。 10 對再生溫度影響最顯著 的變量是回?zé)挶?，焦碳產(chǎn)率和原料預(yù)熱溫度。提高再生溫度，、不僅可以加快燒焦速度，縮短再生時(shí)間，降低再生劑含碳量，提高平衡催化劑活性，而且能加速新沉積在催化劑上的金屬頓化作用，降低其脫氫功能，降低生焦率和產(chǎn)氣率，改善催化劑的選擇性。exp（ E/RT）表明：再生溫度越高，燒碳速度越迅速。故一般控制再生器密相溫度在 670— 700℃ 左右，稀相溫度 700— 720℃ 左右。 再生壓力 碳燃燒速度和氧氣分壓成正比，而氧氣分壓是再生器操作壓力和氧氣的對數(shù)平均濃度的乘積，提高再生器壓力就可以使氧氣分壓提高，從而加快碳燃燒速度。再生器壓力的選定已著眼于如何更有效地回收再生煙氣能量。本 次設(shè)計(jì)第一段再生壓力為 ，第二段再生壓力為 。如果 CO在再生器內(nèi)燒掉，不僅可以降低原料預(yù)熱溫度，停止噴燃燒油，同時(shí)又可進(jìn)一步提高催化劑溫度，降低劑油比，使再生催化劑含碳量降低到 ～ %，因而有利于改善產(chǎn)品分布。如 CO在稀相急劇二次燃燒，煙氣中催化劑已極少， CO燃燒的熱量使煙氣溫度升高，甚至高達(dá) 1000℃ ，這樣容易燒壞設(shè)備，因次必須采取一切措施增大 CO2/C0之比，避免二次燃燒，采用完全再生就是一種有效方法。在同一溫度下含有 Cr203的催化劑也具有較大的 CO2/C0之比。使用 CO助燃劑，因催化劑中含Cr203，使 CO2/C0顯著增加。 在第一段燒去 80%的碳和全部氫，在第二段高溫下燒去剩余 20%碳和煙氣中的CO，因 CO是在密相床燒掉，有大量催化劑作為吸熱體， CO燃燒后不會造成高溫?zé)龎脑O(shè)備的情況。 原料預(yù)熱溫度 對于大慶常壓渣油提高原料預(yù)熱溫度有利于降低生焦率。 從熱平衡及原料轉(zhuǎn)化率的角度出發(fā)，降低原料預(yù)熱溫度常壓渣油焦碳產(chǎn)率增加，系統(tǒng)熱量增加，再生溫度升高，有利于燒焦 。本次設(shè)計(jì)將原料油預(yù)熱溫度選定為 200℃ 。 反應(yīng)時(shí)的溫度、催化劑的活性、再生催化劑含碳量、劑油比以及原料的性質(zhì)等共同決定著原料的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品分布。這樣，一方面可以得到較高的汽油辛烷值；另一方面，由于高溫使氣體產(chǎn)率增加，因而烷基化的原料增加，使高辛烷值汽油的總收率增加。由于汽油方案的回?zé)挶刃?，裝置的熱平衡容易滿足，采用高溫短接觸時(shí)間還可以降低焦碳產(chǎn)率，從而節(jié)省再生器的投資和操作費(fèi)用。 12 劑油比是催化劑循環(huán)量與總進(jìn)料量之比，實(shí) 際上Ｃ /Ｏ反映了單位催化劑上有多少原料進(jìn)行反應(yīng)并在其上沉積焦碳。本次設(shè)計(jì)回?zé)挶葹?，劑油比為 。 (1) 霧化蒸汽 催化裂化是氣相反應(yīng)，使進(jìn)入提升管的原料迅速汽化很重要。同時(shí)，霧化蒸汽可以降低油、氣分壓 ，避免催化劑迅速結(jié)焦。 對于大慶常壓渣油，霧化蒸汽按進(jìn)料量的 5%～ 7%設(shè)計(jì)。 (2) 事故蒸汽 當(dāng)原料中斷后，提升管內(nèi)事故蒸汽的進(jìn)入量應(yīng)使提升管內(nèi)的線速度不低于3m/s，這相當(dāng)于事故蒸汽占總量的 4%左右。為了避免事故蒸汽噴嘴結(jié)焦或被催化劑堵塞，應(yīng)設(shè)置旁通孔板，通入一定量的蒸汽進(jìn)行吹掃，吹掃蒸汽量一般按事故遮蓋暖氣量的 5%～ 10%考慮 。 (3) 提升蒸汽 當(dāng)原料從側(cè)面進(jìn)入提升管時(shí)，為了避免催化劑沉落，在提升管的底部應(yīng)設(shè)置提升蒸汽。 H/C 大慶常壓 重 油 H/C（原子）為 。 下表列出各類油品的大約氫碳比。分子量的變化主要依靠分解反應(yīng)（熱反應(yīng)或催化反應(yīng)），而 H/C的變化則不外乎通過兩個(gè)途徑：脫碳和脫氫。例如催化裂化、焦碳化等。對于重質(zhì)油的輕質(zhì)化，則根據(jù)原料的特點(diǎn)選擇加工方案。 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 由于渣油原料中殘?zhí)贾岛徒饘俸烤芨?，這就增加了渣油催化裂化技術(shù)的難度，因此，渣油催化裂化關(guān)鍵要解決的問題是： a. 如何減少生焦和生氣量，特別是氫氣量，從而獲得最大的汽油和柴油收率。 c. 如何控制有效的取走渣油催化裂化過程中放出的過剩熱量，使反 — 再系統(tǒng)正常運(yùn)行。 