年產(chǎn)30萬噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、年產(chǎn)30萬噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)年產(chǎn)30萬噸催化裂化反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì)1 引言催化裂化是最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過程之一，在汽油和柴油等輕質(zhì)油品的生產(chǎn)的生產(chǎn)中占有很重要的地位。催化裂化過程投資少、操作費(fèi)較低、原料適應(yīng)性強(qiáng)，輕質(zhì)產(chǎn)品收率高，技術(shù)成熟，是目前煉油廠利潤的主要來源。因此，催化裂化工藝在石油加工的總流程重占有十分重要的地位，成為當(dāng)今石油煉制的核心工藝之一，并將繼續(xù)發(fā)揮舉足輕重的作用。1.1 催化裂化工藝發(fā)展及現(xiàn)狀催化裂化技術(shù)由法國e.j.胡德利研究成功，于1936年由美國索康尼真空油公司和太陽石油公司合作實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，當(dāng)時(shí)采用固定床反應(yīng)器，反應(yīng)和再生是輪流間歇地在同一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的

2、。為了在反應(yīng)時(shí)供熱及在再生時(shí)取走熱，在反應(yīng)器內(nèi)裝有取熱的管束，用一種融鹽循環(huán)取熱。為了使生產(chǎn)連續(xù)化，可以將幾個(gè)反應(yīng)器組成一組，輪流地進(jìn)行反應(yīng)和再生。固定床催化裂化的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)連續(xù)性差，因此，在工業(yè)上早已被其他型式的反應(yīng)器所取代。由于高壓縮比的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)需要較高辛烷值汽油，催化裂化向移動(dòng)床和流化床兩個(gè)方向發(fā)展。移動(dòng)床催化裂化因設(shè)備復(fù)雜逐漸被淘汰，流化床催化裂（fcc）化技術(shù)迅速地發(fā)展成熟起來并很好地運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中去。60年代，出現(xiàn)分子篩催化劑，因其活性高，裂化反應(yīng)改在一個(gè)管式反應(yīng)器中進(jìn)行，稱為提升管催化裂化。催化裂化是最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過程之一，在汽油和柴油等輕質(zhì)油品的生產(chǎn)中占有重要

3、的地位。在一些原油加工深度較大的國家，例如德國和美國，催化裂化的處理能力達(dá)原油加工能力的30%以上。在我國，由于多數(shù)原油偏重，氫碳比相對(duì)較高而金屬含量相對(duì)較低，因此催化裂化過程，尤其是重油催化裂化過程的地位就顯得更為重要。傳統(tǒng)的催化裂化原料是重質(zhì)餾分油，主要是直餾減壓餾分油，也包括焦化重餾分油。由于對(duì)輕質(zhì)油品的需求不斷增長及技術(shù)進(jìn)步，近20年來，更重的油料也作為催化裂化的原料，例如減壓渣油，石蠟油，脫瀝青的減壓渣油，加氫處理重油等。長期以來，流化床催化裂化原料主要為原油蒸餾的餾出油和熱加工餾出油，原料中鎳、釩(會(huì)使催化劑中毒)含量一般均小于0.5ppm。在以減壓渣油作催化裂化原料時(shí)，通常要在進(jìn)

4、入催化裂化裝置前，用各種方法進(jìn)行原料預(yù)處理，除去其中大部分鎳、釩等金屬和瀝青質(zhì)。70年代以來，由于節(jié)約石油資源引起商品渣油需求下降。因此，流化床催化裂化裝置摻煉減壓渣油或直接加工常壓渣油已相當(dāng)普遍。主要措施是：采用抗重金屬中毒催化劑；在原料中加入鈍化劑等。中國1958年在蘭州建成移動(dòng)床催化裂化裝置，1965年在撫順建成流化床催化裂化裝置，1974年在玉門建成提升管催化裂化裝置。1984年，中國催化裂化裝置共39套，占原油加工能力23。 1.2 催化裂化工藝簡介 移動(dòng)床催化裂化的反應(yīng)和再生是分別在反應(yīng)器和再生器內(nèi)進(jìn)行的。原料油與催化劑同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的頂部，它們相互接觸，在反應(yīng)的同時(shí)并向下移動(dòng)。當(dāng)

5、它們移動(dòng)至反應(yīng)器的下部時(shí)，催化劑表面上會(huì)沉積上一定量的焦炭, 于是油氣從反應(yīng)器的中下部導(dǎo)出而催化劑則從底部下來，再由連接到再生 器的氣升管用空氣提升至再生器內(nèi)向下移動(dòng)過程中進(jìn)行燒焦再生。再生過的催化劑經(jīng)另一根氣升管又返回至反應(yīng)器中。就這樣，使催化劑在反應(yīng)器和再生器中循環(huán)。 流化床催化裂化的反應(yīng)過程和再生過程也是分別在兩個(gè)設(shè)備中進(jìn)行，其原理與移動(dòng)床相似，只是在反應(yīng)器和再生器內(nèi)，催化劑與油氣或空氣形成與沸騰的液體相似的流化狀態(tài)。為了便于流化，催化劑制成直徑為20100m的微球。由于在流化狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)器或再生器內(nèi)溫度分布均勻，而且催化劑的循環(huán)量大，可以攜帶的熱量多,減少了反應(yīng)器和再生器內(nèi)溫度變化的幅

6、度，因而不必再在設(shè)備內(nèi)專設(shè)取熱設(shè)施，從而大大簡化了設(shè)備的結(jié)構(gòu)。同固定床相比，流化床催化裂化具有生產(chǎn)過程連續(xù)，產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定及設(shè)備簡化等優(yōu)越性，它很快就在各種催化裂化型式中占據(jù)了主導(dǎo)地位。自二十世紀(jì)六十年代以來,為配合高活性的分子篩催化劑,流化床反應(yīng)器又發(fā)展為提升管反應(yīng)器。目前，在全世界催化裂化裝置的總加工能力中，提升管催化裂化已占絕大部分。我國的情況也是大致如此。1.2.1 催化裂化裝置的組成催化裂化裝置主要由4個(gè)部分組成：原油蒸餾裝置、反應(yīng)再生裝置、分餾裝置、吸收穩(wěn)定裝置。（1）原油蒸餾裝置原油蒸餾裝置是煉油工藝流程中的第一套裝置，原油通過蒸餾分成幾種中間成品：石腦油、煤油餾分、柴油餾分和瓦斯

