催化裂化裝置反應(yīng)-再生及分餾系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

1、催化裂化裝置反應(yīng)-再生及分餾系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)目錄摘要第一章前言3.催化裂化技術(shù)發(fā)展41.3設(shè)計(jì)內(nèi)容.4第二章工藝表達(dá)562.2 分儲(chǔ)系統(tǒng).62.3 吸收一穩(wěn)定系統(tǒng).6第三章設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)73.1 開(kāi)工時(shí).73.2 處理量.7原始數(shù)據(jù)及再生-反應(yīng)及分儲(chǔ)操作條件9第四章反應(yīng)-再生系統(tǒng)工藝計(jì)算學(xué)習(xí)文檔僅供參考4.1 再生系統(tǒng).11燃燒計(jì)算11熱量平衡12.1熱流量入方12.2熱流量出方13催化劑循環(huán)量13空床流速15.1密相床層154.2 反應(yīng)器.16物料衡算.16熱量衡算18.1熱量入方.各進(jìn)料溫度18.2熱量出方19提升管工藝計(jì)算.21.1提升管進(jìn)料處的壓力和溫度.21.2提升管直徑21.3預(yù)提升段的

2、直徑和高度23旋風(fēng)別離器工藝計(jì)算.24.1筒體直徑.24.2一級(jí)入口截面積25.3二級(jí)入口截面積25.4算旋風(fēng)別離器組數(shù)25.5一級(jí)腿負(fù)荷及管徑25第五章分儲(chǔ)塔能量平衡計(jì)算27第六章計(jì)算結(jié)果匯總.29結(jié)束語(yǔ)30參考文獻(xiàn)31致謝32第一章前言我國(guó)原油偏重，輕質(zhì)油品含量低，為增加汽油、柴油、乙烯用裂解原料等輕質(zhì)油品產(chǎn)量。我過(guò)煉油工業(yè)走深度加工的道路，形成了以催化裂化FCC為主體，延遲焦化、加氫裂化等配套的工藝路線。2001年底全國(guó)有147套催化裂化裝置，總加工能力超過(guò)100.0Mt/a,比1991年增加58.4Mt/a,增長(zhǎng)137.16%,可以說(shuō)是世界上催化裂化能力增長(zhǎng)最迅速的國(guó)家。催化裂化是重要

3、的重質(zhì)油輕質(zhì)化過(guò)程之一，在汽油和柴油等輕質(zhì)油品的生產(chǎn)占有很重要的地位。催化裂化過(guò)程在煉油工業(yè)，以至國(guó)民經(jīng)濟(jì)中只有重要的地位。在我國(guó)，由于多數(shù)原油偏重，而H/C相對(duì)較高且金屬含量相對(duì)較低，催化裂化過(guò)程，尤其是重油催化過(guò)程的地位顯得更為重要。隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及國(guó)防工業(yè)等部門的迅速發(fā)展，對(duì)輕質(zhì)油品的需求量日益增多，對(duì)質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。以汽油為例，據(jù)1988年統(tǒng)計(jì)，全世界每年汽油總消費(fèi)量約為6.64億噸以上，我國(guó)汽油總量為1750萬(wàn)噸，從質(zhì)量上看，目前各國(guó)普通級(jí)汽油一般為9192RON，優(yōu)質(zhì)汽油為9698RON。為了滿足日益嚴(yán)格的市場(chǎng)需求，催化裂化工藝技術(shù)也在進(jìn)一步發(fā)展和改良.本設(shè)計(jì)是

4、對(duì)催化裂化反應(yīng)-再生及分儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行工藝上的設(shè)計(jì)與分析。80年代以來(lái)，催化裂化技術(shù)的進(jìn)展主要表達(dá)在兩個(gè)方面：開(kāi)發(fā)成功摻煉渣油常壓渣油或減壓渣油的渣油催化裂化技術(shù)稱為渣油FCC,簡(jiǎn)寫(xiě)為RFCC；催化裂化家族技術(shù)，包括多產(chǎn)低碳烯烴的DCC技術(shù)，多產(chǎn)異構(gòu)烯烴的MIO技術(shù)和最大量生產(chǎn)汽油、液化氣的MGG技術(shù)。目前國(guó)外新開(kāi)發(fā)的重油催化裂化技術(shù)有：渣油加氫處理（VRDS）一催化裂化（FCC）組合工藝”、毫秒催化裂化工藝MSCC雙臺(tái)組合循環(huán)裂化床工藝、劑油短接觸工藝SCT、雙提升管工藝、兩段渣油改質(zhì)技術(shù)等等。國(guó)內(nèi)靈活雙效催化裂化工藝FDFCC、VRFCC技術(shù)、催化裂化MIP新技術(shù)等等。下面以兩個(gè)技術(shù)說(shuō)明一下：

5、1渣油加氫處理一催化裂化組合工藝基礎(chǔ)研究的應(yīng)用它是在對(duì)加氫處理和催化裂化兩種工藝過(guò)程的特點(diǎn)、原料產(chǎn)品性質(zhì)及加工方案進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)理論分析，實(shí)驗(yàn)室及工業(yè)試驗(yàn)后開(kāi)發(fā)出的一種新的石油加工工藝“渣油加氫處理（VRDS）一催化裂化（FCC）組合工藝。流化催化裂化FCC是現(xiàn)代化煉油廠用來(lái)改質(zhì)重質(zhì)瓦斯油和渣油的核心技術(shù)，是煉廠獲取經(jīng)濟(jì)效益的一種重要方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到1999年1月1日，全球原油加工能力為4015.48Mt/a,其中催化裂化裝置的加工能力為668.37Mt/a，約占一次加工能力的16.6%，居二次加工能力的首位。美國(guó)原油加工能力為821.13Mt/a,催化裂化能力為271Mt/a

