催化裂化仿真模擬實(shí)訓(xùn)報(bào)告

實(shí)習(xí)報(bào)告JINGCHUUN^ERSgYOFTECHNOLOGY實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué)院：化工與藥學(xué)院班級(jí)：一一級(jí)工藝一班學(xué)生姓名：劉俞靖學(xué)號(hào):實(shí)習(xí)地點(diǎn)（單位）：實(shí)驗(yàn)樓A410機(jī)房實(shí)習(xí)課程：催化裂化仿真模擬報(bào)告完成日期：2014年12—月/—日指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)（五級(jí)記分制）:目錄TOC\o"1-5"\h\z一、前言3二、催化裂化簡(jiǎn)介4三、催化裂化生產(chǎn)裝置的冷態(tài)開車的操作51、催化裂化裝置流程說(shuō)明52、關(guān)于操作過程中需要注意的調(diào)節(jié)方法6(1)反應(yīng)溫度控制TRCA1001、PDRC10076(2)沉降器料位控制WRCA1001、PDRC10096(3)反應(yīng)壓力控制PRC12016(4)再生壓力控制PRC2001A、PRC2001B6四、實(shí)訓(xùn)收獲71、控制反應(yīng)深度的主要條件7(1)轉(zhuǎn)化率7(2)空速和反應(yīng)時(shí)間7(3)劑油比72、影響催化裂化反應(yīng)深度的主要因素？7(1)原料油的性質(zhì)7(2)反應(yīng)溫度7(3)反應(yīng)壓力8(4)空速和反應(yīng)時(shí)間83、感想8、兒、4一、刖百11月29、30兩天，我們進(jìn)行了石油化工中的催化裂化裝置仿真模擬實(shí)訓(xùn)，仿真實(shí)驗(yàn)是以仿真機(jī)為工具，用實(shí)時(shí)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型代替真實(shí)工廠進(jìn)行教學(xué)實(shí)習(xí)的一門新技術(shù)。仿真機(jī)是基于電子計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)或多媒體部件，由人工建造的，模擬工廠操作與控制或工業(yè)過程的設(shè)備，同時(shí)也是動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型實(shí)時(shí)運(yùn)行的環(huán)境。仿真實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了充分動(dòng)手的機(jī)會(huì)，可在仿真機(jī)上反復(fù)進(jìn)行開車、停車訓(xùn)練，在仿真機(jī)上，學(xué)生變成學(xué)習(xí)的主體。學(xué)生可以根據(jù)自己的具體情況有選擇地學(xué)習(xí)。例如自行設(shè)計(jì)、試驗(yàn)不同的開、停車方案，試驗(yàn)復(fù)雜控制方案、優(yōu)化操作方案等?？梢栽O(shè)定各種事故和極限運(yùn)行狀態(tài)，提高學(xué)生分析能力和在復(fù)雜情況下的決策能力，而真實(shí)工廠決不允許這樣做。高質(zhì)量的仿真器具有較強(qiáng)的交互性能，使學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)過程中能夠發(fā)揮學(xué)習(xí)主動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)效果突出:、催化裂化簡(jiǎn)介催化裂化是煉油工業(yè)中重要的二次加工過程，是重油輕質(zhì)化的重要手段。它是原料油在適宜的溫度、壓力和催化劑存在的條件下，進(jìn)行分解、異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移、芳構(gòu)化、縮合等一系列化學(xué)反應(yīng)，原料油轉(zhuǎn)化成氣體、汽油、柴油等主要產(chǎn)品及油漿、焦炭的過程。催化裂化的原料來(lái)源廣泛、主要是常減壓的儲(chǔ)分油、常壓渣油、減壓渣油以及丙烷脫瀝青油、蠟膏、蠟下油等。隨著石油資源的日趨缺乏與原油的變重，處理的原料可以是全常謂或者是全減渣。在硫含量較高時(shí)，則需用加氫脫硫裝置處理，提供催化原料。催化裂化具有輕質(zhì)油收率高、汽油辛烷值較高、氣體產(chǎn)品中烯燒含量較高等特點(diǎn)。重油催化裂化反應(yīng)再生聯(lián)合裝置，包括反再系統(tǒng)、催化裂化儲(chǔ)備及輸送系統(tǒng)、內(nèi)取熱系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，其中主要設(shè)備有沉降器、再生器、取熱器、催化劑罐、汽水分離器、煙氣輪機(jī)、主風(fēng)機(jī)、增壓機(jī)等。反應(yīng)再生部分的作用是完成原油轉(zhuǎn)化。原料油通過反應(yīng)器與催化劑接觸并反應(yīng)，不斷輸出反應(yīng)產(chǎn)物，催化劑則在反應(yīng)器和再生器之間不斷循環(huán)使用，在再生器中通入空氣燒去催化劑的積炭，恢復(fù)催化劑的活性，使催化劑循環(huán)。