7、油。原油中的最重要部分，不能通過常壓塔蒸出，加熱后送往減壓塔，分割成瓦斯由和減壓渣油。從減壓塔出來的減壓渣油被送往延遲焦化裝置、脫瀝青裝置或減粘裂化裝置進(jìn)一步加工，或者作為燃料油或道路瀝青出售。常規(guī)的催化裂化裝置的原料瓦斯主要來自常壓蒸餾塔、減壓蒸餾塔和延遲焦化裝置。另外，一些煉油廠將常壓或減壓渣油摻入fcc裝置的原料進(jìn)行加工。（2）反應(yīng)再生裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)其主要任務(wù)是完成原料油的轉(zhuǎn)化。原料油通過反應(yīng)器與催化劑接觸并反應(yīng)，不斷輸出反應(yīng)產(chǎn)物，催化劑則在反應(yīng)器和再生器之間不斷循環(huán)，在再生器中通入空氣燒去催化劑上的積炭，恢復(fù)催化劑的活性，使催化劑能夠循環(huán)使用。 反應(yīng)階段原料經(jīng)換熱后與回?zé)捰突旌辖?jīng)對(duì)稱

8、分布物料噴嘴進(jìn)入提升管，并噴入燃油加熱，上升過程中開始在高溫和催化劑的作用下反應(yīng)分解，進(jìn)入沉降器下段的氣提段，經(jīng)汽提蒸汽提升進(jìn)入沉降器上段反應(yīng)分解后反應(yīng)油氣和催化劑的混合物進(jìn)入沉降器頂部的旋風(fēng)（一般為多組），經(jīng)兩級(jí)分離后，油氣進(jìn)入集氣室，并經(jīng)油氣管道輸送至分餾塔底部進(jìn)行分餾，分離出的催化劑則從旋分底部的翼閥排出，到達(dá)沉降器底部經(jīng)待生斜管進(jìn)入再生器底部的燒焦罐。再生器階段，催化劑因在反應(yīng)過程中表面會(huì)附著油焦而活性降低，所以必須進(jìn)行再生處理，首先主風(fēng)機(jī)將壓縮空氣送入輔助燃燒室進(jìn)行高溫加熱，經(jīng)輔助煙道通過主風(fēng)分布管進(jìn)入再生器燒焦罐底部，從反應(yīng)器過來的催化劑在高溫大流量主風(fēng)的作用下被加熱上升，同時(shí)通過

9、器壁分布的燃油噴嘴噴入燃油調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，這樣催化劑表面附著的油焦在高溫下燃燒分解為煙氣，煙氣和催化劑的混合物繼續(xù)上升進(jìn)入再生器繼續(xù)反應(yīng)，油焦未能充分反應(yīng)的催化劑經(jīng)循環(huán)斜管會(huì)重新進(jìn)入燒焦罐再次處理。最后煙氣及處理后的催化劑進(jìn)入再生器頂部的旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，煙氣進(jìn)入集氣室匯合后排入煙道，催化劑進(jìn)入再生斜管送至提升管。（3）分餾裝置主要任務(wù)是根據(jù)反應(yīng)油氣中各組分沸點(diǎn)的不同，將它們分離成富氣、粗汽油、輕柴油、回?zé)捰?、油漿，并保證汽油干點(diǎn)、輕柴油凝固點(diǎn)和閃點(diǎn)合格。主分餾塔或稱主塔的作用是取出反應(yīng)油氣所帶的過剩熱量，回收液體產(chǎn)品。從反應(yīng)器出來的高溫蒸氣產(chǎn)物從接近底部的地方進(jìn)入主分餾塔。烴類蒸氣在塔中

10、向上流經(jīng)塔板，不斷通過冷凝和重新氣化而完成分餾過程。（4）吸收穩(wěn)定裝置吸收穩(wěn)定裝置利用各組分之間在液體中溶解度不同把富氣和粗汽油分離成干氣、液化氣、穩(wěn)定汽油。吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)包括吸收塔、解吸塔、再吸收塔、穩(wěn)定塔以及相應(yīng)的冷換設(shè)備。由分餾系統(tǒng)油氣分離器出來的富氣經(jīng)氣體壓縮機(jī)升壓后,冷卻并分出凝縮油,壓縮富氣進(jìn)入吸收塔底部,粗汽油和穩(wěn)定汽油作為吸收劑由塔頂進(jìn)入,吸收了c3、c4(及部分c2）的富吸收油由塔底抽出送至解吸塔頂部。吸收塔設(shè)有一個(gè)中段回流以維持塔內(nèi)較低的溫度,吸收塔頂出來的貧氣中尚夾帶少量汽油,經(jīng)再吸收塔用輕柴油回收其中的汽油組分后成為干氣送燃料氣管網(wǎng)。吸收了汽油的輕柴油由再吸收塔底抽出返

11、回分餾塔。解吸塔的作用是通過加熱將富吸收油中c2組分解吸出來,由塔頂引出進(jìn)入中間平衡罐,塔底為脫乙烷汽油被送至穩(wěn)定塔。穩(wěn)定塔的目的是將汽油中c4以下的輕烴脫除,在塔頂?shù)玫揭夯蜌?塔底得到合格的汽油穩(wěn)定汽油。1.2.2 催化裂化的催化劑催化裂化所用催化劑主要成分為硅酸鋁，起催化作用的是其中的酸性活性中心。移動(dòng)床催化裂化采用35mm小球形催化劑。流化床催化裂化早期所用的是粉狀催化劑，活性、穩(wěn)定性和流化性能較差。60年代初期，工業(yè)fcc催化劑中引入沸石是催化裂化發(fā)展史上最重要的進(jìn)展之一。沸石催化劑能夠以小的投資獲得大的利潤。簡單地說，沸石催化劑過去和現(xiàn)在一直給煉油廠帶來最大的效益。催化劑技術(shù)的開

12、發(fā)仍在延續(xù)，使煉油廠用最小的投資來滿足市場需求。與無定型硅鋁催化劑相比。沸石催化劑具有更高的活性和選擇性。高的活性和選擇性有助于生產(chǎn)更多有價(jià)值的液體產(chǎn)品和提高裂化能力。為了最大限度地發(fā)揮沸石催化劑的優(yōu)勢(shì)，煉油廠改造了舊裝置，以裂化更多的重質(zhì)、低廉的原料。在反應(yīng)過程中由于不揮發(fā)的類碳物質(zhì)沉積在催化劑上，縮合為焦炭，使催化劑活性下降，需要用空氣燒去，以恢復(fù)催化活性，并提供裂化反應(yīng)所需熱量。1.3 催化裂化的發(fā)展技術(shù)展望近年來,催化裂化原料的品質(zhì)越來越差,但對(duì)提高目的產(chǎn)物收率、汽柴油質(zhì)量、柴汽比,以及多產(chǎn)丙烯和改善煙氣排放等提出了更高的要求。圍繞這些問題,催化劑、設(shè)備和工藝技術(shù)方面的新技術(shù)不斷涌現(xiàn),