6、,居界第一，催化裂化占一次加工能力的比例為33.0%。我國(guó)催化裂化能力達(dá)66.08Mt/a,約占一次加工能力的38.1%,居世界第二位。世界RFCC裝置原料中渣油的平均量為15%20%。從國(guó)外各大公司對(duì)原料的要求來(lái)看，殘?zhí)颗c金屬兩個(gè)指標(biāo)已分別到達(dá)8%和20Ng/g而國(guó)內(nèi)渣油催化裂化原料的殘?zhí)恳话愕竭_(dá)6%,金屬15Ng/g與國(guó)外水平相比，尚有潛力。中國(guó)石化集團(tuán)公司FCC裝置中約80%都摻煉不同比例的渣油，平均摻渣比約為26%，1989-1997年，摻煉重質(zhì)油的比例從18.52%增至43.64%。我國(guó)大慶石蠟基原油具有殘?zhí)康?、金屬含量低的特點(diǎn)，具減壓渣油的殘?zhí)繛?.95%,金屬為7Ng/g所以大慶

7、減壓渣油可以直接進(jìn)行催化裂化。前郭煉油廠已進(jìn)行了大慶全減壓渣油催化裂化的嘗試，但未見(jiàn)國(guó)外全減壓渣油催化裂化的報(bào)道2兩段提升管催化裂化TSRFCC新技術(shù)一一TSRFCC可大幅度提高原料的轉(zhuǎn)化深度，同比加工能力增加2030%；顯著改善產(chǎn)品分布，輕油收率提高23個(gè)百分點(diǎn)，液收率提高34個(gè)百分點(diǎn)，干氣和焦炭產(chǎn)率大大降低；產(chǎn)品質(zhì)量得到明顯改善，汽油烯烴含量下降20個(gè)百分點(diǎn)以上，柴油密度減小、十六烷值提高，汽油和柴油的硫含量都明顯降低。采用兩段提升管催化裂化技術(shù)可使企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。學(xué)習(xí)文檔 僅供參考設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.設(shè)計(jì)專題的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)背景分析3.主要設(shè)備物料、能量衡算尺寸計(jì)算5 .裝置工藝流程、

8、再生器、反應(yīng)器提升管工藝流程圖的繪制6 .再生器、反應(yīng)器提升管、分餾塔能量衡算7第二章工藝表達(dá)工藝流程說(shuō)明該裝置工藝流程分四個(gè)系統(tǒng)如圖2-1,富氣d微水蒸氣輕柴油回?zé)捰蜐{主風(fēng)機(jī)新原料油水蒸汽圖2-1催化裂化裝置工藝流程圖氣 提 塔重柴油 油漿i沉 降 器再I生 器J提I管 反應(yīng) 器回 煉 油 罐催化.劑罐-口丁粗汽油2.1反應(yīng)-再生系統(tǒng)原料油經(jīng)過(guò)加熱汽化后進(jìn)入提升管反應(yīng)器進(jìn)行裂化。提升管中催化劑處于稀相流化輸送狀態(tài)，反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑進(jìn)入沉降器，并經(jīng)汽提段用過(guò)熱水蒸氣汽提，再經(jīng)旋風(fēng)別離器別離后，反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)入分儲(chǔ)系統(tǒng)，催化劑沉降到再生器。在再生器中用空氣使催化劑流化，并且燒去催化劑外表的

9、焦炭。煙氣經(jīng)旋風(fēng)別離器和催化劑別離后離開(kāi)裝置，使催化劑在裝置中循環(huán)使用。反應(yīng)系統(tǒng)主要由反應(yīng)器和再生器組成。原料油在裝有催化劑的反應(yīng)器中裂化，催化劑外表有焦炭沉積。沉積的焦炭的催化劑在再生器中燒焦進(jìn)行再生，再生后的催化劑返回反應(yīng)器重新使用。反應(yīng)器主要為提升管，再生器為流化床。再生器的主要作用是：燒去催化劑上因反應(yīng)而生成的積炭，使催化劑的活性得以恢學(xué)習(xí)文檔僅供參考復(fù)。再生用空氣由主風(fēng)機(jī)供應(yīng)，空氣通過(guò)再生器下面的輔助燃燒室及分布管進(jìn)入。在反應(yīng)系統(tǒng)中加入水蒸汽其作用為： 1霧化從提升管底部進(jìn)入使油氣霧化，分散，與催化劑充分接觸； 2預(yù)提升在提升管中輸送油氣； 3汽提從沉降器底部汽提段進(jìn)入，使催化劑顆粒

