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1、150万吨/年渣油催化裂化反应再生系统工艺设计摘 要在本设计中，使用大庆常压渣油作为原料，采用汽油生产方案，进行渣油催化裂化反再系统的工艺设计。催化裂化装置由反应再生系统，分馏系统，吸收稳定系统和能量回收系统组成。本设计主要针对反应再生系统进行设计计算。由于渣油催化裂化的焦炭产率高，对再生器的烧焦能力要求较高，故本设计选用烧焦罐式再生器以实现高效完全再生。在本设计中，基于设计的原料性质，参考国内同类装置的数据采用高低并列式再生系统，提升过反应器和烧焦罐高温完全再生系统。反应部分：反应器为原料油和催化剂充分接触提供必要的空间，本设计采用提升管、汽提段、沉降器同轴布置，以减少生焦，提高轻质油收率。
2、再生部分：再生器的作用是烧焦，烧掉催化剂上的积炭，使催化剂上的活性得以恢复。本设计采用带有预混合管的高效烧焦罐式再生器，可使催化剂含碳量降到0.1%以下，充分发挥了催化剂的选择性，延长了催化剂的寿命。关键词：催化裂化，提升管，再生器，催化剂TECHNOLOGCIAL DESIGN FOR REACTION AND REGENERATION SYSTEM OF 150wt/a RFCCAbstractReaction and regeneration system technology of a 270wt/a RFCC processing DAQING atmospheric residue
3、 feedstock 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 h
4、igh 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
5、 container 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 b
6、urn 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目录1 文献综述11.1催化裂化工艺产生的背景及意义11
7、.1.1国外催化裂化11.1.2国内催化裂化21.2催化裂化技术的现状及发展21.2.1国外催化裂化技术的现状及发展31.2.2我国催化裂化技术的现状及发展51.3重油催化裂化71.3.1重油催化裂化的原料81.3.2重油催化裂化的产品81.3.3重油催化裂化装置特点81.4催化裂化装置研究进展111.4.1催化裂化再生装置形式111.4.2催化裂化反应装置形式151.4.3催化裂化反应再生两器排布方式191.4.4提升管末端快速分离器211.4.5进料雾化喷嘴241.4.6空气分布器261.4.7结语292 设计说明302.1 加工方案的确定及装置形式的选择302.1.1 加工方案302.1
8、.2 装置形式的选择302.2 流程说明302.2.1 反应再生系统302.2.2 分馏系统322.2.3 吸收稳定系统342.3 主要操作条件352.3.1 再生温度352.3.2 再生压力362.3.3 再生烟气中过剩氧含量362.3.4 反应温度362.3.5 反应压力372.3.6 焦中氢碳比（H/C）372.3.7 反应时间382.3.8 烟气中CO与CO2比值（CO/CO2）382.3.9 原料的预热温度382.3.10 再生剂含碳量（定碳）392.4 装置设备的特点392.5 能量回收402.6 环境保护403 设计计算423.1 基础数据423.2 再生部分计算433.2.1
9、燃烧计算433.2.2 反应系统热平衡计算483.2.3 再生系统热平衡计算533.2.4 取热器的设计563.2.5 催化剂外循环管设计计算583.2.6 再生器结构尺寸计算593.2.7 催化剂输送管线643.2.8 旋风分离器的设计计算673.2.9 主风分布板的设计计算723.2.10 辅助燃烧室的设计计算733.2.11 能量回收的计算753.3 反应器部分计算783.3.1 提升管反应器的设计计算783.3.2 预提升管尺寸计算853.3.3 沉降器和汽提段尺寸计算863.3.4 旋风分离器的选型与核算913.4两器压力平衡计算934 工艺设计计算结果汇总984.1 反再系统主要操