13、推動(dòng)著催化技術(shù)不斷向前發(fā)展。由于催化裂化過程的龐大加工規(guī)模,目的產(chǎn)品產(chǎn)率提高一個(gè)百分點(diǎn)即可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益,因此提高目的產(chǎn)品產(chǎn)率始終是催化裂化技術(shù)進(jìn)步的主旋律。由于餾分油和重質(zhì)油性質(zhì)的顯著差別,至今所取得的大多數(shù)技術(shù)進(jìn)步主要都是針對(duì)重油催化裂化。此外,近年來對(duì)催化裂化產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高,對(duì)產(chǎn)品需求結(jié)構(gòu)的變化,以及環(huán)保法規(guī)的逐漸完善,都促進(jìn)了催化裂化技術(shù)的發(fā)展。雖然計(jì)劃在北美限制對(duì)運(yùn)輸車的需求，但在世界其他地方的經(jīng)濟(jì)增長仍將需要從原油制取燃料。遠(yuǎn)東、拉丁美洲和前蘇聯(lián)是運(yùn)輸燃料需求持續(xù)增長的地區(qū)。蘇聯(lián)、東歐的解體，國有石油公司的私有化， 以及環(huán)境清潔燃料的全球意識(shí)將加速對(duì)運(yùn)輸燃料的需求增長。

14、 在未來的幾年中，練油工業(yè)要經(jīng)歷嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在美國，煉油廠面臨著煉油能力過剩，企業(yè)增長緩慢，為遵守環(huán)境衛(wèi)生與安全法規(guī)要求高投資和高操作成本。油品工業(yè)總體上，尤其是煉油工業(yè)，技術(shù)已經(jīng)成熟。它們經(jīng)歷了漫長的變革并留下應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的記錄。 建立任何時(shí)候都不會(huì)迅速減少的可靠原油供應(yīng)，進(jìn)入21世起，石油燃料將繼續(xù)是運(yùn)輸能源的主要來源。生產(chǎn)商和煉油廠一直，并且將來還會(huì)保持對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé)?，F(xiàn)有先進(jìn)的產(chǎn)品分銷系統(tǒng)的基礎(chǔ)能夠輕易地與替代燃料競爭。未來的燃料在環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面都應(yīng)有競爭力。新的全球市場形勢(shì)將會(huì)結(jié)束在新技術(shù)方面投資與設(shè)施不足的情況。更大更有效的操作才能生存下來，注意力將集中市場缺口上。 美國的原油加工能力預(yù)計(jì)

15、充其量以每年0.5%的速率增長。估計(jì)不會(huì)有新的煉油廠建在美國。更輕的和更高附加值的產(chǎn)品繼續(xù)受青睞，渣油燃料將繼續(xù)減少。對(duì)超高辛烷值汽油的需求將保持穩(wěn)定。fcc裝置優(yōu)化的性能與可靠性將在煉油廠的競爭與生存中起主要的作用。已被證明這一多方面綜合技術(shù)，可隨煉油廠的需要與要求作出改變。作為煉油廠最有效的轉(zhuǎn)化過程，它將為滿足未來新配方燃料的要求繼續(xù)起重要作用。2 反應(yīng)再生裝置設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)原則（1）工程設(shè)計(jì)采用國內(nèi)開發(fā)的先進(jìn)可靠的工藝技術(shù)，成熟可靠的新設(shè)備、新材料等，以達(dá)到裝置技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。（2）采用集散型控制系統(tǒng)（dcs），提高自動(dòng)控制水平。（3）盡量采用“清潔工藝”減少環(huán)境污染。嚴(yán)格遵循環(huán)保

16、、安全、衛(wèi)生有關(guān)法規(guī)，確保裝置的安全生產(chǎn)。（4）充分吸收國內(nèi)生產(chǎn)裝置長期實(shí)踐積累的有利于長周期運(yùn)轉(zhuǎn)，降低能耗以及簡化操作等方面的經(jīng)驗(yàn)，確保裝置投產(chǎn)后高水平，安、溫、長、滿、優(yōu)生產(chǎn)。2.2 設(shè)計(jì)依據(jù) （1）蘇北常壓油和蘇北直餾汽油的各種物理和化學(xué)的特點(diǎn)。（2）高品質(zhì)的汽油和柴油是本設(shè)計(jì)裝置所生產(chǎn)的主要的目的產(chǎn)物。（3）根據(jù)國家對(duì)石油化工生產(chǎn)和石油化工設(shè)計(jì)的一系列的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。（4）根據(jù)現(xiàn)階段對(duì)節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的要求，對(duì)設(shè)計(jì)的各方面進(jìn)行綜合的考慮。2.3 設(shè)計(jì)方案的選定2.3.1 反應(yīng)再生工段主要裝置類型 由于渣油中殘?zhí)?、重金局以及硫、氮等化合物含量均較高，給加工帶來一定的難度。80年代以來流化催化

17、裂化工藝的發(fā)展特點(diǎn)是解決實(shí)現(xiàn)渣油催化裂化的技術(shù)關(guān)鍵。目前已經(jīng)工業(yè)化的渣油催化裂化技術(shù)有3種類型即：hoc、rcc、rfcc，下面分別介紹其技術(shù)特點(diǎn)。（1）hoc技術(shù)該技術(shù)是由凱洛格與菲利浦斯公司共同開發(fā)的。第一套工業(yè)化裝置于1961年投產(chǎn)。是世界上最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的渣油催化裂化裝置。圖2-1為采用新超正流“f型”結(jié)構(gòu)的hoc裝置的反應(yīng)再生系統(tǒng)流程圖。它設(shè)有床層取熱盤管和上流式外取熱器以取走再生的過剩熱量。其所用原料為經(jīng)嚴(yán)格脫鹽的渣油(原油經(jīng)二級(jí)脫鹽，有時(shí)渣油再用適量石腦油稀釋進(jìn)行三級(jí)脫鹽)，使鈉肯量小于1ppm。該技術(shù)的主要特點(diǎn)是： 原料中的殘?zhí)吭诖呋鸦^程中全部轉(zhuǎn)化為焦炭。因此渣油催化裂化的

18、化炭產(chǎn)率高，為原料殘?zhí)恐蹬c反應(yīng)的焦炭之和。故對(duì)不同原料采取不同措施： a. 對(duì)殘?zhí)恐敌∮?%，重金屬釩含量小于5ppm的渣油可以直接進(jìn)行催化裂化，操作中只需采用較高的劑油比和較低的原料預(yù)熱溫度，不需增加取熱設(shè)備。 b. 對(duì)釩含量為530ppm，殘?zhí)繛?10%的常壓渣油原料，需增加取熱設(shè)備，并需使用金屬鈍化劑。 c. 對(duì)質(zhì)量較差的原料即釩含量大于30ppm，殘?zhí)砍^10%的高含硫渣油，不僅裝置需增加取熱設(shè)施，而且原料必須進(jìn)行加氫脫硫預(yù)處理方能進(jìn)hoc裝置。 為了降低焦炭產(chǎn)率，操作上應(yīng)采取如下措施： a. 采用較大的兩器壓差，以利于降低反應(yīng)壓力。 b. 減少回?zé)?，其回?zé)挶纫话慵s為0.09左右。 c

