催化裂化仿真实验
石油催化裂化仿真的工艺流程
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催化裂化装置模拟设计实例(清晰版)
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AOTO 北京中油奥特科技有限公司
图 2-3 注意：LIST OF SELECTED COMPONENT（组份选择表）的框已变为蓝色， 表示为用户提供的数据。 这时没有表示仍需输入数据的红框，单击 OK 按钮退出此窗口。
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AOTO 北京中油奥特科技有限公司
三、定义热力学方法（必须）
对于计算烃类物质的首选方法是 SOAVE-REDLICK-KWONG 方程，但 SRK 方程对氢气计算误差大。 选择热力学方程的方法如下： z 在工具棒上单击图标 （初次选择前框为红色），你可以在普通
70.00
138.00
90.00
166.00
100.00
185.00
41200.千克/小时
42.00 ℃
12.000 千克/平方厘米
流量： 温度： 压力：
补充吸收剂
以真实沸点切割的馏分
0.00
177.00
10.00
197.00
50.00
228.00
90.00
304.00
100.00
343.00
11700.千克/小时
①塔釜 C2 浓度均设为 0.15％
②单股进料：温度 70℃ ，进料位置塔顶第一板
③双股进料：
第一股温度 36℃，流量为总进料量 1/3
催化裂化装置模拟分析
结论
对稳定塔回流比进行灵敏度分析，发现当回流 比为2.5时，操作最优。 优化解吸塔塔底热负荷，当热负荷为9400KW 时，液化气产品中碳二含量基本为零。 优化补充吸收剂用量，当补充吸收剂用量量为 100t/h时，能完全达到吸收效果，比当前工况 节能2300KW。
展望
对于稳定塔，操作压力降低，产品容易分离， 再沸器热负荷减少；同时，由于压力降低，塔 顶回流温度降低，使用循环水难以冷凝，存在 最优操作压力。 对于解吸塔，可以采用塔顶全部进料，中间再 沸的方法，降低塔底热负荷。 对于吸收塔，可优化中段循环冷却流量，找出 最优吸收温度。
标定值
1.21 58.5 113 9128
模拟值
1.21 48.78 115 9213
吸收塔和再吸收塔模拟结果
项 干气流量 干气中>C2含量 目 单位 t/h v% 标定值 12 1.11% 模拟值 11.4 0.78%
吸收塔顶温度
吸收塔中段循环量
℃
t/h
24.1
210
33.0
240
贫吸收油流量
t/h
催化裂化吸收稳定系统
模拟分析与操作调优
汇报人： 组长： 成员：
催化裂化工艺描述 吸收稳定系统模拟 操作调优 结论和展望
催化裂化装置在炼油中的地位
H2
直馏汽油 催化重整
高辛烷值汽油
混合芳烃 直馏煤油 直馏轻柴油 液化气 催化汽油
原油
常压蒸馏
直馏重柴油
常压渣油 减压馏分油 减压蒸馏 减压渣油
塔底热负荷，KW 13900
吸收稳定系统流程模拟
吸收稳定系统流程模拟
稳定塔模拟结果
项 塔顶压力 塔顶温度 塔底温度 进料温度 目 单位 MPa（绝） ℃ ℃ ℃ 标定值 0.98 52.7 158.1 128.2 模拟值 0.98 49.6 158 128
01 最新小型提升管催化裂化实验
小型提升管催化裂化试验一、实验目的1、了解催化裂化在石油加工过程中的重要性；2、了解催化裂化的基本原理；3、了解实验装置及流程，掌握基本操作；4、学会实验数据的记录及处理方法。
二、实验原理从石油中用简单的蒸馏方法获得的汽、煤、柴油轻质燃料，在质和量两方面均不能满足人们的需要。
因此，往往需将石油中的重质馏分通过催化剂的作用，在一定的温度条件下经一系列化学反应转化为轻质油品。
催化裂化是重油轻质化的一个主要炼油工艺。
由于轻质油的需求量大，价值高，工艺装置的建设投资相对较低，规模又较大，经济效益好，所以受到极大重视，在炼油工业中占有极其重要的地位。
催化裂化反应是在催化剂表面上进行的，属于“气—液—固”非均相催化反应。
