重油催化裂化反应-再生系统工艺设计
重油催化裂化装置反-再系统构架及管道改造设计
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ＣＨ Ｅ ＭＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＯＦ ＯＩ Ｌ ＆ ＧＡＳ ３ ３
重 油 催 化 裂 化 装 置 反一 再 系统 构 架及 管 道 改 造设 计
吕 昌 海 夏 德 宝
中 国石 油 工程 建设 公 司 华 东设 计 分 公 司
摘 要 作 为炼 厂装 置 的核 心 部 分 ，重 油催 化 裂 化装 置 反 应一 再 生 系统 管道 设 计 一 直是 炼 油 厂 管 道设 计 的技 术难 点 。针 对 中国石 油大连 石化 １ ４ ０ ０ ｋ ｔ ／ ａ重 油催 化 裂 化装 置 反一 再 系统 改造 项 目设 计 及 施 工 中遇 到 的 问题 进行 分 析和 总结 ， 分 别从反一 再 系统构 架改 造设 计及 管道 改造 设计 两方 面提 出 了解 决 方 法和 建议 。
催化裂化—催化裂化工艺(石油加工课件)
吸收塔、解吸塔、稳定塔。完成C2以下组分与C3、C4组分的分离。
四、烟气能量回收系统
一、反应-再生系统
高低并列式提升管催化裂化装置的反应再生和分馏系统的工艺流程
一、反应-再生系统
关键控制手段
1. 沉降器顶部压力：由吸收稳定系统的气压机入口压力调节汽轮机转速控制富气流 量，以维持沉降器顶部压力恒定。 2. 再生器顶部压力：以反应器和再生器压差（通常为0.02～0.04MPa）作为调节信号， 由双动滑阀控制。 3. 催化剂循环量：由提升管反应器出口温度控制再生滑阀开度来调节；根据系统压 力平衡要求由待生滑阀开度控制汽提段料位高度。 4. 烟气中的氧含量：根据再生器稀密相温差调节主风放空量（称为微调放空），来 控制（通常要求小于0.5%），防止发生二次燃烧。
请回答
催化裂化工艺流程的四个系统分别是什么？
反应-再生系统的关键控制因素有哪些？
反应器、沉降器、再生器
提升管反应器
提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，是催化裂化装置的关键设备。
折叠式提升管反应器
直管式提升管反应器
两段提升管反应器
折叠式提升管反应器：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。 直管式提升管反应器：多用于高低并列式提升管催化裂化装置。 两段式提升管反应器：有两根短提升管串联连接而成，用于两段式提升管催化裂化装置。
双塔流程
吸收稳定系统的工艺流程
四、烟气能量回收系统
目的：最大限度地回收能量，降低装置能耗。下图为催化裂化装置烟气轮机动 力回收系统的典型工艺流程。
烟气轮机动力回收系统的典型工艺流程
思政小课堂
实现绿色生产一直是石油化工人的理想追求，在催化裂化工艺中就蕴含 着很多的绿色理念。
催化裂化装置反应再生系统工艺流程
催化裂化装置反应再生系统工艺流程一、反应-再生部分原料油自罐区进入原料油罐(V22201)，经原料油泵(P22201A、B)升压后，通过原料油-芳烃分馏塔顶循环油换热器(E22222A～D)、原料油-芳烃分馏塔中段油换热器(E22223)、原料油-重油分馏塔顶循环油换热器（E22201A/B）、原料油-船燃油换热器（E22211A/B）换热至150℃左右进入RPT原料预处理系统，首先进电脱盐罐(V22205A、B)脱盐，然后经原料油-一中段油换热器(E22212A、B)、原料油-循环油浆换热器(E22202A、B)，最终经原料油-反应进料换热器(E22224A、B)加热至240℃左右进入芳烃分馏塔，拨出船燃油后的原料经塔底循环油泵（P22213A、B）升压经塔底油蒸汽发生器（E22225A、B）换热产中压蒸气，再与低温原料油经原料油-反应进料换热器(E22224A、B)换热至220℃后，与从分馏来的回炼油混合后分六路经原料油雾化喷嘴进入重油提升管反应器(R22101A)，与690℃的再生高温催化剂和550℃的芳烃提升管来的待生催化剂接触进行原料的升温、汽化及反应。
反应后的油气与待生催化剂在提升管出口经粗旋风分离器迅速分离后，经升气管密闭进入沉降器(R22101)4组重油单级旋风分离器，再进一步除去携带的催化剂细粉后离开沉降器，进入重油分馏塔(T22201A)。
重油分馏塔分馏后的塔顶油气经冷凝冷却后进入油气分离器(V22203A)，分离出的粗轻燃油分四路经雾化喷嘴进入芳烃提升管反应器(R22101B)，与690℃催化剂接触进行原料的升温、汽化及反应。
反应后的油气与待生催化剂在提升管出口经粗旋风分离器迅速分离后，经升气管密闭进入沉降器内轻燃油单级旋风分离器，再进一步除去携带的催化剂细粉后离开沉降器，进入芳烃分馏塔(T22201B)。
油气分离出来的待生催化剂与重油部分的待生催化剂一起进入反应沉降器的汽提段。
