催化裂化工藝流程與設(shè)備

催化裂化工藝流程與設(shè)備第1頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月石油煉制工藝的目的可概括為：①提高原油加工深度，得到更多數(shù)量的輕質(zhì)油產(chǎn)品；②增加品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量。催化裂化是煉油工業(yè)中最重要的一種二次加工工藝，是重油輕質(zhì)化和改質(zhì)的重要手段之一，已成為當(dāng)今石油煉制的核心工藝之一。

第2頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工藝流程一：反應(yīng)—再生系統(tǒng)二：分餾系統(tǒng)三：吸收穩(wěn)定系統(tǒng)四：能量回收系統(tǒng)第3頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第4頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)部分原料經(jīng)換熱后與回?zé)捰突旌辖?jīng)對(duì)稱分布物料噴嘴進(jìn)入提升管，并噴入燃油加熱，上升過(guò)程中開(kāi)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)分離器（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。第5頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月再生部分再生器階段，催化劑因在反應(yīng)過(guò)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(guò)主風(fēng)分布管進(jìn)入再生器燒焦罐底部，從反應(yīng)器過(guò)來(lái)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(guò)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)再生斜管送至提升管。第6頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)的作用是將反應(yīng)?再生系統(tǒng)的產(chǎn)物進(jìn)行分離，得到部分產(chǎn)品和半成品。

由反應(yīng)?再生系統(tǒng)來(lái)的高溫油氣進(jìn)入催化分餾塔下部，經(jīng)裝有擋板的脫過(guò)熱段脫熱后進(jìn)入分餾段，經(jīng)分餾后得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油、回?zé)捰秃陀蜐{。富氣和粗汽油去吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；輕、重柴油經(jīng)汽提、換熱或冷卻后出裝置，回?zé)捰头祷胤磻?yīng)––再生系統(tǒng)進(jìn)行回?zé)?。油漿的一部分送反應(yīng)再生系統(tǒng)回?zé)?，另一部分?jīng)換熱后循環(huán)回分餾塔。為了取走分餾塔的過(guò)剩熱量以使塔內(nèi)氣、液相負(fù)荷分布均勻，在塔的不同位置分別設(shè)有4個(gè)循環(huán)回流：頂循環(huán)回流，一中段回流、二中段回流和油漿循環(huán)回流。第7頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月吸收––穩(wěn)定系統(tǒng)從分餾塔頂油氣分離器出來(lái)的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中則溶解有C3、C4甚至C2組分。吸收––穩(wěn)定系統(tǒng)的作用就是利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣(≤C2)、液化氣(C3、C4)和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油第8頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月能量回收系統(tǒng)：由于催化劑再生時(shí)產(chǎn)生的煙氣攜帶有大量熱能和壓力能，回收這部分能量，可以降低生產(chǎn)成本和能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于大型裝置，一般都是采用煙氣輪機(jī)回收壓力能，用作驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)的動(dòng)力和帶動(dòng)薄電機(jī)發(fā)電；用余熱鍋爐進(jìn)行熱能回收，以產(chǎn)生蒸汽，供汽輪機(jī)使用或外輸。第9頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)—再生系統(tǒng)（一）、流程回顧（二）、設(shè)備1、三器：提升管反應(yīng)器、沉降器及再生器。2、三閥：?jiǎn)蝿?dòng)滑閥、雙動(dòng)滑閥、塞閥3、三機(jī)：主風(fēng)機(jī)、氣壓機(jī)和增壓機(jī)。第10頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）、流程回顧

同軸式高低并列式第11頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月提升管反應(yīng)器

第12頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）提升管提升管反應(yīng)器是一根長(zhǎng)30~40m的管道，介質(zhì)是油氣和催化劑提升管下端油氣速度一般為6~l0m/s，出口油氣速度為16~30m/s,操作溫度，500~550℃。油氣停留時(shí)間2~4S。為避免設(shè)備內(nèi)壁受高流速催化劑沖蝕和減少熱量損失，管內(nèi)設(shè)有100~125mm厚的隔熱耐磨襯里。伸到汽提段、沉降器內(nèi)的部分只設(shè)耐磨襯里。提升管的上端出口處設(shè)有氣-固快速分離機(jī)構(gòu)，用于使催化劑與油氣快速分離以及抑制反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行

快速分離機(jī)構(gòu)的形式有多種多樣，比較簡(jiǎn)單的有傘帽形、T字形的構(gòu)件，現(xiàn)在用得比較多的是初級(jí)旋風(fēng)分離器

第13頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月沉降器沉降器的作用是使來(lái)自提升管的油氣和催化劑分離，油氣經(jīng)旋風(fēng)分離器分出所夾帶的催化劑后經(jīng)集氣室去分餾系統(tǒng)；由提升管快速分離器出來(lái)的催化劑靠重力在沉降器中向下沉降落入汽提段。

