催化裂化主分馏塔的模拟
ASPEN_吸收稳定
催化吸收稳定系统流程模拟计算
1 工艺流程简述
催化裂化是我国最重要的重质石油馏份轻质化的装置之一。
它由反再、主分馏及吸收稳定系统三部分所组成。
分馏系统的任务是把反再系统来的反应产物油汽混合物进行冷却，分成各种产品，并使产品的主要性质合乎规定的质量指标。
分馏系统主要由分馏塔、产品汽提塔、各中段回流热回收系统，并为吸收稳定系统提供足够的热量。
吸收稳定系统对主分馏塔来的压缩富气和粗气油进行加工分离，得到干气、液化气及稳定汽油等产品。
一般包括四个塔第一塔为吸收塔，用粗汽油和补充稳定汽油吸收富气中的液化气组份，吸收后的干气再进入到再吸收塔，用FCC主分馏塔来的柴油吸收其中的较轻组份，再吸收塔顶得到含基本不含C3组份的合格干气，再吸收塔底富柴油回到分馏系统。
吸收塔底富吸收液进到平衡罐，与压缩富气及解析气平衡后进入解吸塔。
解吸塔底脱除C2组份的液化气和汽油组份再进到稳定塔，通过分离稳定塔顶得到C5合格的液化气组份，塔底得到C4合格的汽油，合格汽油一部分作为补充吸收剂进入吸收塔，一部分作为产品出装置。
图1 催化吸收稳定系统模拟计算流程图
0-RGAS富气；0-USGSLN 粗汽油；0-LDSL贫柴油；P-RDSL富柴油；P-DGAS干气；P-LPG液化气；P-STGSLN稳定汽油产品；1-STGSLN补充稳定汽油；
C301 富气压缩机；V302平衡罐；T1-PABS吸收塔，T3-STRP解吸塔，T2-SABS再吸收塔，T4-DBTN稳定塔
第2页共4页
2 需要输入的主要参数2.1装置进料数据
2.2 单元操作参数
2.3 产品要求。
Aspen经典算例
1、 装置进料数据
表进料数据
1.进出料参数
出料量Kg/h
进料温度
进料压力Kg/cm2
进料组成WT%
H2O
H2
N2
CO2
H2S
CH4
C2H6
C2H4
C3H8
C3H6
NC4
IC4
丁烯-1
异丁烯
顺丁烯-2
反丁烯-2
IC5
C5=
常压瓦斯268
11
馏程
IP
10%
30%
50%
70%
90%
EP
应用方案研究功能研究，考察贫汽油流量、贫柴油流量对贫气中C3含量、液化气中C2含量的影响。
变量：1.贫汽油流量
2.贫柴油流量
考察参数：1.贫气中C3含量
2.液化气中C2含量
三、软件版本
采用ASPEN PLUS 软件版本，文件名
MDEA脱硫流程模拟计算
一、工艺流程简述
表1 进出料参数
出料量Kg/h
进料温度
进料压力Kg/cm2
进料组成WT%
H2O
H2
N2
CO2
H2S
CH4
C2H6
C2H4
C3H8
C3H6
NC4
IC4
丁烯-1
异丁烯
顺丁烯-2
反丁烯-2
IC5
C5=
减压瓦斯268
11
馏程
IP
10%
30%
50%
70%
90%
EP
比重
产品抽出板
减顶油1550
11
86
112
167
h
中段回流3
基于流程模拟的催化裂化吸收稳定系统分析与操作优化
二次 加工 工艺 ， 中吸 收稳 定 系 统 是将 粗 汽 油 、 其 富
气分 离成 干气 、 液化 气 和 蒸气 压 合 格 的稳 定 汽 油 。 目前 ， 由于装置 设计 和 操 作原 因 ， 吸收 稳 定 系 统普 遍存 在干 气 中含 有 液 化 气 成 分 、 化 气 或 汽 油 质 液
得 到 富 吸 收 油 。从 平 衡 罐 出来 的 液 相 进 入 的脱 乙烷 汽油 经 稳 定 汽 油预 热 后
１ 工 艺 流 程 简 介
国 内某 炼油 企业 １ ０ｔ ／ 化 裂 化 装 置 吸 收 ８ ｈ催 稳 定 系 统 流 程 示 意 见 图 １ 从 分 馏 塔 塔 顶 来 的 。 富 气 被 压缩 后 ， 与解 吸 塔 塔 顶 气 、 收 塔 塔 底 油 吸
混 合 后 进 人 平 衡 罐 ， 行 气 液 分 离 。从 平 衡 罐 进 出来的气相 进入 吸 收塔 底部 ， 以粗 汽 油 和 稳 定
