150萬(wàn)噸年渣油催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝的設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、150萬(wàn)噸/年渣油催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)摘 要在本設(shè)計(jì)中，使用常壓渣油作為原料，采用汽油生產(chǎn)方案，進(jìn)行渣油催化裂化反再系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)。催化裂化裝置由反應(yīng)再生系統(tǒng)，分餾系統(tǒng)，吸收穩(wěn)定系統(tǒng)和能量回收系統(tǒng)組成。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)反應(yīng)再生系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。由于渣油催化裂化的焦炭產(chǎn)率高，對(duì)再生器的燒焦能力要求較高，故本設(shè)計(jì)選用燒焦罐式再生器以實(shí)現(xiàn)高效完全再生。在本設(shè)計(jì)中，基于設(shè)計(jì)的原料性質(zhì)，參考國(guó)同類裝置的數(shù)據(jù)采用高低并列式再生系統(tǒng)，提升過(guò)反應(yīng)器和燒焦罐高溫完全再生系統(tǒng)。反應(yīng)部分：反應(yīng)器為原料油和催化劑充分接觸提供必要的空間，本設(shè)計(jì)采用提升管、汽提段、沉降器同軸布置，以減少生焦，提高輕質(zhì)油收率。再生部

2、分：再生器的作用是燒焦，燒掉催化劑上的積炭，使催化劑上的活性得以恢復(fù)。本設(shè)計(jì)采用帶有預(yù)混合管的高效燒焦罐式再生器，可使催化劑含碳量降到0.1%以下，充分發(fā)揮了催化劑的選擇性，延長(zhǎng)了催化劑的壽命。關(guān)鍵詞：催化裂化，提升管，再生器，催化劑TECHNOLOGCIAL DESIGN FOR REACTION AND REGENERATION SYSTEM OF 150wt/a RFCCAbstractReaction and regeneration system technology of a 270wt/a RFCC processing DAQING atmospheric residue fe

3、edstock has been designed and calculated in this layout.The catalytic cracking unit is made up from reaction and regeneration system fractionation system， absorption and stabilization system and energy recover system. This layout is derected against reaction and regeneration system to compute.A high

4、 efficient and complete coke burning regenerator having high burning capacity was adopted because much coke was produced during RFCC process.In the design， Referring to the dates of feed and the same type reactors， I design a high-low parallel FCC reactor-regenerator system-riser reactor and coke co

5、ntainer high temperature complete reactor-regenerator system. The part of reaction: the reactor develops sufficient room for feed oil and catalytic contacting completely. This kind of design is to reduce coke promote recall ratio of light oil. The part of regenerator system:the regenerator can burn

6、up remaining carbon about catalytic to recover activity of CAT. General speaking，my design can reduce the ratio of carbon in CAT to 0.1%，so it makes full use of choice of CAT， extends the life of the catalyst.Keywords:catalytic cracking， riser， regenerator， catalyst目錄1 文獻(xiàn)綜述11.1催化裂化工藝產(chǎn)生的背景與意義11.1.1國(guó)外

7、催化裂化11.1.2國(guó)催化裂化21.2催化裂化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展21.2.1國(guó)外催化裂化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展31.2.2我國(guó)催化裂化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展51.3重油催化裂化71.3.1重油催化裂化的原料81.3.2重油催化裂化的產(chǎn)品81.3.3重油催化裂化裝置特點(diǎn)81.4催化裂化裝置研究進(jìn)展111.4.1催化裂化再生裝置形式111.4.2催化裂化反應(yīng)裝置形式151.4.3催化裂化反應(yīng)再生兩器排布方式191.4.4提升管末端快速分離器211.4.5進(jìn)料霧化噴嘴241.4.6空氣分布器261.4.7結(jié)語(yǔ)292 設(shè)計(jì)說(shuō)明302.1 加工方案的確定與裝置形式的選擇302.1.1 加工方案302.1.2 裝置形式

8、的選擇302.2 流程說(shuō)明302.2.1 反應(yīng)再生系統(tǒng)302.2.2 分餾系統(tǒng)322.2.3 吸收穩(wěn)定系統(tǒng)342.3 主要操作條件352.3.1 再生溫度352.3.2 再生壓力362.3.3 再生煙氣中過(guò)剩氧含量362.3.4 反應(yīng)溫度362.3.5 反應(yīng)壓力372.3.6 焦中氫碳比（H/C）372.3.7 反應(yīng)時(shí)間382.3.8 煙氣中CO與CO2比值（CO/CO2）382.3.9 原料的預(yù)熱溫度382.3.10 再生劑含碳量（定碳）392.4 裝置設(shè)備的特點(diǎn)392.5 能量回收402.6 環(huán)境保護(hù)403 設(shè)計(jì)計(jì)算423.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)423.2 再生部分計(jì)算433.2.1 燃燒計(jì)算433

9、.2.2 反應(yīng)系統(tǒng)熱平衡計(jì)算483.2.3 再生系統(tǒng)熱平衡計(jì)算533.2.4 取熱器的設(shè)計(jì)563.2.5 催化劑外循環(huán)管設(shè)計(jì)計(jì)算583.2.6 再生器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算593.2.7 催化劑輸送管線643.2.8 旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)計(jì)算673.2.9 主風(fēng)分布板的設(shè)計(jì)計(jì)算723.2.10 輔助燃燒室的設(shè)計(jì)計(jì)算733.2.11 能量回收的計(jì)算753.3 反應(yīng)器部分計(jì)算783.3.1 提升管反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算783.3.2 預(yù)提升管尺寸計(jì)算853.3.3 沉降器和汽提段尺寸計(jì)算863.3.4 旋風(fēng)分離器的選型與核算913.4兩器壓力平衡計(jì)算934 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總984.1 反再系統(tǒng)主要操作參數(shù)計(jì)算結(jié)果

10、匯總984.2 反應(yīng)系統(tǒng)物料平衡1034.3 反應(yīng)系統(tǒng)水平衡1054.4再生器物料平衡1064.5 再生器水平衡1064.7 再生系統(tǒng)熱平衡1074.8 再生器外取熱器設(shè)計(jì)結(jié)果匯總1084.9 再生催化劑線路1094.10 待生催化劑路線1094.11 反再系統(tǒng)主要操作條件110致111參考文獻(xiàn)112114 / 120130萬(wàn)噸/年渣油催化裂化反再系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)1 文獻(xiàn)綜述1.1催化裂化工藝產(chǎn)生的背景與意義一般原油經(jīng)常減壓蒸餾后可得到1040的汽油，煤油與柴油等輕質(zhì)油品，其余的是重質(zhì)餾分和殘?jiān)?。如果不?jīng)過(guò)二次加工它們只能作為潤(rùn)滑油原料或重質(zhì)燃料油。但是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防上需要的輕質(zhì)油量是很大的，由

11、于燃機(jī)的發(fā)展對(duì)汽油的質(zhì)量提出更高的要求而餾汽油（辛烷值較低40）則一般難以滿足這些要求。原油經(jīng)簡(jiǎn)單加工所能提供的輕質(zhì)油品的數(shù)量和質(zhì)量同生產(chǎn)發(fā)展所需要的輕質(zhì)油品的數(shù)量和質(zhì)量之間的矛盾促使了二次加工過(guò)程的產(chǎn)生和發(fā)展。催化裂化是重質(zhì)油輕質(zhì)的主要手段。在目前我們國(guó)家的汽油中，80%來(lái)自于催化裂化。可見(jiàn)催化裂化在我國(guó)石化工業(yè)中占有極其重要的地位。我國(guó)FCC加工能力占原油加工能力的26%約有70%的汽油來(lái)自FCC裝置。最近幾年，我國(guó)在渣油裂化、催化劑再生、工程設(shè)計(jì)、研究和開(kāi)發(fā)等方面發(fā)展很快。渣油FCC成為渣油轉(zhuǎn)化有效而經(jīng)濟(jì)的方法1。1.1.1國(guó)外催化裂化催化裂化的研究開(kāi)始于19世紀(jì)90年代，隨著固體酸性催