燒焦放出的熱量又以催化劑為載體，不斷帶回反應(yīng)器，供給反應(yīng)所需的熱量，過剩熱量由外取熱器取出并加以利用。分儲(chǔ)部分是根據(jù)反應(yīng)油氣各組分沸點(diǎn)不同，將它們分離成富氣、粗汽油、輕柴油、回?zé)捰汀⒂蜐{，并保證產(chǎn)品干點(diǎn)、輕柴油凝固點(diǎn)和閃點(diǎn)合格。吸收穩(wěn)定部分是利用組分之間在液體中溶解度的差異把不同富氣和粗汽油分離成干點(diǎn)、液液化氣、穩(wěn)定汽油。能量回收部分是將反應(yīng)放出大量的熱量通過余熱鍋爐將熱量回收起來(lái)重新利用，避免能量的浪費(fèi)。三、催化裂化生產(chǎn)裝置的冷態(tài)開車的操作1、催化裂化裝置流程說(shuō)明混合原料油（90C）從裝置外自吸進(jìn)入原料油泵，抽出后經(jīng)原料油換熱器加熱至200c左右，經(jīng)原料油霧化噴嘴進(jìn)入提升管反應(yīng)器（R01）下部；自分儲(chǔ)部分來(lái)的回?zé)捰秃突責(zé)捰蜐{混合后既可以直接進(jìn)入提升管反應(yīng)器中部，也可以進(jìn)入原料集合管，同原料一起進(jìn)入提升管反應(yīng)器下部，與700C高溫催化劑接觸完成原料的升溫、氣化及反應(yīng)，515C反應(yīng)油氣與待生催化劑在提升管出口經(jīng)三組粗旋風(fēng)分離器得到迅速分離后經(jīng)升氣管進(jìn)入沉降器六組單級(jí)旋風(fēng)分離器，再進(jìn)一步除去攜帶的催化劑細(xì)粉后，反應(yīng)油氣離開沉降器,進(jìn)入分儲(chǔ)塔。積炭的待生催化劑先經(jīng)粗旋的汽提設(shè)施初步汽提后進(jìn)入汽提段，在此與蒸汽逆流接觸以進(jìn)一步汽提催化劑所攜帶的油氣，汽提后的催化劑沿待生斜管下流，經(jīng)待生滑閥進(jìn)入再生器（R02）的燒焦罐下部，與從二密相來(lái)的再生催化劑混合開始燒焦，在催化劑沿?zé)构尴蛏狭鲃?dòng)的過程中，燒去約90%左右的焦炭，同時(shí)溫度升至約690Co較低含炭的催化劑在燒焦罐頂部經(jīng)大孔分布板進(jìn)入二密相，在700c條件下，最終完成焦炭的燃燒過程。再生催化劑經(jīng)再生斜管及再生滑閥進(jìn)入提升管反應(yīng)器底部，在干氣及蒸汽的提升下，完成催化劑加速、分散過程，然后與原料接觸。再生器燒焦所需的主風(fēng)由主風(fēng)機(jī)提供，主風(fēng)自大氣進(jìn)入主風(fēng)機(jī)（B01）,升壓后經(jīng)主風(fēng)管道、輔助燃燒室及主風(fēng)分布管進(jìn)入再生器。再生產(chǎn)生的煙氣經(jīng)二級(jí)旋風(fēng)分離器分離催化劑后，再經(jīng)三級(jí)旋風(fēng)分離器進(jìn)一步分離催化劑后進(jìn)入煙氣輪機(jī)（BE01）膨脹作功，驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)（B01）。從煙氣輪機(jī)出來(lái)的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)一步回收煙氣的熱能，最后經(jīng)煙囪排入大氣。當(dāng)煙機(jī)停運(yùn)時(shí)，主風(fēng)由備用風(fēng)機(jī)提供，此時(shí)再生煙氣經(jīng)三旋后由雙動(dòng)滑閥及降壓孔板，降壓后再進(jìn)入余熱鍋爐。開工用的催化劑由冷催化劑罐（V01）或熱催化劑罐（V02）壓送至再生器，正常補(bǔ)充催化劑可由催化劑小型自動(dòng)加料器輸送至再生器。2、關(guān)于操作過程中需要注意的調(diào)節(jié)方法(1)反應(yīng)溫度控制TRCA1001、PDRC1007提升管出口溫度TRCA100K再生滑閥壓降PDRC1007&成低值選擇控制。正常情況下，反應(yīng)溫度由溫度調(diào)節(jié)器TRCA1001空制再生滑閥的開度，當(dāng)再生滑閥開度過大，再生滑閥壓降PDRC1007t低至低于TRCA100的信號(hào)時(shí)，選擇器將選擇PDRC100輸出信號(hào)控制再生滑閥。(2)沉降器料位控制WRCA1001、PDRC1009沉降器料位WRCA1001與待生滑閥壓降PDRC1009組成低值選擇控制。正常情況下沉降器料位調(diào)節(jié)器控制待生滑閥開度，當(dāng)待生滑閥開度過大，待生滑閥壓降調(diào)節(jié)器信號(hào)低于料位調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)時(shí)，待生滑閥壓降調(diào)節(jié)器控制待生滑閥開度。(3)反應(yīng)壓力控制PRC1201正常生產(chǎn)中，反應(yīng)壓力由氣壓機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制，設(shè)有切換開關(guān)，決定氣壓機(jī)轉(zhuǎn)速由反應(yīng)崗位或氣壓機(jī)崗位控制。