催化裂化装置反应-再生及分馏系统工艺设计(一)

目  录
摘   要………………………………………………………………………I
第一章 前  言 …………………………………….……….………………3
1.1催化裂化的目的及意义…………..…………...………………..………..3
1.2催化裂化技术发展 ………………..…………………..…………… 4
1.3设计内容…………..……………………………………...…. ……….4
第二章 工艺叙述 …….……………………………………………………5
2.1分馏系统…………………………………………………..………….6
2.2分馏系统………………………………………………………….6
2.3吸收—稳定系统………………………………………………….6
第三章 设计原始数据 …………………...……………………….…………7
3.1开工时…………………………………………………………….7
3.2处理量…………………………………………………………….7
3.3原始数据及再生-反应及分馏操作条件……………………. 9
第四章  反应-再生系统工艺计算..…………………………………11
 4.1 再生系统………………………………………………………. .11
4.1.1  燃烧计算………………………………………………… 11
4.1.2  热量平衡………………………………………………… 12
4.1.2.1 热流量入方……………………………………………. 12
4.1.2.2 热流量出方……………………………………………. 13
4.1.3催化剂循环量..……………………………………………..13
4.1.4空床流速……………………………………………………15
4.1.4.1密相床层…………………………………………………15
4.2反应器…………………………………………………………….16
4.2.1 物料衡算…………………………………………………….16
4.2.2热量衡算……………………………………………………. 18
4.2.2.1热量入方 . 各进料温度……………………………………18
4.2.2.2 热量出方………………………………………………… 19
4.2.3 提升管工艺计算…………………………………………….21
4.2.3.1提升管进料处的压力和温度………………………………. 21
4.2.3.2提升管直径………………………………………………. 21
4.2.3.3预提升段的直径和高度…………………………………….23
4.2.4 旋风分离器工艺计算……………………………………….24
4.2.4.1筒体直径 ………………………………………………….24
4.2.2.2一级入口截面积 ……………………………………………25
4.2.2.3 二级入口截面积…………………………………………. 25
4.2.2.4算旋风分离器组数………………………………………… 25            
4.2.2.5一级腿负荷及管径………………………………………… 25
第五章 分馏塔能量平衡计算……………………………………………. 27
第六章 计算结果汇总 …………………………………………………….29
结束语 ………………………………………………………………………30
参考文献 ……………………………………………………………………31
致  谢……………………………………………………………………….32

 第一章 前 言

1.1催化裂化的目的及意义
 
 我国原油偏重，轻质油品含量低，为增加汽油、柴油、乙烯用裂解原料等轻质油品产量。我过炼油工业走深度加工的道路，形成了以催化裂化（FCC）为主体，延迟焦化、加氢裂化等配套的工艺路线。2001年底全国有147套催化裂化装置，总加工能力超过100.0Mt/a ，比1991年增加 58.4 Mt/a，增长137.16%，可以说是世界上催化裂化能力增长最迅速的国家。
 催化裂化是重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质油品的生产占有很重要的地位。催化裂化过程在炼油工业，以至国民经济中只有重要的地位。在我国，由于多数原油偏重，而H/C相对较高且金属含量相对较低，催化裂化过程，尤其是重油催化过程的地位显得更为重要。
 随着工业、农业、交通运输业以及国防工业等部门的迅速发展，对轻质油品的需求量日益增多，对质量的要求也越来越高。以汽油为例，据1988年统计，全世界每年汽油总消费量约为6.64亿吨以上，我国汽油总量为1750万吨，从质量上看，目前各国普通级汽油一般为91～92（RON），优质汽油为96～98（RON）。为了满足日益严格的市场需求,催化裂化工艺技术也在进一步发展和改进.本设计是对催化裂化反应-再生及分馏系统进行工艺上的设计与分析。
 
1.2催化裂化技术发展状况
 80年代以来，催化裂化技术的进展主要体现在两个方面：① 开发成功掺炼渣油（常压渣油或减压渣油）的渣油催化裂化技术（称为渣油FCC，简写为RFCC）；② 催化裂化家族技术，包括多产低碳烯烃的DCC技术，多产异构烯烃的MIO技术和最大量生产汽油、液化气的MGG技术。
 目前国外新开发的重油催化裂化技术有：渣油加氢处理(VRDS)一催化裂化(FCC)组合工艺”、毫秒催化裂化工艺（MSCC）双台组合循环裂化床工艺、剂油短接触工艺（SCT）、双提升管工艺、两段渣油改质技术等等。
 国内灵活双效催化裂化工艺（FDFCC）、VRFCC技术、催化裂化（MIP）新技术等等。下面以两个技术说明一下：
 （1）渣油加氢处理一催化裂化组合工艺基础研究的应用—— 它是在对加氢处理和催化裂化两种工艺过程的特点、原料产品性质及加工方案进行深入研究的基础上，经过理论分析，实验室及工业试验后开发出的一种新的石油加工工艺——“渣油加氢处理(VRDS)一催化裂化(FCC)组合工艺”。 流化催化裂化（FCC）是现代化炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是炼厂获取经济效益的一种重要方法。据统计，截止到1999年1月1日，全球原油加工能力为4 015.48 Mt/a，其中催化裂化装置的加工能力为668.37 Mt/a，约占一次加工能力的16.6%，居二次加工能力的首位。美国原油加工能力为821.13 Mt/a，催化裂化能力为271 Mt/a，居界第一，催化裂化占一次加工能力的比例为33.0%。我国催化裂化能力达66.08 Mt/a，约占一次加工能力的38.1%，居世界第二位。世界RFCC装置原料中渣油的平均量为15%～20%。从国外各大公司对原料的要求来看，残炭与金属两个指标已分别达到8%和20 μg/g。而国内渣油催化裂化原料的残炭一般达到6%，金属15 μg/g，与国外水平相比，尚有潜力。中国石化集团公司FCC装置中约80%都掺炼不同比例的渣油，平均掺渣比约为26%，1989-1997年，掺炼重质油的比例从18.52%增至43.64%。我国大庆石蜡基原油具有残炭低、金属含量低的特点，其减压渣油的残炭为8.95%，金属为7 μg/g，所以大庆减压渣油可以直接进行催化裂化。前郭炼油厂已进行了大庆全减压渣油催化裂化的尝试，但未见国外全减压渣油催化裂化的报道
 （2）两段提升管催化裂化（TSRFCC）新技术——TSRFCC可大幅度提高原料的转化深度，同比加工能力增加20~30%；显著改善产品分布，轻油收率提高2~3个百分点，液收率提高3~4个百分点，干气和焦炭产率大大降低；产品质量得到明显改善，汽油烯烃含量下降20个百分点以上，柴油密度减小、十六烷值提高，汽油和柴油的硫含量都明显降低。采用两段提升管催化裂化技术可使企业获得巨大的经济效益。
 
1.3设计的主要内容

 1.设计专题的经济、技术背景分析  
 2.工艺流程的选择
 3.主要设备物料、能量衡算                      
 4.主要设备工艺尺寸计算
 5.装置工艺流程、再生器、反应器提升管工艺流程图的绘制        
  6.再生器、反应器提升管、分馏塔能量衡算            
 
 第二章    工艺叙述
 
工艺流程说明

 该装置工艺流程分四个系统如图2-1

2.1反应-再生系统

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