12、化劑的問(wèn)世，于1936年在美國(guó)誕生了世界上第一套固定床催化裂化工業(yè)裝置。固定床催化裂化存在設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣，控制困難的缺點(diǎn)。為了克服固定床的缺點(diǎn)，需要兩項(xiàng)革新，即催化劑在反應(yīng)和再生操作之間循環(huán)和減小催化劑粒徑。第一項(xiàng)革新結(jié)果出現(xiàn)了移動(dòng)床，兩項(xiàng)革新的結(jié)合得到了流化床。最初移動(dòng)床催化裂化定名為ThermoforCatalyticCarcking（TCC），1943年，Maguolia石油公司投產(chǎn)了一套0.5Mt/a的TCC裝置。1944年開(kāi)發(fā)成功的小球合成硅酸鋁催化劑是催化裂化過(guò)程的重大改進(jìn)。HPC公司開(kāi)發(fā)的第一套Houdriflow移動(dòng)床催化裂化工業(yè)化裝置于1950年在美國(guó)投產(chǎn)。第一套流化

13、催化裂化裝置于1942年在美國(guó)建成投產(chǎn)，而1946年硅鋁微球催化劑的問(wèn)世，更促進(jìn)了催化裂化技術(shù)的發(fā)展。至20世紀(jì)50年代前后采用密相床反應(yīng)的流化催化裂化技術(shù)趨向成熟。60年代中期，隨著分子篩催化劑的推出，全提升管流化催化裂化工藝的地位得到了確立并延續(xù)發(fā)展至今。21.1.2國(guó)催化裂化自我國(guó)第一套流化催化裂化(FCC)裝置1965年5月在投產(chǎn)以來(lái)，我國(guó)催化裂化技術(shù)，特別是重油催化裂化技術(shù)取得了重大進(jìn)展顯著成績(jī)，催化裂化已成為我國(guó)重油加工最基的手段和各煉油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最重要的支柱催化裂化技術(shù)在我國(guó)煉油工業(yè)中占有的地位，首先是和我國(guó)原油性質(zhì)密切相關(guān)的與中東地區(qū)古硫原油相比，我國(guó)絕大多數(shù)原油均屬重質(zhì)原油

14、，大于350的重油產(chǎn)率一般占原油的7075，因此，必須有足夠的二次加工能力，才能有效利用原油，最大限度獲得輕質(zhì)油品另一方面，我國(guó)絕大多數(shù)原油都屬于氫含量較高的低硫低金屬的石蠟基原油，最適合于采用重油催化裂化進(jìn)行加工針對(duì)我國(guó)原油的特點(diǎn)，采用催化裂化的加工方法，投資少，效益高，并能為化工綜合利用提供多種原料這正是催化裂化在我國(guó)煉油技術(shù)中占有極其重要的位置并在30年來(lái)取得迅速發(fā)展的根本原因3。1.2催化裂化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展1.2.1國(guó)外催化裂化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展渣油催化裂化(RFCC)工藝主要有UOP公司的MSCC技術(shù)(毫秒催化裂化技術(shù))，在Mscc過(guò)程中，催化劑向下流動(dòng)形成催化劑簾，原料油水平注入與

15、催化劑垂直接觸，實(shí)現(xiàn)毫秒催化反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物和待生催化劑水平移動(dòng)，依靠重力作用實(shí)現(xiàn)油氣與催化劑的快速分離。這種毫秒反應(yīng)以與快速分離，減少了非理想的二次反應(yīng)，提高了目的產(chǎn)物的選擇性，汽油和烯烴產(chǎn)率增加、焦炭產(chǎn)率減少，能更好地加工重質(zhì)原料，且投資費(fèi)用較低同。多產(chǎn)烯烴的FCC工藝技術(shù)該技術(shù)的主要特點(diǎn)：(1)設(shè)立第二提升管進(jìn)行汽油二次裂化；(2)使用高ZSM-5含量的助劑；(3)采用密閉式旋風(fēng)分離器。中試結(jié)果表明，以Minas蠟油為原料可以得到18.37的丙烯產(chǎn)率。LCO改質(zhì)MAK工藝MAK輕循環(huán)油改質(zhì)工藝是由Mobil、AKZO和Kellogg3家公司聰合開(kāi)發(fā)的中壓?jiǎn)味渭託淞鸦に嚕a(chǎn)高辛烷值汽油和

16、高質(zhì)量柴油。經(jīng)MAK工藝改質(zhì)后可明顯提高其質(zhì)量。生成柴油餾份的十六烷值達(dá)到3440。輕烴預(yù)提升技術(shù)U0P公司和Ashland石油公司的干氣預(yù)提升技術(shù)是目前應(yīng)用效果較好的輕烴預(yù)提升技術(shù)。UOP公司的預(yù)提升技術(shù)是在提升管底部用稀釋劑(干氣或蒸汽或者是二者并用)對(duì)再生催化劑進(jìn)行預(yù)加速、使催化劑的密度降低，這樣從進(jìn)料噴嘴噴出的油滴就能穿透催化劑覆蓋整個(gè)提升管截面，達(dá)到良好的劑油混合效果，使油滴得到良好的汽化，從而獲得較好的產(chǎn)品分布。對(duì)于加工渣油的裝置來(lái)說(shuō)用輕烴代替蒸汽作為預(yù)提升介質(zhì)除了具有上述作用外還能鈍化催化劑上的重金屬，從而起到了改善反應(yīng)選擇性的作用。目前國(guó)已有石化總廠、石化公司煉油廠、煉油廠和錦

17、西煉化總廠等廠家的催化裂化裝置應(yīng)用了輕烴預(yù)提升技術(shù)。提升管反應(yīng)苛刻度控制技術(shù)為了確保提升管進(jìn)料全部汽化、減少不希望的熱裂化和過(guò)度裂化反應(yīng)的發(fā)生，法國(guó)石油研究院(IFP)在其設(shè)計(jì)的R裝置中應(yīng)用了混合溫度控制(frC)技術(shù)。采用混合溫度控制技術(shù)可以改進(jìn)原料油的汽化，并相應(yīng)減少焦炭的產(chǎn)率?；旌蠝囟瓤刂萍夹g(shù)將提升管分成了兩個(gè)反應(yīng)區(qū)，其中上游區(qū)混合溫度高、劑油比大、劑油接觸時(shí)問(wèn)短；下游區(qū)在常規(guī)催化裂化反應(yīng)條件下進(jìn)行。Kellogg公司設(shè)計(jì)的提升管急冷技術(shù)是在進(jìn)料噴嘴以后通過(guò)專有的急冷油噴嘴打入部分急冷油來(lái)控制提升管劑油混合區(qū)的溫度。工業(yè)裝置應(yīng)用表明在保持一樣的提升管出口溫度時(shí)，采用急冷油技術(shù)后提升管精油