19、. 為改善油劑接觸采用上流式斜管，以保證催化劑在到達(dá)噴嘴處時(shí)可以比較均勻的分布，使油劑接觸良好促進(jìn)汽化。另外還采用了霧化效果較好的多噴嘴進(jìn)料方式，同時(shí)加大霧化蒸汽用量，一般相當(dāng)進(jìn)料量的510%。d. 采用高溫短接觸的反應(yīng)條件，并在提升管出口設(shè)置快速分離裝置以便盡快終止反應(yīng)。 圖2-1 hoc反應(yīng)再生系統(tǒng)圖 在待生立管下部有外套簡，以便使待生催化劑在再生器內(nèi)保持上進(jìn)下出與空氣逆流的燒焦方式，從而可以避免高含炭量的待生催化劑與新鮮空氣接觸引起催化劑的內(nèi)外表面溫度過高造成高溫失活。 采用金屬鈍化劑來減少重金屬的污染。 hoc的兩器結(jié)構(gòu)采用網(wǎng)鈾式，占地面積小，兩器基礎(chǔ)鋼材用量少，故節(jié)省投資。 （2）r

20、cc技術(shù)技術(shù)為uop公司與阿西蘭德公司聯(lián)合開發(fā)。第一套工業(yè)裝置于1983年投產(chǎn)，年處理量200萬噸。圖2-2 rcc裝置反應(yīng)再生系統(tǒng) rcc技術(shù)的主要特點(diǎn)是: uop公司的看法是：原料中殘?zhí)恐档?0%將轉(zhuǎn)化為焦炭。所以它認(rèn)為渣油催化裂化的焦炭產(chǎn)率等于餾分油的生焦率加殘?zhí)恐党?70%，或約等于原料的蘭氏殘?zhí)亢慵?.2%，因此對(duì)劣質(zhì)渣油需經(jīng)預(yù)處理，與之配套的處理過程為思格哈德公司開發(fā)的art裝置。為了移出過剩熱量，rcc再生器內(nèi)可以裝設(shè)取熱盤管或設(shè)置下流式外取熱器。對(duì)殘?zhí)啃∮?%、金屬含量小于35ppm的原料可以直接進(jìn)rcc裝置進(jìn)行催化裂化。而對(duì)殘?zhí)啃∮?%的原料可以不設(shè)取熱裝置。為了降低焦炭產(chǎn)率

21、，來用無回?zé)挷僮?，并改?dòng)了進(jìn)料位置和使用高效霧化噴嘴，采用較低的反應(yīng)壓力，且在進(jìn)料中注入1113%的液體水或其它稀釋劑以改善原料霧化和降低油氣分壓。同時(shí)可以減少油氣在提升管內(nèi)的停留時(shí)間。為了盡快終止反應(yīng)，還在提升管出口裝設(shè)結(jié)構(gòu)簡單的彈道式快速分離器，其效率與粗旋風(fēng)分離器相當(dāng)。 為了提高再生效率，采用兩段式燒焦的再生器，第一段為逆流式不完全再生，在該段內(nèi)燒去焦炭中的全部氫和80%90%的碳和硫，在第二段采用高氧分壓的完全再生，使再生催化劑的含炭量降到0.05%以下。為充分利用過剩氧使二段再生煙氣進(jìn)入一段與一段煙氣一起離開再生器。 rcc技術(shù)不使用金屬鈍化劑，而是利用水蒸氣進(jìn)行鈍化，其理論根據(jù)是：

22、沉積在催化劑上的重金屬在高溫水蒸氣的作用下形成氧化物，而催化劑在提升管內(nèi)停留時(shí)間很短，該金屬氧化物來不及還原，故可以起到鈍化作用。實(shí)踐證明效果是明顯的，平衡催化劑上的金屬含量達(dá)到1000015000ppm時(shí)，操作依然正常，氫氣產(chǎn)率只有0.060.12%(重)。（3）rfcc技術(shù)該技術(shù)是由法國total石油公司在工業(yè)生產(chǎn)裝置上逐步摸索，改進(jìn)發(fā)展起來的渣油催化裂化加工技術(shù)。其反應(yīng)再生工段流程如圖2-3所示。rfcc技術(shù)的主要特點(diǎn)： 從理論和實(shí)踐的結(jié)合上確立了催化原料中的瀝青質(zhì)在裂化時(shí)可以斷裂為中間餾分的新概念。因此它認(rèn)為渣油催化裂化的焦炭產(chǎn)率與原料的殘?zhí)恐禑o直接關(guān)系。 采用高度霧化的特殊進(jìn)料噴嘴。

23、使霧化的油滴直徑比催化劑的平均直徑還小。由于微細(xì)的油滴與懸浮狀的高溫催化劑接觸僅幾毫秒就使瀝青質(zhì)迅速汽化并裂解，從而生成單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)芳烴產(chǎn)物。又由于采用單程裂化方式，至使渣油催化裂化的焦炭產(chǎn)率與餾分油裂化很接近，因而可以不設(shè)取熱裝置。同時(shí)為了使油劑迅速分開，在提升管出口裝有垂直齒縫式快速分離器。 采用兩段再生技術(shù)，一段再生保持較低的溫度(670690)和較低的空氣用量，以便達(dá)到：a.燒去焦炭中的全部氧(最低80%)和40-60%的碳及硫：b.通過改變燒焦量以控制第一再生器釋放的熱量，二段再生器由于焦中氫已不多，且不使用水蒸氣故可采用高溫(800以上)和高過?？諝?，使再劑含炭量降低到0.05

24、%以下，而不致出現(xiàn)使催化劑產(chǎn)生水熱失活現(xiàn)象。為了在高溫下不使設(shè)備材質(zhì)受影響，第二再生器采用單級(jí)外旋風(fēng)分離器且涂耐熱耐磨襯里。 圖2-3 rfcc裝置反應(yīng)再生系統(tǒng) 使用超穩(wěn)hy分子篩催化劑如：davigon公司生產(chǎn)的octacat。這種催化劑氫轉(zhuǎn)移活性低，可增加汽油辛烷值，并使輕柴油收率明顯上升，油漿及焦炭產(chǎn)率下降，且有較好的抗污染性能。 使用金屬鈍化劑抑制鎳、釩等金屬對(duì)催化劑的污染。井要求加強(qiáng)原油的說鹽以減少渣油中的鈉含量，一般至少采用二級(jí)脫鹽。2.3.2 設(shè)計(jì)方案的選擇根據(jù)蘇北常壓油和蘇北直餾汽油的各種物理和化學(xué)的特點(diǎn)。穩(wěn)定的汽油、輕柴油、焦碳、液化石油氣是本設(shè)計(jì)裝置所生產(chǎn)的主要目的產(chǎn)物。根