石 控 制 与 优 化
油
炼
制
与
化
Ｔ
２１ ０ ２年 １月
ＰＥ ＴＲＯＩＥＵＭ ＲＯＣＥ Ｓ ＮＧ Ｐ Ｓ １ ＡＮＤ ＴＲＯＣＨ Ｅ Ｉ ＰＥ Ｍ ＣＡＩＳ
第 ４ ３卷 第 １期
基 于流 程 模 拟 的催 化 裂 化 吸收 稳 定 系统 分 析 与 操 作 优 化
雷 杨 ，张 冰 剑 ，魏 志 强 ，陈 清 林
数据 的 对 比分 析 ， 定 模 拟 过 程 的 热 力 学 方 法 为 Ｓ Ｋ， 对 参 数 进 行 规 定 。在 确 定 吸 收 稳 定 系统 干 气 、 化 气 确 Ｒ 并 液 和稳 定 汽 油等 产 品 质量 的条 件 下 ， 各 影 响 因 素 进 行 分 析 ， 究 其 对 系 统 能 耗 和 吸 收 效 果 的 影 响 ， 到 系 统 优 化 对 研 得
催化裂化
胜利
0.23 0.29 <0.02 0.2～0.4 4.7 8.5 4.8 39.2
2.以重油为裂化原料时会遇到以下技术困难： ①焦炭产率高 原因是：
重油的H/C比较低，含稠环芳烃多，胶质沥青质含量高；
重金属污染催化剂 引起一系列的问题，主要有： 再生器烧焦负荷大 焦炭产率过高，会大大破坏装置的热平衡 装置能耗增大
5～10
6～8
二：催化裂化的发展过程
分解等反应生成气体、汽油等小分子产物
催化裂化反应
缩合反应生成焦炭
反应：吸热过程
催化裂化 再生：放热过程
催化裂化的发展可以分成以下几个阶段：
1．天然白土和固定床催化裂化 2．合成硅铝催化剂和移动床催化裂化
①移动床催化裂化
②流化床催化裂化
3．分子筛催化剂和提升管催化裂化
次反应
二次反应并非对我 们的生产都有利，应 适当加以控制
为了获得较高轻质油收率，不追求反应深度过大，而是在
适当反应深度的基础上对未反应原料进行回炼 “未反应原料”是指反应产物中沸点范围与原料相当的那 一部分，称回炼油或循环油 目前我国的催化裂化装置采用的反应温度一般比国外低
三：渣油催化裂化
芳香基原料油、催化裂化循环油或油浆(其中含有较多的稠
环芳烃)较难裂化，要选择合适的反应条件或者先通过预处理
来减少其中的稠环芳烃而使其成为优质的裂化原料，如循环 油可作如下处理： 加氢→含环烷烃较多→优质裂化原料 溶剂抽提分理出芳烃(化工原料)→裂化
2．复杂的平行—顺序反应
重质石油馏分
中间馏分
烷烃
烯烃
①反应速度比烷烃快得多； ②氢转移显著，产物中烯烃、尤其 是二烯烃较少。
①反应速度与异构烷烃相似； ②氢转移显著，同时生成芳烃。 ①反应速度比烷烃快得多； ②在烷基侧链与苯环连接的键上断 裂。
催化裂化装置操作工(高级及技师)考试模拟题与参考答案
催化裂化装置操作工（高级及技师）考试模拟题与参考答案一、单选题（共53题，每题1分，共53分）1.烟机轮盘冷却蒸汽的作用，是冷却轮盘的()部分，以降低轮盘的应力，延长使用寿命。
A、叶轮B、导向叶环C、叶片D、叶根正确答案：D2.对于使用干气密封系统的气压机组，开机条件必须满足主密封气与前置缓冲气压差不小于()MpA.A、0.1B、0.2C、0.3D、0.4正确答案：C3.关于控制阀风开风关选定原则说法正确的是()。
A、控制闭环的要求B、现场安装的要求C、工艺生产的安全要求D、操作的方便性正确答案：C4.汽轮机在启动时，低速暖机的目的是()。
A、检查润滑油系统运行状况B、确认调速系统运行工况C、使机组各部件受热均匀膨胀D、投用自保连锁正确答案：C5.切断进料后,主风仍保持时,再生温度不能低于(A、400℃B、350℃C、450℃正确答案：A6.主风机组的逻辑控制内容可由一台可编程序控制器完成,可编程序控制器简称()。
A、DCSB、PLCC、PCD、ESD正确答案：C7.装置正常生产时热平衡通过调节()来控制生焦率。
A、掺渣比B、外取热器C、辅助燃烧室D、喷燃烧油正确答案：A8.烟机正常运行时轮盘冷却蒸汽的耗汽量一般控制在（）kg/h。