18、混合段的溫度提高了278-417。催化劑循環(huán)增強(qiáng)技術(shù)CCETShell石油公司開(kāi)發(fā)了自己的CCET技術(shù)。該技術(shù)的核心是顯著提高立管的穩(wěn)定性，在立管入口附近優(yōu)化催化劑條件以增加蓄壓，使滑閥維持高壓差來(lái)提高催化劑循環(huán)量這樣就能提高裝置處理量，而不必對(duì)催化劑輸送管線和滑閥進(jìn)行昂貴的改動(dòng)。采用CCET技術(shù)后，滑閥壓差增大，催化劑循環(huán)量提高了50。1.2.2我國(guó)催化裂化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展渣油催化裂化(RFCC)工藝技術(shù)VRFCC是集團(tuán)公司石油化工科學(xué)研究院、和燕山石化公司合作開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)加工減壓渣濁的催化裂化新工藝。多產(chǎn)柴油和液化氣的MGD技術(shù)MGD技術(shù)是中國(guó)石油化工股份石油化工科學(xué)研究院(RIPP)開(kāi)發(fā)的

19、以重質(zhì)油為原料多產(chǎn)柴油的催化裂化MDP技術(shù)RIPP在傳統(tǒng)增產(chǎn)柴油工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了催化裂化增產(chǎn)柴油的新工藝MDP。多產(chǎn)烯烴和高辛烷值汽油的DCC工藝技術(shù)近年來(lái)，DCC技術(shù)還在不斷發(fā)展和完善，這些新進(jìn)展主要有兩個(gè)方面：一個(gè)是開(kāi)發(fā)系列催化劑產(chǎn)品；另一個(gè)是改進(jìn)工藝以進(jìn)一步提高輕烯烴、特別是丙烯的產(chǎn)率。在催化劑開(kāi)發(fā)方面盡量使品種多樣化以滿足不同用戶的需要，而新開(kāi)發(fā)的渣油催化裂解催化劑已經(jīng)在全常壓渣油催化裂解裝置上使用。在工藝改進(jìn)方面也已經(jīng)取得很好的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果，以蠟油摻渣油為原料可以得到28的丙烯產(chǎn)率，同現(xiàn)有Dcc技術(shù)相比丙烯產(chǎn)率可以提高6個(gè)單位以上。多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的MIP技術(shù)我國(guó)催化裂化汽油中烯烴含

20、量高達(dá)40-65，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國(guó)車用汽油烯烴不大于35的指標(biāo)。由中石化石科院和中石化高橋分公司、石化工程公司聯(lián)合攻關(guān)的多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的催化裂化技術(shù)(MIP)，具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是既可促進(jìn)重油轉(zhuǎn)化、又可改善催化汽油質(zhì)量以滿足燃料清潔化需求的技術(shù)。MIP技術(shù)先期于2002年在高橋分公司煉油廠140萬(wàn)taFCC裝置上成功應(yīng)用。運(yùn)用該技術(shù)后，汽油烯烴含量(熒光法)一直持續(xù)低于30以下，辛烷值有所提高。該工藝突破了現(xiàn)有催化裂化工藝對(duì)二次反應(yīng)的限制，實(shí)現(xiàn)了可控性和選擇性地進(jìn)行裂化反應(yīng)、氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和異構(gòu)化反應(yīng)?？擅黠@降低汽油烯烴含量并增加異丁烷產(chǎn)率，提出了一種生產(chǎn)清潔汽油組分的新概念。兩段提升管催化裂化新工

21、藝技術(shù)該項(xiàng)工藝技術(shù)可使裝置處理能力提高30-40，輕油收率提高3個(gè)百分點(diǎn)以上，液體產(chǎn)品收率提高2-3個(gè)百分點(diǎn)，干氣和焦炭產(chǎn)率明顯降低，汽油烯烴含量降低20個(gè)百分點(diǎn)，催化柴油密度下降，十六烷值提高。兩段提升管催化裂化新技術(shù)最突出的效果，是可以改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，大幅度提高原料的轉(zhuǎn)化深度，顯著提高輕質(zhì)油品的收率，提高催化汽油質(zhì)量，改善柴油質(zhì)量，提高催化裝置的柴汽比。該技術(shù)還具有非凡的靈活性和可調(diào)性，由此可派生出多種適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的專用技術(shù)。4催化裂化在20世紀(jì)里對(duì)煉油工業(yè)的貢獻(xiàn)是人所共頌的，面對(duì)2l世紀(jì)的形勢(shì)和任務(wù)，催化裂化迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)。預(yù)測(cè)其今后的發(fā)展，可能有兩種：沿革性的發(fā)展(1)繼續(xù)改進(jìn)工藝、

22、設(shè)備、催化劑，盡可能多轉(zhuǎn)化一些重油，提高輕質(zhì)產(chǎn)品收率。對(duì)我國(guó)而言，特別要在保證長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)上下功夫。(2)繼續(xù)研究開(kāi)發(fā)多產(chǎn)低碳烯烴的工藝，為發(fā)展石油化工和清潔燃料組分生產(chǎn)提供原料。(3)繼續(xù)研究開(kāi)發(fā)能滿足市場(chǎng)產(chǎn)品需求的催化裂化工藝和催化劑。(4)為清潔生產(chǎn)，研究開(kāi)發(fā)減少排放的工藝、催化劑、助劑，以與排放物的無(wú)害處理工藝。(5)催化裂化不要“單打”，需和其它工藝密切配合，同步發(fā)展，包括上游的預(yù)處理和下游的二次加工工藝，例如上游的加氫、焦化、脫瀝青工藝與它們的組合；下游的汽油柴油再加工工藝、各種低碳烯烴的利用工藝等。(6)劣質(zhì)渣油焦化或脫瀝青與催化裂化組合；對(duì)焦炭或?yàn)r青作氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)

23、的原料以與費(fèi)托合成關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究，為煉油廠達(dá)到清潔生產(chǎn)和生產(chǎn)清潔燃料開(kāi)辟途徑。跨越性的發(fā)展。在一段時(shí)間之將以沿革性發(fā)展為主，同時(shí)為跨越性發(fā)展準(zhǔn)備。顧名思義，跨越性的發(fā)展是指有全新的工藝技術(shù)出現(xiàn)，或在某個(gè)環(huán)節(jié)上有別于現(xiàn)有工藝技術(shù)能較好地解決現(xiàn)有技術(shù)不盡人意之處，使催化裂化技術(shù)再跨上一個(gè)新的臺(tái)階歷史上曾有不少這樣的跨越性發(fā)展，例如分子篩催化劑的出現(xiàn)。從美國(guó)油氣雜志2001年的統(tǒng)計(jì)材料看，全世界現(xiàn)有催化裂化能力已達(dá)693Mta。催化裂化不但不是“夕陽(yáng)”工藝，而且還處于“成長(zhǎng)”狀態(tài)。我國(guó)原油大多屬石蠟基或中間石蠟基，較重、較干凈，比較適合催化裂化，因此催化裂化將仍然是我國(guó)煉油的骨干工藝。但由于現(xiàn)有規(guī)

24、模已經(jīng)較大，今后可能是以改造為主，以更先進(jìn)的工藝技術(shù)來(lái)代替；同時(shí)發(fā)展配套的催化裂化產(chǎn)品后加工工藝，以滿足環(huán)保對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求。51.3重油催化裂化1.3.1重油催化裂化的原料所謂重油是指常壓渣油、減壓渣油的脫瀝青油以與減壓渣油、加氫脫金屬或脫硫渣油所組成的混合油。典型的重油是餾程大于350的常壓渣油或加氫脫硫常壓渣油。與減壓餾分相比，重油催化裂化原料油存在如下特點(diǎn)：粘度大，沸點(diǎn)高；多環(huán)芳香性物質(zhì)含量高；重金屬含量高；含硫、氮化合物較多。因此，用重油為原料進(jìn)行催化裂化時(shí)會(huì)出現(xiàn)焦炭產(chǎn)率高，催化劑重金屬污染嚴(yán)重以與產(chǎn)物硫、氮含量較高等問(wèn)題71.3.2重油催化裂化的產(chǎn)品重油催化裂化的產(chǎn)品是市場(chǎng)極需的高