原料进入反应器后经过以下七个步骤才变成产品离开催化剂。
第一步，原料分子从主气流中扩散到催化剂表面；（外扩散）第二步，原料分子沿催化剂孔道向催化剂内部扩散；（内扩散）第三步，靠近催化剂表面的原料分子被催化剂活性中心吸附，原料分子变得活泼，某些化学键开始松动；（吸附、活化）第四步，被吸附的原料分子在催化剂表面发生化学反应；（反应）第五步，产品分子从催化剂表面上脱附下来；（脱附）第六步，产品分子沿催化剂孔道向外进行扩散；（内扩散）第七步，产品分子扩散到主气流中去。
（外扩散）(一)催化裂化的化学反应催化裂化过程中的化学反应并不是单一的裂化反应，而是多种化学反应同时进行。
1、裂化反应催化裂化过程中的主要反应是裂化反应，即C －C 键断裂，其反应速度较快，如：CH 3-CH 2-CH 2-CH 2-CH 2-CH 2-CH 3 CH 2=CH-CH 3+CH 3CH 2CH 2CH 3 (正庚烷) (丙烯) (丁烷)C C-CC=C-C-C-C(乙基环戊烷) (2－乙基戊烯－1)-C-C-CC C +(异丁基苯) (苯) (异丁烯) 2、异构化反应异构化反应是催化裂化的重要反应，它是在分子量大小不变的情况下，烃类分子发生结构和空间位置的变化。
催化裂化dcs集散控制系统仿真模拟实训和常减压装置仿真系统模拟
催化裂化dcs集散控制系统仿真模拟实训和常减压装
置仿真系统模拟
催化裂化DCS集散控制系统仿真模拟实训和常减压装置仿真系统模拟
催化裂化DCS集散控制系统是石油化工行业中的重要设备之一，它可以实现对催化裂化装置的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
为了提高操作人员的技能水平和应对突发情况的能力，许多企业都会开展催化裂化DCS集散控制系统仿真模拟实训。
在这种实训中，操作人员可以通过模拟真实的生产场景，学习催化裂化DCS集散控制系统的操作流程和应对突发情况的方法。
通过实际操作，他们可以更好地理解催化裂化DCS集散控制系统的工作原理和控制策略，提高自己的技能水平。
除了催化裂化DCS集散控制系统仿真模拟实训，常减压装置仿真系统模拟也是石油化工行业中的重要实训内容。
常减压装置是炼油厂中的重要设备之一，它可以将原油分解成不同的组分，提高产品的质量和产量。
在常减压装置仿真系统模拟中，操作人员可以通过模拟真实的生产场景，学习常减压装置的操作流程和应对突发情况的方法。
通过实际操
作，他们可以更好地理解常减压装置的工作原理和控制策略，提高自己的技能水平。
总之，催化裂化DCS集散控制系统仿真模拟实训和常减压装置仿真系统模拟是石油化工行业中非常重要的实训内容。
通过这些实训，操作人员可以更好地掌握设备的操作流程和应对突发情况的方法，提高自己的技能水平，为企业的发展做出更大的贡献。
化工仿真实习软件之催化裂化反应再生系统
第十三章催化裂化反应再生系统一、.装置概述及工艺流程说明1．装置概述反应再生系统是催化裂化装置的核心组成部分。
本仿真软件模拟了80万吨／年处理量，高低并列式提升管反应器结构的反应再生系统。
采用高活性分子筛催化剂。
主要设备如下：Ｔ０１再生器Ｔ０２反应器及沉降器Ｆ０１原料预热炉Ｆ０２再生器辅助加热炉Ｃ０１主风机（烟机＋主风机＋电动／发电机三机组）Ｃ０２汽压机Ｐ０１回炼油泵Ｐ０２原料油泵Ｐ０３回炼油浆泵再生器、反应器和沉降器通过待生斜管和再生斜管相连。
斜管装有膨胀节和吹扫松动设备。
两斜管上分别装有待生单动滑阀和再生单动滑阀。
再生烟气经三级旋风分离器至烟机和双动滑阀。
提升管反应器为直管式，出口采用伞帽型快速分离装置。
沉降器和提升管反应器同轴。
汽提段装有环盘形挡板。
再生器下部采用分布板式空气分布器。
待生催化剂从下部进入再生器，再生催化剂由上部溢流管引出。
2、工艺流程说明参见图13-1、图13-2及图13-3。
原料油通过油泵P02加压输送，经换热进入原料预热炉F01对流段。
出对流段后与P01输送来的回炼油混合进入F01的辐射段，加热至365℃，由喷嘴经雾化蒸汽雾化后喷入提升管底部，混合油料流量由FIC-3控制。
回炼油浆用泵P03加压，直接通过FIC-4流量控制，与蒸汽雾化后喷入提升管中部。