石油化工催化裂化装置工艺流程图.docx
炼油生产安全技术一催化裂化的装置简介类型及工艺流程催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。
有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置；分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。
选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。
催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应？再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。
其中反应--再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下：㈠反应--再生系统新鲜原料（减压馏分油）经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370 C左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温（约650 C ~700C ）催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。
积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。
待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气（由主风机提供）接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度（密相段温度约650 C ~68 0 C ）。
再生器维持0.15MPa~0∙25MPa （表）的顶部压力，床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒。
再生后的催化剂经淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。
烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。
再生烟气温度很高而且含有约5%~10%CO 为了利用其热量，不少装置设有Co锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。
对于操作压力较高的装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功，驱动主风机以节约电能。
重油催化裂化反应再生单元操作法
重油催化裂化反应再生单元操作法一、正常操作1.提升管出口温度(8TIC101)的控制反应温度对反应速度、产品分布和质量、再生烧焦率和设备结焦都有很大影响，它是日常生产中调节反应转化率和改变生产方案的最主要的调节参数之一。
提升管出口温度的设计值为510～538℃。
该温度的确定：1）用于改变生产方案：液化气方案(510～515℃)汽油方案(503～510℃)柴油方案(497～503℃)2）控制设备结焦：a．反应终了温度偏高，热裂化反应严重，热裂化缩合结焦--“硬焦”。
b．反应终了温度偏低，油气中重沸物冷凝、聚合结焦--“软焦”。
3) 降低再生烧焦率：减少非反应焦--可汽提炭，温度在汽提影响因素中起很大作用。
4) 对产品质量的影响：提高温度可以提高汽油辛烷值，但随着温度的升高汽油烯烃含量增加。
主要影响因素：1）催化剂循环量增加，反应温度上升。
2）原料油预热温度（8TIC201）上升，反应温度上升。
3）进料量及回炼比的变化。
4）进料性质改变影响反应转化率,反应温度变化。
5）原料带水，反应温度下降。
6）二再温度（8TI154）升高，反应温度上升。
7）反应沉降器压力（8PI108）升高，反应温度下降。
8）提升管注汽量的变化。
9）预提升介质及介质量的变化。
10）终止剂注入量增大，反应温度下降。
11）再生斜管流化不好，反应温度变化。
12）新鲜催化剂补充量的变化。
13）再生剂定炭高低的变化。
14）钝化剂是否加注及注入量多少的影响。
15）反应助剂是否加入及加入量多少的影响。
16）仪表或滑阀失灵。
调节方法：1)正常情况下，通过8TIC101调节再生滑阀开度改变催化剂循环量来自动控制提升管出口温度。
2)注入终止剂后，可视转化率和产品分布情况适当调整反应温度。
3)适当调整外取热器取热量，保证相对平稳的再生温度。
4)再生斜管流化不好时应尽快查明原因进行处理，以建立良好的催化剂循环量。
5)滑阀失灵引起自锁时（除跟踪失调外），应相对平稳各操作参数，尽量减少波动。
重油催化裂化装置主要工艺流程说明
