【正文】 國(guó)內(nèi)外空氣分布器的情況：國(guó)外早期設(shè)計(jì)的FCCU再生器多采用分布板，后來(lái)的設(shè)計(jì)多采用管形分布器。國(guó)內(nèi)早期設(shè)計(jì)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。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的管形分布器也因裝置再生器的型式不同有多種形式，見(jiàn)圖。 圖12１－b為圓環(huán)型分布管，用于并列式裝置，與樹(shù)枝狀分布管相比制造難度相對(duì)較大，因此這種分布器現(xiàn)在也少采用。空氣分布器的設(shè)計(jì)空氣分布器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：①將主風(fēng)在流化床內(nèi)分布均勻；②操作彈性大不因高溫?zé)崤蛎浐痛呋瘎┠p而損壞分布器；③設(shè)備簡(jiǎn)單21分布器形狀和類型空氣分布器的形狀應(yīng)結(jié)合再生器的型式確定，力求盡量簡(jiǎn)單，便于制造加工，目前，國(guó)內(nèi)分布板的熱膨脹變形問(wèn)題尚未解決，尤其是大型流化床。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(zhǎng)短不等，在計(jì)算管徑時(shí)一般總根數(shù)用平均速度計(jì)算來(lái)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(zhǎng)的分支管上布嘴較多，使長(zhǎng)分支管中氣體速度高于平均速度。因此在分支管噴嘴排定后．需根據(jù)實(shí)際噴嘴數(shù)核算長(zhǎng)分支管氣速，如超過(guò)噴嘴氣速的三分之一，則需加大分支管直徑。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(gè)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。二是應(yīng)該強(qiáng)調(diào)分布器起作用的是噴嘴的壓力降，還應(yīng)注意該壓力降與工業(yè)裝置儀表指示數(shù)據(jù)的差別如某廠FCCU再生器流化不理想，催化劑跑損大，～，似乎也正常，然而扣除側(cè)壓管問(wèn)庫(kù)層的靜壓等，噴嘴的壓力降只有0．003MPa。催化劑跑損大為減少[18] 。目前我國(guó)原油不足，劣質(zhì)油增加很快，再加上國(guó)內(nèi)對(duì)油品的需求不斷增長(zhǎng)，特別是輕質(zhì)油品的需求增長(zhǎng)更快，因此，從整體上考慮，我國(guó)催化裂化的發(fā)展方向仍是繼續(xù)加快渣油FCC新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和建設(shè)，以提高煉油廠整體經(jīng)濟(jì)效益。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(shí)現(xiàn)煉油化工一體化，這是企業(yè)抗擊市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)能力的重要措施，也是未來(lái)煉油廠發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。2 設(shè)計(jì)說(shuō)明 加工方案的確定及裝置形式的選擇 加工方案首先，從催化裂化產(chǎn)品產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量情況可以看出，催化裂化過(guò)程的主要目的是生產(chǎn)汽油，汽油產(chǎn)率為30%~50%。其次，由催化裂化主要反應(yīng)可見(jiàn)，在烴類的催化裂化反應(yīng)過(guò)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。所以選用催化裂化生產(chǎn)汽油。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(shí)現(xiàn)高效完全再生，%以下，故再生器選用燒焦罐式再生器。常壓渣油由渣油罐流入裝置，通過(guò)渣油泵（P201/）加壓，然后依次通過(guò)頂循環(huán)回流油——渣油換熱器（E202/），一中段回流油——渣油換熱器（），油和漿渣油換熱器（E203/）換熱，使渣油預(yù)熱至300℃左右，送至提升管反應(yīng)器（R101/1）的上部進(jìn)料噴嘴。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(kāi)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。提升管反應(yīng)器（R101/1）進(jìn)料與來(lái)自再生器（R103/3）的高溫催化劑接觸，迅速汽化并進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成的油氣與催化劑一起經(jīng)提升管頂部的T型快速分離器分離后，90%以上的催化劑落入氣提段，少量催化劑隨油氣一起進(jìn)入沉降器（R101/2）的三組一級(jí)旋風(fēng)分離器。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。進(jìn)入稀相段的煙氣，經(jīng)九組旋風(fēng)分離器和三級(jí)旋風(fēng)分離除去攜帶的催化劑之后，送至能量回收機(jī)組的煙氣透平進(jìn)行膨脹作功。