10、間和顆粒內(nèi)的油氣汽提，減少油氣損失和焦炭生成量，從而減少再生器負(fù)荷。汽提水蒸氣占總水蒸氣量的大部分。 4吹掃、松動(dòng)反應(yīng)器、再生器某些部位加入少量水蒸氣防止催化劑堆積、堵塞。2.2分餾系統(tǒng)由反應(yīng)器來(lái)的反應(yīng)產(chǎn)物油氣從底部進(jìn)入分餾塔，經(jīng)塔底部的脫過(guò)熱段后在分餾段分割成幾個(gè)中間產(chǎn)品：塔頂為富氣，汽油，側(cè)線有輕柴油，重柴油和回?zé)捰?，塔底產(chǎn)品為油漿。輕、重柴油分別經(jīng)汽提后，再經(jīng)換熱，冷卻后出裝置。分餾系統(tǒng)主要設(shè)備是分餾塔，裂化產(chǎn)物在分餾塔中分餾成各種餾分的油品。塔頂汽在粗汽油別離罐中分成粗汽油和富氣。分餾塔具有的特點(diǎn)有:(1)分餾塔底部設(shè)有脫過(guò)熱段,用經(jīng)過(guò)冷卻的油漿把油氣冷卻到飽和狀態(tài)并洗下夾帶的粉塵以便

11、進(jìn)行分餾和防止堵塞塔盤。 2設(shè)有多個(gè)循環(huán)回流：塔頂循環(huán)回流、一至兩個(gè)中段回流、油漿回流。 3塔頂回流采用循環(huán)回流而不用冷回流。2.3吸收穩(wěn)定系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由吸收塔，再吸收塔，解吸塔及穩(wěn)定塔組成。從分餾塔頂油氣別離器出來(lái)的富氣中帶有汽油部分，而粗汽油中則溶解有C3，C4組分。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的作用就是利用吸收和精餾方法，將富氣和粗汽油別離成干氣C2，液化氣C3、C4和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油。第三章設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)100萬(wàn)噸/年+學(xué)號(hào)X2萬(wàn)噸/年即:100+22=104萬(wàn)噸/年8000小時(shí)每年則處理量為：104X103X104-48000=130000kg/h原始數(shù)據(jù)及再生-反應(yīng)及分儲(chǔ)操作條件原料油及產(chǎn)品性

12、質(zhì)分別見(jiàn)表3-1、表3-2產(chǎn)品的收率及性質(zhì)見(jiàn)表3-3再生器操作及反應(yīng)條件見(jiàn)表3-4、提升管反應(yīng)器操作條件表3-5催化裂化分儲(chǔ)塔回流取熱分配見(jiàn)表3-6分儲(chǔ)塔板形式及層數(shù)見(jiàn)表3-7分儲(chǔ)塔操作條件表見(jiàn)3-8表3-1原料油及產(chǎn)品性質(zhì)11恩氏密度初儲(chǔ)點(diǎn)54199288224-H-*外八、10%78221347380377附C30%10625736042543850%12326839945051070%13730043147055090%163324440490700終儲(chǔ)點(diǎn)平均相對(duì)分子量183339465表3-2原料油的主要性質(zhì)數(shù)據(jù)密度族組成分析/W%儲(chǔ)程C飽和燃初儲(chǔ)點(diǎn)224芳煌2510%377膠質(zhì)30%

13、438瀝青質(zhì)350c儲(chǔ)出率/v%重金屬含量/科g乂1g500c儲(chǔ)出率/v%49Ni兀素組成/w%VCNaHFe硫/w%殘?zhí)?，W%表3-3產(chǎn)品產(chǎn)率質(zhì)量分?jǐn)?shù)產(chǎn)品%油，t/h干氣液化氣穩(wěn)定汽油輕柴油油漿焦炭損失原料油表3-4再生器操作條件數(shù)據(jù)再生器頂部壓力/MPa主風(fēng)入再生器溫度/C162再生器密相溫度/C700待生劑溫度/C大氣溫度/C25大氣壓力/MPa空氣相對(duì)濕度/%70煙氣組成體/%CO2CO02焦碳組成/H/C,質(zhì)待生劑含碳量/%再生劑含碳量/%燒焦碳量/t/h表3-5提升管反應(yīng)器操作條件al提升管出口溫度/c505沉降器頂部壓力/MPa原料預(yù)熱溫度/C235回?zé)捰瓦M(jìn)反應(yīng)器溫度/C265回

14、煉油漿進(jìn)反應(yīng)器溫度IC350催化劑活性/%劑油比反應(yīng)時(shí)間/S回?zé)挶却呋瘎┭h(huán)量/th-1原料進(jìn)料量/th-1回?zé)捰?回?zé)捰蜐{表3-6催化裂化分儲(chǔ)塔回流取熱分配參考取熱比例%備注1520152015204050表3-7分儲(chǔ)塔塔板形式及層數(shù)參考段1油漿換熱段人字擋板或園型擋板682回?zé)捰统槌鲆韵鹿躺嘈?3回?zé)捰统槌隹谏现烈恢谢亓鞒槌鱿驴诓饭躺嘈?，條形浮閥，填料10124一中回流固舌形，條形浮閥，填料345輕柴油抽出以上至頂循環(huán)回流段抽出下固舌形，篩孔，條形浮閥，填料896循環(huán)回流段分儲(chǔ)塔總塔板數(shù)固舌形，條形浮閥，填料342832表3-8催化裂化分儲(chǔ)塔操作條件參考/C/MPa1分儲(chǔ)塔塔頂油氣1253

