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1、1#催化裂化装置介绍,中石化茂名分公司炼油分部联合五车间 周石磊,一、车间简介,一、车间简介,炼油分部联合五车间成立于2001年11月，管辖一催化装置、二催化装置、干气提浓乙烯和油品精制（洗涤）联合装置，是炼油主要二次加工单位之一。其中一催化装置、二催化装置是中石化集团公司A类达标装置，是重油轻质化的骨干装置。车间现有职工206人，高级工程师5人，中级职称9人，高级操作师1人,高级技师9人，技师3人。,二、一催化概况及工艺原理,一催化装置,一催化装置一九七二年六月建成投产，设计规模60万吨年。两器形式为高低并列，装置原设计为型流化床形式， 1993年改造成折叠式外提升管反应器，保留待生U型管，
2、生产能力达到90万吨年。装置主要有反应再生、三机组、产品分离、气体脱硫、余热锅炉等部分构成，关键机组有主风机、气压机、增压机。,一催化装置,一催化以蒸馏装置的减压馏份油为主要原料，主要产品有汽油、轻柴油、液化石油气、瓦斯、油浆等。汽油经过精制脱臭后，作为93#、97#汽油调合组分，柴油经加氢脱硫后作0#柴油调合组分，液化石油气脱硫后送茂化实华提炼丙烯，之后作为民用燃料,瓦斯经脱硫后并入瓦斯管网作加热炉燃料。,催化裂化工艺原理,蜡油（或渣油）等大分子烃类，在高温低压操作条件下，通过催化裂化催化剂表面强酸中心的催化作用，使烃类分子发生以裂化、异构、氢转移反应为主的多种复杂反应，使大分子烃类转化为各
3、种小分子烃类的混合物，并通过后续分馏稳定系统分离出干气、液化气（其中的C3、C4烯烃经进一步分离后可用于化工原料）、汽油、柴油及油浆等产品，反应过程形成的焦炭被用于工艺过程消耗并提供热量（不形成实物产品）。催化裂化生产在非临氢条件下进行，属于脱碳反应，原料中的碳向油浆、焦炭等大分子产品富集，而氢则向干气、液化气、汽油等小分子产品富集，原料的氢含量（或烃族组成）对产品分布与装置操作有重要影响。,三、催化裂化催化剂,催化裂化催化剂,催化裂化催化剂属于固体强酸催化剂，主要由分子筛、基质、粘结剂构成，主要成份氧化铝、氧化硅及稀土、磷等改性元素组成，其中分子筛是催化剂强酸中心的主要来源。在催化剂与原料分
4、子接触过程中向原料分子提供强酸中心，催化剂酸性中心向不饱和烃提供质子或自饱和烃抽取负氢离子，并使原料分子形成正碳离子，然后正碳离子按其机理在催化剂表面进一步发生裂化、异构化、氢转移、环化等一系列复杂化学反应，最将原料转化为所需的各类产品。,在催化裂化反应过程中，高温的催化裂化催化剂不但为原料分子的转化提供活性中心，同时也是原料分子发生反应的场所（烃分子需吸附在酸性中心表面），并作为热载体为反应过程用热提供热量。,催化裂化催化剂,催化剂使用情况,一催化装置催化剂以CC-200D、 ZC-7000MM为主剂、掺用少量LANK-98、RMS-8、平衡剂。,催化裂化催化剂,-催化剂的形貌,SC-22
5、SEM图,FEI Quanta 200 FEG (用于结构研究的通用高分辩率环境扫描电子显微镜) 照片,SC-22 SEM图(局部放大),催化裂化催化剂,四、原料油情况介绍,原料油情况介绍,一催化装置原料油主要为常压四线和减压1、2、3线的馏分油，还有焦化蜡油、焦化汽油，掺炼部分含酸油（酸值2.0mgKOH/g，含硫 2%）。,五、催化裂化产品特点,催化裂化产品特点,主要产品：汽油、柴油、液化石油气(LPG)、瓦斯、油浆。 汽油：占商品汽油的80%，辛烷值高，一催化RON约为90，烯烃高，硫含量较高。随原料硫含量的变化而变化。 柴油：占商品柴油的30%，十六烷值低，硫含量较高，芳烃含量高，需加