重油催化裂化装置主要工艺流程说明一. 反再系统1.反应部分混合蜡油和常(减)压渣油分别由罐区原料罐送入装置内的静态混合器(D-214)混合均匀后，进入原料缓冲罐(D-203/1)，然后用原料泵(P-201/1.2)抽出，经流量控制阀（8FIC-230）后与一中回流换热(E-212/1.2)，再与油浆(E-201/1.2)换热至170～220℃，与回炼油一起进入静态混合器（D-213）混合均匀。
在注入钝化剂后分三路(三路设有流量控制)与雾化蒸汽一起经六个进料喷嘴进入提升管，与从二再来的高温再生催化剂接触并立即汽化，裂化成轻质产品(液化气、汽油、柴油)并生成油浆、干气及焦炭。
新增焦化蜡油流程：焦化蜡油进装后先进焦化蜡油缓冲罐（D-203/2），然后经焦化蜡油泵（P-201/3.4）提压至1.3MPa 后分为两路：一路经焦化蜡油进提升管控制阀（8FIC242）进入提升管反应器的回炼油喷嘴或油浆喷嘴，剩余的焦化蜡油经另一路通过D-203/2的液位控制阀（8LIC216）与进装蜡油混合后进入原料油缓冲罐（D-203/1）。
新增常压热渣油流程：为实现装置间的热联合，降低装置能耗，由南常减压装置分出一路热常渣（约350℃），经8FIQC530直接进入D-213（原料油与回炼油混合器）前，与原料混合均匀后进入提升管原料喷嘴。
反应油气、水蒸汽、催化剂经提升管出口快分器分离出大部分催化剂，反应油气经过沉降器稀相沉降，再经沉降器(C-101)内四组单级旋风分离器分离出绝大部分催化剂，反应油气、蒸汽、连同微量的催化剂细粉经大油气管线至分馏塔人档下部。
分馏塔底油浆固体含量控制<6g/L。
旋分器分出的催化剂通过料腿返回到汽提段，料腿装有翼阀并浸没在汽提段床层中，保证具有正压密封，防止气体短路，汽提蒸汽经环形分布器进入汽提段的上中下三个部位使催化剂不仅处于流化状态，并汽提掉催化剂夹带的烃油气，汽提后的催化剂通过待生滑阀进入一再催化剂分布器。
催化裂化的装置简介及工艺流程
催化裂化的装置简介及工艺流程概述催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展.有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置；分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。
选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。
催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应/再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。
其中反应––再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下:(一）反应––再生系统新鲜原料(减压馏分油）经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370℃左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温（约650℃～700℃）催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒～8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后,大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统.积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段,用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气.待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器,与来自再生器底部的空气（由主风机提供)接触形成流化床层,进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度(密相段温度约650℃～680℃）。
再生器维持0。
15MPa～0。
25MPa(表)的顶部压力，床层线速约0.7米/秒~1。
0米/秒。
再生后的催化剂经淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。
烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱.再生烟气温度很高而且含有约5%～10%CO,为了利用其热量，不少装置设有CO锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽.对于操作压力较高的装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功,驱动主风机以节约电能。