15、0浮閥2頂循環(huán)回流10030浮閥3頂循環(huán)回流出塔16027浮閥4富吸收油（再吸收油，視為輕12020浮閥柴油返分福塔5輕柴油抽出22019浮閥6一中回流返回16018浮閥7一中回流抽出27516固舌形8回?zé)捰头祷?105固舌形9回?zé)捰统槌?652固舌形10油漿循環(huán)回流返回2701固舌形11回?zé)捰蜐{抽出350塔底12循環(huán)/外排油漿抽出350塔底13輕柴油汽提蒸汽溫度25014反應(yīng)油氣進(jìn)分儲(chǔ)塔500塔底學(xué)習(xí)文檔僅供參考第四章反應(yīng)-再生系統(tǒng)工藝計(jì)算4.1再生系統(tǒng)燃燒計(jì)算再生器物料平衡是計(jì)算待再生催化劑進(jìn)入再生器后焦炭燃的產(chǎn)物，焦炭量按新鮮原料油的8%計(jì)算：焦炭產(chǎn)量=130000X8%=10400Kg

16、kmol/hH/C=8.93-0.425XCO2+O2-C0/CO2+CO=1.1436/14.4燒碳量=10400X92.66%=9634.98kg/h燒氫量=10400-9634.98=765.02kg/h已知煙氣組成體：CO2:CO=14.2:0.2=71:1根據(jù):C+O2=CO22C+O2=2CO2H2+O2=2H2O生成CO2的碳為9634.9871/71+1)=kgkmol/h生成CO的碳為：9634.98-9501.16=kgkmol/h生成CO2的耗氧量為:791.761=791.76kmol/h生成COkmol/h生成H2O的耗氧量為：765.02Xkmol/hkmol/h理

17、論氮為：988.59X79/21=3718.98kmol/hkmol/hCO2kmol/hCO，kmol/hH2O。理論干煙氣包括燃燒生成CO2和CO和理論氮?jiǎng)t總量:kmol/h已知煙氣中過(guò)剩氧為4%所以過(guò)?？諝饽柊俜?jǐn)?shù)：(4X00/21)100%=19%過(guò)?？諝猓哼^(guò)?？諝獍俜?jǐn)?shù)/1-過(guò)?？諝獍俜?jǐn)?shù)必!論干煙氣氣量kmol/hkmol/hkmol/h實(shí)際干煙氣為理論生成干煙氣和過(guò)剩空氣組成：kmol/h理論干空氣用量：988.kmol/h已知空氣的相對(duì)濕度為70%,溫度為25(C,根據(jù)石油加工工藝中冊(cè)圖6-29查得：水蒸氣/干空氣=0.016摩爾kmol/h濕空氣：5768.26+92.29

18、=5860.55kmol/h回?zé)捰蜐{：130000X0.5=65000kg/h劑/油=劑/130000+26000=6.0所以催化劑循環(huán)量為:6.0X130000+26000=1170000kg/h依據(jù)每噸催化劑帶入1kg水汽，則催化劑循環(huán)量為1170t/h則帶入1170kg/h=65kmol/h吹掃松動(dòng)水蒸氣量：500kgkmol/h水蒸氣為濕度與生成水及本身帶入和吹掃的水蒸氣之和kmol/h綜上所述可以得出再生器煙氣流量及組成如表4-1。表4-1再生器煙氣流量及組成組分分子量流里:kmo/h摩爾百分?jǐn)?shù)濕煙氣干煙氣O232CO28CO244N228干煙氣30100總水蒸氣18濕煙氣29100

19、熱量平衡根據(jù)Qi=NiCPit式中：Qi:熱流量KJ/hNi：物流Ni的流量kmol/hCPi：物流i的熱容kJ/kmoloCt:溫度(C.1熱流量入方#(1)干空氣t=162OCCp=44.6814kJ/kmolOC-Qi=5768.2644.681162=41.75106kJ/h(2)濕空氣中水蒸氣C水=34.542kJ/kmolOCQ2=92.2934.542M2=0.52休6kJ/h(3)催化劑帶入水蒸氣Q3=655.6505=1.17D06kJ/h(4)吹掃、松動(dòng)水蒸氣Q4=27.7834.6280=0.27t06kJ/h(5)燒焦炭Q5=866.6715.6505=6.83106k

20、J/h(6)催化劑Q6(7)燃燒熱Q7,j=NjAH查石油儲(chǔ)分始圖得CO2Q7,1=791.76407.0M03=322X06kJ/hCOQ7,2=11.15X22.7103=1.37106kJ/hH2OQ7,3=382.52239.4103=91.58M06kJ/hEQ7=322+1.37+91.58X106=414.98W6kJ/h共計(jì)Q=EQ=(41.75+0.52+1.17+0.27+6.83+414.95)106*Q6=465.49M06+Q6.3熱流量出方干煙氣Q1=5582.6732.58700=127.32t06kJ/h(1)水蒸氣Q2=564.8139.877700=15.7