A、2000B、800C、1800D、3000正确答案：B9.转化率一定时，反应温度升高，汽油收率()。
A、无法确定B、下降C、不变D、上升正确答案：D10.下列选项中，催化剂再生烧焦根据流化床类型分类错误的是()。
A、湍流床B、输送床C、快速床D、移动床正确答案：D11.背压式汽轮机转子结构组成中不包括()。
B、推力轴承C、动叶轮D、棘轮正确答案：B12.装置停仪表风，风开控制阀将全（），风关控制阀将全（）。
A、关、开B、开、关C、开、开D、关、关正确答案：A13.干气密封属于()密封结构。
A、泵人式非接触B、泵人式接触C、抽空式接触D、抽空式非接触正确答案：A14.严禁未按规定办理()在厂区内进行动火作业。
催化裂化装置操作工(高级及技师)模拟习题及答案
催化裂化装置操作工（高级及技师）模拟习题及答案一、单选题（共53题，每题1分，共53分）1.当主风机转速大于5000rpm时，转速正常指示灯亮，静叶角度自动在()秒钟内从启动角向最小工作角度释放。
A、6B、3C、5D、4正确答案：C2.轴流式主风机组运行状态检测的内容不包括（）。
A、主风流量监控B、静叶角度监控C、轴位移监控D、反飞动流量监控正确答案：D3.汽轮机结垢的主要部位是()。
A、低压区B、高压区C、蒸汽入口D、排汽口正确答案：B4.主风机组中发电机监控的项目不包括()。
A、电机定子绕组温度低B、电机不跳闸C、发电功率超限D、电机事故跳闸正确答案：C5.当蒸汽内含水量达到()时，汽轮机叶片所受的应力就已经超过了叶片材料所允许强度极限。
A、20%～30%B、10%～20%C、40%～50%D、30%～40%正确答案：A6.集散控制系统又称为()系统。
A、分散型管理B、集中型管理C、集中型控制D、分散型控制正确答案：D7.换热器中垢层的存在,会造成换热器腐蚀()。
A、不变B、减缓C、没有规律D、加快正确答案：D8.打开连接法兰安装盲板前,必须首先核对需要安装盲板的()。
A、变形B、位置C、强度D、尺寸正确答案：B9.对超稳型沸石催化剂来说,再生催化剂含炭量一般在()。
A、0.4%~0.8%B、0.1%~0.2%C、0.2%~0.4%D、0.05%~0.1%正确答案：D10.氧化剂具有强氧化性,()并放出氧和热量。
A、不分解B、易分解C、不易分解D、以上均对正确答案：B11.以下不属于特殊高处作业的是()。
A、在作业基准面20m及以上进行的高处作业B、夜间进行的高处作业C、在受限空间内进行的高处作业D、突发灾害时进行的高处作业正确答案：A12.催化裂化装置主风事故蒸汽，一般采用的是()蒸汽。
A、1.0MPaB、10MPaC、3.5MPaD、0.3MPa正确答案：A13.开工拆油气管道大盲板前，两器烘干、升温及装催化剂期间，用()控制反应器压力。
催化裂化中的分馏塔汽提塔.doc
1、预分馏的目的是切取适宜的馏分。
原料预分馏的工艺流程，大致分为三种流程：(1) 单塔蒸馏过程：单塔预分馏过程只是除去原料中不合要求的轻组分的过程，这是我国常用的预分馏流程，比较简单，易于控制。
对于生产高辛烷值汽油的重整装置，一般进料的干点由上游装置控制，只需切除轻组分，此时选单塔蒸馏已经足够。
(2) 双塔蒸馏过程：双塔预分馏则用于生产芳烃，一个塔切头，一个塔去尾，它可以更精确地切取60～145℃或其它必须的窄馏分原料，由于前塔拔头，可以使拔头油不含C6的烃(≯2％)，并使重整原料基本不含C5+的轻烃(≯3％)。
当然，它的投资和操作费用较高。
(3) 单塔开侧线蒸馏过程也可以将双塔蒸馏过程中的前塔和后塔合二为一，这就是带侧线的预分馏过程2、汽提塔：在传统的汽提塔中，利用蒸汽能够吹出油中的H2S、NH3和H20，即汽提但是，对于现代双(多)金属重整来说，它已不能适应全氯型双(多)金属重整催化剂要求严格的含硫量和水—氯平衡。