25、辛烷值汽油餾分，輕柴油餾分和石油化學(xué)工業(yè)需要的氣體原料。1.3.3重油催化裂化裝置特點(diǎn)重油催化裂化工藝與一般催化裂化工藝的異同點(diǎn)兩工藝既有一樣的部分，亦有不同之處，完全是由于原料不同造成的。不同之處主要表現(xiàn)在，重油催化裂化在進(jìn)料方式、再生系統(tǒng)型式、催化劑選用和SOX排放量的控制方面均不同于一般的催化裂化工藝；在取走過(guò)剩熱量的設(shè)施，產(chǎn)品處理、污水處理和金屬鈍化等方面，則是一般催化裂化工藝所沒(méi)有的。但在催化劑的流化，輸送和回收方面，在兩器壓力平衡的計(jì)算方面，兩者完全一樣。在分餾系統(tǒng)的流程和設(shè)備方面，在反應(yīng)機(jī)理、再生機(jī)理、熱平衡的計(jì)算方法和反應(yīng)再生系統(tǒng)的設(shè)備上兩者基本一樣8。重油催化裂化工藝加氫脫硫

26、一渣油裂化和減壓渣油加氫脫硫一渣油催化裂化常壓渣油加氫脫硫一渣油裂化(ARMS)和減壓渣油加氫脫硫一渣油催化裂化(VRDS)此兩種工藝適合于含硫量較大的重油煉制。常壓渣油加氫脫硫(ARDS)與減壓渣油加氫脫硫(VRDS)是固定床渣油加氫技術(shù)中的兩種不同工藝。在加工高硫高金屬原油時(shí)，通過(guò)ARDS或VRDS工藝對(duì)常壓渣油或減壓渣油進(jìn)行加氫脫硫、脫氮、脫金屬、脫殘?zhí)康?，使加氫后的重質(zhì)餾分可在催化裂化等裝置中進(jìn)一步輕質(zhì)化，并滿足一定的產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)保要求。我國(guó)今后進(jìn)口含硫原油的數(shù)量將不斷增加，為了解決含硫原油深度加工的問(wèn)題，國(guó)目前正在進(jìn)行固定床渣油加氫催化劑和工藝的研究與開(kāi)發(fā)，國(guó)煉油廠也將越來(lái)越多地考慮

27、采用固定床渣油加氫的技術(shù)。延遲焦化-加氫精制-催化裂化組合工藝我國(guó)不少渣油氮含量很高，經(jīng)延遲焦化后的焦化蠟油硫、氮含量(尤其是堿氮含量)很高，這種焦化蠟油如果直接進(jìn)入催化裂化裝置會(huì)嚴(yán)重影響催化裂化產(chǎn)品的分布和質(zhì)量，并使催化劑降低活性。因此盡量增加重質(zhì)油的延遲焦化處理量可多產(chǎn)汽柴油，且柴汽比高，增加產(chǎn)品的靈活性和市場(chǎng)適應(yīng)性。尤其是焦化干氣產(chǎn)量大，干氣CH、CH含量高，可提供豐富的廉價(jià)的制氫原料，以獲得便宜充足的氫源，發(fā)展加氫精制以提高焦化氣柴油的品質(zhì)來(lái)滿足市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求。焦化蠟油不安排(或盡可能少地作為摻煉油催化裂化處理，視加氫裂化處理量而定)，是由于其堿氮含量高，極易造成催化裂化催化劑失活，造

28、成結(jié)焦嚴(yán)重，干氣產(chǎn)量上升，汽柴油收率降低。而安排焦化蠟油與焦化汽柴油或催化柴油混摻加氫裂化，不但可得到優(yōu)質(zhì)汽柴油，而且尾油又是優(yōu)良的裂化原料制乙烯和催化裂化原料，并且此過(guò)程氫耗量小于單獨(dú)的重質(zhì)油加氫裂化。加氫精制的石腦油又是優(yōu)良的催化重整的進(jìn)料，增加高辛烷值低烯烴汽油產(chǎn)量，并且苯、甲苯、二甲苯又是化工原料，自產(chǎn)氫氣又可平衡煉廠系統(tǒng)的氫氣。石油焦既可外賣，又可經(jīng)煅燒處理，經(jīng)煅燒生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的煅燒焦。增加產(chǎn)品的附加值。煉油企業(yè)減壓瓦斯油和焦化瓦斯油應(yīng)重點(diǎn)考慮作加氫裂化原料，這一方面可以緩解噴氣燃料和優(yōu)質(zhì)低凝點(diǎn)柴油市場(chǎng)供應(yīng)不足的矛盾，另一方面可以提供相當(dāng)數(shù)量的芳烴原料(高芳烴潛含量石腦油)和優(yōu)質(zhì)乙烯裝置

29、原料(加氫未轉(zhuǎn)化油)溶劑油脫瀝青-延遲焦化-催化裂化組合在煉油廠獲得的總經(jīng)濟(jì)效益中，60的效益來(lái)自催化裂化裝置，利用這一工藝將催化裂化澄清油與減渣混合，回收澄清油中可裂化的組分進(jìn)入脫瀝青油，然后再返回到重油催化裝置中，為催化裂化裝置提供大量的原料。澄清油中的稠環(huán)芳烴進(jìn)入到瀝青中可改善瀝青的質(zhì)量。脫瀝青油既可作為催化裂化進(jìn)料，又可作為加氫裂化的原料。脫油瀝青可作為延遲焦化進(jìn)料或鍋爐燃料。為了給催化裂化裝置提供更多的原料，同時(shí)也為增加延遲焦化裝置的原料品種，石科院與中石化石化總廠合作，以脫油瀝青摻人減渣(摻人質(zhì)量分?jǐn)?shù)20一30)進(jìn)行焦化，可轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)產(chǎn)品的收率約為605?？梢?jiàn)將少量的脫油瀝青與減渣

30、混合作為焦化的原料，不但擴(kuò)大焦化的原料的品種，也解決了一部分硬瀝青的出路，也有經(jīng)濟(jì)效益。用脫油瀝青作為焦化原料的缺點(diǎn)是隨著瀝青的摻人量增加焦炭產(chǎn)量也增加，焦炭的質(zhì)量也越來(lái)越差，另外是使加熱爐管結(jié)焦傾向增大，因此應(yīng)設(shè)法改善渣油與瀝青的互溶性，以增強(qiáng)瀝青質(zhì)在渣油體系中的穩(wěn)定性。9我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的重油催化裂化后反應(yīng)系統(tǒng)關(guān)鍵裝備技術(shù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)“三快”和“兩高”，解決了重油催化裂化工藝后反應(yīng)系統(tǒng)易結(jié)焦等世界性難題，使我國(guó)在這一領(lǐng)域走在了世界前列。截至目前的最新統(tǒng)計(jì)，該技術(shù)已推廣應(yīng)用于中石油、中石化50套催化裂化裝置，經(jīng)濟(jì)效益顯著。由中國(guó)石油大學(xué)()經(jīng)過(guò)十余年努力研發(fā)成功的后反應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)在多項(xiàng)核心技術(shù)上獲得突