25、據(jù)國家對(duì)石油化工生產(chǎn)和石油化工設(shè)計(jì)的一系列的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)階段對(duì)節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的要求，對(duì)設(shè)計(jì)的各方面進(jìn)行綜合的考慮。 在選設(shè)備時(shí)要考慮技術(shù)先進(jìn)，穩(wěn)妥可靠。裝置操作靈活。經(jīng)濟(jì)合理。盡可能多產(chǎn)生液化氣。裝置自行換熱，不考慮與其它裝置熱聯(lián)合。采用先進(jìn)的電動(dòng)儀表。所以綜合各方面因素我此次設(shè)計(jì)選用rfcc反應(yīng)再生系統(tǒng)。2.4 裝置概況根據(jù)以上的原則、依據(jù)及方案，我決定參照清江石化有限公司的30104t/a重油催化裂化裝置來設(shè)計(jì)這套30萬噸/年催化裂化反應(yīng)再生裝置。2.4.1 裝置規(guī)模設(shè)計(jì)能力為30104t/a。2.4.2 裝置開工時(shí)數(shù)裝置物料平衡按年開工實(shí)數(shù)7200小時(shí)考慮。2.4.3 原料油設(shè)計(jì)采用的

26、原料油為蘇北常壓渣油。2.4.4 產(chǎn)品方案生產(chǎn)產(chǎn)品方案為以多產(chǎn)汽油為主，兼顧生產(chǎn)液化石油氣的方案。2.4.5 催化劑及助劑蘇北原油中重金屬的含量較高，所以采用具有較高的、活性優(yōu)良的熱穩(wěn)定性小和抗重金屬污染能力的催化劑。這種催化劑堆積密度適中，易于流化，具有較好的重油裂化能力，具有很強(qiáng)的造氣功能。采用催化劑cc-16，同時(shí)考慮采用金屬鈍化劑及co助燃劑。2.4.6 設(shè)計(jì)內(nèi)容和范圍本裝置包括反應(yīng)再生裝置，主風(fēng)機(jī)及煙氣能量回收裝置、分餾裝置、吸收穩(wěn)定裝置、氣壓機(jī)裝置、余熱鍋爐及產(chǎn)汽裝置。2.5 主要技術(shù)方案及裝置特點(diǎn)本裝置為重油催化裂化裝置，根據(jù)重油催化裂化的特點(diǎn)及裝置的原料性質(zhì)及產(chǎn)品方案等因素選擇

27、適合重油催化裂化的催化劑和相應(yīng)的工藝技術(shù)。2.5.1 兩器采用同軸式結(jié)構(gòu)兩器型式采用沉降器在上，再生器在下的同軸式結(jié)構(gòu)。這種布置型式允許的兩器壓差大，很好地兼顧了反應(yīng)和再生對(duì)操作壓力的不同要求。另外，同軸布置還具有結(jié)構(gòu)簡單，操作控制靈活方便，壓力平衡適用范圍大，抗事故干擾，尤其是抗催化劑倒流能力強(qiáng)，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。2.5.2 反應(yīng)部分工藝技術(shù)方案及特點(diǎn)吸收國內(nèi)外同類生產(chǎn)裝置的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合本裝置具體特點(diǎn)，為進(jìn)一步改善產(chǎn)品分布，提高輕油產(chǎn)率、降低干氣及焦炭產(chǎn)率，在提升管反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用以下系列措施。（1）設(shè)置予提升段，提升介質(zhì)為自產(chǎn)干氣和蒸氣。予提升段的目的在于催化劑整流，使催化劑和油氣保持均

28、勻接觸。（2）采用高效率霧化噴嘴，改善霧化效果，提高輕質(zhì)油回收率，減少干氣及焦炭產(chǎn)率。（3）提升管中上部設(shè)有注反應(yīng)終止劑措施。為了抑制氫氣轉(zhuǎn)移等二次反應(yīng)及減少熱裂化反應(yīng)，在提升管中上部設(shè)有反應(yīng)終止劑注入點(diǎn)，以增加操作的靈活性及適應(yīng)性。（4）提升管出口快分技術(shù)。提升管出口采用粗旋加單旋并采用近似直連技術(shù)，使催化劑與反應(yīng)油氣迅速分離，力求減少油氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間，從而減少干氣的產(chǎn)生。（5）采用兩段汽提提高汽提效果對(duì)降低再生器的燒焦負(fù)荷和減輕催化劑水熱失活有很大好處，本次設(shè)計(jì)采用兩段汽提，以改善汽提蒸氣與待生催化劑的接觸，提高汽提效果。同時(shí)設(shè)計(jì)采用較長的催化劑停留時(shí)間和較高的汽提溫度，有助于提高汽

29、提效果。采取上述措施使得催化劑在從進(jìn)入提升管至離開沉降器氣體段的整個(gè)過程中均處于良好狀態(tài)。通過予提升段盡可能地使催化劑流動(dòng)均勻。采用高效霧化噴嘴使催化劑與良好霧化并均勻分布的原料油霧滴接觸，達(dá)到瞬間汽化、反應(yīng)的目的。使用終止劑技術(shù)及減少二次反應(yīng)的措施可以減少裂化反應(yīng)，使反應(yīng)油氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間盡可能縮短。加之完善的汽提措施，從而達(dá)到提高輕質(zhì)油收率，降低干氣、焦炭產(chǎn)率的目的。2.5.3 再生裝置部分工藝技術(shù)特點(diǎn)再生方案的選擇原則應(yīng)能滿足降低再生催化劑定碳以使催化劑性能得以充分發(fā)揮，同時(shí)應(yīng)避免采用過于苛刻的再生條件，以利于恢復(fù)并保護(hù)催化劑活性。本裝置采用的是單段再生，為了達(dá)到在合理的再生條件下盡

30、量降低再生劑的含碳量，本設(shè)計(jì)采取了多項(xiàng)提高燒焦效果的措施，各項(xiàng)措施綜述如下： （1）采取加co助燃劑的完全再生方案完全再生，由于平均氧濃度的提高可使再生劑含碳明顯降低。完全再生有高溫完全再生和助燃劑的完全再生。本設(shè)計(jì)采用加助燃劑的完全再生。（2）采用較高的再生溫度再生溫度是影響再生效果的重要因素，再生溫度的提高可大大提高焦炭燃燒速度，因此本裝置在避免水熱失活的前提下，盡量提高再生溫度，設(shè)計(jì)再生密相溫度為690。（3）采用逆流再生通過加高待生套筒使待生催化劑進(jìn)入密相床上部，催化劑向下流動(dòng)與主風(fēng)形成氣固逆流接觸燒焦。由于高含氧的氣體和低含碳的催化劑接觸，因此，整個(gè)燒焦過程化學(xué)動(dòng)力學(xué)速度比較均一，有