催化裂化的装置简介及工艺流程
催化裂化的拆置简介及工艺过程之阳早格格创做概括催化裂化技能的死长稀切依好于催化剂的死长.有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化拆置；分子筛催化剂的出现，才死长了提下管催化裂化.采用相宜的催化剂对付于催化裂化历程的产品产率、产品本量以及经济效率具备要害效率.催化裂化拆置常常由三大部分组成，即反应/复活系统、分馏系统战吸支宁静系统.其中反应––复活系统是齐拆置的核心，现以下矮并列式提下管催化裂化为例，对付几大系统分述如下：（一）反应––复活系统新陈本料(减压馏分油)通过一系列换热后与回炼油混同，加进加热炉预热到370℃安排，由本料油喷嘴以雾化状态喷进提下管反应器下部，油浆没有经加热曲交加进提下管，与去自复活器的下温(约650℃~700℃)催化剂交触并坐时汽化，油气与雾化蒸汽及预提下蒸汽所有携戴着催化剂以7米/秒~8米/秒的下线速通过提下管，经赶快分散器分散后，大部分催化剂被分出降进重降器下部，油气携戴少量催化剂经二级旋风分散器分出夹戴的催化剂后加进分馏系统.积有焦冰的待死催化剂由重降器加进其底下的汽提段，用过热蒸气举止汽提以脱除吸附正在催化剂表面上的少量油气.待死催化剂经待死斜管、待死单动滑阀加进复活器，与去自复活器底部的气氛(由主风机提供)交触产死流化床层，举止复活反应，共时搁出洪量焚烧热，以保护复活器脚够下的床层温度(稀相段温度约650℃~680℃).复活器保护0.15MPa~0.25MPa(表)的顶部压力，床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒.复活后的催化剂经淹流管，复活斜管及复活单动滑阀返回提下管反应器循环使用.烧焦爆收的复活烟气，经复活器稀相段加进旋风分散器，经二级旋风分散器分出携戴的大部分催化剂，烟气经集气室战单动滑阀排进烟囱.复活烟气温度很下而且含有约5%~10%CO，为了利用其热量，很多拆置设有CO锅炉，利用复活烟气爆收火蒸汽.对付于支配压力较下的拆置，常设有烟气能量回支系统，利用复活烟气的热能战压力做功，启动主风机以俭朴电能.（二）分馏系统分馏系统的效率是将反应/复活系统的产品举止分散，得到部分产品战半兴品.由反应/复活系统去的下温油气加进催化分馏塔下部，经拆有挡板的脱过热段脱热后加进分馏段，经分馏后得到富气、细汽油、沉柴油、重柴油、回炼油战油浆.富气战细汽油去吸支宁静系统；沉、重柴油经汽提、换热或者热却后出拆置，回炼油返回反应––复活系统举止回炼.油浆的一部分支反应复活系统回炼，另一部分经换热后循环回分馏塔.为了与走分馏塔的过剩热量以使塔内气、液相背荷分集匀称，正在塔的分歧位子分别设有4个循环回流：顶循环回流，一中段回流、二中段回流战油浆循环回流.催化裂化分馏塔底部的脱过热段拆有约十块人字形挡板.由于进料是460℃以上的戴有催化剂粉终的过热油气，果此必须先把油气热却到鼓战状态并洗下夹戴的粉尘以便举止分馏战预防阻碍塔盘.果此由塔底抽出的油浆经热却后返回人字形挡板的上圆与由塔底上去的油气顺流交触，一圆里使油气热却至鼓战状态，另一圆里也洗下油气夹戴的粉尘.（三）吸支--宁静系统从分馏塔顶油气分散器出去的富气中戴有汽油组分，而细汽油中则溶解有C3、C4以至C2组分.吸支––宁静系统的效率便是利用吸支战细馏的要领将富气战细汽油分散成搞气(≤C2)、液化气(C3、C4)战蒸汽压合格的宁静汽油.拆置简介（一）拆置死长及其典型1．拆置死长催化裂化工艺爆收于20世纪40年代，是炼油厂普及本油加工深度的一种重油沉量化的工艺.20世纪50年代初由ESSO公司(好国)推出了Ⅳ型流出催化拆置，使用微球催化剂(仄稳粒径为60—70tan)，进而使催化裂化工艺得到极大死长.1958年尔国第一套移动床催化裂化拆置正在兰州炼油厂投产.1965年尔国自己安排制制动工的Ⅳ型催化拆置正在抚顺石油二厂投产.通过近40年的死长，催化裂化已成为炼油厂最要害的加工拆置.停止1999年底，尔国催化裂化加工本领达8809.5×104t／a，占一次本油加工本领的33．5％，是加工比率最下的一种拆置，拆置规模由(34—60)×104t／a 死长到海内最大300×104t／a，海中为675×104t／a.随着催化剂战催化裂化工艺的死长，其加工本料由重量化、劣量化死长至暂时齐减压渣油催化裂化.根据脚法产品的分歧，有探供最大气体支率的催化裂解拆置(DCC)，有探供最大液化气支率的最洪量下辛烷值汽油的MGG工艺等，为了符合以上的死长，相映推出了二段复活、富氧复活等工艺，进而使催化裂化拆置背着工艺技能进步、经济效率更佳的目标死长.2．拆置的主要典型催化裂化拆置的核心部分为反应—复活单元.反应部分有床层反应战提下管反应二种，随着催化剂的死长，暂时提下管反应已与代了床层反应.