6、氢处理。,催化裂化产品特点,液化气：丙烯含量高，宝贵的化工原料，重要的民用燃料。 瓦斯：主要含甲烷、乙烷、乙烯、氢气。 油浆：密度大，稠环芳烃高，作燃料油。,六、催化裂化工艺过程简介,装置工艺流程简介,一、反应再生和空气压缩部分 1、进料预热部分 提升管反应器的总进料由新鲜原料、回炼油、回炼油浆三部分组成，从原料油罐来的馏份油（新鲜原料）用泵201、202升压后，顺序经过换2022、换201、 换2032、换2031、换2021、换205分别与轻柴油二次、顶循环回流、一中段回流二次、一次、轻柴油一次、油浆循环回流换热，回炼油则由泵212、泵213自回炼油中间罐（容202）抽出，与馏份油混合。然
7、后经46个LPC-1喷嘴用蒸汽雾化喷入提升管反应器，为防止油浆携带催化剂在集合管中沉积，油浆由泵214自分馏塔底抽出，单独一路进入提升管喷嘴。,装置工艺流程简介,2、反应部分 用蒸汽雾化经喷嘴喷射进入提升管反应器的新鲜原料，与处于较好流化状态的再生催化剂混合并同时开始升温、汽化、反应。反应过程基本上在提升管内完成。反应物沿提升管上升至出口处经倒L型快速分离器分离出大部分催化剂，携带部分催化剂的反应油气分别进入三组两级旋风分离器，绝大部分催化剂再一次被回收下来。分离催化剂后的反应油气进入分馏塔进行切割分馏。,装置工艺流程简介,3、再生部分 反应过程中生成的焦碳沉积在催化剂的表面上，这些催化剂经快
8、速分离器和三组两级旋风分离器分离出来后一同进入汽提段，用过热蒸汽汽提出大部分携带的油汽后，催化剂经待生U型管进入再生器密相提升管，由增压风形成提升力而提升到再生器分布板上方，与通过分布板进入再生器的主风接触进行烧焦，烧焦后的催化剂含碳约0.17，通过溢流口进入外脱气罐，脱气罐脱出的烟气返回再生器稀相段。脱气罐下部锥体以上设有流化蒸汽，可根据流化情况给予一定量的蒸汽以保证流化。再生催化剂由脱气罐经再生斜管及再生单动滑伐进入提升管反应器下部的提升段，由提升蒸汽把处于流化状态的催化剂提升至反应器进料口。从而构成一个完整的催化剂循环系统。烧焦产生的烟气由密相层上升至稀相层，大部分催化剂沉降下来后，和脱
9、气罐出来的烟气混合进入五组两级旋风分离器，分离出大部分催化剂，再经集气室，由烟道进入废热锅炉回收能量。,装置工艺流程简介,4、空气压缩部分 再生器烧焦空气的输送由主风机实现。空气从大气中吸入，经主风机加压送往辅助燃烧室（炉101）后进入再生器密相床进行烧焦，另一部分空气（约占总量10）再经增压机进一步加压后，作为增压风送往密相提升管。,装置工艺流程简介,二、分馏部分 来自沉降器顶的油气进入分馏塔（塔201）脱过热段人字挡板下部。 1、粗汽油部分 粗汽油和水蒸汽离开塔201顶在油汽冷却器（冷201）中被冷却到40然后进入油气水分离器（容201），未冷凝的气体（富气）到气压机入口，冷却的粗汽油用泵
10、203或泵204送往一级吸收塔（塔3011）第25层。粗汽油一般不作冷回流。 2、顶循环回流 自25层塔盘集油箱用泵205抽出，先经换201与原料油换热，再经冷202西组加热来自75吨锅炉的软化水，后经东组冷却，冷却温度由塔顶操作温度来调节，然后回到第28层塔盘。,装置工艺流程简介,2、一中段循环回流 由14层塔盘集油箱用泵208或泵209抽出，送往脱吸塔底换305作热源，回来的油品经换2031、2与原料油换热，然后与再吸收塔底来的富吸收油混合返回到塔201第16层，富吸收油也可单独进入塔201第19层。 3、轻柴油部分 从7层、11层、或16层、18层塔盘集油箱下来的柴油，进入汽提塔（塔20
11、2）下部，汽提后的产品用泵206或泵207抽出经换2021和换2022与原料油换热，再经冷203用水冷却，然后小部分作封油、燃烧油；泵216A，B可从泵206出口及冷203出口管引入作仪表冲洗油；另一部分作再吸收剂；剩余部分作为产品送出装置。汽提塔顶出来的蒸汽油气返回分馏塔第19层。,装置工艺流程简介,5、二中段循环回流 从4层塔盘集油箱用泵215或泵213抽出，送到稳定塔底重沸器（换303）作热源，回来经冷206发生1.0MPa蒸汽后返回塔201第五层。 6、回炼油部分 回炼油从第二层塔盘自流入回炼油罐（容202），然后用泵212或泵213抽出，一部分回到塔第二层作回流，大部分与新鲜原料混合