21、7便6kJ/h(2)催化劑帶出水蒸氣Q3=65M9.877700=1.81t06kJ/h(3)脫附熱，脫附熱為燃燒熱的11.5%Q4=414.98106X0.115=47.72106kJ/h(4)熱損失=582燒碳量Q5=5829634.98=5.6106kJ/h(5)催化劑Q，6出方的能量：EQ=(15.77+47.72+5.6+127.32)106+Q6=196.41106+Q6根據(jù)熱量平衡式：465.46X106+Q6=196.41W6+Q6催化劑升溫所需的熱量：Q=Q6-Q6=269.05106kJ/h催化劑循環(huán)量kJ/kgcC。設(shè)催化劑循環(huán)量為Wkg/h1.086WX700-505=

22、269.05106W=1.27X106kg/h因?yàn)榛責(zé)挶?.5,所以劑J油比為:1.27106綜上所述可得再生器物料平衡如表4-2、熱平衡如表4-3。表4-2再生器物料平衡執(zhí)八、生成CO2放熱生成CO放熱生成H2O放熱吹掃、松動(dòng)蒸汽焦碳升溫需熱322焦碳脫附熱主風(fēng)干空氣升溫需熱主風(fēng)帶入水氣升溫需熱加熱催化劑需熱散熱損失干空氣干煙氣水汽主風(fēng)帶入水生成水汽待生劑帶入1170汽帶入水汽500合計(jì)合計(jì)17.06M04循環(huán)催化劑1.27106焦碳10400循環(huán)催化劑kg/h1.2706合計(jì)145104145M04入方kg/h出方kg/h表4-3再生器熱平衡表入方，M06kJ/h出方，M06kJ/h11催

23、化劑帶入水蒸氣的熱干空氣的熱量合計(jì)合計(jì)再生器的尺寸設(shè)計(jì)1/4tD2U=VsD=(4WsZ 兀 U密)=4 )5860.55*29/(3.14 0.9 3600)=燒焦強(qiáng)度=燒焦量/藏量藏量=燒焦量/燒焦強(qiáng)度=10400/0.2=52000kgV 密二藏量/ .=52000/300=3H密=V密/A密2=1/4 Q2U 矛e=VsD=(4Ws/tU 矛e)=(4)6150.1729/3.14063600)=UfDt)Dt再生器的工藝結(jié)構(gòu)圖4-1。煙氣窗口，集氣室旋風(fēng)分離器噴水襯里n 稀相,廠人手 曲 助燒 卸 鐘 輔燃室 裝 燃 燃料氣空床流速.1密相床層進(jìn)入密相床層的氣相流量為：kkmol/h

24、kmol/h扣除稀相床層中吹入的吹掃蒸汽4.4kmol/h，所以氣相流量為5582.67+563.19=6145.86kmol/h已知床層溫度為700（C，壓力為200+2=202kpa所以體積流量：6145.8622.4乂273+700X101.3103/273浸02M03M600=3/s.2稀相床層kKmol/h體積流量：6133.88）22.4X273+710X101.3漢03/273200M03M600=3/s提升管反應(yīng)器提升管反應(yīng)器的流程圖4-2圖4-2提升管反應(yīng)器的流程物料衡算新鮮原油：130000kg回?zé)捰土髁?回?zé)捰蜐{流量=0.5M30000=65000kg/h回?zé)捰蜐{流量：6

25、50000.25/(1+0.25)=13000kg/h則回?zé)捰土髁?65000-13000=52000kg/h催化劑循環(huán)量：W=1.27X106kg/hS=90%儲(chǔ)出溫度-10%儲(chǔ)出溫度一90-10tV=tl0+t30+t50+t70+t90也Ame=lnAmetme=tv-Ame由因?yàn)镵,由tme和k查表石油煉制工程P76可得相對(duì)分子分子質(zhì)量見(jiàn)表4-4o表4-4物料相對(duì)分子質(zhì)量物料穩(wěn)定汽油輕柴油回?zé)捰突責(zé)捰蜐{原料油平均相對(duì)分子量106214342392445學(xué)習(xí)文檔僅供參考反應(yīng)器水蒸氣包括：新鮮原料霧化的水蒸汽：回?zé)捰挽F化的水蒸氣：預(yù)提升所需水蒸氣：汽提所需水蒸氣；催化劑帶入水蒸氣：反應(yīng)器總

26、吹掃松動(dòng)水蒸氣：共計(jì)催化劑帶入煙氣：綜上所述列見(jiàn)入方水蒸汽流量表12.5%油1300kg/h4%油2080kg/h1kg/t劑1270kg/h2kg/t齊1J2540kg/hkg/t劑1778kg/h4kg/t劑5080kg/h14048kg/h1kg/t劑1270kg/h4-5、反應(yīng)器物料平衡見(jiàn)表4-6。表4-5入方水蒸汽項(xiàng)目質(zhì)里流里/Kg/h分子里kmol/h進(jìn)料霧化208018水預(yù)提升蒸汽1270蒸吹掃、松動(dòng)水蒸汽5080氣氣提蒸汽2540回?zé)捰挽F化的水蒸汽2080再生劑帶入水蒸氣1778總量14828表4-6反應(yīng)器物料平衡名稱相對(duì)平均分子量對(duì)新鮮原料流量油質(zhì)量新鮮原料油回?zé)捰突責(zé)捰蜐{催