31、利于提高總的燒焦程度，降低總藏量。在待生套筒出口配置待生催化劑分配器，使待生劑均勻分布于再生密相床上部，為形成單段逆流高效再生提供基本的保證。（4）采用高床層再生及較高的密相線速本裝置釆用8.5m的密相床高,較高的再生密相床高度不僅可提高氣固 的單程接觸時(shí)間，而且有利于co在密相床中燃燒，并提高輸送推動(dòng)力，提高密相床層線速是提高燒焦強(qiáng)度的一種有效手段,本裝置采用0.841.0m/s密相床層線速，以提高燒焦的氧傳遞速度從而達(dá)到提髙燒焦強(qiáng)度的目的。（5）釆用改進(jìn)的主風(fēng)分布管主風(fēng)的分布好壞將直接影響再生器的流化質(zhì)量，從而影響燒焦效果。本次設(shè)計(jì)采用改進(jìn)的主風(fēng)分布管，改善流化質(zhì)量并降低主風(fēng)分布管的磨損。

32、2.5.4 采用氣控外循環(huán)式外取熱器 由于裝置設(shè)計(jì)生焦率高達(dá)90%，再生器熱量過剩，因此，設(shè)計(jì)中設(shè)置了一臺(tái)洛陽石化工程公司開發(fā)的氣控式外取熱器，可靈活調(diào)節(jié)取熱負(fù)荷，以滿足兩器熱平衡需要。2.5.5 合理、可靠的主風(fēng)及煙氣系統(tǒng) 本裝置再生器采用單段完全再生方式，其主風(fēng)、煙氣流程及機(jī)組配置均較簡單，設(shè)置一臺(tái)離心式風(fēng)機(jī)為再生器供風(fēng)，一臺(tái)離心式風(fēng)機(jī)作為 備機(jī)。煙氣經(jīng)三旋后進(jìn)入煙氣輪機(jī)回收其壓力能后，至佘熱鍋爐回收其顯熱，然后經(jīng)煙囪排入大氣。2.5.6 機(jī)組方案及特點(diǎn)（1）主風(fēng)機(jī)組主風(fēng)機(jī)組采用離心式主風(fēng)機(jī)+煙氣輪+電動(dòng)/發(fā)電機(jī)三機(jī)組配置。為再生器及增壓機(jī)提供主風(fēng)。備用主風(fēng)機(jī)釆用離心式主風(fēng)機(jī)+電機(jī)二機(jī)組配

33、置。作為本裝置的備機(jī)。增壓機(jī)采用增壓機(jī)+電機(jī)二機(jī)組配置，一開一備。該機(jī)為外取熱器、 外取熱器返回管及待生套筒供風(fēng)。 （2）氣壓機(jī)組氣壓機(jī)組采用氣壓機(jī)+凝汽式透平二機(jī)組配置。2.5.7 釆用多項(xiàng)新技術(shù) 為提高裝置總體技術(shù)水平，設(shè)計(jì)中采用多項(xiàng)國內(nèi)新近開發(fā)的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料等。（1）原料及油漿霧化釆用lpc型高效噴嘴該噴嘴具有壓降低、霧化效果好、干氣及焦炭產(chǎn)率低、輕質(zhì)油收率高、操作平穩(wěn)及油、汽互不干擾等特點(diǎn)，可以滿足工藝過程的要求，且可在一定程度上降低能耗。（2）采用氣控外循環(huán)取熱器氣控外循環(huán)取熱器是洛陽石化工程公司的專利技術(shù)。該型式外取熱器具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便：調(diào)節(jié)靈活、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。外

34、取熱器取熱管采用肋片管，具有傳熱系數(shù)高、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、抗事故能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。外取熱水系統(tǒng)釆用自然循環(huán)方式，節(jié)省動(dòng)力，運(yùn)行可靠。（3）釆用高效pv型旋風(fēng)分離器從維持反再系統(tǒng)平隱操作，減少催化劑自然跑損的角度出發(fā)，本裝置反再系統(tǒng)中旋風(fēng)分離器均釆用分離效率高、結(jié)構(gòu)簡單、操作彈性大的pv型旋風(fēng)分離器。（4）用兩段汽提技術(shù)改善汽提效果是降低焦炭產(chǎn)率的一個(gè)重要手段，為此，本裝置采用兩段汽提的技術(shù)。（5）有針對(duì)性地釆用折流桿式冷凝器分餾塔頂油氣冷凝系統(tǒng)的壓降大小直接影響氣壓機(jī)的功率消耗以及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的操作，因此分餾塔頂油氣水冷系統(tǒng)采用低壓降折流桿式冷凝器。氣壓機(jī)二段出口水冷器也釆用折流桿式冷凝冷卻器，以減小

35、系統(tǒng)壓降。 （6）機(jī)泵選用高效率的流程泵，部分機(jī)泵配置變頻電機(jī)。 （7）單、雙動(dòng)滑閥，塞閥均采用電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)和冷壁式閥體結(jié)構(gòu)。 （8）釆用低毒無味的lmp-4型金屬鈍化劑。（9）為保護(hù)煙機(jī)并減少煙氣中粉塵對(duì)大氣的污染,本裝置釆用操作彈 性大、分離效率高、立式pdc型三級(jí)旋風(fēng)分離器，且采用大流量單管300mm。3 工藝流程簡述 本裝置包括反應(yīng)再生裝置、分餾裝置、吸收穩(wěn)定裝置。3.1 反應(yīng)再生裝置130原料油自常壓裝置進(jìn)入本裝置原料油緩沖罐，經(jīng)原料油泵升壓與輕柴油、循環(huán)油漿換熱，換熱后溫度至180左右和回?zé)捰突旌?，分四路?jīng)原料油霧化噴嘴進(jìn)入提升管反應(yīng)器，油漿經(jīng)單獨(dú)的噴嘴進(jìn)入提升管反應(yīng)器，在此與高溫

36、再生催化劑接觸并迅速升溫、汽化，在催化劑沿提升管向上流動(dòng)的同時(shí)，原料不斷進(jìn)行反應(yīng)，生成汽油、輕柴油、液化石油、干氣、油漿等氣相產(chǎn)物，同時(shí)生成的焦炭覆蓋在催化劑表面，使其裂化活性逐漸降低，成為待生催化劑，反應(yīng)油氣與待生催化劑經(jīng)提升管反應(yīng)器出口粗旋迅速分離。進(jìn)入沉降器后，油氣經(jīng)單級(jí)旋風(fēng)分離器分離催化劑后，離開沉降器進(jìn)入分餾塔。待生催化劑在沉降器下部的汽提段與蒸汽逆流接觸，以置換催化劑所攜帶的油氣，汽提后的催化劑經(jīng)待生立管、待生塞閥、待生立管套筒進(jìn)入再生器的密相床，在690的再生溫度、富氧、co助燃劑的條件下進(jìn)逆流完全再生，催化劑活性得到恢復(fù)再生斜管輸送到提升管反應(yīng)器循環(huán)使用。再生過程的過剩熱量由外

