催化裝置簡介

1、2009.4.14講義包括的主要內(nèi)容催化裝置的總體介紹催化裝置組成及各部分介紹催化裝置工藝流程催化裝置的主要設(shè)備介紹催化裝置2009年大檢修主要項目介紹催化裝置的總體介紹 裝置介紹：本裝置是由中國石化總公司北京設(shè)計院設(shè)計，1993年破土動工，1994年9月建成投產(chǎn)，加工能力為500kt/a前置燒焦罐同高并列式催化裂化裝置，占地面積17835m2。1998年9月增加外取熱器，摻渣比提高至20%。2001年6月采用UOP技術(shù)對裝置進(jìn)行擴(kuò)量改造，使加工能力達(dá)到800kt/a，摻渣達(dá)到38.5%。 物料平衡： 原料產(chǎn)品1、常減壓裝置的側(cè)線餾分油 2、摻煉減壓渣油 （20-38.5% ）3、焦化蠟油 （

2、7-25%） 4、丙烷重脫油、輕脫油、重整拔頭油、加氫凝析油主產(chǎn)物：穩(wěn)定汽油、輕柴油附屬產(chǎn)物：油漿、液化氣、瓦斯其他產(chǎn)物：煙氣、含硫污水、中、低壓蒸汽催化裝置的組成部分反應(yīng)再生系統(tǒng)分餾系統(tǒng)吸收穩(wěn)定系統(tǒng)能量回收系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)-氣壓機(jī)系統(tǒng)催化裝置催化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)-1 原油經(jīng)常減壓蒸餾后可得到10-40%的輕質(zhì)油,其余的重質(zhì)餾分和殘渣油作為催化裂化的原料油,進(jìn)入提升管反應(yīng)器下部與來自再生器的熱催化劑進(jìn)行接觸,在高溫和適中壓力下隨即汽化并進(jìn)行反應(yīng)。催化裂化過程是一個復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),主要有分解反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)、氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)、芳構(gòu)化反應(yīng)等。在反應(yīng)過程中將原料油中的重餾分轉(zhuǎn)化為較輕的、更有經(jīng)濟(jì)價值的烴產(chǎn)物。在

3、大分子裂化成較小分子的過程中,焦炭被沉積在催化劑的表面上。覆蓋在催化劑上的焦炭因阻礙烴分子進(jìn)入催化劑的活性中心,從而引起催化劑在裂化過程中失去活性。為了使催化劑的活性得以再生,在再生器內(nèi)用空氣燒去沉積在催化劑上的焦炭。催化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)-2 焦炭是烴類在催化裂化過程中由于縮合反應(yīng)和氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)而產(chǎn)生的縮合物,其主要成份是炭和氫,含量約為進(jìn)料的4-7%(重),它主要包括三個部分，即：催化炭、附加炭和可汽提炭。催化劑的再生就是利用空氣中的氧燒去吸附在其表面的焦炭。焦碳+O2CO+CO2+H2O 在燒焦過程中產(chǎn)生大量的煙氣和熱量,這些熱量大部分被催化劑吸收以滿足催化裂化反應(yīng)所需的能量要求,多余的熱量

4、由外取熱器取走。 反應(yīng)油氣與催化劑由提升管出口快分和旋風(fēng)分離器分離后催化劑落到汽提段。汽提段內(nèi)裝有多層環(huán)形擋板并在底部通人過熱水蒸汽,將待生催化劑上吸附的油氣和顆粒間的油氣帶出返回上部。油氣去分餾塔。待生催化劑經(jīng)汽提段進(jìn)入待生斜管,靠重力流入再生器,催化劑與來自主風(fēng)機(jī)的空氣混合燒焦。催化裝置分餾系統(tǒng) 反應(yīng)后油汽經(jīng)沉降器頂部進(jìn)入分餾塔底部,與自上流下的循環(huán)油在人字擋板段(脫過熱段)逆向接觸,脫除過熱、洗滌油氣中夾帶的催化劑粉塵并使反應(yīng)油氣冷卻,以避免上部塔盤結(jié)焦。上升的油氣溫度逐漸降低,沸點較高的油漿首先被冷卻下來,依次是回?zé)捰?、重柴油、輕柴油、汽油等。氣體混合物在精餾段逐漸降溫冷凝的過程中要放