由于对原料油的含水量一般要求小于5ppm以下，“超干”(含水量低)的进料必须在蒸馏脱水过程才能完成。
蒸馏脱水塔的基本流程和原料预分馏过程相似，它的主体设备是蒸馏塔，其流程，根据装置加工方案的不同，可分单塔蒸馏脱水过程和双塔蒸馏脱水—分馏联合过程两种。
蒸馏脱水过程的基本原理：实际是一种不完全互溶的非均相的二元物质。
这种物质，通常分为两层，上层是油，下层是水。
在水相中溶有少量的油，在油相中则溶有少量的水。
因此，要想把油中的水脱除，不能再用原料预分馏的方式。
原料预分馏过程是原料油轻重组分相互分离过程，轻重组分能够互溶，并符合拉乌尔定律；而蒸馏脱水过程中，这种体系是与拉乌尔定律偏差很大的不完全互溶的二元非均相共沸体系。
在含水原料油体系中，共沸物的特点是水和油的比例维持一定，其沸点低于该系统中任何一种组分(原料油的一般馏分可看作一种组分)，可从塔顶蒸出。
共沸物的沸点也将随系统压力的升高而升高。
催化裂化装置操作工(高级及技师)模拟练习题(附答案)
催化裂化装置操作工（高级及技师）模拟练习题（附答案）一、单选题（共53题，每题1分，共53分）1.分析油浆中固体含量可以判断()的操作是否正常。
A、三级旋风分离器B、再生器旋风分离器C、沉降器旋风分离器D、临界喷嘴正确答案：C2.相同处理量时，采用同高并列式的催化裂化装置两器总高度比采用同轴式的()。
A、高B、低C、无法确定D、一样正确答案：B3.下面选项中，不属于仪表风停的现象是()。
A、风开阀全关B、控制阀失灵C、风关阀全开D、风开阀全开正确答案：D4.拆油气管线大盲板时，分馏塔压力应控制()。
A、负压B、正压C、正常操作时的压力D、微正压正确答案：D5.停工时由()负责加盲板工作,各盲板处和禁动阀门要挂好盲板或禁动标志。
A、技术员B、在班班长C、在班操作员D、专人正确答案：D6.分馏塔冷凝冷却系统效果差,冷后温度高,反应压力(）.A、升高B、不变C、降低D、不确定正确答案：A7.开工前,原料油喷嘴检查,要求各喷嘴通畅且它们的中心线相交于提升管中心线上的()。
A、四点B、一点C、二点D、三点正确答案：B8.下列选项中，属于停循环水的工艺现象的是()。
A、循环水温度下降B、循环水流量上升C、各机泵轴承温度下降D、各塔顶系统温度升高正确答案：D9.催化裂化装置主风事故蒸汽，一般采用的是()蒸汽。
A、10MPaB、0.3MPaC、1.0MPaD、3.5MPa正确答案：C10.旋风分离器的分离效率是指()。
A、二级旋风分离器的效率B、一级旋风分离器和二级旋风分离器的效率之和C、一级旋风分离器的效率D、各筛分组分的回收效率正确答案：D11.下列密封形式中,泄漏量最大的是(↵)密封装置。
A、平滑式B、浮动环式C、迷宫式D、阶梯式正确答案：A12.在有进料的情况下，提升管出口温度低温自保的目的是防止（)。
A、提升管流化不畅B、产品质量变差C、再生温度过低D、催化剂带油正确答案：D13.遇到某一点或数点输出回路数据突变,可能影响到装置安全故障,正确的处理方法是()。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
催化裂化主分馏塔的模拟
摘要：本文运用Aspen Plus软件对催化裂化主分馏塔进行了模拟。原料用各组分混合结果进行代替，主
分馏塔采用PetroFrac模块。对模拟结果进行分析，模拟取得了较为理想的结果。本模拟为分馏塔的设计
提供理论基础，为工艺条件的优化提供理论依据。
关键词：Aspen Plus 模拟催化裂化主分馏塔
THE SIMULATION OF MAIN FRACTIONATION COLUMN OF
FLUIDIZED CATALYTIC CRACKING
ZHOU Yeyang, HU Pengcheng, DENG Chun