37、取熱器取走。再生器的部分催化劑由外取熱器入口管進(jìn)入外取熱器殼程，在流化風(fēng)的作用下，呈密相向下流動(dòng)，在流經(jīng)翅片管束間降溫冷卻，冷卻后的催化劑經(jīng)外取熱器返回管由提升風(fēng)提升返回再生器密相床層中部,外取熱器流化風(fēng)、提升風(fēng)由增壓機(jī)提供。再生煙氣經(jīng)三組二級(jí)旋風(fēng)分離器分離催化劑后，再經(jīng)三級(jí)旋風(fēng)分離器進(jìn)一步分離催化劑后進(jìn)入煙氣輪機(jī)膨脹做功驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)。從煙氣輪機(jī)出來的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)一步回收煙氣的熱能，使煙氣溫度降到180以下，最后經(jīng)煙囪排入大氣。3.2 分餾裝置由沉降器頂部出來的反應(yīng)產(chǎn)物油氣進(jìn)入分餾塔下部，經(jīng)裝有擋板的脫過熱段后，油氣自下而上通過分餾塔。經(jīng)分餾后得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油(也可以不出重

38、柴油)、回?zé)捰图坝蜐{。如在塔底設(shè)油槳澄清段，可脫除催化劑出澄清油，濃縮的稠油漿再用回?zé)捰拖♂屗突胤磻?yīng)器進(jìn)行回?zé)挷⒒厥沾呋瘎?。如不回?zé)捯部伤统鲅b置。輕柴油和重柴油分別經(jīng)汽提塔汽提后再經(jīng)換熱、冷卻然后出裝置。輕柴油有一部分經(jīng)冷卻后送至再吸收塔，作為吸收劑，然后返回分餾塔。為了取走分餾塔的過剩熱量和使塔的負(fù)荷分布均勻，在塔的不同位置分別建立4個(gè)循環(huán)回流即：頂循環(huán)回流、一中段回流、二中段回流及油漿循環(huán)回流。3.3 吸收穩(wěn)定裝置從分餾塔頂油氣分離器來的富氣進(jìn)入氣壓機(jī)一段進(jìn)行壓縮，然后由氣壓機(jī)中間冷卻器冷至40，進(jìn)入氣壓機(jī)中間氣液分離器進(jìn)行氣、液分離。分離出的富氣再進(jìn)入氣壓機(jī)二段。氣壓機(jī)二段出口富氣經(jīng)壓縮

39、富氣空冷器冷卻后與解吸塔頂氣、富氣洗滌水，吸收塔底油混合，經(jīng)壓縮富氣冷凝冷卻器冷凝冷卻至40，進(jìn)入氣壓機(jī)出口油氣分離器進(jìn)行氣、液分離，分離后的氣體進(jìn)入吸收塔，用粗汽油及穩(wěn)定汽油作吸收劑進(jìn)行吸收，吸收過程放出的熱量由吸收塔中段回流取走。貧氣至再吸收塔，用輕柴油作吸收劑進(jìn)一步吸收后，干氣自塔頂餾出經(jīng)干氣分液罐后，送至產(chǎn)品精制。4 計(jì)算部分4.1 物料衡算4.1.1反應(yīng)再生物料衡算焦碳中h/c（重） 8/92煙氣組成 o2 0.3% co2 / co（分子比） 完全再生再生催化劑含碳量 0.02大氣溫度 25 大氣相對(duì)濕度 50%大氣壓力 101kpa（1）焦中的碳含量和氫含量 焦碳產(chǎn)量 41667

40、9.0% = 3750(kg/h)焦中碳量 37500.92 = 3450(kg/h) 焦中氫量 37500.08 = 300(kg/h)（2）a）理論耗氧量 生成co2 耗氧 3450/12 = 287.5(kmol/h) 生成h2o耗氧 300/4 = 75(kmol/h) 理論耗氧量 = 287.5+75 = 362.5(kmol/h) b）燃燒產(chǎn)物量 生成co2量 287.544 = 12650(kg/h) 生成h2o量 15018 = 2700(kg/h) c）理論干空氣量 理論n2 量 79/21362.5 = 1363.69(kmol/h) 干空氣量 362.5+1363.69

41、= 1726.19(kmol/h) d）過剩空氣量 煙氣中含過剩氧0.3% 則 0.3% = 過剩氧氣量/（理論干煙氣量+過剩氧氣量+過剩氮?dú)饬浚?故 過剩氧氣量 = 0.003（287.5+1363.69）/0.1-0.003（79/21+1） = 57.79(kmol/h) 過剩氮?dú)饬?= 57.7979/21 = 217.40(kmol/h) 所以 過?？諝饬?= 57.79+217.40 = 275.19(kmol/h) e）總干氣量 = 1726.19+275.19 = 2001.38(kmol/h) f）空氣帶入水量 = 分子濕度 干空氣分子數(shù) 由空氣溫度25 相對(duì)濕度50% 查空

42、氣相對(duì)濕含量和相對(duì)濕度的關(guān)系圖，可得空氣濕含量為0.01kg水汽/kg干空氣 故 空氣帶入水量 = 0.012001.38 = 20.01(kmol/h) g）燒焦所需主風(fēng)量（即濕空氣量）= 2001.38+20.01 = 2021.39(kmol/h) = 45279.14(標(biāo)m3/h) h）濕煙氣量 = co2 +理論n2 +生成水+過剩干空氣+空氣帶入水 = 287.5+1363.69+150+275.19+20.01 = 2096.4(kmol/h) = 46959.4(標(biāo)m3/h)（3）燒焦耗風(fēng)指標(biāo) = 46959.4/3750 = 12.5(標(biāo)m3/kg焦)（4）煙氣比=濕煙氣量/

43、濕空氣量 = 46959.4/45279.1 = 1.04公式里的濕煙氣不包括各項(xiàng)吹入水蒸氣量表4-1 煙氣量及組成數(shù)據(jù)項(xiàng)目流量分子量組成%（mol）（kmol/h）kg/h干煙氣濕煙氣co2278.5122544414.9213.71o257.791849.28323.02.76n21581.0944270.522882.0875.39總干煙氣2001.3861057.9230.5100-生成水汽150270018-8.41主風(fēng)帶入水汽20.01360.1818-總濕煙氣2096.461833.51-100系統(tǒng)進(jìn)料 f1 蘇北渣油 41666kg/h 表4-2 出料中各主要組分的收率組分液化