倒 L型彎頭出口有兩種形式：一種是石油二廠采用的將垂直向下的出口封閉，催化劑和油氣從兩個(gè)水平管引出，分離效率為 70%80%。 預(yù)提生段 該段主要作用是消除再生催化劑流向的影響并向進(jìn)料段提供均勻的再生劑流。本次設(shè)計(jì)選用 水蒸汽作為預(yù)提升氣體。 14 進(jìn)料噴嘴 設(shè)計(jì)好和操作好進(jìn)料段，對于重油流化催化裂化工藝來說，是個(gè)相當(dāng)重要的問題。 重油即使在有預(yù)熱設(shè)備情況下，進(jìn)入進(jìn)料段與熱再生催化劑接觸之前，也基本上是液相的，但是重油催化裂化反應(yīng)卻是氣相反應(yīng)。設(shè)計(jì)好和解決好進(jìn)料噴嘴是解決 這兩個(gè)問題的關(guān)鍵所在。 本次設(shè)計(jì)采用 LPC噴嘴且采用多絡(luò)并聯(lián)進(jìn)料。 采用耐磨彎頭 對于同軸式催化裂化裝置，為了盡可能降低裝置總高度以滿足提升管的長度要求，一般采用折疊式提升管。 凱洛格公司經(jīng)過多次改進(jìn)后，成功研制出偏心截錐彎頭，此種彎頭可連續(xù)使用五年以上。 旋風(fēng)分離器 目前用于重油流化催化裂化裝置的旋風(fēng)分離器有兩種形式：一種是杜康型，另一種是布埃爾型。此外布埃爾型的操作彈性好，分離效率穩(wěn)定，布埃爾型的入口面積大，在同樣的入口線速時(shí)，處理能力比杜康型的高 %。 氣提段擋板 氣提段的作用是承受從氣體中分離和沉降下來的待生劑和氣提掉待生催化劑上吸附油氣。本次設(shè)計(jì)采用圓環(huán)擋板式，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)簡單，檢修方便，且便于采用環(huán)狀分布管。分布板由于氣體直接進(jìn)入床層，一旦主風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，催化劑很容易倒流，而分布管由于開孔向下，催化劑倒流事容易避免。 使用分布管，由于再生器錐體部分需要填充催化劑，再生器催化劑藏量增大很多，有的裝置將再生器底部用珍珠巖添平，頂上鋪上一層鋼板，如此即便于停工卸催化劑時(shí)清掃，同時(shí)縮短開工加催化劑時(shí)間。同時(shí)由于同軸式再生器底部有塞閥等各種部件，輔助燃燒室不宜直接放下面。 用外集氣管 在二再生器采用外集氣管，這樣做不僅節(jié)省昂貴的不銹鋼材料，同時(shí)克服了被收集氣和器壁之間較大溫差引起的熱應(yīng)力，可以減少事故的產(chǎn)生。 塞閥 同軸式裝置包括兩種類型：一種是環(huán)球油品公司的煙囪式，一種是凱洛格公司的正流式，前者是單動滑閥控制器控制之間的催化劑循環(huán)量，后者則是用塞閥控制催化劑循環(huán)量。在塞閥外面和桿管保護(hù)罩的外面加了具有龜網(wǎng)的耐磨材料，可連續(xù)使用五年。 綜上所述，選用凱洛格公司的正流式。重油流化催化裂化工藝除了要求選取的催化劑具有耐磨性、良好的再生性能、高的平衡活性、高的水熱穩(wěn)定性和好的選擇性外，還要求具有以下幾點(diǎn)要求： 第一、良好的抗金屬污染性。 第二、高渣油裂化活性。 第三、低生焦性，高的裂化反應(yīng)性。 目前工業(yè)用分子篩催化劑大致可分為稀土 Y（ REY）、超穩(wěn) Y（ USY）和稀土氫(REHY)三種。本設(shè)計(jì)選擇復(fù)合型催化劑Orbit— 3000。 工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)表明， OB3000催化劑具有良好的流化、輸送和抗磨性能，催化劑損失??；具有良好的抗金屬污 染能力；燒焦性能良好；對再生劑含碳量和劑油比要求不高，在再生劑含量為 %～ %，劑油比小于 6的情況下都能取得良好的使用效果；具有很強(qiáng)的重油催化能力，有利于提高催化深度；可以明顯改善產(chǎn)品分布，增加汽油產(chǎn)率，降低焦炭產(chǎn)率；可以提高汽油辛烷值 1～ 2個(gè)單位。該劑具有毒性低、穩(wěn)定性高（ 300℃ 以下不會分解）、不含二次污染元素、與水互溶等特性，其有效成分可根據(jù)原料油中Ni、 Na、 V的含量和平衡劑上的 Ni、 Na、 V的污染程度以及 FCC裝置的操作情況進(jìn) 17 行調(diào)整。 使用時(shí)，采用連續(xù)加注方式。 表 DNFVN1鈍化劑重要物化性質(zhì) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 外觀 淡黃色至淡棕色透明液體 (目測 ) 有效成分含量 /% ＞ 15 凝點(diǎn) /℃ ≤12 密度（ 20℃ ） /gs 1 ≤40 溶解性 與水互溶 PH值（ 20℃ ） 6～ 8 取熱器 本次設(shè)計(jì)選用上