當(dāng)生產(chǎn)不正常時(shí)，可通過調(diào)節(jié)器PRC1201控制火炬、分儲(chǔ)塔頂?shù)y來(lái)調(diào)節(jié)。(4)再生壓力控制PRC2001A、PRC2001B在正常生產(chǎn)時(shí)再生壓力通過調(diào)節(jié)器PRC2001A進(jìn)行兩路分程控制雙動(dòng)滑閥的A閥PRCA2001B調(diào)節(jié)雙動(dòng)滑閥的PRCA2001B調(diào)節(jié)雙動(dòng)滑閥的B閥，起四、實(shí)訓(xùn)收獲實(shí)際生產(chǎn)中更應(yīng)該注意到控制反應(yīng)的深度的問題與影響反應(yīng)深度的因素。1、控制反應(yīng)深度的主要條件(1)轉(zhuǎn)化率在催化裂化工藝中，往往要循環(huán)部分生成油，也稱回?zé)捰汀Ｔ诠I(yè)上采用回?zé)挷僮魇菫榱双@得較高的輕質(zhì)油產(chǎn)率。因此，轉(zhuǎn)化率又有單程轉(zhuǎn)化率和總轉(zhuǎn)化率之別。？(2)空速和反應(yīng)時(shí)間每小時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的原料量與反應(yīng)器內(nèi)催化劑量之比稱為空速。空速的單位為時(shí)-1,空速越高，表明催化劑與油接觸時(shí)間越短，裝置處理能力越大。在考察催化裂化反應(yīng)時(shí)，人們常用空速的倒數(shù)來(lái)相對(duì)地表示反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短。？(3)齊I］油比催化劑循環(huán)量與總進(jìn)料量之比稱為劑油比，用C/O表示：在同一條件下，劑油比大，表明原料油能與更多的催化劑接觸。2、影響催化裂化反應(yīng)深度的主要因素？(1)原料油的性質(zhì)原料油性質(zhì)主要是其化學(xué)組成。原料油組成中以環(huán)烷爛含量多的原料，裂化反應(yīng)速度較快，氣體，汽油產(chǎn)率比較高，焦炭產(chǎn)率比較低，選擇性比較好。對(duì)富含芳爛的原料，則裂化反應(yīng)進(jìn)行緩慢，選擇性較差。另外，原料油的殘?zhí)恐岛椭亟饘俸扛撸瑫?huì)使焦炭和氣體產(chǎn)率增加。？(2)反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)速度，產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量都有很大影響。在生產(chǎn)中溫度是調(diào)節(jié)反應(yīng)速度和轉(zhuǎn)化率的主要因素，不同產(chǎn)品方案，選擇不同的反應(yīng)溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)多產(chǎn)柴油方案，采用較低的反應(yīng)溫度(450C?470c),在低轉(zhuǎn)化率高回?zé)挶认虏僮鳌?duì)多產(chǎn)汽油方案，反應(yīng)溫度較高(500C?530c)，采用高轉(zhuǎn)化率低回?zé)挶?。?3)反應(yīng)壓力或確切地說(shuō)，油氣的分壓提高反應(yīng)壓力的實(shí)質(zhì)就是提高油氣反應(yīng)物的濃度，或確切地說(shuō)，油氣的分壓提高，有利于反應(yīng)速度加快。提高反應(yīng)壓力有利于縮合反應(yīng)，焦炭產(chǎn)率明顯增高，氣體中烯燒相對(duì)產(chǎn)率下降，汽油產(chǎn)率略有下降，但安定性提高。提升管催化裂化反應(yīng)器壓力控制在0.3MPa?0.37MPa。?(4)空速和反應(yīng)時(shí)間在提升管反應(yīng)器中反應(yīng)時(shí)間就是油氣在提升管中的停留時(shí)間。反應(yīng)開始階段，反應(yīng)速度最快，1秒后轉(zhuǎn)化率的增加逐漸趨于緩和。反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，會(huì)引起汽油的二次分解，同時(shí)因?yàn)榉肿雍Y催化劑具有較高的氫轉(zhuǎn)移活性，而使丙烯，丁烯產(chǎn)率降低。提升管反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)料的反應(yīng)時(shí)間要根據(jù)原料油的性質(zhì)，產(chǎn)品的要求來(lái)定，一般約為1秒?4秒。？3、感想本次仿真實(shí)習(xí)對(duì)我們化工工藝班的學(xué)生來(lái)說(shuō)可謂是意義重大，仿真實(shí)訓(xùn)通過建立動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，實(shí)時(shí)模擬催化裂化真實(shí)生產(chǎn)過程的冷態(tài)開車的現(xiàn)象和過程，再現(xiàn)了一個(gè)離線的、能夠親自動(dòng)手操作的仿DCS操作界面，使學(xué)生能夠?qū)に囘^程的主要指標(biāo)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。它讓我們提前體會(huì)到了坐在總控室操控工廠