复活部分可分为真足复活战没有真足复活，一段复活战二段复活(真足复活即指复活烟气中CO含量为10—6级).从反应与复活设备的仄里安插去道又可分为下矮并列式战共轴式，典型的反应—复活单元睹图2—4、图2—5、图2—6、图2—7，其特性睹表2—11.（二）拆置单元组成与工艺过程催化裂化拆置的基础组成单元为：反应—复活单元，能量回支单元，分馏单元，吸支宁静单元.动做扩充部分有：搞气、液化气脱硫单元，汽油、液化气脱硫醇单元等.各单元效率介绍如下.(1)反应—复活单元重量本料正在提下管中与复活后的热催化剂交触反应后加进重降器(反应器)，油气与催化剂经旋风分散器与催化剂分散，反应死成的气体、汽油、液化气、柴油等馏分与已反应的组分所有离启重降器加进分馏单元.反应后的附有焦冰的待死催化剂加进复活器用气氛烧焦，催化剂回复活性后再加进提下管介进反应，产死循环，复活器顶部烟气加进能量回支单元.(2)三机单元所谓三机系指主风机、气压机战删压机.如果将反一再单元动做拆置的核心部分，那么主风机便是催化裂化拆置的心净，其效率是将气氛支人复活器，使催化剂正在复活器中烧焦，将待死催化剂复活，回复活性以包管催化反应的继承举止.删压机是将主风机出心的气氛提压后动做催化剂输支的能源风、流化风、提下风，以脆持反—再系统催化剂的仄常循环.气压机的效率是将分馏单元的气体压缩降压后支人吸支宁静单元，共时通过安排气压机转数也可达到统制重降器顶部压力的脚法，那是包管反应复活系统压力仄稳的一个脚法.(3)能量回支单元利用复活器出心烟气的热能战压力使余热锅炉爆收蒸汽战烟气轮机做功、收电等，此举可大大降矮拆置能耗，暂时现有的重油催化裂化拆置有无此回支系统，其能耗可出进1／3安排.(4)分馏单元重降器出去的反应油气经换热后加进分馏塔，根据各物料的沸面好，从上至下分散为富气(至气压机)、细汽油、柴油、回炼油战油浆.该单元的支配对付齐拆置的仄安效率较大，一头一尾的支配尤为要害，即分馏塔顶压力、塔底液里的稳固是拆置仄安死产的有力包管，包管气压机人心搁火炬战油浆出拆置系统的通畅，是仄安死产的必备条件.(5)吸支宁静单元通过气压机压缩降压后的气体战去自分馏单元的细汽油，通过吸支宁静部分，分隔为搞气、液化气战宁静汽油.此单元是本拆置甲类伤害物量最集结的场合.(6)产品细制单元包罗搞气、液化气脱硫战汽油液化气脱硫醇单元该二部分，搞气、液化气正在胺液(乙醇胺、二乙醇胺、Ⅳ—甲基二乙醇胺等)效率下、吸支搞气、液化气中的H2S气体以达到脱除H2S的脚法.汽油战液化气正在碱液状态中正在磺化酞氰钴或者散酞氰钻效率下将硫醇氧化为二硫化物，以达到脱除硫醇的脚法.2．工艺过程工艺准则过程睹图2—8.本料油由罐区或者其余拆置(常减压、润滑油拆置)支去，加进本料油罐，由本料泵抽出，换热至200—300°C安排，分馏塔去的回炼油战油浆所有加进提下管的下部，与由复活器复活斜管去的650～700°C复活催化剂交触反应，而后经提下管上部加进分馏塔(下部)；反应完的待死催化剂加进重降器下部汽提段.被汽提蒸汽与消油气的待死剂通过待死斜管加进复活器下部烧焦罐.由主风机去的气氛支人烧焦罐烧焦，并共待死剂一道加进复活器继承烧焦，烧焦复活后的复活催化剂由复活斜管进人提下管下部循环使用.烟气经一、二、三级旋分器分散出催化剂后，其温度正在650～700°C，压力0．2-0．3MPa(表)，进人烟气轮机做功戴动主风机，其后温度为500—550°C，压力为0．01MPa(表)安排，再加进兴热锅炉爆收蒸汽，收汽后的烟气(温度约莫为200℃安排)通过烟囱排到大气.反应油气加进分馏塔后，最先脱过热，塔底油浆(油浆中含有2%安排催化剂)分二路，一路至反应器提下管，另一路经换热器热却后出拆置.脱过热后油气降下，正在分馏塔内自上而下分散出富气、细汽油、沉柴油、回炼油.回炼油去提下管再反应，沉柴油经换热器热却后出拆置，富气经气压机压缩后与细汽油共进吸支塔，吸支塔顶的贫气加进再吸支塔由沉柴油吸支其中的C4-C5，再吸支塔顶搞气加进搞气脱硫塔脱硫后动做产品出拆置，吸支塔底富吸支油加进脱吸塔以脱除其中的C2.塔底脱乙烷汽油加进宁静塔，宁静塔底油经碱洗后加进脱硫醇单元脱硫醇后出拆置，宁静塔顶液化气加进脱硫塔脱除H，S，再加进脱硫醇单元脱硫醇后出拆置.(脱硫脱硫醇已绘出)（三）化教反应历程1．催化裂化反应的特性催化裂化反应是正在催化剂表面上举止的，其反应历程的7个步调如下：①气态本料分子从合流扩集到催化剂表面；②本料分子沿催化剂中背内扩集；③本料分子被催化剂活性核心吸附；④本料分子爆收化教反应；⑤产品分子从催化剂内表面脱附；⑥产品分子由催化剂中背中扩集；⑦产品分子扩集到合流中.重量本料反应死成脚法产品可用下图表示：2．催化裂化反应种类石油馏分是由格中搀纯的烃类战非烃类组成，其反应历程格中搀纯，种类繁琐，大概分为几个典型.(1)裂化反应是主要的反应.即C—C键断裂，大分子形成小分子的反应.(2)同构化反应是要害的反应.即化合物的相对付分子量没有变，烃类分子结媾战空间位子变更，所以催化裂化产品中会有较多同构烃.