(Department of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Beijing, 102249)
Abstract: This paper mainly talks about the simulation of main fractionation column of fluidized catalytic
cracking with Aspen Plus. We substitute feed with the mixture of all kinds of components. In terms of main
fractionation column, we use PetroFrac model. After analyzing the results of simulation, we find that the results
are perfect. The simulation which provides theoretical bases is good for the design of main fractionation column.
Besides, the simulation is also beneficial for the optimization of process conditions.
Key Words: Aspen Plus, simulation, FCC, main fractionation column
1 前言
催化裂化是我国最重要的重质石油馏份轻质化的装置之一。它由反再、主分馏及吸
收稳定系统三部分所组成。分馏系统的任务是把反再系统来的反应产物油汽混合物进行
冷却，分成各种产品，并使产品的主要性质合乎规定的质量指标。分馏系统主要由分馏
塔、产品汽提塔、各中段回流热回收系统，并为吸收稳定系统提供足够的热量。
其中主分馏塔是分馏系统最关键的部分。由反应器来的反应产物（油气）从底部进
入分馏塔，经底部的脱过热段后在分馏塔分割成几个中间产品：塔顶为富气及汽油，侧
线有轻柴油、重柴油和回炼油，塔底产品是油浆。轻柴油和重柴油分别经汽提后，再经
换热、冷却后出装置[1]。
本文就是对分馏塔进行模拟，为分馏塔的设计提供理论基础，为工艺条件的优化提
供理论依据。
2 工艺特征
催化裂化主分馏塔的工艺特征在于它的进料组成和状态。塔的进料直接来自催化裂
化反应器, 其中包括干气( H2、C1、C2烃及少量的N2、CO、CO2 , H2S 等) 、液化气(C3 ,
C4烃) 、汽油、柴油、循环油和油浆, 此外, 还含有附有焦炭的催化剂粉末。这些反应
产物通过分馏塔分离为富气、粗汽油、轻柴油和油浆等, 即分馏塔的进料中除油气外, 还
有相当数量的烃类气体。进料状态大概460～510 ℃的高温过热油气[2]。
模拟采用的工艺流程图如图1所示。
图1模拟采用的工艺流程图
FEED进分馏塔油汽； SS塔底汽提蒸汽；GAS塔顶气；COIL轻柴油；SS1柴油
汽提蒸汽；HOIL回炼油；YJ油浆；GGOIL原料中汽油组分；
对于此流程图，M1代表的是油气进料混合器。催化裂化反应器出口物料复杂，它
是由多种物料混合而成。在本模拟中，我们用不同原料的混合结果来代替进分馏塔的油
气组成。进分馏塔油气可以假设由以下七种组分混合而成：汽提蒸汽SS0、干气GGAS、
液化气LPG、汽油GGOIL、柴油CCOIL、回炼油HHOIL、油浆YYJ。
T201代表的是催化裂化主分馏塔。原料从塔下部进入，汽提蒸汽从塔底通入，可
以得到产品干气、柴油、回炼油和油浆。其中柴油是从汽提塔底部得到。
3 工艺参数
1） 进料数据
混合器M1原料进料数据见表1。
表1 混合器M1原料进料数据
组分 温度℃ 压力kg/cm2 流量kg/h
GGAS 480 2.7 788
LPG 480 2.7 3500
SS0 480 2.7 2000