5、出冷凝潛熱,這部分熱量通過塔頂和中段回流取走。 分餾塔的側(cè)線自下而上：油漿循環(huán)、回?zé)捰?、中段循環(huán)、輕柴油抽出、頂循環(huán)、混合油氣。催化裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng) 在吸收塔內(nèi),粗汽油作為吸收油從塔頂入塔后往下走(采用浮閥塔盤,使氣體分布的更均勻),壓縮富氣從塔底進(jìn)入后向上走與下降的液體進(jìn)行氣、液逆向接觸,完成吸收過程。吸收是一個放熱過程,為了維持較低的溫度以利于操作,塔內(nèi)多余的熱量分別由一中、二中取走。 C3以上組分在上升過程中逐步被吸收,C3以上組分在氣液兩相中的濃度逐漸減小。在吸收C3以上組分的同時,由于相平衡關(guān)系,富吸收油中也吸收了部分C2組分,在通過解吸塔將C2組分解吸出來,在此過程中由于相平衡關(guān)系

6、,部分C3、C4組分也被解吸出來,所以解吸氣要和壓縮富氣一起再送到再吸收塔進(jìn)行吸收。解吸塔底出來的脫乙烷汽油進(jìn)入穩(wěn)定塔,利用精餾原理將C3、C4組分進(jìn)行分離出來。催化裝置原則流程圖催化裝置主要產(chǎn)品質(zhì)量控制名稱項目單位指標(biāo)控制單位穩(wěn)定汽油干點 205（增產(chǎn)柴油時控制小于180）廠控10%70飽和蒸汽壓Kpa3-8月73 ； 9-2月87液化氣C1C2 (V)3C5 (V)3干氣C3 (V)3輕柴油95%點 365催化裝置主要操作參數(shù)項目單位指標(biāo)反應(yīng)溫度520沉降器頂部壓力MPa0.130.02再生器頂部壓力MPa0.150.02二密相床溫度730原料預(yù)熱溫度250分餾塔底部溫度345-385吸收

7、塔頂部壓力MPa0.7-1.3吸收塔頂部溫度65脫吸塔頂部壓力MPa0.7-1.3脫吸塔底溫度100-140脫丁烷塔頂壓力MPa0.9-1.3脫丁烷塔底溫度150-180E-131液位%45-95液化氣外送溫度45汽油外送溫度45柴油外送溫度65油漿外送溫度90催化裝置使用的化工原材料一、催化劑： LRC-99B-被稱為沸石的FCC催化劑起分子篩的作用。 催化劑的活性在被稱為酸性中心的地方起作用，催化劑在那里選擇性地將瓦斯油分子裂化為汽油和較輕產(chǎn)品而不生成過多的焦炭。催化劑的一些參數(shù)和概念：A表觀堆積密度（g/ml） B抗磨損性 C催化劑中毒 D.活性 E孔容積。 新鮮催化劑用量：0.7Kg/

8、t二、阻焦劑：注在油漿系統(tǒng)，減少結(jié)焦。三、金屬鈍化劑：注在原料系統(tǒng)進(jìn)入提升管，減少催化劑中 毒。催化裝置主要設(shè)備 催化裝置的設(shè)備除了常規(guī)的塔器、管線、機(jī)泵、各類儲罐和壓力容器外，最重要最核心的設(shè)備就是：主風(fēng)機(jī)組+氣壓機(jī)組 主風(fēng)機(jī)組：催化裝置的再生器底部必須要供給空氣，壓縮輸送空氣的風(fēng)機(jī)就是主風(fēng)機(jī)。主風(fēng)機(jī)在催化裝置中十分重要，它是催化裝置的心臟設(shè)備，必須連續(xù)運轉(zhuǎn)，主風(fēng)機(jī)停止運轉(zhuǎn)，催化裝置就必就停止生產(chǎn)。從工藝角度而言，主風(fēng)機(jī)的主要作用是：A:提供燒焦所需的氧氣。B:保證再生器、燒焦罐內(nèi)的催化劑處于流化狀態(tài)。 主風(fēng)機(jī)是一個離心式鼓風(fēng)機(jī)，由電機(jī)和煙氣輪機(jī)共同帶動。催化裝置主風(fēng)機(jī)型號YL-4000D進(jìn)