两路油料喷入反应器后与高温再生催化剂相遇，产生汽化反应。
油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起以７~８m/s的入口线速运载催化剂沿提升管向上流动。
在480℃的反应温度下停留约２~４s，以13~20 m/s 的高线速通过提升管出口的快速分离器进入沉降器。
带有少量催化剂颗粒的裂化油气与蒸汽的混合气体经两级旋风分离器，进入集气室，由沉降器顶部，经油汽线进入分馏塔下部。
经快速分离器分出的催化剂，自沉降器下部进入汽提段。
经旋风分离器回收的催化剂通过料腿也流入汽提段。
进入汽提段的待生催化剂用蒸汽吹脱吸附的油气，经待生斜管，在待生单动滑阀的控制下以切线方向进入再生器。
催化裂化反再系统动态建模与仿真研究
石油化工领域一直是全球能源领域的重要组成部分，而催化裂化反再系统作为炼油装置的重要工艺之一，其动态建模与仿真研究对于工艺优化和安全生产具有重要意义。
本文将对催化裂化反再系统动态建模与仿真研究进行探讨，以期为相关领域的研究者和工程师提供参考及借鉴。
一、催化裂化反再系统概述催化裂化是指将重质石油分馏馏分（如原油、石脑油、重油等）在催化剂的作用下，经过裂化、重组等化学反应，产生低碳烷烃、烯烃和芳烃混合物的炼油工艺。
而催化裂化反再系统则是在裂化的基础上，将裂化产物再经过一系列的进一步处理，以提高产物的质量和收率。
催化裂化反再系统通常包括热裂化反应器、再生装置、分馏系统、产品处理装置等部分，其复杂的化学反应过程和动态特性使得系统的动态建模与仿真研究备受关注。
二、催化裂化反再系统动态建模1. 动态建模的目的和意义催化裂化反再系统是一个典型的多变量、非线性、时变的工业过程，其动态特性受到多种因素的影响。
动态建模的目的在于通过建立系统的数学模型，揭示系统的运行规律和特性，为工艺优化、控制策略设计和故障诊断等问题提供理论依据和技术支持。
2. 动态建模的方法和技术动态建模的方法和技术包括传统的物理模型方法和数据驱动的建模方法。
传统的物理模型方法基于工艺和化学原理，通过建立反应动力学方程、质量平衡方程、能量平衡方程等来描述系统的动态特性。
而数据驱动的建模方法则是基于系统的运行数据和历史数据，利用统计分析、系统辨识等方法来建立系统的动态模型。
在催化裂化反再系统的建模中，往往需要综合运用多种方法和技术，以充分揭示系统的复杂动态特性。
三、催化裂化反再系统的动态仿真研究1. 动态仿真的意义和应用动态仿真是指通过运行建立的系统动态模型，模拟系统在不同操作条件下的动态响应，以评估系统的稳定性、控制性能和优化效果。
在催化裂化反再系统中，动态仿真可以帮助工程师和研究人员深入了解系统的动态特性，设计和验证控制策略，指导操作人员进行培训和操作优化，并对系统的安全性和稳定性进行评估。
催化裂化装置流程模拟与优化案例分析[1]
![催化裂化装置流程模拟与优化案例分析[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/75cdd7b38bd63186bcebbc7a.png)
裂化热因子
裂化热因子 =
表观裂化热 理论裂化热
第16/45页
8
3、数据输入及模型校正
焦中氢
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4、预测研究及模型微调
预测模式
主体预测 全部预测
第18/45页
9
4、预测研究及模型微调
典型独立变量
新鲜进料流率 提升管出口温度 原料预热温度 主风量 烟气O2含量 再生剂定碳 新鲜剂补充量 平衡剂活性
5
10
15
柴油（W%）与操作条件关系
6.00 5.95 5.90 5.85 5.80 5.75
0
5
10
15
生焦量（W%）与操作条件关系
92.0
91.8
91.6
91.4
91.2
91.0
0
2
4
6
8
10
12
14
装置液收（C3+液体，W％）与操作条件关系
从以上产品收率变化趋势 可以出工况5为预测工况中最 好操作条件。
序号 1 2 3 4 5
解吸塔塔底温度 122℃ 123℃ 124℃ 125℃ 126℃
干气中丙烯（wt%） ? ? ? ? ?