12、后进入提升管反应器。 7、油浆部分 塔201底油浆用泵214A、B、C抽出，经换205与原料油换热，再到冷207发生1.0MPa饱和蒸汽，冷却后的油浆返回塔底人字挡板上，作为塔底控制液面用。泵214出口设有油浆回炼专线，直接到提升管3喷嘴进行回炼。当需要油浆外排时，可从冷207出口排出，再经冷208冷却到70100后排往渣油罐。在紧急情况下油浆可由塔底抽出管线自压入紧急放空池。,装置工艺流程简介,三、吸收稳定及富气压缩部分 1、富气压缩和分离部分 从分馏系统容201来的富气经气压机加压到0.8至1.2MPa，经冷301用水冷却到常温后，进入容301把凝缩油和不凝富气分离，不凝富气进入塔3011
13、底，凝缩油经泵301或泵302抽出和塔3011底富吸收油混合进入脱吸塔（塔3012）进行解吸处理。为防止氮化物和硫化物对后部设备的腐蚀，于冷301入口管线用泵311或泵312 注入新鲜水洗涤，废水从容301底部脱水罐排出压往双塔汽提装置。,装置工艺流程简介,2、吸收部分 不凝富气从容301进入塔3011底，自下而上与来自泵203或泵204从塔25层进入的粗汽油，以及自泵303或泵306来的从塔顶进入的稳定汽油接触，气体中C3的组分大部分被吸收下来，剩余还含有少量C3组分的气体（贫气）离开塔顶进入再吸收塔（塔302）底。塔3011第10层和第16层和第15层，设置中段回流，以取走吸收热。贫气在塔
14、302内自下而上与贫吸收油（轻柴油）逆流接触，以脱去气体中夹带的汽油组分，未被吸收的气体（干气）作为产品引入瓦斯管网去脱硫装置处理后作燃烧气。塔底的富吸收油则靠塔302的压力压至塔201第16或19层分馏。,装置工艺流程简介,3、脱吸部分 塔3011底的汽油，用泵308或泵309加压后，与容301凝缩油混合经换301与稳定汽油换热后进入脱吸塔（塔3012）顶，脱吸塔底设有重沸器（换305），将塔底汽油部分汽化返 回塔底，油气自下而上与进料汽油逆流接触，使进料中的C2组份以及部分的C3，C4组份从塔顶脱吸出去，再次进入冷301冷却，回收C3组份。,装置工艺流程简介,4、汽油稳定部分 塔3012底
15、的脱乙烷汽油，用泵319或泵320抽出，到换302与稳定汽油换热后进入稳定塔（塔303）15层或19层。C4的组分从塔顶馏出，经冷304冷却到常温后进入油气分离器（容302），冷凝的液态烃用泵310或泵302抽出，一部分打入塔303顶作回流，其余作产品送出装置；未冷凝的气态烃从容302顶引出到瓦斯管网作燃料气，为提高液态烃收率，还可将气态烃引入塔3011再次吸收。塔底汽油从塔底进入重沸器（换303），油气返塔第二层，稳定汽油进入换302，换301分别与稳定塔进料和脱吸塔进料换热，再经冷303冷却到常温后，部分作为产品自压出装置，另一部分用泵303或泵306加压送至塔3011顶作为吸收剂。,装置
16、工艺流程简介,四、脱硫部分 1、一催化液态烃脱硫部分： 自一催化来的液态烃与泵-14/A、B出口的N-甲基二乙醇胺水溶液（13m3/h）一起经过静态混合器（混-4）充分混合，这时，液态烃里的酸性气体立即与胺液起化学反应，随着反应它们一起进入液态烃脱硫塔（塔-9）下部与塔顶下来的贫液逆流接触进行吸收反应，液态烃中未反应的酸性气立即与贫液起化学反应，反应后生成的富液从塔底流进富液闪蒸罐（容-15），而脱除了酸性气后的净化液态烃自塔顶出装置。,装置工艺流程简介,2、瓦斯脱硫部分： 自一催化来的瓦斯（P=0.55Mpa，t=32）经气液分离罐（容-17）分离出凝缩油后，进入瓦斯脱硫塔（塔-7）下部，与塔上部下来的贫液（G=1830m3/h，浓度为（152510-2）逆向接触，瓦斯中的酸性气立即与贫液起化学反应，反应后生成的富液从塔底流进富液闪蒸罐（容-15），而脱除了酸性气后的净化瓦斯自塔顶出来后送至系统高压瓦斯管网。,装置工艺流程简介,五、胺液循环部分： 自塔-7、9底部来的富液（G=4060m3/h）经容-15低压闪蒸出来的烃类气体送至低压瓦斯管网，而低压闪蒸出来的酸性气则用贫液吸收下来