9、口流量1260 Nm3/min進(jìn)氣溫度943 K排氣溫度813 K進(jìn)氣壓力0.24 MPa排氣壓力0.105 MPa第一臨界轉(zhuǎn)速9756r/min絕熱效率81%輸出功率4367 kW轉(zhuǎn)速5640 r/min轉(zhuǎn)向從煙機(jī)進(jìn)氣端看逆時針型號MCL904-5流量1060N/min入口溫度27.4入口壓力0.0914118Mpa出口壓力0.3334MPa相對濕度48%軸功率4088kw轉(zhuǎn)數(shù)5612rpm旋轉(zhuǎn)方向從電機(jī)端看為逆時針方向撓 曲 臨 界 轉(zhuǎn) 速2181一階臨界轉(zhuǎn)速2181.2 r/min型號MCL904-5 煙氣輪機(jī)主要技術(shù)參數(shù)離心式鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)主風(fēng)機(jī)的組成部分：1）轉(zhuǎn)子組件、2）進(jìn)氣機(jī)殼、

10、3）過渡襯環(huán)、4）、排氣機(jī)殼、5）軸承箱及軸承、6）密封系統(tǒng)、7）輪盤蒸汽冷卻系統(tǒng)、 8）潤滑油系統(tǒng)催化裝置氣壓機(jī) 催化機(jī)組是由沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠制造的2MCL457-17兩段壓縮機(jī)和杭州汽輪機(jī)廠制造的NK25/28/12.5凝汽式汽輪機(jī)組成。機(jī)組主要用來將分餾塔頂油氣分離器E-201來的富氣(壓力0.06MPa，溫度40)，經(jīng)氣壓機(jī)一段壓縮后(壓力0.4MPa，溫度100)，進(jìn)入中間冷卻器冷卻后進(jìn)入中間分液罐進(jìn)行分離。氣相進(jìn)入二段，繼續(xù)升壓后(壓力1.25Mpa，溫度107)，經(jīng)二段出口送到穩(wěn)定，液相中的凝縮油由泵P-309送到穩(wěn)定的冷-301中，或自壓到E-201。 該機(jī)組在壓縮氣體的同時，擔(dān)負(fù)

11、著控制反應(yīng)壓力的任務(wù)。正常時，通過反應(yīng)壓力調(diào)節(jié)機(jī)組轉(zhuǎn)速，達(dá)到控制反應(yīng)壓力的目的。另外，壓縮機(jī)入口有兩個DN250和DN400的放火炬閥，用來輔助調(diào)節(jié)反應(yīng)壓力。壓縮機(jī)出口有一個反飛動閥，用來防止壓縮機(jī)飛動。催化裝置氣壓機(jī)壓縮機(jī)設(shè)計性能正常工況且特殊工況介質(zhì)催化裂化富氣石油裂化氣平均分子量36.60541.054進(jìn)口流量m3/h98709801進(jìn)口壓力MpaA0.1570.157進(jìn)口溫度4040出口壓力MpaA計1.571.57出口溫度107.5103.4軸功率KW15321340轉(zhuǎn)速r/mm105519728壓縮機(jī)設(shè)計參數(shù)型式：冷凝式 型號：NK25/28/125額定轉(zhuǎn)速：10678rpm 跳閘

12、轉(zhuǎn)速：12333rpm轉(zhuǎn)速彎化范圍：8009-11212 功率（額定）：1782KW名稱復(fù)水泵潤滑油泵型號GNK3-ASNH660R46數(shù)量(臺)22額定流量m3/h937.8額定功率kW313.4揚程m39100轉(zhuǎn)速r/min29001470電壓v380380汽輪機(jī)設(shè)計參數(shù)1、氣壓機(jī)組的轉(zhuǎn)速2、潤滑油溫度的控制3、潤滑油泵出口壓力由泵出口調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié) 。4、復(fù)水器液位氣壓機(jī)主要控制參數(shù)催化2009年檢修項目介紹（結(jié)合能量回收系統(tǒng)） 一、煙氣能量回收項目：目前再生器出口高溫?zé)煔猓?20710，0.157MPa）從再生器頂部進(jìn)入三旋，為了控制進(jìn)入三旋煙氣溫度不大于680，在三旋頂部往煙氣中噴水和