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14
例：操作参数目标值筛选
序号 1 2 3 4 5
解吸塔塔底温度 122℃ 123℃ 124℃ 125℃ 126℃
干气中丙烯 1.69wt% 1.73wt% 1.80wt% 1.89wt% 2.47wt%
原料重量 — 产品重量 误差 =
× 100
原料重量
误差大于 +/- 2.0% 数据需要重新核查
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2、物料平衡校验
合理的产品收率
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荆楚理工学院化工与药学院实验报告姓名学号专业成绩
课程名称：日期指导教师：实验题目：
一、目的要求
1、理解催化裂化反应再生工段反应原理、工艺流程；
2、了解各类工艺设备、控制仪表；
3、学习生产中的事故现象分析、判断、处理方法；
4、能进行本工段的各项操作。
二、实验仪器
计算机、催化裂化反应仿真软件
、
三、实验步骤（冷态开车）
催化剂储罐装剂
打开催化剂进V01阀VD3007
打开抽真空系统
打开抽真空系统
开输送风边界阀VD3010
开输送风将催化剂加进V01内
打开催化剂输送料斗边界阀VD3006
V01罐内建立料位
V01罐装催化剂至70%
关闭催化剂料斗边界阀
关闭V01抽真空系统
关闭V01抽真空系统
关闭催化剂进V01阀
打开VD3012给V01充压
V01锥体给松动风
V01锥体给松动风
控制V01压力为0.4MPa
反再进行气密试验
打开反应器顶放空阀HIC1001
打开提升管温度控制再生滑阀TRCA1001 打开再生斜管压差控制阀PDRC1007
将再生滑阀手摇改自动，再生滑阀开
开沉降器料位控制阀WRCA1001
开压差控制阀PDRC1009
将待生滑阀手摇改自动，待生滑阀开
开外循环斜管滑阀HIC1003
打开双动滑阀PRC2001B
打开双动滑阀PV2001A
打开外取热器下滑阀HIC1002
打开备机B02出口放空阀VA4003
打开备机B02出口放空阀VA4004
启动备机B02
打开截至阀VD4002
打开去烧焦罐截至阀VD4003
关闭备机B02出口放空阀VA4003
关闭备机B02出口放空阀VA4004
吹扫，维持反应压力为0.05MPa
吹扫，维持再生压力为0.05MPa
关闭反应器顶放空阀HIC1001
控制反应器系统压力达到0.25MPa
控制再生器系统压力达到0.25MPa
试压完毕，打开反应器放空阀HIC1001
热工岗位准备工作
外取热汽包上水
维持外取热汽包V05液位50%
开工炉点火反再升温过程
向瓦斯缓冲罐V04引瓦斯
辅助燃烧室引瓦斯
辅助燃烧室点火升温
控制二密稀相温度200度
控制二密稀相温度350度
控制二密稀相温度500度
控制烧焦罐温度200度
控制烧焦罐温度350度
控制烧焦罐温度500度
当外取热器温度达150度，打开阀VD2009
当外取热器温度达150度，打开阀VD2010
当外取热器温度达150度，打开阀VD2011
当再生器温度高于300度时，开增压机
开增压机出口截至阀
向外取热器A送风
向外取热器B送风
当外取热汽包压力达到0.5MPa时，投用连排VD2012 当外取热汽包压力达到0.5MPa时，投用连排VD2013 控制二密温度大于540度
控制烧焦罐温度大于540度
控制外取热器A温度大于400度