在三旋出口至余熱鍋爐的煙氣管線上裝有雙動(dòng)滑閥，正常操作時(shí)，雙動(dòng)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(kāi)停工時(shí)，雙動(dòng)滑閥自動(dòng)切入，控制再生器壓力，煙氣全部通過(guò)雙動(dòng)滑閥進(jìn)入余熱鍋爐。從分餾塔頂油氣分離器（V203）冷凝下來(lái)的水由富氣水洗泵后作為壓縮富氣的洗滌水。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。頂循環(huán)由頂循環(huán)油漿（P206/AB）從28層抽出，溫度為165℃左右，頂循環(huán)油先經(jīng)頂循環(huán)回流油—熱水換熱器（E220/AB）與循環(huán)水換熱，使頂循環(huán)回流油冷卻至90℃返回31層。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。油漿被冷卻至290℃返回分餾塔第一層塔板下的溢流盤上，也油一部分返回分餾塔頂，用以控制分餾塔底的溫度。吸收過(guò)程中放出的熱量，由兩個(gè)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。解吸塔底由重沸器(E303)提供熱量，以脫出富氣吸收油重C2組分，解吸塔底脫乙烷汽油由穩(wěn)定塔進(jìn)料泵(P302/AB)從解吸塔抽出，經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器底與穩(wěn)定汽油換熱，使脫乙烷汽油達(dá)160℃進(jìn)入穩(wěn)定塔中部。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。為了達(dá)到這個(gè)目的，我們必須掌握各種操作參數(shù)之間的關(guān)系及相互影響的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)理想的平衡操作和最有化生產(chǎn)。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(gè)參數(shù)時(shí)會(huì)引起其他條件的變化。 再生溫度再生溫度是影響燒焦速率的最重要因素之一。在600℃左右時(shí)每提高10℃，燒焦速度可以提高約20%。對(duì)于常規(guī)再生來(lái)說(shuō)，若使用硅酸鋁催化劑再生溫度一般在580600℃。對(duì)于完全再生，可在680700℃下操作。取再生溫度T再=710℃ 再生壓力再生壓力是指再生器的頂壓，因?yàn)樵偕骱头磻?yīng)器是相通的，兩器的壓力是相互關(guān)聯(lián)的。因?yàn)橹挥蟹磻?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。但是值得考慮的是，再生壓力高，要求主風(fēng)機(jī)出口壓力提高，同時(shí)再劑攜帶煙氣增多，煙氣的壓降隨之增大，煙氣中催化劑夾帶量增大，這是提高壓力的不利因素一般情況下，（表壓）取再生壓力P再= 再生煙氣中過(guò)剩氧含量再生煙氣中過(guò)剩氧含量標(biāo)志著再生器中的氧分壓，過(guò)剩氧含量越大，燒焦速度越大，過(guò)剩氧含量增加，導(dǎo)致空氣量增加。煙氣中的過(guò)剩氧含量是一個(gè)操作變數(shù)，它主要受二次燃燒的限制，%。大大強(qiáng)化了再生過(guò)程。溫度高則反應(yīng)速度加快，能提高轉(zhuǎn)化率，但溫度對(duì)裂化反應(yīng)速度影響比催化裂化影響大得多。熱裂化的比重逐漸增大，只是氣體中C1，C2增多，產(chǎn)品不飽和度增大。由于催化裂化為平行順序反應(yīng)，而反應(yīng)溫度有對(duì)各類反應(yīng)的反應(yīng)速度有不同影響。如轉(zhuǎn)化率不變，提高反應(yīng)溫度，汽油及焦炭降低，因此，氣體產(chǎn)率增加，而且由于提高溫度對(duì)促進(jìn)分解反應(yīng)和芳構(gòu)化反應(yīng)速度提高的程度高于氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，因此使汽油中的烯烴和芳烴含量有所增加，故汽油辛烷值提高，一般工業(yè)生產(chǎn)的反應(yīng)溫度常根據(jù)生產(chǎn)不同方案采用460520℃一般用510℃取反應(yīng)溫度T反=510℃ 反應(yīng)壓力反應(yīng)壓力是指反應(yīng)沉降器的頂壓，反應(yīng)壓力主要根據(jù)再生壓力和催化裂化反應(yīng)要求來(lái)確定。因此反應(yīng)速度加快，從而提高了轉(zhuǎn)化率。在生產(chǎn)中，希望最大限度的降低焦炭產(chǎn)率。實(shí)際操作中，反應(yīng)——再生器之間須保持一定的壓差。焦中氫碳比越大，反應(yīng)深度大，縮合多，脫氫多。工業(yè)上一般取14S，加工渣油是采取更低的反應(yīng)時(shí)間，以降低生焦率。標(biāo)志著不完全燃燒和完全燃燒。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(duì)預(yù)熱溫度有不同的要求。同時(shí)，渣油的催化裂化不同于餾分油的催化裂化，餾分油的催化裂化過(guò)程是氣固兩相反應(yīng)而渣油催化裂化是氣固液三相反應(yīng)，隊(duì)伍話要求更高。霧化效果差，則焦炭產(chǎn)率上升。渣油（重質(zhì)油）預(yù)熱溫度一般比餾分油低一些，因?yàn)樯勾?，再生系統(tǒng)生產(chǎn)的熱量可以與新鮮原料換熱。再生劑含碳量過(guò)高，分子篩催化劑活性和選擇性都會(huì)下降，因而大大降低了轉(zhuǎn)化率，汽油產(chǎn)率，溴價(jià)上升，誘導(dǎo)期下降。%。設(shè)計(jì)采用了下流式可調(diào)外取熱器。（3） 采用高溫短接觸時(shí)間和氣固接觸良好的提升管反應(yīng)。提高分離效率。（5） 采用再生催化劑金屬鈍化技術(shù)，抑制重金屬的污染，同時(shí)對(duì)降低氫氣和焦碳的生成是有效的。 （6） 采用一氧化碳助劑燃燒完全再生，避免二次燃燒。（8） 反應(yīng)器和再生器頂出口設(shè)計(jì)為外集氣室。這渣油催化裂化高反應(yīng)溫度高再生溫度十分有利。因此要回收煙氣似的壓力能和熱能。采用煙氣透平、主風(fēng)機(jī)、變速箱、電動(dòng)發(fā)電機(jī)同軸串聯(lián)的形式。出余熱鍋爐的煙氣溫度控制在200℃左右，壓力接近于大氣壓，通過(guò)煙囪排入大氣中。主風(fēng)機(jī)選用MCL1003型四臺(tái)。治理難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)餾分油催化裂化、渣油催化裂化的原料中污染物質(zhì)含量的增加，在反應(yīng)的過(guò)程中油品精制過(guò)程中又需要將其儲(chǔ)存，所以其污染物的排放也隨之增加。渣油中含有大量的硫氮化合物，在反應(yīng)過(guò)程中，它們一部分進(jìn)入焦炭中，燒焦時(shí)轉(zhuǎn)化為SOX和NOX化合物，如果直接排入大氣會(huì)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(guò)程中也會(huì)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。裝置采用耐磨性能較好的催化劑，并使用三旋分塵，降低了煙氣中粉塵含量。（3）噪聲的防治噪聲主要來(lái)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(dòng)機(jī)等設(shè)備處加上消聲器。20～40181。80～110181。 再生部分計(jì)算 燃燒計(jì)算(1) 焦中碳量、氫量及硫量燒焦量=1300000%=18200 kg/h先計(jì)算干氣平均分子量M=34+2+16+30+28+44+42+58+56+56+56+58= kg/kmol焦中硫含量=原料中硫含量干氣中硫含量即1300000%―1300000%%32247。= kg/kmol④實(shí)際干空氣量煙氣中過(guò)剩氧體積3% 則：3%= O2過(guò)/（理論干煙氣量+ O2過(guò)+ N2過(guò)） = O2過(guò)/（CO2+N2理+SO2+ O2過(guò)+ N2過(guò)）= O2過(guò)/(+++ O2過(guò)+ O2過(guò)79/21)故：O2過(guò)= kmol/h N2過(guò)=79/21= kmol/h過(guò)剩干空氣量=+=1311 kmol/h實(shí)際干空氣量=+1311=⑤濕空氣量（主風(fēng)量）大氣溫度15℃，相對(duì)濕度56%，查《石油加工工藝學(xué)》中冊(cè)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(tái)并聯(lián)。(1)供熱方① 再生催化劑帶入熱Q1再生后的高溫催化劑來(lái)自二密相取720℃， kJ/Q1 = 催化劑循環(huán)量催化劑比熱（t再t反）= Gs103（720510）=231103GsKJ/h②焦碳吸附熱Q2根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，10 3KJ熱量Q2 =18200103=40404103KJ/h③再生催化劑帶入煙氣及水蒸汽帶入熱Q3根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每噸催化劑帶入1kg煙氣， KJ/， KJ/。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(dòng)）蒸汽比熱容（t反t過(guò)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(zhǎng)度=41米，沉降器內(nèi)徑=，高=，汽提段內(nèi)徑=，長(zhǎng)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=。③焦碳升溫?zé)酫3 Q3=焦碳量焦碳比熱（再生器溫度－反應(yīng)器溫度）。④待劑帶入水汽升溫?zé)酫4根據(jù)經(jīng)驗(yàn)每噸催化劑帶入1kg水。則有Q4=1310（）=61104 KJ/h—720℃水汽焓值kcal/kg—510℃水汽焓值kcal/kg⑤各處吹掃，松動(dòng)水蒸氣熱Q5 注：出再生溫度720℃，（絕）。同時(shí)散熱損失除與燒炭量有關(guān)外，還與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。傳熱面積的確定主要取決于傳熱系數(shù)，而總傳熱系數(shù)的計(jì)算有很多參數(shù)需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得，所以，在設(shè)計(jì)的時(shí)候往往是參考經(jīng)驗(yàn)選取傳熱系數(shù)，經(jīng)參考國(guó)內(nèi)同類裝置認(rèn)為傳熱系數(shù)取320Kcal/（m2管內(nèi)介質(zhì)為10kg/cm2，25℃的水。而實(shí)際傳熱面積往往大于此值，以保證一定的裕度。F=Q取/KΔt式中：Q取=104KJ/hK =320 Kcal/（m2h℃），則有F=104/（423200）= 。h）；取130T/（m2取熱器直徑D=（8/）1/2=；。h）；在100—150 T/（m2流化風(fēng)體積流量V=πD2u/4=3600=。注：5為管長(zhǎng)，取密相區(qū)高度5米，稀相區(qū)高度3米。 催化劑外循環(huán)管設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)燒焦罐作熱平衡⑴供熱方：①燒焦放熱Q1，燒焦罐內(nèi)燒焦85%Q1=104 =104 KJ/h②內(nèi)循環(huán)催化劑放熱Q2=Gs180。KJ/h。=