13、低壓蒸汽，目前噴低壓蒸汽（1.0MPa）量為1.0t/h左右。 三旋出口煙氣分成兩路，一路進(jìn)煙機(jī)做功，煙機(jī)功率約4000kw，另一路通過雙動滑閥控制再生器壓力后與煙機(jī)出口煙氣混合，混合后煙氣溫度為504490。 混合后的煙氣再分成兩路，一路進(jìn)入低壓余熱鍋爐（F501）（包括過熱段、上下汽包對流管束蒸發(fā)器、省煤器）后經(jīng)過煙道蝶閥進(jìn)入煙囪；另一路進(jìn)入中壓爐（包括過熱外取熱器產(chǎn)中壓飽和蒸汽的過熱段和預(yù)熱外取熱器汽包上水的省煤段）后經(jīng)過煙道蝶閥進(jìn)入煙囪。另外油漿蒸發(fā)器產(chǎn)低壓飽和蒸汽（1.0MPa）也進(jìn)F501爐的過熱器進(jìn)行過熱。催化2009年檢修項目（結(jié)合能量回收系統(tǒng)）介紹 改造后改造將煙機(jī)出口的煙氣

14、和雙動滑閥出口的煙氣混合合成一路，拆除原低壓爐和中壓爐，新設(shè)計一臺中壓余熱鍋爐，該余熱鍋爐與外取熱器和油漿蒸發(fā)器一起構(gòu)成整個裝置中壓蒸汽發(fā)生、過熱系統(tǒng)。改造后排煙溫度從現(xiàn)在的190降到150 左右，3.5MPa蒸汽產(chǎn)能從25t/h 提高到40t/h左右。二：原料熱聯(lián)合項目：改造后的熱聯(lián)合流程如下：焦化蠟油，二套蒸餾減壓餾份油（減壓蠟油）在下管架、進(jìn)入二罐區(qū)處匯合，進(jìn)入催化裝置新建原料緩沖罐，緩沖管的催化原料由已有的催化原料泵升壓進(jìn)入H201 循環(huán)油漿原料油換熱器,與循環(huán)油漿換熱后進(jìn)入T-101。若焦化裝置蠟油， 二套蒸餾減壓餾份油（ 減壓蠟油） 的總量大于催化加工量，則由催化料進(jìn)緩沖罐前的三催

15、化2009年檢修項目（結(jié)合能量回收系統(tǒng)）介紹三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)閥由緩沖罐液位控制，多余催化料經(jīng)L-301 新增催化原料返罐冷卻器冷卻至安全溫度后返回到原有的催化原料罐（二罐區(qū)）。若一、二套延遲焦化裝置蠟油， 二套蒸餾減壓餾份油（ 減壓蠟油） 的總量小于催化加工量，則從原有的催化原料罐（二罐區(qū)）利用新增催化原料泵抽出儲存于二罐區(qū)的催化原料油，打入原催化原料泵B-201 的出口。由于催化原料溫度升高，與H-201 循環(huán)油漿原料油換熱器的換熱變小，使得E-202油漿蒸汽發(fā)生器改發(fā)3.5MPa 蒸汽（原蒸汽1.0MPa），發(fā)的蒸汽再到新改造的煙氣鍋爐過熱后外送。催化裝置的重點腐蝕與防腐措施1、對易腐

16、蝕設(shè)備的外部檢查，包括E-201，E-301，視情況涂聚氨脂涂料。2、對易腐蝕管線的檢驗，包括E-201污水抽出線，E-301污水抽出 線.3、通過對潤滑油質(zhì)的檢測，分析氣壓機(jī)、主風(fēng)機(jī)油箱的腐蝕情況，檢修時噴鍍不銹鋼層 4、對三旋、再生器上低于180的部位涂抹烯土，保證高于220，防止露點腐蝕。5、提高省煤器給水溫度，一般保證大于140 避免露點腐蝕。6、再生器的應(yīng)力腐蝕：再生器的操作壓力較低，往往焊后不進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理，加上保溫釘焊接時不預(yù)熱，這些因素使得再生器焊縫上存在著很大的殘余應(yīng)力，為再生器應(yīng)力腐蝕開裂提供了應(yīng)力來源。 催化裝置有毒有害物質(zhì)1、CO(存在于煙氣中）：一氧化碳俗稱煤氣、瓦斯，是一種無色、極微臭窒息性毒氣。相對密度為0.91，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度為12501Kgm3