31、破，達(dá)到了同時(shí)實(shí)現(xiàn)“三快”和“兩高”的攻關(guān)目標(biāo)，即油劑的快速脫離、分離催化劑的快速預(yù)汽提、油氣的快速引出，以與催化劑的高效分離、高油氣包容率。該技術(shù)目前已成功應(yīng)用于國(guó)50套不同構(gòu)型和規(guī)模的催化裂化裝置。結(jié)果表明，反應(yīng)后油氣在沉降器平均停留時(shí)間由常規(guī)的l020秒縮短到5秒以下，氣固分離效率高達(dá)985以上，從而可使輕油收率提高10個(gè)百分點(diǎn)以上，超過(guò)國(guó)外同類技術(shù)的最高水平。該技術(shù)還可有效抑制沉降器的結(jié)焦，延長(zhǎng)了開(kāi)工周期。和國(guó)外同類先進(jìn)技術(shù)相比，該技術(shù)具有更高的氣固分離效率、更好的預(yù)汽提效果以與更高的操作彈性和穩(wěn)定性。該技術(shù)和裝備的投資僅為國(guó)外同類技術(shù)的1201l0，具有顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。科研人員在系統(tǒng)

32、實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，成功開(kāi)發(fā)出了高效氣固旋流分離、高效預(yù)汽提、提高油氣包容率3項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，并通過(guò)集成創(chuàng)新形成了4種新型快分系統(tǒng)，適用于目前所有構(gòu)型的催化裂化裝置，并創(chuàng)建了后反應(yīng)系統(tǒng)關(guān)鍵裝備的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法。目前該項(xiàng)目已取得國(guó)家發(fā)明專利7項(xiàng)、實(shí)用新型專利2項(xiàng)10。1.4催化裂化裝置研究進(jìn)展1.4.1催化裂化再生裝置形式單段再生的再生器的基本形式如圖1所示11。圖1兩段再生是把待生劑依次通過(guò)兩個(gè)流化床進(jìn)行燒焦，它是為適應(yīng)重油催化裂化工藝發(fā)展起來(lái)的。兩段再生是把燒碳過(guò)程分為兩個(gè)階段進(jìn)行：第一段，約80%85%的總燒碳量被燒去;第二段，再用空氣與在更高的溫度下繼續(xù)燒去余下的碳。兩段再生可在一個(gè)再生器

33、筒體分隔為兩段來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以在兩個(gè)獨(dú)立的再生器實(shí)現(xiàn)圖2管式再生采用提升管進(jìn)行催化劑的燒焦再生，提升管的表觀線速為310m/s。為了保持提升管催化劑呈活塞流，管上部線速較高，下部線速較低。燃燒用空氣從提升管的不同高度分為3-4股送入提升管中，以控制催化劑密度和氧濃度。氧的傳質(zhì)阻力和催化劑返混程度均較低，燒焦強(qiáng)度可達(dá)1000kg/(t.h)。燒焦用提升管長(zhǎng)度為22m,管燒焦量可占總燒焦量的80%左右。剩余焦炭和CO的燃燒在提升管上部的湍流床中進(jìn)行。圖3快速床(循環(huán)流化床)再生催化裂化裝置的燒焦罐再生就是屬于循環(huán)流化床的一種再生方式圖41.4.2催化裂化反應(yīng)裝置形式單段提升管反應(yīng)器提升管反應(yīng)器主要有

34、提升管、沉降器、汽提段、旋分器、待生斜管等部分組成圖5兩段提升管催化裂化技術(shù)在常規(guī)提升管反應(yīng)系統(tǒng)中，預(yù)熱的原料油經(jīng)噴嘴進(jìn)入反應(yīng)器，與來(lái)自再生器的高溫催化劑接觸、氣化并進(jìn)行反應(yīng)；油氣和催化劑沿提升管上行，邊流動(dòng)邊反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中不斷有焦炭沉積在催化劑表面，使催化劑活性與選擇性急速下降，對(duì)改善產(chǎn)品分步非常不利。針對(duì)提升管反應(yīng)器的這些弊端，一些研究機(jī)構(gòu)和石油公司提出了兩段催化裂化的概念。20世紀(jì)70年代末，Engelhard公司開(kāi)發(fā)了兩段催化裂化ARTFCC工藝，其第1段主要用來(lái)脫除原料中的殘?zhí)亢痛蟛糠纸饘伲鸬皆项A(yù)處理的作用，在第2段反應(yīng)器中，再對(duì)改質(zhì)后的原料進(jìn)行常規(guī)裂化。最近，Maredlin

35、Espeillac和PlebeCrespin取得了利用兩個(gè)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行烴類裂化反應(yīng)的專利J。另外，石油大學(xué)正在進(jìn)一步地研究?jī)啥翁嵘艽呋鸦夹g(shù)，目前，已提出提升管兩段催化裂化工藝(TSRFCC)_3-，其工藝原則流程。該工藝的核心是：針對(duì)現(xiàn)行催化裂化提升管反應(yīng)器的弊端，將傳統(tǒng)提升管反應(yīng)器分為兩段串聯(lián)，在段間將半再生催化劑更換為再生催化劑，實(shí)現(xiàn)催化劑雙路循環(huán)、分段反應(yīng)，從而提高提升管催化劑的平均活性和選擇性，強(qiáng)化和改善催化裂化反應(yīng)過(guò)程。石油大學(xué)(華東)勝華煉油廠01Mta工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，TSRFCC工藝可以極大的提高原油的轉(zhuǎn)換深度，同時(shí)加工能力可增加3050；可以顯著改善產(chǎn)品分布，輕質(zhì)油收率可

36、提高34個(gè)百分點(diǎn)，干氣和焦炭產(chǎn)率降低2個(gè)百分點(diǎn)；汽油的烯烴含量降低，柴油的十六烷值增加。圖6兩段提升管反應(yīng)器的作用原理 催化劑接力原理 所謂催化劑接力是指當(dāng)原料進(jìn)行短反應(yīng)時(shí) 間后、 由于積炭而使催化劑活性下降到一定程度 時(shí)，與時(shí)將其與油氣分開(kāi)并返回再生器再生， 需 要繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)的中間物料在第二段提升管與 來(lái)自再生器的另一路催化劑接觸， 形成兩路催化劑循環(huán) 。兩段提升管重油催化裂化技術(shù)在提高 中間目的產(chǎn)物產(chǎn)率的同時(shí)可以提高 目的產(chǎn)品的 選擇性， 從而顯著改善產(chǎn)品分布。 分段反應(yīng)原理 所謂分段反應(yīng)就是讓不同的餾分在不同的場(chǎng)所和條件下進(jìn)行反應(yīng)， 排除相互干擾。第一段 提升管只進(jìn)新鮮原料， 目的產(chǎn)物

37、從段間抽出作為最終產(chǎn)品以保證收率和質(zhì)量， 難以裂化的油漿和回?zé)捰? 循環(huán)油) 單獨(dú)進(jìn)入第二段提升管， 從而提高原料轉(zhuǎn)化深度、 改善產(chǎn)品分布。 短反應(yīng)時(shí)間 兩段提升管重油催化裂化工藝技術(shù)采用分段反應(yīng)， 總反應(yīng)時(shí)間 一般為 2 S 左右。 大劑油比 兩段提升管技術(shù)采用兩段反應(yīng) ， 第一段反只達(dá)到較小的轉(zhuǎn)化程度，進(jìn)入分餾塔將柴油分出，使進(jìn)第二段提升管循環(huán)油的量明顯增加， 故使循環(huán)催化劑對(duì)新鮮進(jìn)料的劑油比得到大幅度提高， 反應(yīng)過(guò)程的催化作用得到顯著強(qiáng)化12。 圖71.4.3催化裂化反應(yīng)再生兩器排布方式按反應(yīng)器（或沉降器）和再生器布置的相對(duì)位置的不同可分為兩大類：反應(yīng)器和再生器分開(kāi)布置的并列式；反應(yīng)器和