27、化劑進(jìn)水蒸氣再生劑帶入煙料氣共計(jì)4441003423921829100kg/hkmol/h130000520001300012700001404812701480318帶出煙氣291270水蒸汽1814080回?zé)捰蜐{39213000回?zé)捰?4252000出干氣3056500液化氣5014300286穩(wěn)定汽油1064862400料輕柴油21427560油漿2827800焦碳10400損失301040催化劑12700001001480318熱量衡算.1熱量入方.各進(jìn)料溫度催化劑為700OC.回?zé)捰蜐{：350OC.由催化劑帶入的水蒸氣和煙氣700OC需汽提：4kg/t劑=4X1270=5080kg/

28、h預(yù)汽提：1kg/t劑=1xi270=1270kg/h吹掃等水蒸氣：4.4X8=kg/h共計(jì)：kg/h當(dāng)250OC時(shí)查始表可知所需的水蒸氣所需熱量：Ht=2790kJ/Kg比熱=4.844kJ/kgoC。則可知水蒸氣的量為576Kg=32kmol設(shè)原料油和回?zé)捰蜏囟葹閠kJ/kgoC。a.催化劑：Qi=1270M.086700M03=0.97X09KJ/hb.催化劑帶入煙氣查表CpkJ/kmolQ2=43.7932.57700=1.0106kJ/hc.催化劑帶入水蒸氣CpkJ/kmoloCQ3=99M8.877700=2.69106kJ/h3000c水蒸氣Q4=357.18僅92300=0.2

29、1106kJ/hd.250水蒸氣Q5=32X1.91250=0.016106kJ/he.原料油和回?zé)捰蜏囟葹閠此始為HtQ6=130000+65000Ht=195000Ht回?zé)捰蜐{溫度為350(C.查始在石油煉制工程P99kcal/kkJ/kgQ7=13000828.43=10.77t06kJ/hQ8=47.72106kJ/kg共計(jì)Q=1.064X109+165000Ht.2熱量出方各出料溫度為505oCa.催化劑：Q/1=1270M03X1.086505=0.70109kJ/hb.催化劑帶出的煙氣：Q/2=1270刈0.1505=1.93107kJ/hc.催化劑帶出的水蒸氣由冉生器熱量流出方

30、知：Q飛=1.17X06kJ/hd.水蒸氣：Q7=357.18+32X.98)505=0.032106kJ/he.原料油和回?zé)捰驮?05OC時(shí)汽化為油氣。油氣的始為由505OC查到油的密度。由石油煉制工程P99查得HtkJ/kgQ%=130000+650001443.5=281.481：06kJ/hkJ/kgQ%=13000M443.5=18.771：06kJ/hd.催化碳帶出熱量催化碳=總碳-可汽提碳-附加碳可汽提催化碳=W0.02%=254kg/h附加碳=新鮮原料5.38%0.6=1300005.38%)X0.6=4196.4kg/hQ5184.5821804.1868=47.321爐kJ

31、/h共計(jì)：Q，=1.062x9|0J/h熱量平衡1.064X09+165000H=1.062X09kJ/H令混合原料油的預(yù)熱溫度為283oC混合原料的相對(duì)密度d混d混=丫新d新+v回d回+v漿d漿v新=130000/0.8995+130000/0.8995+65000/0.8800+13000/0.9985=m3/hv回=65000/0.8800H130000/0.8995+65000/0.8800+13000/0.9985=m3/h漿=13000/0.99854130000/0.8995+65000/0.8800+13000/0.9985=m3/hWJd混=0.56+0.28+0.056=m

32、3/ht=283oCd混=0.9k=11.8查焓濕圖kJ/kg入方=132X106+196000677.8=1106106kJ/h出方=1274.8X06kJ/h故反應(yīng)器部分應(yīng)取熱；Q取=1274.8106-1106X06=168.8106kJ/h原料入口流速、提升管進(jìn)料流量和溫度如卜表4-7、4-8所小。表4-7提升管入口進(jìn)料熱量名稱溫度/oCQx106/kJ/hkg/hkmol/h新鮮原料油1300002350.195H回?zé)捰?2000265回?zé)捰蜐{13000350催化劑帶入的煙氣1270700催化劑帶入的水蒸金(178299700水蒸氣300水蒸氣57632250催化劑1270X1037

33、0097014750571106表4-8提升管出口物料505oC的熱量項(xiàng)目kg/h相對(duì)分子質(zhì)里kmol/hQx106/kJ/h650030液化氣1430030汽油62400106輕柴油27560214油漿7800282回?zé)捰?2000340回?zé)捰蜐{13000392煙氣127030水蒸氣1404818催化劑1270X103700700損失104030油+氣合計(jì)199950提升管工藝計(jì)算.1提升管進(jìn)料處的壓力和溫度學(xué)習(xí)文檔 僅供參考?jí)毫Τ两灯黜敳繅毫?00kPa設(shè)進(jìn)油處至沉降器頂部的總壓降為19.5kPa則提升管內(nèi)進(jìn)油處的壓力為200+19.5=219.5kPa(2)溫度700OC的再生劑接觸，

34、立即氣化.原料油與高溫催化劑接觸后的溫度可由熱平衡來(lái)計(jì)算。催化劑和煙氣由7009降至ToC放出的熱=1270X103X1.097(700-T)+1270%09(700-T)X104X700-T)綜上所述可得出油和蒸汽的熱量如表4-9。表4-9油和蒸汽的熱量計(jì)算物流進(jìn)出kg/h溫度/oC斤含kJ/kg熱量KJ/h溫度kJ/kg熱量/kJ/h原料13000023557775010000TA13X104A回?zé)捰汀?200026565934268000TB5.204B油漿1300035084911037000TC1.304C水蒸氣3005523548918TD064104D根據(jù)熱平衡原理：139.46