(3)氢变化反应是一个烃分子上的氢脱下去加到另一个烯烃分子上，使其烯烃鼓战，该反应是催化裂化特有的反应.虽然氢变化反应会使产品安靖性变佳，然而是大分子的烃类反应脱氢将死成焦冰.(4)芳构化反应烷烃、烯烃环化死成环烷烃战环烯烃，而后进一步氢变化反应死成芳烃，由于芳构化反应使汽油、柴油中芳烃较多.除以上反应中，另有甲基变化反应、叠合反应战烷基化反应等.（四）主要支配条件及工艺技能特性1．主要支配条件果分歧的工艺支配条件没有尽相共，表2—12列出普遍一段复活催化裂化的主要支配条件.2．工艺技能特性(1)微球催化剂的气—固流态化催化裂化确切一面该当喊做流化催化裂化.微球催化剂(60—70／1m粒径)正在分歧气相线速下浮现分歧状态，可分为牢固床(即催化剂没有动)、流化床(即催化剂只正在一定的空间疏通)战输支床(即催化剂与气相介量一共疏通而离启本去的空间)三种.催化裂化的提下管反应是输支床，而复活器中待死催化剂的烧焦历程是流化床，所以微球催化剂的气—固流态化是催化裂化工艺得以死长的前提，进而使反应—复活能正在分歧的条件下得以真止.(2)催化裂化的化教反应最主要的反应是大分子烃类裂化为小分子烃类的化教反应，进而使本油中大于300℃馏分的烃类死成小分子烃类、气体、液化气、汽油、柴油等，极天里减少了炼油厂的沉量油支率，并能副产气体战液化气.（五）催化剂及帮剂1．催化剂烃类裂化反应，应用热裂化工艺也能完毕，然而是有了催化剂的介进，其化教反应办法分歧，所以引导二类工艺的产品本量战产品分集皆分歧.暂时催化裂化所使用的催化剂皆是分子筛微球催化剂，根据分歧产品央供可制制出百般型号的催化剂.然而其使用本能央供是共共的，即下活性战采用性，良佳的火热宁静性，抗硫、氮、重金属的中毒；佳的强度，易复活，流化本能佳等.暂时罕睹的有重油催化裂化催化剂、死产下辛烷值汽油催化剂、最大沉量油支率催化剂、减少液化气支率催化剂战催化裂解催化剂等.由于催化裂化本料的重量化，使重油催化剂死长格中赶快，暂时海内齐渣油型催化剂本能睹表2—13. 2．催化裂化帮剂为了补充催化剂的其余本能，连年去死长了多种起辅帮效率的帮催化剂，那些帮剂均以剂的办法，加到裂化催化剂中起到除催化裂化历程中的其余效率.如促进复活烟气中CO 变化为C02，普及汽油辛烷值，钝化本料中重金属对付催化剂活性毒性，降矮烟气中的SOx的含量等百般帮剂，它们绝大普遍也是制制成与裂化催化剂一般的微球分别加进复活器内，然而占总剂量很少，普遍正在1％—3％，所以每天增加量惟有10-1000kS／d安排.CO帮焚剂为SiO2—Al2O3细粉上载有活性金属铂制成.辛烷值帮剂大多是含有15％-20％ZSM—5分子筛的Si—Al 微球剂.而金属钝化剂为液态型含锑的化合物，将其注进本料油中，使其领会的金属锑重积正在催化剂上以钝化Ni的活性.（六）本料及产品本量1．催化裂化本资料百般催化裂化所使用的本资料没有尽相共，现将普遍所使用的本资料主要本量汇总，睹表2—14.2．产品本量产品本量睹表2-15。
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毕业设计题目重油催化裂化反应-再生系统工艺设计系（部）化学工程系专业石油化工生产技术指导教师学生时间2013/5/19目录前言第一节设计原则第二节装置状况第三节工艺流程概述3.1反应部分工艺流程3.2再生部分工艺流程第四节设计基础数据4.1原料油物性4.2催化剂的物化性质4.3助剂及相关功用第五节反应再生系统工艺计算5.1再生器物料平衡计算5.2再生器热平衡5.3反应器的热平衡和物料平衡5.4再生器主要附件5.5提升管主要附件5.6两器压力平衡（反应器和再生器）5.7主要设备计算结果汇总第六节主要设备选择第七节反应部分工艺技术方案及特点第八节再生部分工艺技术方案及特点第九节能耗分析和节能措施第十节环境保护及职业安全卫生10.1污染源及治理措施10.2安全措施总结………参考文献…….前言催化裂化是一项重要的炼油工艺。
其技术复杂程度位居各类炼油工艺首位，但因其投资省，效益好，因而在炼油工业中占有举足轻重的地位。
催化裂化过程是原料在催化剂存在时，在470~530度和0.1~0.3mpa的条件下，发生裂解等一系列的化学反应，转化为气体，汽油，柴油等轻质产品和焦炭的工艺过程。
其原料一般是重质馏分油，如减压馏分油和焦化馏分油等，随着催化裂化技术和催化剂的不断发展，进一步扩大原料来源，部分或全部渣油也可以作为催化裂化的原料。
近年来，我国汽车工业飞速发展，2003年全国生产汽车444万辆，截止2003底.全国汽车保有量达到2420辆。
专家预测2020年汽车保有量将超过1亿辆（此外还有1亿辆摩托车）。
在调整车型结构提高燃油经济性的前提下，汽油需求量超过7400万吨、柴油需求量将超过1亿吨。
我过约80%的商品汽油和30%的商品柴油来自催化裂化，使催化裂化成为我国应输燃料最重要的生产装置。
从以上两个方面可见，催化裂化在实际生产中有很重要的意义，研究其工艺很有价值。