38、再生器架疊在一起的同軸式。并列式又由于反應(yīng)器（或沉降器）和再生器位置高低的不同而分為同高并列式和高低并列式兩類。同高并列式主要特點(diǎn)是:催化劑由U型管密相輸送;反應(yīng)器和再生器間的催化劑循環(huán)主要靠改變U型管兩端的催化劑密度來(lái)調(diào)節(jié)；由反應(yīng)器輸送到再生器的催化劑，不通過(guò)再生器的分布板，直接由密相提升管送入分布板上的流化床可以減少分布板的磨蝕。圖8高低并列式特點(diǎn)是反應(yīng)時(shí)間短，減少了二次反應(yīng)；催化劑循環(huán)采用滑閥控制,比較靈活。同軸式裝置形式特點(diǎn)是：反應(yīng)器和再生器之間的催化劑輸送采用塞閥控制;采用垂直提升管和90°耐磨蝕的彎頭;原料用多個(gè)噴嘴噴入提升管。圖91.4.4提升管末端快速分離器提升管末端

39、采用快速分離技術(shù)可以縮短反應(yīng)生成物在反應(yīng)提升管的停留時(shí)間，防止過(guò)度裂化本世紀(jì)60年代中期出現(xiàn)了沸石催化劑，沸石催化劑的出現(xiàn)是催化裂化發(fā)展史上的里程碑，其優(yōu)良的性能使反應(yīng)需要的時(shí)間從使用硅鋁催化劑的幾分鐘縮短23秒鐘，于是發(fā)展了提升管反應(yīng)器和提升管末端快速分離技術(shù)。國(guó)外提升管末端快速分離技術(shù)的發(fā)展UOP的提升管末端快速分離技術(shù)S&W公司的提升管末端快分技術(shù)國(guó)提升管末端快速分離技術(shù)現(xiàn)狀國(guó)惠最早設(shè)計(jì)的提升管FCCU采用傘帽提升管末端快速分離裝置，其特點(diǎn)是壓力降小，分離效率低。該提升管末端快速分離裝置后來(lái)很少采用中期設(shè)計(jì)的裝置多采用T形和倒L形快速分離裝置，前者多用于并列式，后者多用于同式裝置

40、，兩種快速分離裝置均靠慣性進(jìn)行分離，其效率為7080。近期設(shè)計(jì)的裝置多采用三葉槽、彈射或粗旋風(fēng)分離器快速分離裝置。彈射快速分離裝置用于并列式裝置，80年代曾在工業(yè)裝置上試用，由于開(kāi)工階段發(fā)生催化劑跑損而未得到廣泛應(yīng)用。13第一類第一類快速分離器特點(diǎn)是：快速分離器壓力略高于沉降器壓力，設(shè)置料封，使油氣按指定的方向流動(dòng)。單獨(dú)設(shè)計(jì)開(kāi)口讓汽提蒸汽進(jìn)入旋風(fēng)公離器系統(tǒng)。該快速分離器是一種密閉快速分離器。該快速分離器分三種形式可分別與國(guó)的T形、倒I形和粗旋風(fēng)分離器快速分離器配匹。圖10第二類快分器特點(diǎn)：沉降器壓力略高于快分器壓力，汽提蒸汽經(jīng)快分器與反應(yīng)油氣一進(jìn)入旋風(fēng)分離器系統(tǒng)。是一種半封閉快速分離器。圖11

41、近期出現(xiàn)了一些新技術(shù)(如敞口式、多種直聯(lián)或緊接式、高效封閉偶合式提升管旋風(fēng)分離器)，已把提升管終端油劑快速分離結(jié)構(gòu)發(fā)展到了第3代產(chǎn)品。近年來(lái)UOP公司又開(kāi)發(fā)了帶有預(yù)氣提的分離器，油氣在沉降管的停留時(shí)問(wèn)已由1rain降到105S。VDS和VSS兩種快分技術(shù)也對(duì)提升管末端快速分離做了改進(jìn)，即在粗旋下部加了一個(gè)預(yù)氣提器，形成兩級(jí)氣提和在提升管出口端加有彎成一定角度的彎臂，使油劑混合物以旋流形式導(dǎo)出7J。S&W公司最新型式的提升管末端裝置(RTD)為Ramshom分離器或軸向分離器，這種RTD的特點(diǎn)是氣體分離更快，壓降更小，提升管頂端可活動(dòng)，可避免催化劑帶入主分餾塔，同時(shí)操作方便。s&

42、w公司提升管后冷技術(shù)L9J是在粗旋油氣出口處注入一股急冷劑，以降低提升管反應(yīng)器后沉降器稀相的溫度，從而降低油氣溫度，同樣可以使油氣2次反應(yīng)與熱裂化反應(yīng)減少，使輕質(zhì)油收率提高約2，于氣和焦炭產(chǎn)率下降。AXIAL型旋風(fēng)分離器在設(shè)計(jì)中加入了小的緩沖空間以保持所需壓力。我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的PV型旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配以完整的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可將總分離效率達(dá)到9999，總壓降93kPa，平均催化劑單耗從原來(lái)的081kgt降至04kgt14。1.4.5進(jìn)料霧化噴嘴進(jìn)料霧化是重油催化裂化工藝的關(guān)鍵技術(shù)之一，近年來(lái)不少研究單位致力于高效霧化噴嘴的開(kāi)發(fā)研究，應(yīng)用比較廣泛的有Total公司的靶式噴嘴、UOP公司的Optim

43、ix噴嘴、Kellogg公司的Atomax噴嘴、中國(guó)科學(xué)院的KH噴嘴、工程建設(shè)公司(SEI)的BWJ噴嘴與集團(tuán)石油化工工程公司(LPEC)的LPC噴嘴等。工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，性能良好的進(jìn)料霧化噴嘴可提高輕質(zhì)油收率，降低焦炭和干氣產(chǎn)率，改善產(chǎn)品分布，防止反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)焦，是保證裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。因此，國(guó)外對(duì)進(jìn)料噴嘴的改進(jìn)都非常重視。LPH。1型重油進(jìn)料霧化噴嘴是LPEC在LPC噴嘴基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出的新一代高效進(jìn)料霧化噴嘴，該噴嘴操作彈性大、壓力降低、噴射速度適中，霧化效果好。LPH一1重油進(jìn)料霧化噴嘴有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)霧化蒸汽用量小(只有3)，可以降低裝置能耗；(2)壓力降低(只有025MPa)，

44、可以降低進(jìn)料機(jī)泵的電能消耗；(3)該噴嘴為低速噴嘴，可減少催化劑的沖擊破碎，催化劑消耗降低了183。(4)霧化效果好，催化劑與油氣接觸充分，減弱了熱裂化反應(yīng)強(qiáng)度，焦炭、干氣產(chǎn)率降低了051個(gè)百分點(diǎn)，輕液體收率增加193個(gè)百分點(diǎn)15。新型催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴開(kāi)發(fā)石油化工工程公司(LPEC)工程研究院投人大量資金，建立了占地面積為20m×6m的大型進(jìn)料噴嘴霧化試實(shí)驗(yàn)室，配備了先進(jìn)的粒度測(cè)試分析儀器美國(guó)TSI公司的激光相位多普勒粒子分析儀(PDPA)，以與噴嘴霧化試驗(yàn)臺(tái)和壓力、流量的測(cè)試、計(jì)量和控制設(shè)備，可實(shí)時(shí)測(cè)量霧化顆粒的粒度、速度、壓力和流量等參數(shù)，還可進(jìn)行噴嘴部流體流動(dòng)顯示。LPEC

