常壓塔開題報告

常壓塔開題報告常壓塔開題報告

原油的常壓蒸餾就是原油在常壓下進行的蒸餾，所用的蒸餾設(shè)備叫

做原油常壓精餾塔，這也是提煉原油的一項重要工藝。

年常壓重油催化裂化工藝設(shè)計開題報告

一、背景簡介

FCC是重油催化裂化的縮寫。重油加工是把原油中的重質(zhì)部分，如常壓渣油和減壓渣油轉(zhuǎn)化為汽油。近年來，我國的原油產(chǎn)量一直上升幅度不大，但是燃料油的需求量上升很大，這樣的大背景下，需要我國的煉油工業(yè)將產(chǎn)能更多的投入到重油，特別是減壓渣油的深度加工。本題即是對催化裂化工藝的擬建。

催化裂化工藝簡介

催化裂化的工藝原理：

蠟油、脫瀝青油、渣油等在催化劑的作用下發(fā)生裂化、異構(gòu)化、環(huán)化、芳化、脫氫化等諸多化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為汽油、輕柴油、重柴油，副產(chǎn)物為干氣、焦碳、油漿等。催化裂化可以使蠟油、脫瀝青油、渣油與催化劑在適宜的溫度，壓力滯留時間條件下進行接觸，以使原料的主要部分被轉(zhuǎn)換成汽油和液態(tài)烴，通常這是一個單程操作。在裂化反應(yīng)中，所產(chǎn)生的焦碳被沉積在催化劑上，它明顯地減少了催化劑的活性，所以除去沉積物是非常必要的，通常是通過燃燒方式使催化劑再生來重新恢復(fù)其活性。

重油催化裂化的特點

①

焦炭產(chǎn)率高。重油催化裂化的焦炭產(chǎn)率高達8～12wt%，而餾分油催化裂化的焦炭產(chǎn)率通常為5～6wt%。

②

重金屬污染催化劑。與餾分油相比，重油含有較多的重金屬，在催化裂化過程中這些重金屬會沉積在催化劑表面，導(dǎo)致催化劑受污染或中毒。

③

硫、氮雜質(zhì)的影響。重油中的硫、氮等雜原子的含量相對較高，導(dǎo)致裂化后的輕質(zhì)油品中的硫、氮含量較高，影響產(chǎn)品的質(zhì)量;另一方面，也會導(dǎo)致焦炭中的硫、氮含量較高，在催化劑燒焦過程中會產(chǎn)生較多的硫、氮氧化物，腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境。

④

催化裂化條件下，重油不能完全氣化。重油在催化裂化條件下只能部

分氣化，未氣化的小液滴會附著在催化劑表面上，此時的傳質(zhì)阻力不能忽略，反應(yīng)過程是一個復(fù)雜的氣-液-固三相催化反應(yīng)過程。

二、國內(nèi)外現(xiàn)狀與前景預(yù)期

我國FCC

工藝及工程的技術(shù)水平

我國由于在催化劑細(xì)粉流化態(tài)技術(shù)的發(fā)展，兩器結(jié)構(gòu)出現(xiàn)多種形式的組合：帶外循環(huán)管的燒焦罐高效再生、帶預(yù)混合管的燒焦高效再生、帶預(yù)混合管的燒焦罐再生、管式燒焦、后置燒焦罐兩段再生、高速床兩段串聯(lián)再生、并列式兩段再生、同軸式兩段再生。與此同時，高效霧化原料油注入系統(tǒng)及急冷油控制提升管中部溫度技術(shù)、新型Y

型結(jié)構(gòu)的提升管出口快速分離結(jié)構(gòu)、新的汽提段結(jié)構(gòu)和分段汽提也相繼應(yīng)用于工業(yè)裝置，另外還研制了靈敏度高、推動力大的耐磨冷壁式電液控制滑閥，高熱阻單層和雙層耐熱耐磨襯里、無泄漏盤式三旋單管，臥管式三級旋風(fēng)分離器，高效旋風(fēng)分離器，油漿旋風(fēng)除

塵和煙氣能量回收機組等一系列具有先進水平的新設(shè)備。

我國催化裂化技術(shù)的發(fā)展計劃和前景

基于我國原油資源的特點和FCC

在二次加工能力中占絕對比重的現(xiàn)狀，未來FCC

仍然是我國重油輕質(zhì)化和生產(chǎn)汽油的主要加工技術(shù)。加強技術(shù)創(chuàng)新，注重現(xiàn)有工藝、催化劑、工程技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的改進以及現(xiàn)有裝置的改造。FCC

裝置將會在高苛刻度下運轉(zhuǎn)，盡可能摻煉更多的渣油，實現(xiàn)煉油工業(yè)盡可能低的投資把原油轉(zhuǎn)變成符合環(huán)保法規(guī)要求的石油產(chǎn)品。提高FCC