35、(700-T)=13A+5.2B+設(shè)T=480則查始圖可得A=1335kJ/kgB=1322kJ/kgC=1255kJkgD=920kJ/kg右邊二17355+6874+1632+589=26450相對(duì)誤差為0.17%所以T=480oC.2提升管直徑1)選取提升管內(nèi)徑D=，則提升管截面積F=3.14D2/4=22)提升管進(jìn)料處的壓力沉降器頂部的壓力為200kPa表，設(shè)進(jìn)油處至沉降器頂部的總壓降為24kPa,則提升管內(nèi)進(jìn)油處的壓力為200+24=224kPa表。3)kmol/h,所以下部氣體體積流率為：V下=1302.222.4X480+273X01.3/224+101.3X273=24695m

36、3/h=3/s下部氣速為u下=丫下/F=6.86/1.1=/s4核算提升管出口氣速提升管出口處油氣的總流率為2501.65kmol/h,所以，出口處油氣體積流率為：V上=2653.8322.4X480+273X101.3/200+101.3X273=55127（m3/h）=3/s所以出口線速為u上=Y上/F=15.31/1.1=/s核算結(jié)果說(shuō)明：提升管出、入口線速在一般設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，故所選內(nèi)徑D=1.2m是可行的。5）提升管長(zhǎng)度提升管平均氣速u=（u上-u下）/ln（u上/u下）二（15.13-6.24）/ln（15.13/6.24）=/s反應(yīng)時(shí)間為3秒，則提升管的有效長(zhǎng)度L=u=10.048=

37、6）核算提升管總壓降設(shè)計(jì)的提升管由沉降器的中部進(jìn)入，根據(jù)沉降器的直徑何提升管拐彎的要求，提開(kāi)管直立管部分長(zhǎng)25m,水平管部分6m,提升管出口向下以便催化劑與油氣快速別離。提升管出口至沉降器內(nèi)一級(jí)旋風(fēng)別離器入口高度取7m,其間密度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取8kg/m3.提升管總壓降包括靜壓ph、摩擦壓降pf及轉(zhuǎn)向、出口損失等壓降pa。各項(xiàng)分別計(jì)算如下：提升管內(nèi)密度計(jì)算見(jiàn)表4-10。1Aph表4-10提升管內(nèi)密度計(jì)項(xiàng)目上部下部對(duì)數(shù)平均值p提=Aph+Apf+ApaKPa5校核原料油進(jìn)口處壓力提升管出口至沉P1器頂部壓降：87X0-4KPa提升管內(nèi)原料入口處壓力：沉降器頂部壓力+0.56+Ap提KPa表此值與前面假

38、設(shè)的219.5KPa表基本相同，故前面計(jì)算時(shí)假設(shè)的壓力不用重算。.3預(yù)提升段的直徑和高度1直徑預(yù)提升段的煙氣及預(yù)提升蒸汽的流率kmol/h體積流率=114.3522.4X700+273X01.3/273X219.45+101.33600=3/s取預(yù)提升段氣速為1.5m/s,則預(yù)提升段直徑D預(yù)=0.84/1.5卷141/2=取預(yù)提升段直徑.2）高度考慮到進(jìn)料噴嘴以下設(shè)有事故蒸汽進(jìn)口管、人孔、再生劑斜管入口等，預(yù)提升段的高度取4m。由上面的計(jì)算可知預(yù)提升段長(zhǎng)度4m,內(nèi)徑；反應(yīng)段長(zhǎng)，內(nèi)徑，其中25m是直立管、6m是水平管；提升管全長(zhǎng)35m,直立管29m,見(jiàn)圖4-3所示。學(xué)習(xí)文檔僅供參考旋風(fēng)別離器工工

39、藝計(jì)算學(xué)習(xí)文檔 僅供參考EP協(xié)離單管1、中心管2、吊筒3、上隔板4、下隔板5、單體6、殼體7、煙氣分 配控8、集塵腔9、集塵腔!氣體排出管葉片芯管氣體排放罐圖4-3旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖選用我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的PV型旋風(fēng)別離器，采用二級(jí)串聯(lián)，按PV旋風(fēng)別離器的設(shè)計(jì)方法和規(guī)格進(jìn)行工藝計(jì)算。.1筒體直徑濕煙氣流率：6147.39)22.4X700+273X101.3/273M101.3+200M600=2/s旋風(fēng)別離器的壓力如表4-11。表4-11旋風(fēng)別離器壓力再生器頂部壓力200KPa再生溫度700C密相床密度300Kg/m3濕煙氣流率3/s濕煙氣密度Kg/m3一級(jí)入口截面積為Ai/筒體截面積A=4/18