控制外取热器B温度大于400度
控制反应器温度大于500度
热拆大盲板赶空气
关闭再生滑阀TV1001
关闭待生滑阀WV1001
关闭沉降器顶放空阀
开提升管预提升蒸汽赶空气
开提升管松动蒸汽VD1036
开提升管松动蒸汽VD1037
开新鲜原料雾化蒸汽FRC1031
开油浆雾化蒸汽FRC1032
开急冷油雾化蒸汽VD1033
开沉降器汽提蒸汽FRC1034A
开沉降器汽提蒸汽FRC1034B
开沉降器上部防焦蒸汽VD1031
开沉降器上部防焦蒸汽VD1032
沉降器压力升至0.1MPa
开沉降器顶放空阀
停提升管预提升蒸汽赶空气
停提升管松动蒸汽VD1036
停提升管松动蒸汽VD1037
停新鲜原料雾化蒸汽FRC1031
停油浆雾化蒸汽FRC1032
停急冷油雾化蒸汽VD1033
停沉降器汽提蒸汽FRC1034A
停沉降器汽提蒸汽FRC1034B
停沉降器上部防焦蒸汽VD1031
停沉降器上部防焦蒸汽VD1032
拆大盲板，将反应分馏连通
开提升管预提升蒸汽赶空气
开提升管松动蒸汽VD1036
开提升管松动蒸汽VD1037
开新鲜原料雾化蒸汽FRC1031
开油浆雾化蒸汽FRC1032
开急冷油雾化蒸汽VD1033
开沉降器汽提蒸汽FRC1034A
开沉降器汽提蒸汽FRC1034B
开沉降器上部防焦蒸汽VD1031
开沉降器上部防焦蒸汽VD1032
投用烧焦罐燃烧油雾化蒸汽VA2003
开分馏塔顶大蝶阀，引蒸汽走正常流程提沉降器压力至0.12MPa
提再生器压力至0.11MPa
装催化剂三器流化
关闭半再生滑阀
关闭外取热器下滑阀
开大型加料输送风向烧焦罐加剂
开V01底部阀VD3022
打开去烧焦罐器壁阀VA2005
将二密料位升至150
二密料位达到150后，开半再生滑阀HIC1003
打开外取热器下滑阀保持流化
当二密料位150，烧焦罐100左右，关闭烧焦罐器壁阀VA2005 当烧焦罐温度380度以上时，喷燃烧油
当再生器温度500度以上时，停辅助燃烧室
打开烧焦罐器壁阀，继续加剂
开再生滑阀，向反应器转剂
打开待生滑阀
调节燃烧油，使床层维持550-600度
控制沉降器料位90
控制二密料位150
控制烧焦罐料位100
反应进油并调整至正常
控制提升管出口温度514.5度以上
开原料油控制阀
逐渐提高原料油进料量至300t/h
逐渐开大回炼油量至88t/h
开烟机入口阀VD2006
开烟机入口阀PV2001C
打开主风机出口放空阀
打开主风机出口放空阀
启动主风机B01
打开静叶轮角度调节，调整主风机出口压力
关闭主风机出口放空阀
关闭主风机出口放空阀
打开主风机出口电动阀VD4001
打开备机出口放空阀
打开备机出口放空阀
关闭备机B02
关闭备机出口放空阀
关闭备机出口放空阀
逐渐提高原料油进料量至440t/h
开原料油阀时逐渐关小雾化蒸汽至正常量
控制烧焦罐温度为700度
控制二密温度为710度
控制再生器压力0.29MPa
控制反应器压力0.25MPa
控制再生器氧含量1-6%
投用钝化剂
四、实验心得体会
这次仿真实验，让我更深入地了解生产装置的工艺过程，理解理论与生产实际相结合的作用，在减少对实际生产干扰的情况下，提高操作水平，这种经历使得我们这些即将面向社会，走向工作岗位的毕业生们对各种过程的流程和相关程序有了感性上深刻的认识和了解，也让我们接触到了企业实际生产的去盘工作流程，将书本上的知识与实际情况很好的结合，做到学以致用。
感谢学校能给我们提供这么好的学习机会！也感谢老师的悉心指导。
此处写实验心得，字体为宋体小四号。