綜合技術(shù)水平，縮小同先進水平的差距，具有同國外大公司競爭的能力。以環(huán)保和市場為導(dǎo)向，繼續(xù)完善和開發(fā)重油催化裂化和FCC

家族技術(shù)的工藝和催化劑，提高FCC

裝置的重油加工能力，開發(fā)具有更高性能的渣油裂化催化劑，生產(chǎn)符合新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的清潔汽油產(chǎn)品。到2021

年，隨著環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格和對汽油中烯烴、芳烴含量的進一步限制，F(xiàn)CC在提高汽油辛烷值方面的作用將下降，將會發(fā)展成為生產(chǎn)汽油和組分以及為生產(chǎn)汽油調(diào)和組分提供生產(chǎn)原料的手段。逐步調(diào)整原油加工工藝的結(jié)構(gòu)，為煉廠獲取最大經(jīng)濟效益，滿足我國實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

三、

國外論文翻譯

I.2021年國際工作組對石油工業(yè)框架的研究

利用經(jīng)濟模型預(yù)測石油產(chǎn)品及原有供應(yīng)需求的走勢

1.研究背景和目的

1997年亞洲經(jīng)濟危機之前，除了日本以外的東亞地區(qū)對石油的需求增長速度為平均每年7%。從保證日本石油供應(yīng)的角度看這是一種增長。然而，在1998，直接反應(yīng)在危機爆發(fā)后，情況迅速惡化。亞洲的石油需求下降和石油產(chǎn)品供應(yīng)的過剩。近年來，伴隨著中國經(jīng)濟增長的需求迅速擴大,另一個產(chǎn)品供應(yīng)的緊縮引起憂慮。今年，包括創(chuàng)紀(jì)錄的高油價和伊拉克戰(zhàn)爭的繼續(xù)對石油行業(yè)的影響很大，氣候變化加劇，新能源和經(jīng)濟信息，東亞對石油產(chǎn)品的供應(yīng)和需求進行分析越來越重要，這對日本的供應(yīng)和需求的一個特別大的影響。此外，石油產(chǎn)品及原油的大量需求在亞洲特別是中國有著長期前景在這種情況下，它肯定會影響日本能源安全如原油來源結(jié)構(gòu)變化的定量分析和相關(guān)的可能性，其次是日本的原油進口的影響和評估。這項研究是由日本能源經(jīng)濟學(xué)委員會從經(jīng)濟部所實施的對石油行業(yè)的調(diào)查研究。這項研究是由國際工作組晉升委員會的研究。

2.2021財年國際工作組提出的問題

在未來的幾年里，中國預(yù)計將繼續(xù)實現(xiàn)經(jīng)濟增長8%。在其對應(yīng)的石油需求這塊，隨著其進入世界貿(mào)易組織的中取消了貿(mào)易限制預(yù)計將對所有東亞的石油產(chǎn)品需求量有重大影響。中國的石油產(chǎn)品需求預(yù)測的最重要的因素是煉油能力增加的趨勢。因為所涉及的許多變量，預(yù)計這一趨勢是困難的。為此，在去年，WG在中國放置一個單獨的高CDU能力是我多元化的案例分析。

對于中國經(jīng)濟增長的可持續(xù)性前景的不確定性因素眾多，包括人民幣升值和國內(nèi)的差距貧富差距縮小。2021經(jīng)濟增長放緩約無疑會影響亞洲其他國家，伴隨經(jīng)濟增長的減速，亞洲的石油需求下降的程度成為一個關(guān)鍵點。由于這些原因，該工作組認(rèn)為經(jīng)濟增長是重點。

也有關(guān)于中國和東亞其他地區(qū)的原油進口快速增長的憂慮。它也指出，

俄羅斯的石油開發(fā)進軍中東和亞洲。WG因此認(rèn)為作為一個整體在2021和2030間中東和非中東原油生產(chǎn)的長期趨勢可以預(yù)測世界原油供應(yīng)和需求的的長期趨勢，并探討日本對原油進口的影響。

更具體地說，工作組集中在原油供應(yīng)和需求以及東亞地區(qū)，由在中國和日本對中東的依賴程度供應(yīng)預(yù)期的變化和競爭分析，原油的走勢，如2030。這也影響全世界的API指數(shù)，差異擴大和較高層次在原油生產(chǎn)的分析。這種背景下使WG對東亞未來石油產(chǎn)品供應(yīng)和需求形成興趣。

四、

設(shè)計方法與方案

常壓塔設(shè)計

常壓塔設(shè)計主要是塔內(nèi)部汽液負(fù)荷的計算。汽液負(fù)荷可以通過熱平衡進行逐板計算，各參數(shù)的確定采用了諸多經(jīng)驗數(shù)據(jù)，說明如下：