第14頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第15頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）汽提段汽提段的作用是將待生催化劑攜帶的油氣汽提出來(lái)，增加產(chǎn)品收率，減小再生器燒焦負(fù)荷。催化劑攜帶的油氣分兩部分，一部分是催化劑穎粒間的油氣，另一部分是催化劑顆粒內(nèi)孔道中的油氣。傳統(tǒng)的汽提段是設(shè)置環(huán)/錐擋板或人字檔板。催化劑在擋板間折流運(yùn)動(dòng)，通過(guò)空間的壓縮與擴(kuò)張，氣體接觸交換將油氣置換出來(lái)。第16頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）旋風(fēng)分離器第17頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第18頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第19頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月再生器主要作用是燒去結(jié)焦劑上的焦炭以恢復(fù)其活性，同時(shí)也提供裂化反應(yīng)所需的熱量第20頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分布器可分為板式(蝶形)和管式(平面樹(shù)枝或環(huán)形)兩種第21頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月重催再生器需設(shè)取熱設(shè)備：a.內(nèi)取熱式

b.外取熱式第22頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兩段再生的主要優(yōu)點(diǎn)與單段相比，兩段再生的主要優(yōu)點(diǎn)是：兩段再生是把燒碳過(guò)程分為兩個(gè)階段進(jìn)行①對(duì)于全混床反應(yīng)器，第一段出口的半再生劑的含碳量高于再生劑的含碳量，從而提高了燒碳速率；②在第二段再生時(shí)可以用新鮮空氣和更高的溫度，提高了燒碳速率；③第二段內(nèi)的水氣分壓可以很低，減輕了催化劑的水熱老化；且第二段的催化劑藏量比單段再生器的催化劑藏量低，停留時(shí)間較短。因此，第二段可采用較高的再生溫度。第23頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、三閥單動(dòng)滑閥用于床層反應(yīng)器催化裂化和高低并列式提升管催化裂化裝置。其作用是：正常操作時(shí)用來(lái)調(diào)節(jié)催化劑在兩器間的循環(huán)量，出現(xiàn)重大事故時(shí)用以切斷再生器與反應(yīng)沉降器之間的聯(lián)系，以防造成更大事故。第24頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第25頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月塞閥同軸式塞閥用于同軸式催化裂化裝置塞閥比滑閥具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）磨損均勻而且較少；（2）高溫下承受強(qiáng)烈磨損的部件少；（3）安裝位置較低，操作維修方便。第26頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三機(jī)主風(fēng)機(jī)承擔(dān)著向再生器提供燒焦用風(fēng)的重要任務(wù)。氣壓機(jī)的作用是將分餾部分來(lái)的富氣壓力提升到吸收穩(wěn)定部分操作所需的壓力。增壓機(jī)為外取熱器提供提升風(fēng)和流化風(fēng)以及為待生套筒提供流化風(fēng)第27頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月催化裂化分餾塔有以下特點(diǎn)：1.進(jìn)料是帶有催化劑粉塵的過(guò)熱油氣,2.全塔剩余熱量大（由高溫油氣帶入），而且催化裂化產(chǎn)品的分餾精確度要求也不高，因此設(shè)置四個(gè)循環(huán)回流分段取熱。第28頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月200～300

℃600～750

℃490～510

℃2

～3s第29頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分餾系統(tǒng)第30頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、吸收—穩(wěn)定系統(tǒng)從分餾塔頂油氣分離器出來(lái)的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中又溶有C3、C4甚至C2組分，因此吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的作用：利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣（≤C2）、液化氣（C3、C4）和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油。第31頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月富氣經(jīng)氣壓機(jī)升壓、冷卻并分出凝縮油后，由底部進(jìn)入吸收塔；穩(wěn)定汽油和粗汽油則作為吸收液由塔頂進(jìn)入，將富氣中的C3、C4（含少量C2）等吸收后得到富吸收油。吸收塔頂部出來(lái)的貧氣中夾帶有少量穩(wěn)定汽油，可經(jīng)再吸收塔用柴油回收其中的汽油組分后成為干氣，送出裝置。富吸收油和凝縮油均進(jìn)入解吸塔，使其中的氣體解吸后，從塔頂返回凝縮油沉降罐，塔底的未穩(wěn)定汽油送入穩(wěn)定塔，通過(guò)精餾作用將液化氣和穩(wěn)定汽油分開(kāi)。有時(shí)，塔頂要排出部分不凝氣（也稱氣態(tài)烴），它主要是C2，并夾帶有C3和C4.排出不凝氣的目的是為了控制穩(wěn)定塔的操作壓力。第32頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及穩(wěn)定塔組成。吸收塔和解吸塔的操作壓力為1.0～2.0MPa。穩(wěn)定塔實(shí)質(zhì)上是個(gè)精餾塔，操作壓力為1.0-1.5MPa。第33頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、能量回收系統(tǒng)利用再生器出口煙氣的熱能和壓力使余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽和煙氣輪機(jī)作功、發(fā)電等。第34頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月能量回收系統(tǒng)的工藝流程圖圖1-3-4能量回收系統(tǒng)典型流程示意圖第35頁(yè)，課件共39頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月能量回收系統(tǒng)的工作原理由再生器來(lái)的煙氣，含有微量的催化劑粉塵，它將會(huì)造成煙氣輪機(jī)葉片的磨損，所以在煙氣進(jìn)入煙氣輪機(jī)前，需要經(jīng)過(guò)三級(jí)旋風(fēng)分離器再次凈化。凈化分離下來(lái)的催化劑粉塵，排出裝置；輸送粉塵的泄料煙氣(約占煙氣總量的2～3％)，經(jīng)四級(jí)旋風(fēng)分離器(圖中未畫(huà)出)和臨界流量孔板通過(guò)煙道進(jìn)人煙囪放空