44、石油氣輕柴油焦炭汽油干氣及損失收率(%)2021.59.0445.5所以出料中各組分的量: f2 液化石油氣 4166620% = 8333.2(kg/h) f3 輕柴油 4166621.5% = 8958.19(kg/h) f4 焦炭 416669.0% = 3749.94(kg/h) f5 汽油 4166644% = 18333.04(kg/h) f6 干氣及損失 416665.5% = 2291.63(kg/h)表4-3 反應(yīng)再生工段物料平衡物料名稱收率(%)流量(kg/h)原料蘇北渣油-41666產(chǎn)物液化石油氣208333.2輕柴油21.58958.19焦炭9.03749.94汽油44

45、18333.04干氣及損失5.52291.63合計(jì)100416664.2 能量衡算 4.2.1 反應(yīng)再生工段能量衡算表4-4 各物料在反應(yīng)條件下的熱性能參數(shù)物料名稱反應(yīng)條件下溫度（k）反應(yīng)條件下熱性能參數(shù)原料蘇北渣油600cp=1.33745kj/(kgk)產(chǎn)物液化石油氣773cp=1.534kj/(kgk)輕柴油773cp=1.709kj/(kgk)焦炭983cp=1.502kj/(kgk)汽油773cp=2.22kj/(kgk)干氣773cp=1.2kj/(kgk)由此工段進(jìn)入的能量q1 q1 = 1337.4541666=55726191.7(kj/h)由此工段輸出的能量q2q2= 1.

46、5347738333.2+1709.618958.19 +1.5029833749.94+2.2277318333.04= 62193625.3(kj/h)所以在此工段中需要向外界傳熱62193625.3kj/h4.3 再生工段熱量衡算4.3.1 再生器的熱量平衡計(jì)算再生器的頂部壓力： 0.27mpa焦炭中的h/c： 8/92煙氣中的含氧量： 3.0%再生催化劑的含量： 0.02%大氣溫度： 25大氣濕度： 50%再生器頂部溫度： 690再生器溫度： 710溫降取主生風(fēng)入再生器的溫度： 140（1）供熱-燒焦放出的熱量（因?yàn)橥耆偕士烧J(rèn)為沒有co）焦炭的產(chǎn)量：416669.0% = 3750

47、(kg/h)焦中的炭量：37500.92 = 3450(kg/h)焦中的氫量：37500.08 = 300kg/h)生成co2放熱： 34504.18688100 = 11700.0104(kj/h)生成水放熱： 300286004.1868 = 3592.3104(kj/h)燒焦的總放熱為：(11700.0+3592.3)104 = 15292.3104kj/h由經(jīng)驗(yàn)值取焦炭的脫附熱為總放熱量的：11.5%則 可利用的熱量：q利= 15292.3(1-0.115) 104 = 13533.6104(kj/h)（2）出再生器的熱量a）干空氣的升溫?zé)醧干空氣干空氣的升溫?zé)醧干空氣 = 干空氣量空

48、氣的平均比熱容(出再生器的溫度-主風(fēng)入再生器的溫度)4.1868 kj/h = 2001.3828.80.26(690-140)4.1868 = 3450.96104(kj/h) b）空氣帶入水升溫?zé)崃縬空氣水空氣帶入水升溫?zé)崃縬空氣水 = 帶入的水量水蒸汽的比熱容（出再生器溫度-空氣入再生器的溫度）4.1868 kj/h、水蒸汽的平均比熱容按2.1 kj/kgk則 q空氣水= 20.01180.5(690-140)4.1868 = 41.47104(kj/h) c）焦炭升溫?zé)醧焦q焦=焦炭量焦炭比熱容(再生器的溫度-反應(yīng)器的溫度)4.1868焦炭比熱容取與催化劑相同的值為1.1 kj/kgk

49、則 q焦= 37500.262(710-510)4.1868 = 74.0104(kj/h) d）待生催化劑帶入的水量q待劑水 按每噸待生催化劑帶入1kg的水汽，催化劑的循環(huán)量為375t/hq待生水= 375(949.1-837.8)4.1868 = 17.47104(kj/h)式中949.1為水蒸汽在710時(shí)的熱焓，837.8為510時(shí)的熱焓。 e）各處吹掃及松動(dòng)蒸汽升溫?zé)醧吹掃水取吹掃松動(dòng)蒸汽量為500q吹掃水= 500(949.1-664.7)4.1868 = 59.5104(kj/h)f）再生器的熱損失q損 q損= 139燒焦量4.1868 = 13937504.1868 = 196.

50、4104(kj/h)再生器的熱損失可按每燃燒1kg的炭散熱582 kj計(jì)算，對(duì)高溫完全再生，此值可偏低。同時(shí)散熱損失除與燒焦炭量由有關(guān)外，還與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。故除再生器的總熱量q再出 q再出= (3105.86+37.33+74.0+17.47+59.5+196.4)104 = 3490.56104(kj/h)（3）燒焦給催化劑的熱量=可利用熱-出再生器熱 = (12180.3-3490.56)104 = 8689.74104(kj/h)5 主要設(shè)備選型及工藝計(jì)算匯總5.1 旋風(fēng)分離器設(shè)計(jì)5.1.1 旋風(fēng)分離器型式的選擇采用布pdc型旋風(fēng)分離器，兩極串聯(lián)。pdc型旋風(fēng)分離器的主要尺寸見表5.1。

51、一級(jí)料腿伸入到第二密相床面以下1.5m，二級(jí)料腿伸入1m，一二級(jí)料腿均采用全覆蓋溢閥。表5-1 pdc旋風(fēng)分離器主要尺寸項(xiàng)目一級(jí)二級(jí)筒體外徑，mm10201020入口面積，m20.450.45料腿直徑，mm4281216810料腿內(nèi)截面積，m20.1270.01725.1.2 旋風(fēng)分離器組數(shù)的確定（1）筒體直徑按筒體內(nèi)氣速為5m/s結(jié)算，則總筒體截面積=濕煙氣流率/5=13.04/4=2.61m2,選用2組旋風(fēng)分離器，則每個(gè)旋風(fēng)分離器筒體截面積為1.30m2筒體直徑 = (1.34/) = 1.29m選用直徑1.3m的旋風(fēng)分離器。一級(jí)和二級(jí)用此直徑的筒體。（2）一級(jí)入口截面積按入口線速度18.5m/s考慮則一級(jí)入口截面積為a1/筒體截面積a = 5/18.5a1 = 1.35/18.5 = 0.35m2（3）二級(jí)入口截面積按入口線速度20.5m/s考慮則二級(jí)入口截面積為a2/筒體截面積a = 5/20.5a2 = 1.35/20.5 = 0.32m2（4）核算旋風(fēng)分離器組數(shù)一級(jí)入口線速 = 濕煙氣流率/一級(jí)入口截面積 = 13.04/(0.352) = 18.63m2二級(jí)入口線速 = 濕煙氣流率/二級(jí)