1壓力

產(chǎn)品罐壓力為?atm，冷凝冷卻系統(tǒng)壓力降取?atm，則塔頂壓力為?atm。

2溫度

塔頂溫度是塔頂產(chǎn)品在其本身油汽分壓下的露點溫度。側(cè)線油品抽出溫度是該層油氣分壓下未經(jīng)汽提的油品泡點溫度，

汽化段溫度就是進料的絕熱閃蒸溫度，塔底溫度一般采用經(jīng)驗數(shù)值，比汽化段溫度低5-10℃。

3汽提

本設(shè)計使用?atm、?℃過熱水蒸氣。

4過汽化率

在能保證側(cè)線質(zhì)量的前提下，盡量減少汽化率，本設(shè)計取?%。

5回流方式及取熱比

本常壓塔塔頂冷回流:一中循環(huán)回流:二中循環(huán)回流=50:20:30。其中段回流進出口溫度差為?℃。

6塔頂冷卻系統(tǒng)

采用二級冷凝冷卻系統(tǒng)。

7塔板型式和板間距。

采用浮閥塔板，板間距定為

mm。

加熱爐的設(shè)計

1爐型的選擇

采用空心圓筒爐。

2過?？諝庀禂?shù)的選取

輻射段為R=?，對流段為=?

3爐效率

?

%

4工藝上的設(shè)計

常壓爐對流室設(shè)置冷進料，降低排煙溫度，釘頭管用在對流段。

利用常一線、常三線熱源與空氣換熱，設(shè)置空氣預(yù)熱器。

利用常一中、減二線、減一中回流，三臺換熱器的熱源發(fā)生低壓蒸汽，經(jīng)過常壓爐的對流室過流，作常壓塔減壓塔吹汽用。

常壓塔計算部分塔板型式和塔板數(shù)

采用兩個中間段回流，每個用

層換熱塔板，共

層，塔板數(shù)總計

層。

5汽化段溫度

汽化段中進料的汽化率及過汽化度

eF=?

汽化段油汽分壓為：?atm

汽化段溫度為?℃。

6塔底溫度

取塔底溫度比汽化段溫度低7℃

7塔頂及側(cè)線溫度假設(shè)與回流熱分配

塔回流熱

全塔回流熱Q=Q入-Q出=?

8氣液相負(fù)荷

8.1加熱爐計算部分

加熱介質(zhì)為拔頭油

G=?kg/h

比重d204=?

e=?

入口溫度1=?℃

出口溫度2=?℃

燃料油為減壓渣油，其重量組成：

C86.5%

H12.56%

O0%

S0.17%

W0.37%對流段對流管為釘頭管，Gs=?kg/h

冷油為原料油的10%，由110℃加熱至220℃

8.2輻射段計算

⑴選擇爐型

⑵計算全爐有效熱負(fù)荷Q

⑶燃燒過程計算

⑷確定輻射段的傳熱量QR

⑸輻射管表面熱強度qR

⑹輻射段管壁平均溫度估算

⑺輻射管加熱面積

⑻確定輻射管管徑、管心距和管程數(shù)

⑼確定爐的輻射室尺寸、爐管長度及管數(shù)

⑽確定對流管管徑、管心距、管長及對流室寬和每排管數(shù)

⑾計算當(dāng)量冷面積Acp

⑿求有效暴露磚墻表面積與當(dāng)量冷平面之比

Aw/

Acp

8.3對流段計算

⑴煙氣的未知溫度t，

t，，

t，，，

⑵計算總傳熱膜系數(shù)，爐管面積，管排數(shù)，熱強度。

反應(yīng)-再生系統(tǒng)的工藝設(shè)計計算

⑴在生氣物料平衡,決定空氣流率的煙氣流率。

⑵再生器燒焦計算，決定藏量。

⑶再生器熱平衡，決定催化劑循環(huán)量。

⑷反應(yīng)器物料平衡、熱平衡，決定原料預(yù)熱溫度。結(jié)合再生器熱平衡決定燃燒有兩或取熱設(shè)施。

⑸再生器設(shè)備工藝設(shè)計計算，包括殼體、旋風(fēng)分離器、分布管、淹流管、輔導(dǎo)燃燒室、滑閥、稀相噴水等。

⑹反應(yīng)器設(shè)備工藝設(shè)計計算，包括氣提段和進料噴嘴的設(shè)計計算。

⑺兩器壓力平衡，包括催化劑輸送管路。

⑻催化劑儲罐及抽空器。

⑼其他細(xì)節(jié)，如松動點的布置、限流孔板的設(shè)計等。

五、

進度規(guī)劃

六、

參考資料與文獻

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重油催化裂化技術(shù)的研究進展

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高金森,

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重油催化裂化裝置

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重油催化裂化工藝的新進展1671

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4.閏平祥高金森徐春明

重油催化裂化反應(yīng)技術(shù)的新進展

石化技術(shù),

2021,10:41

5.陳祖庇

淺議重油催化裂化技術(shù)的進步

煉油技術(shù)與工程

第37

卷第1

期

6.Hidehiro