40、Ai=1.1464/18=0.25m2旋風(fēng)別離器入口為矩形，其高度為a是寬度b的2.5倍，由此得b=,a=。.3二級(jí)入口截面積按二級(jí)入口線速為22m/s考慮則二級(jí)入口截面積A2/筒體截面積A=4/22A2=1.1464/22=2入口高度a=,寬度b=.4核算旋風(fēng)別離器組數(shù)一級(jí)入口線速=濕煙氣流率/一級(jí)入口截面積=45.82/(100.25)=/s二級(jí)入口線速=濕煙氣流率/二級(jí)入口截面積=45.83/(100.21)=/s由計(jì)算結(jié)果得：一級(jí)、二級(jí)入口線速符合一級(jí)線速最高不大于25m/s；二級(jí)線速最高不大于35m/s；最小線速不小于15m/s。因此，選用10組旋風(fēng)別離器符合要求。.5一級(jí)料腿負(fù)荷及

41、管徑Pv型一級(jí)旋風(fēng)別離器料腿的適宜固體質(zhì)量速度為300500kg/m2s設(shè)一級(jí)旋風(fēng)別離器的入口氣體的固體濃度為10Kg/m3則對(duì)每一個(gè)旋風(fēng)別離器的進(jìn)入固體流量為45.8310M/10=Kg/s選用直徑為350m管子作一級(jí)料腿23.14/4=kg/m2s所選管徑合適。對(duì)直徑1300mm的旋風(fēng)別離器，二級(jí)料腿選用直徑350mm的管子。旋風(fēng)別離器的壓降PV型旋風(fēng)別離的壓降計(jì)算公式：P=+C/1000vi/2+J。/。x(gvi2/2)KAdrDRe-1Re=pgviD/a式中時(shí)一氣體密度kg/m3;氣體黏度，Pa.s;Ci0基準(zhǔn)入口濃度，10kg/m3；KA筒體與入口截面積之比；dr出口管與筒體的直

42、徑之比；-系數(shù)；Ci入口氣體中固體濃度，kg/m3；D筒體直徑，m；Vi入口氣體線速m/s；Re雷諾數(shù)。1）計(jì)算一級(jí)旋風(fēng)別離器壓降P1=54(1.146/0.25)(0.44)Pi=：pg+Ci/1000Vi/2+eci0/ciX(gv，2)二(0.88+10/1000)(182/2)+15.8(10/10)88182/2)KPa2)計(jì)算二級(jí)旋風(fēng)別離器壓降P2=8.54(1.146/0.21)(0.44)669303P2二pg+Ci/1000Vi/2+eCi0/CiX(gv，2)=(0.88+1/1000)(222/2)+20.1(10/1)(0.88222KPa第五章分儲(chǔ)塔能量平衡計(jì)算分儲(chǔ)塔

43、能量平衡計(jì)算分儲(chǔ)系統(tǒng)主要設(shè)備是分儲(chǔ)塔，裂化產(chǎn)物由分儲(chǔ)塔分儲(chǔ)成各種儲(chǔ)分的油品，塔頂產(chǎn)品為粗汽油油汽和富氣；塔底產(chǎn)品為回?zé)捰蜐{；側(cè)線采出有輕柴油，重柴油和回?zé)捰?。全塔物料和熱量平衡如?-1。表5-1分儲(chǔ)塔物料和熱量平衡水蒸汽500125溫度狀態(tài)流量始流量溫度狀態(tài)流量始流量0C103kg/h106kg/h0C103kg/h106kg/h煙氣500氣125氣干氣500氣125氣液化氣500氣125氣穩(wěn)定500氣125氣汽油輕柴油500氣220液油漿500氣350液回?zé)捰?00氣265液回?zé)?00氣13350液13名稱油漿出料進(jìn)料11125125250120OC飽和液體；水蒸氣為0OC飽和水；其它氣體

44、為0OC,0.1013MPa裂化產(chǎn)物進(jìn)料流量：233.51X03kg/h由各回流取走熱量：(268.59-141.49)1060.15=19.065186kJ/h二中回流取20%127.11060.20=25.42t06kJ/h油漿循環(huán)回流：127.1-19.065-19.065-25.42X106=63.55106kJ/h各回流量FR按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果列于表5-2Fr=Q/(H2-H1)其中：Q-回流取熱熱流量H2-在抽出溫度下回流液的比始/kJ/KgH1-在返塔溫度下回流液的比始/kJ/Kg以塔頂回流為例計(jì)算Fr=19.065106/(401.856-251.16)=126.5103kg

45、/h同理可得其它回流流量，列表5-2。表5-2分儲(chǔ)塔各回流量，溫度和烙回流抽出返塔溫度OC比烙kJ/kg溫度OC比烙kJ/kgX103kg/h頂回流160100一中回流275160二中回流265210350270第六章計(jì)算結(jié)果匯總根據(jù)上面所算計(jì)的結(jié)果匯總催化裂化反應(yīng)-再生及分儲(chǔ)系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表6-1表6-1催化裂化反應(yīng)-再生及分儲(chǔ)系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)新鮮原料130000kg/h油漿13000kg/h回?zé)捰?2000kg/h回?zé)捰?400kg/hH/C水蒸氣14048kg/h焦炭里10400kg/h原料油溫度210oC干煙氣kmol/h提升管出口溫度528oC濕煙氣kmol/h停留時(shí)間3s再生劑帶入煙氣1270kg/h提升管內(nèi)徑1200mm預(yù)提升蒸汽1270kg/h提升管有效長(zhǎng)度30.11m新鮮原料霧化的水1300kg/h預(yù)提升段高度1.03m回?zé)捰挽F化的水蒸2080kg/h旋風(fēng)別離器筒體1300mm汽氣提