10、作参数计算结果汇总984.2 反应系统物料平衡1034.3 反应系统水平衡1054.4再生器物料平衡1064.5 再生器水平衡1064.7 再生系统热平衡1074.8 再生器外取热器设计结果汇总1084.9 再生催化剂线路1094.10 待生催化剂路线1094.11 反再系统主要操作条件110致 谢111参考文献112113130万吨/年渣油催化裂化反再系统工艺设计1 文献综述1.1催化裂化工艺产生的背景及意义一般原油经常减压蒸馏后可得到1040的汽油，煤油及柴油等轻质油品，其余的是重质馏分和残渣油。如果不经过二次加工它们只能作为润滑油原料或重质燃料油。但是国民经济和国防上需要的轻质油量是很大
11、的，由于内燃机的发展对汽油的质量提出更高的要求而馏汽油（辛烷值较低40）则一般难以满足这些要求。原油经简单加工所能提供的轻质油品的数量和质量同生产发展所需要的轻质油品的数量和质量之间的矛盾促使了二次加工过程的产生和发展。催化裂化是重质油轻质的主要手段。在目前我们国家的汽油中，80%来自于催化裂化。可见催化裂化在我国石化工业中占有极其重要的地位。我国FCC加工能力占原油加工能力的26%约有70%的汽油来自FCC装置。最近几年，我国在渣油裂化、催化剂再生、工程设计、研究和开发等方面发展很快。渣油FCC成为渣油转化有效而经济的方法1。1.1.1国外催化裂化催化裂化的研究开始于19世纪90年代，随着固
12、体酸性催化剂的问世，于1936年在美国诞生了世界上第一套固定床催化裂化工业装置。固定床催化裂化存在设备结构复杂、操作繁琐，控制困难的缺点。为了克服固定床的缺点，需要两项革新，即催化剂在反应和再生操作之间循环和减小催化剂粒径。第一项革新结果出现了移动床，两项革新的结合得到了流化床。最初移动床催化裂化定名为ThermoforCatalyticCarcking（TCC），1943年，Maguolia石油公司投产了一套0.5Mt/a的TCC装置。1944年开发成功的小球合成硅酸铝催化剂是催化裂化过程的重大改进。HPC公司开发的第一套Houdriflow移动床催化裂化工业化装置于1950年在美国投产。第
13、一套流化催化裂化装置于1942年在美国建成投产，而1946年硅铝微球催化剂的问世，更促进了催化裂化技术的发展。至20世纪50年代前后采用密相床反应的流化催化裂化技术趋向成熟。60年代中期，随着分子筛催化剂的推出，全提升管流化催化裂化工艺的地位得到了确立并延续发展至今。21.1.2国内催化裂化自我国第一套流化催化裂化(FCC)装置1965年5月在抚顺投产以来，我国催化裂化技术，特别是重油催化裂化技术取得了重大进展显著成绩，催化裂化已成为我国重油加工最基的手段和各炼油企业经济效益最重要的支柱催化裂化技术在我国炼油工业中占有的地位，首先是和我国原油性质密切相关的与中东地区古硫原油相比，我国绝大多数原
14、油均属重质原油，大于350的重油产率一般占原油的7075，因此，必须有足够的二次加工能力，才能有效利用原油，最大限度获得轻质油品另一方面，我国绝大多数原油都属于氢含量较高的低硫低金属的石蜡基原油，最适合于采用重油催化裂化进行加工针对我国原油的特点，采用催化裂化的加工方法，投资少，效益高，并能为化工综合利用提供多种原料这正是催化裂化在我国炼油技术中占有极其重要的位置并在30年来取得迅速发展的根本原因3。1.2催化裂化技术的现状及发展1.2.1国外催化裂化技术的现状及发展渣油催化裂化(RFCC)工艺主要有UOP公司的MSCC技术(毫秒催化裂化技术)，在Mscc过程中，催化剂向下流动形成催化剂帘，原
15、料油水平注入与催化剂垂直接触，实现毫秒催化反应。反应产物和待生催化剂水平移动，依靠重力作用实现油气与催化剂的快速分离。这种毫秒反应以及快速分离，减少了非理想的二次反应，提高了目的产物的选择性，汽油和烯烃产率增加、焦炭产率减少，能更好地加工重质原料，且投资费用较低同。多产烯烃的FCC工艺技术该技术的主要特点：(1)设立第二提升管进行汽油二次裂化；(2)使用高ZSM-5含量的助剂；(3)采用密闭式旋风分离器。中试结果表明，以Minas蜡油为原料可以得到18.37的丙烯产率。LCO改质MAK工艺MAK轻循环油改质工艺是由Mobil、AKZO和Kellogg3家公司聪合开发的中压单段加氢裂化工艺，生产高辛烷值汽油和高质量柴油。经MAK工艺改质后可明显提高其质量。生成柴油馏份的十六烷值达到3440。轻烃预提升技术U0P公司和Ashland石油公司的干气预提升技术是目前应用效果较好的轻烃预提升技术。UOP公司的预提升技术是在提升管底部用稀释剂(干气或蒸汽或者是二者并用)对再生催化剂进行预加速、使催化剂的密度降低，这样从进料