45、從20世紀(jì)80年代開(kāi)始研發(fā)工作，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)室冷試、中試、半工業(yè)試驗(yàn)、工業(yè)試驗(yàn)和優(yōu)化篩選等過(guò)程，研制出了LPC型噴嘴，并應(yīng)用于生產(chǎn)裝置上，取得了良好效果和經(jīng)濟(jì)效益。16CS-型重油催化裂化進(jìn)料噴嘴的特點(diǎn)(1)CS-型重油催化裂化進(jìn)料噴嘴(簡(jiǎn)稱cs一噴嘴)采用矢量控制技術(shù)等最新研究成果，使進(jìn)料的霧化效果更貼近催化裂解裝置實(shí)際。在降低干氣、生焦率、提高總液體收率方面表現(xiàn)出優(yōu)良性能的同時(shí)，抗結(jié)焦性能突出，可以提高裝置的處理量和渣油摻煉量。(2)采用了低速射流技術(shù)，不破壞催化劑，減輕了射流對(duì)噴嘴的沖蝕，在保持設(shè)計(jì)工況條件下，能穩(wěn)定使用3a。(3)采用了低汽耗(霧化蒸汽量5)、低壓力降(噴嘴壓力降&l

46、t;04MPa)二次進(jìn)氣，多級(jí)霧化的設(shè)計(jì)理念，在突出節(jié)能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)劣質(zhì)油的高效霧化。(4)操作彈性大，可在設(shè)計(jì)值±30圍自如操作，不出現(xiàn)“油汽搶量”、振動(dòng)和嘯喘等現(xiàn)象，始終保持噴嘴的平穩(wěn)運(yùn)行。(5)在噴頭球面上方設(shè)置了若干汽幕孔，用來(lái)屏蔽射流形成的低壓液霧區(qū)，以防提升管結(jié)焦。CS-型重油催化裂化進(jìn)料噴嘴應(yīng)用效果(1) CS-噴嘴設(shè)計(jì)合理，除霧化蒸汽用量比設(shè)計(jì)略高外，其它運(yùn)行參數(shù)均在設(shè)計(jì)值圍之。操作彈性達(dá)到±30，投用后運(yùn)行平穩(wěn)，未產(chǎn)生任何異?，F(xiàn)象。(2) CS-噴嘴降低焦炭與干氣產(chǎn)率效果明顯，在原料性質(zhì)變差，其它操作條件不變的情況下，總液體收率比改造前提高了147個(gè)百

47、分點(diǎn)，生焦率降低了093個(gè)百分點(diǎn)，干氣產(chǎn)率降低了047個(gè)百分點(diǎn)。(3)由于CS-生焦率低，在裝置原料變重、再生器熱量過(guò)剩、主風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷情況下，有利于提高裝置渣油摻煉率或提高裝置加工能力，初步估計(jì)與改造前相比，加工能力至少提高6th。同時(shí)由于生焦率降低，裝置能耗降低。 (4)由于CS-噴嘴屬于低壓力降、低流速噴嘴，不僅有利于避免催化劑破碎，保持催化劑活性，降低催化劑單耗，而且還有利于減輕噴嘴磨損，保證噴嘴長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。(5)投用CS-噴嘴后，不包括提高加工能力與降低加工能耗所增加效益，只因產(chǎn)品分布改善就增加效益，顯著地提高了公司的經(jīng)濟(jì)效益17。1.4.6空氣分布器空氣分布器是FCCU再生器系統(tǒng)

48、的關(guān)鍵設(shè)備，空氣分布器設(shè)計(jì)的好壞將直接影響催化劑的跑損和再生效果，直接影響裝置的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)周期。國(guó)外空氣分布器的情況：國(guó)外早期設(shè)計(jì)的FCCU再生器多采用分布板，后來(lái)的設(shè)計(jì)多采用管形分布器。從引進(jìn)的幾套裝置來(lái)看，單環(huán)(或雙環(huán))分布器效果不甚理想，且大直徑的不銹鋼環(huán)管質(zhì)量要求較高，加工制造較困難。國(guó)早期設(shè)計(jì)的同高并列式裝置采用分布板，由于大型流化床分布在高溫下變形嚴(yán)重而影響生產(chǎn)，80年代以后陸續(xù)更換為管型分布器。近期設(shè)計(jì)的裝置也多采用管形分布器。國(guó)設(shè)計(jì)的管形分布器也因裝置再生器的型式不同有多種形式，見(jiàn)圖。圖a為分布板，現(xiàn)國(guó)很少采用。圖12b為圓環(huán)型分布管，用于并列式裝置，與樹(shù)枝狀分布管相比制造

49、難度相對(duì)較大，因此這種分布器現(xiàn)在也少采用。圖1c為樹(shù)枝分布管，這是目前應(yīng)用較多的一種型式，各支管均為能自由伸縮直管，且容易加工制造，圖1c用于并列式裝置，圖1d用于同軸式器兩段再生，圖1e用于中小型同軸式裝置，圖1f和圖1g用于大型同軸式裝置?？諝夥植计鞯脑O(shè)計(jì)空氣分布器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：將主風(fēng)在流化床分布均勻；操作彈性大不因高溫?zé)崤蛎浐痛呋瘎┠p而損壞分布器；設(shè)備簡(jiǎn)單21分布器形狀和類型空氣分布器的形狀應(yīng)結(jié)合再生器的型式確定，力求盡量簡(jiǎn)單，便于制造加工，目前，國(guó)分布板的熱膨脹變形問(wèn)題尚未解決，尤其是大型流化床。因此，應(yīng)首先考慮樹(shù)枝狀管形分布器。分布器尺寸的確定一般主管、支管、分支管的氣體速

50、度為20ms左右，值得注意的是：分支管根數(shù)較多，且長(zhǎng)短不等，在計(jì)算管徑時(shí)一般總根數(shù)用平均速度計(jì)算來(lái)確定管徑然而，短的分支管上布嘴較少，使短分支管中氣速低于平均速度，而長(zhǎng)的分支管上布嘴較多，使長(zhǎng)分支管中氣體速度高于平均速度。如過(guò)高則可能導(dǎo)致催化劑被吸人(在分支管的根部)而磨壞分布管。因此在分支管噴嘴排定后需根據(jù)實(shí)際噴嘴數(shù)核算長(zhǎng)分支管氣速，如超過(guò)噴嘴氣速的三分之一，則需加大分支管直徑。分支管間的間隙前認(rèn)為分支管間的間隙的氣速控制在15ms左右目的是起到空氣再分配作用，而現(xiàn)在認(rèn)為15ms左右的氣逮造成的壓力降很小起不到空氣再分配的作用。分布管的壓力降分布管噴嘴的壓力降最小應(yīng)不小于床層靜壓的30，使空

51、氣進(jìn)人每個(gè)噴嘴的空氣量一樣和使噴出的氣泡具有一定的能量在床層中分布均勻，避免溝流和騰涌。注意以下兩種情況，一是在快速流化床中盡管快速床對(duì)分布器壓力降的要求比床層低，但從避免分布器磨損角度來(lái)看，其壓力降也不宜過(guò)低。二是應(yīng)該強(qiáng)調(diào)分布器起作用的是噴嘴的壓力降，還應(yīng)注意該壓力降與工業(yè)裝置儀表指示數(shù)據(jù)的差別如某廠FCCU再生器流化不理想，催化劑跑損大，而儀表指示為0.0050.007MPa，似乎也正常，然而扣除側(cè)壓管問(wèn)庫(kù)層的靜壓等，噴嘴的壓力降只有0003MPa。堵孔后。催化劑跑損大為減少18 。1.4.7結(jié)語(yǔ)對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，催化裂化發(fā)展仍應(yīng)結(jié)合我國(guó)煉油工業(yè)面臨的實(shí)際情況，努力提高催化裂化技術(shù)水平，盡快形成