CCOIL 480 2.7 5075
GGOIL 480 2.7 6650
HHOIL 480 2.7 2888
YYJ 480 2.7 3535
干气和液化气的具体组成比较复杂，其中包含有多种化合物，此处关于其组成的介
绍略去。
2） 虚拟组分
原料中的柴油、汽油、回炼油和油浆都是组分复杂的混合物，在此处我们把它们当
作虚拟组分。在Aspen Plus中component选项里，我们把其类型选为Assay型。同时在
Assay/Blend选项里，输入虚拟组分的比重和恩氏蒸馏温度。虚拟组分具体信息见表2。
表2 虚拟组分的比重和恩氏蒸馏温度
馏程 IP 10% 30% 50% 70% 90% EP 比重
CCOIL 212 241 258 277 297 313 344 0.8932
GGOIL 35 57 82 114 151 189 202 0.7318
HHOIL 341 356 369 440 468 0.884
YYJ 280 396 451 510 0.947
3） T201单元操作参数
两股汽提蒸汽的工艺数据见表3。
表3 两股汽提蒸汽的工艺数据
组分 温度℃ 压力kg/cm2 流量kg/h
SS 240 11 50
SS1 240 11 100
T201塔共有15块塔板，没有塔顶循环回流。塔顶的压力为2.5kg/cm2，全塔压降为
0.5kg/cm2。塔的原料物流进入位置与产品物流抽出位置见表4。
表4 塔的原料物流进入位置与产品物流抽出位置
原料物流 产品物流
名称 塔板 状态 名称 塔板 状态
FEED 14 塔板上 GAS 1
气态
SS 15 气态 YJ 15
液态
HOIL 13
液态
其中回炼油HOIL的质量流量为2888kg/h。
T201塔上设有四段中段循环回流。中段循环回流的具体信息见表5。
表5 中段循环回流的具体信息
中段回流 抽出板 返回板 标准体积流量，m3/h 温度，℃
1 2 1 31.4 65
2 9 8 39.1 120
3 15 14 13.7 305
4 15 15 13.7 305
下面介绍柴油汽提塔。柴油汽提塔共有2块塔板。液体从主分馏塔的第7块塔板被
抽出，进入汽提塔。汽提塔塔底通蒸汽SS1，目的是把柴油中的轻组分汽提出去，被汽
提的轻组分返回主分馏塔的第5块塔板。汽提塔的塔底产柴油，质量流量为5075kg/h。
主分馏塔的塔板尺寸随着位置不同而产生变化。第1至第6块塔板直径为1.4m，塔
板间距为0.6m。而第7至第15块塔板直径为1.6m，塔板间距为0.6m。
4） 设计规定
本模拟采用的热力学状态方程为BK10，因为BK10专门适用于石油体系。同样，
因为是石油体系，本模拟采用的模块是columns-PetroFrac-CDU12F。
4 模拟结果
模拟结果显示没有错误和警告。具体模拟结果见表6。
表6 模拟结果
FEED GAS COIL HOIL YJ
温度℃
470.8 108.0 192.1 340.4 344.4
压力，kg/cm2
2.7 2.5 2.6 2.9 3.0
质量流量，kg/h
24436.0 11980.5 5075.0 2888.0 4642.5
气体分率
1.0 1.0 0.0 0.0 0.0
平均分子质量
74.3 41.7 184.3 297.3 382.4
5 结果分析
原料FEED是各原料组分经过M1混合而成的。M1的各原料组分温度均为480℃，
而混合之后温度降为470.8℃，此处可能存在问题。主分馏塔各产品的温度和压力均符
合规律，即越靠近塔釜的塔板，其温度越高，压力越大。抽出位置越低的物流，其相对
平均分子质量越大。这在一定程度上，也说明了本模拟的合理性。
参考文献：
[1]徐春明, 杨朝合.石油炼制工程(第四版). 北京: 石油工业出版社, 2009.
[2]杨科. 催化裂化装置主分馏塔工艺模拟与分析. 化工进展, 2003, 22(9):988