在原油价格居高不下，炼化企业的效益日益恶化的背景下，使用劣质原料来获得优质质，是炼厂的必然选择。
因此，要不断开发催化裂化新技术、新工艺，以增加产品收率、提高产品质量，这也是炼化企业在21世纪可持续发展的重大战略措施。
第一节设计原则1 工程设计采用国内开发的先进可靠的工艺技术，成熟可靠的新设备、新材料等，以达到装置技术先进，经济合理。
2 除少量关键仪表及特殊设备需引进外，其它设备及仪表立足国内。
3 尽量采用“清洁工艺”减少环境污染。
严格遵循环保、安全、卫生有关法规，确保装置的安全生产。
4 充分吸收国内生产装置长期实践积累的有利于长周期运转，降低能耗以及简化操作等方面的经验，确保装置投产后高水平，安、稳、长、满、优生产。
第二节装置概况1采用集散型控制系统（DCS），提高自动控制水平。
2采用HSE（health, safety, environment）管理体系，以便减少可能引起的人员伤害、财产损失和环境污染。
3 原料油设计采用的原料油为胜利减压流出油。
4 催化剂及助剂采用LB-1催化剂，同时采用CO助燃剂、辛烷值助剂、钒捕获剂、SO X转移助剂、金属钝化剂。
5 设计内容和范围本装置为反应再生部分，包括反应器、再生器、沉降器、旋风分离器等部分。
第三节工艺流程概述3.1 反应部分工艺流程以往设计采用新鲜原料与回炼油混合进料，本设计采用分段进料，将新鲜原料用途回炼油分开。
提升管底部设有预提升蒸汽和提升蒸汽（或干气）。
从再吸收塔来的部分脱前干气经流控阀和提升管底部的莲蓬式分布器进入提升管，与预提升蒸汽等作提升介质，将从再生器来的约640—700℃的再生催化剂提升到进料位置。
提升管反应器进料有下而上依次是新鲜原料、回炼油、回炼油浆、急冷水（含硫污水或除盐水）、和急冷油（可以是粗汽油、轻柴油）进料喷嘴。
新鲜原料和回炼油分为几路，每路设有流量控制阀，每路在分两支，每支路又加流量指示，以保证各路进料流量均匀，然后经过相应的进料喷嘴进入提升管反应器。
从油浆泵来的约350℃的部分油浆经流控阀和油浆进料喷嘴进入提升管，其雾化蒸汽上设有限流孔板。
除盐水或分馏含硫污水泵来的部分含硫污水经流控阀雾化进入提升管。
从分馏部分来的急冷油经流控阀和急冷油喷嘴、经雾化蒸汽后进入提升管。
根据原料性质和产品质量、产品分布要求，用再生单动滑阀自动控制提升管（或聚气室）出口温度约480～510℃从沉降器顶旋风分离器和提升管出口快速分离器分离下来的催化剂进入提升管，与汽提蒸汽逆流接触，置换出的催化剂颗粒间孔隙内油气汇合进入沉降器顶旋风分离器。
沉降器汽提段料位由待生单动滑阀自动控制。
根据生产要求，用流控阀控制汽提蒸汽流量。
重油催化裂化装置多使用金属钝化剂。
金属钝化剂用量由计量泵从储罐中抽出，根据原料性质和平衡催化剂污染情况，按一定比例与新鲜原料混合后进入提升管反应器。
采用非水溶性金属钝化剂，还需打入一定量的柴油，以提高注入管线的线速度，防止管线堵塞。
3.2 再生部分工艺流程来自沉降器汽提段的待生催化剂经待生催化剂分布器进入再生器床层，与贫氧主风逆流接触，烧掉催化剂上的大部分氢和碳，然后与从主风分布管来的主风接触，烧焦后的再生催化剂经再生器底部的淹流管排出再生器。
夹带催化剂的再生烟气上升穿过催化剂床层进入设在稀相段两级多组旋风分离器，绝大部分催化剂分离下来返回催化剂床层。
分离后的烟气经聚气室排进再生烟道，经蒸汽过热器温度降到700℃以下，在经第三级旋风分离器（三旋），将烟气含尘量250mg/m3以下，大部分烟气进入烟气轮机（烟机）发电或带动主风机运转。
烟机出口烟气与其旁路烟气汇合，经过余热锅炉，温度降到180℃后排入大气第四节设计基础数据4.1 原料油物性（见表1）表1 原料油物性4.2 催化剂物化性质（见表2）表2 LB-1催化剂物化性质堆密度/g·ml 0.85～0.9 0.97 Ni / 1953 磨损指数/% 2.2～3.9 / V / 2074.3 助剂及相关功用表3 助剂及功用助剂名称组成特点作用CO助燃剂Pt（Pd）/Al2O3促进CO转化成CO2，降低再生剂的喊炭量，提高催化剂活性，减少催化剂循环量和消耗，提高轻质油收率辛烷值助剂ZSM-5分子筛进行二次反应，如二次裂化、异构化等，以提高催化裂化汽油的辛烷值金属钝化剂Sb（Sn）有机化合物使催化剂上的有害金属（Ni）减活，以减少其毒害作用，改善裂化产物的选择性。
钒捕获剂固钒剂R和ZSM-7 使再生催化剂上的钒转化为五价钒酸，再与钒捕获剂中的碱性金属氧化物化合生成稳定的钒酸盐SO x转移剂MgO等金属氧化物将再生过程中的SO x转化为金属硫酸盐，减少SO X 排放量。
第五节反应——再生系统的工艺计算催化裂化反应再生系统的工艺简图如图一，催化裂化反应再生系统的工艺设计计算主要包括以下几个方面：①再生器物料平衡和热平衡计算②反应器的热平衡和物料平衡计算③再生器主要附件工艺设计计算，包括壳体、旋风分离器、分布管（板）、淹流管、辅助燃烧室滑阀、稀相喷水等④提升管及主要附件工艺设计计算⑤两器压力平衡。