52、具有我國(guó)特色的催化裂化工藝技術(shù)。目前我國(guó)原油不足，劣質(zhì)油增加很快，再加上國(guó)對(duì)油品的需求不斷增長(zhǎng)，特別是輕質(zhì)油品的需求增長(zhǎng)更快，因此，從整體上考慮，我國(guó)催化裂化的發(fā)展方向仍是繼續(xù)加快渣油FCC新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和建設(shè)，以提高煉油廠整體經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)展加氫處理催化裂化組合工藝，降低有害物質(zhì)排放，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)和操作，提高目的產(chǎn)品收率，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)大型化，提高控制和管理水平，擴(kuò)大功能向化工領(lǐng)域延伸，提高FCC裝置加工量和重油摻煉比，繼續(xù)開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用新技術(shù)，積極采用FCC過(guò)程控制技術(shù)，要開(kāi)發(fā)具有先進(jìn)性的適用圍廣泛的FCC裝置通用優(yōu)化軟件。催化裂化裝置除了采取措施達(dá)到清潔燃料的新標(biāo)準(zhǔn)外，可因地

53、制宜，多生產(chǎn)乙烯、丙烯，向石油化工方面延伸，更好地實(shí)現(xiàn)煉油化工一體化，這是企業(yè)抗擊市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)能力的重要措施，也是未來(lái)煉油廠發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。增加摻渣比同時(shí)生產(chǎn)清潔燃料的新催化裂化工藝以與煉油與石油化工一體化的新催化裂化工藝將是近期技術(shù)開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。2 設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1 加工方案的確定與裝置形式的選擇2.1.1 加工方案首先，從催化裂化產(chǎn)品產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量情況可以看出，催化裂化過(guò)程的主要目的是生產(chǎn)汽油，汽油產(chǎn)率為30%50%。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，交通運(yùn)輸和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對(duì)柴油的需求量很大，通過(guò)調(diào)整操作條件或采用新的工藝技術(shù)，可在生產(chǎn)汽油的同時(shí)，盡可能提高柴油的產(chǎn)率，這也是我國(guó)催化裂化技術(shù)的一大特點(diǎn)。其次，由催

54、化裂化主要反應(yīng)可見(jiàn)，在烴類的催化裂化反應(yīng)過(guò)程中，裂化反應(yīng)的進(jìn)行，使大分子分為小分子的烴類，這是催化裂化工藝成為重質(zhì)油輕質(zhì)化重要手段的根本依據(jù)；而氫轉(zhuǎn)移使催化汽油飽和度提高、安定性好；異構(gòu)化、芳構(gòu)化反應(yīng)是催化汽油辛烷值高的重要原因。鑒于催化裂化的目的是生產(chǎn)高辛烷值，低烯烴汽油。所以選用催化裂化生產(chǎn)汽油。2.1.2 裝置形式的選擇本設(shè)計(jì)裝置形式采用燒焦罐式反應(yīng)再生系統(tǒng)。反應(yīng)器采用直提升管式反應(yīng)器，由于分子篩催化劑的含碳要求比較嚴(yán)格，必須采用高效完全再生，燒焦罐式再生器可以實(shí)現(xiàn)高效完全再生，使再劑含碳量降低到0.1%以下，故再生器選用燒焦罐式再生器。2.2 流程說(shuō)明2.2.1反應(yīng)再生系統(tǒng)提升管反應(yīng)器

55、的進(jìn)料由兩部分組成，一部分為常壓渣油，另一部分為從分餾塔下過(guò)來(lái)的回?zé)捰秃突責(zé)捰蜐{。常壓渣油由渣油罐流入裝置，通過(guò)渣油泵（P201/A.B）加壓，然后依次通過(guò)頂循環(huán)回流油渣油換熱器（E202/A.B），一中段回流油渣油換熱器（E202A.B），油和漿渣油換熱器（E203/A.B）換熱，使渣油預(yù)熱至300左右，送至提升管反應(yīng)器（R101/1）的上部進(jìn)料噴嘴?；?zé)捰蛷姆逐s塔第二層塔板上抽出，并用回?zé)捰捅茫≒202/A.B）加壓后送至提升管反應(yīng)器的下部回?zé)捰瓦M(jìn)料噴嘴。油漿從分餾塔底抽出，用油漿泵（P203/A.B）加壓后送至提升管反應(yīng)器下部的回?zé)捰瓦M(jìn)料噴嘴在開(kāi)工和非正常操作的情況下，渣油進(jìn)料靠加熱爐（

56、F201）預(yù)熱后再進(jìn)反應(yīng)器。當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，要緊切斷反應(yīng)器進(jìn)料，同時(shí)把進(jìn)料轉(zhuǎn)送至分餾塔的第二層塔板上，并立即打開(kāi)提升管反應(yīng)器的事故蒸汽，以保證兩器的壓力平衡催化劑的正常循環(huán)。提升管反應(yīng)器（R101/1）進(jìn)料與來(lái)自再生器（R103/3）的高溫催化劑接觸，迅速汽化并進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成的油氣與催化劑一起經(jīng)提升管頂部的T型快速分離器分離后，90%以上的催化劑落入氣提段，少量催化劑隨油氣一起進(jìn)入沉降器（R101/2）的三組一級(jí)旋風(fēng)分離器。經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離除去夾帶的催化劑之后，油氣由頂部出來(lái)進(jìn)入分餾塔（T201）落入氣提段的催化劑上沉積了一定量的焦碳并吸附了一定量的油氣，這些待生催化劑經(jīng)氣提蒸汽氣提后，經(jīng)待生斜

57、管進(jìn)入再生器底部預(yù)混合管，在預(yù)混合管中，與從外取熱器下來(lái)的再生催化劑進(jìn)行均勻混合之后，在主風(fēng)的作用下，進(jìn)入再生器的一密相進(jìn)行燒焦再生。燒焦用的空氣是由能量回收機(jī)組(M101)的主風(fēng)機(jī)加壓至0.36MPa(絕)，再經(jīng)輔助燃燒進(jìn)入預(yù)混合管，與催化劑一起進(jìn)入一密相燒焦。催化劑上的積碳很快燃燒放出大量的熱，使一密相的溫度高達(dá)700之多，然后催化劑和煙氣經(jīng)稀相管進(jìn)入再生器的沉降段.催化劑進(jìn)入再生器二密相并與主風(fēng)機(jī)來(lái)的二段主風(fēng)家畜接觸松動(dòng)后，經(jīng)再生斜管送至提升管反應(yīng)器，還有一部分進(jìn)入外取熱器與冷水進(jìn)行換熱。進(jìn)入稀相段的煙氣，經(jīng)九組旋風(fēng)分離器和三級(jí)旋風(fēng)分離除去攜帶的催化劑之后，送至能量回收機(jī)組的煙氣透平進(jìn)行膨脹作功。從透平出來(lái)的376左右的煙氣，經(jīng)余熱鍋爐進(jìn)一部吸收只有排入煙囪放入大氣。在三旋出口至余熱鍋爐的煙氣管線上裝有雙動(dòng)滑閥，正常操作時(shí)，雙動(dòng)滑閥僅作為煙機(jī)入口蝶閥的旁路閥和煙氣入口蝶閥分程控制再生器壓力，當(dāng)煙氣透平出現(xiàn)故障或開(kāi)停工時(shí)，雙動(dòng)滑閥自動(dòng)切入，控制再生器壓力，煙氣全部通過(guò)雙動(dòng)