包括催化剂输送管路⑥催化剂储管及抽空器⑦其他细节，如喷嘴、松动点的布置，限流孔板的设计等图 1 烧焦罐式FCC工艺反再部分流程图5.1 再生器物料平衡再生器主要操作数据入下5.1.1烧焦量及烧氢量烧碳量=3.8×103×0.9=3.42×103kg/h=285kmol/h 烧氢量=3.8×103×0.1=0.38×103kg/h=190kmol/h 因烟气中CO 2/CO(体)=1.5，所以生成CO 2的量为：kg/h 2052kmol/h 17115.15.1285==+⨯生成的CO 中C 为285－171=114kmol/h=1368kg/h 5.1.2 理论干空气量碳烧成CO 2需O 2量=171×1=171kmol/h 碳烧成CO 需O 2量=114×1/2=57kmol/h 氢烧成H 2O 需O 2量=190×1/2=80kmol/h 则理论需O 2量=171+57+80=308kmol/h=9856kg/h 理论带入N 2量=308×79/21=1158.67kmol/h=32442.76kg/h 所以理论干空气量=308+1158.67=1466.67kmol/h=42298.76kg/h 5.1.3 实际干空气量烟气中过剩O 2的体积分数为0.5%。
则由（过）（过）（过）（过）（过）（理）（过）22222222O 2179O 76.1158114171O O N N CO CO O 0.5% +⨯+++=++++=解上述方程便可求得过剩O 2量 O 2（过）=7.39 kmol/h所以实际干空气量=1466.67+7.39+27.80=1501.86 kmol/h=43313.64 kg/h 5.1.4 需要湿空气的量大气的温度为25℃，相对湿度为50%，查空气的湿焓图得空气的湿焓量为 0.010kg (水)/ kg (干空气) 所以空气中的水汽量=43313.64×0.010=433.14 kg/h=24.06 kmol/h湿空气量=1501.86+24.06=1525.92 kmol/h=34180.61m 3(N)/h=569.68m 3(N)/min,此即 正常操作下的主风量 5.1.5 主风单耗（焦））（烧焦量湿空气量主风单耗kg /N m 99.8108.361.3418033=⨯==5.1.6 总干烟气量由以上计算可知干烟气中的个组分的量，将其相加，即得总干烟气量总干烟气量=CO 2+CO+O 2+N 2=171+114+7.39+27.80+1158.67 =1478.86 kmol/h=44173.64 kg/h 5.1.7 湿烟气量及烟气组成（见表5）表5 湿烟气量及烟气组成①按每吨催化剂带入1kg水气及设催化剂循环量为1300t/h。
②粗估算值。
5.1.8 烟风比湿空气量/主风量（体）=1726.63/1525.92=1.135.2 再生器热平衡5.2.1 烧焦放热生成CO2放热=2052×33873=6950.74×104kJ/h生成CO放热=1368×10258=1403.29×104 kJ/h生成H2O放热=380×119890=4555.82×104 kJ/h合计放热=12909.85×104 kJ/h5.2.2 焦炭吸附热（脱附热）按目前工业上采用的计算方法有：焦炭吸附热=12909.85×104×11.5%=1484.63×104 kJ/h5.2.3 主风由140℃升至650℃需热干空气升温需热=43313.64×1.09×（650-140）=2407.81×104 kJ/h 水汽升温需热=433.14×2.07×（650-140）=45.73×104 kJ/h5.2.4 焦碳升温需热假定焦炭的比热与催化剂的相同，也取1.097 kJ/kg·℃,则焦炭升温需热=3.8×103×1.097（650-140）=212.60×104 kJ/h5.2.5 待生剂带入水汽升温需热440×2.16×（650-470）=17.11×104 kJ/h5.2.6 吹扫、松动蒸汽升温需热166.86×（3816-2780）=17.29×104 kJ/h5.2.7 散热损失582×烧炭量（以kg/h计）=582×3.42×103=199.04×104 kJ/h5.2.8 给催化剂的净热量=焦炭燃烧热－[第⑵项至⑺项之和]=12909.85×104-[1484.63+2407.81+45.73+212.60+17.11+17.29+199.04] ×104=8525.64×104 kJ/h5.2.9 计算催化剂循环量G8525.64×104=G×103×1.097×(650-470)则G=431.77×103t/h5.2.10 再生器热平衡汇总（见表6）表6 再生器热平衡汇总5.3 反应器的热平衡和物料平衡5.3.1 再生器物料平衡（见表7）⑴反应条件（见表8）⑵产品产率（见表六）⑶5.3.2 反应器物料平衡由已知条件就可以直接进行物料平衡，其结果列于表11，表12表11 入方物料②按总进料的1%计算。