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1、中国石化集团广州石油化工总厂建于1974年，是中国华南地区现代化大型石油化工联合企业，该厂坐落于广州市黄浦区。在四天的生产实习里我们先后到MTBE、气分、催化重整、催化裂化车间进行实习，了解工艺流程并到装置进行实习。重油催化裂化装置1. 目的和任务、反应原理原油经常减压蒸馏后收得到汽油、煤油及柴油轻质油品所占泵油的比率约为30%左右，其余的是重质馏分和渣油。如果不进行二次加工，它们只能作为润滑油或重质燃料油。我们的目的是把原油进料变成所期望的轻质油，而经过常减压后，这些重质馏分进行再加工，就是在催化剂的条件下把大分子进行裂解，使长碳链的分子断链变成我们期望的碳链分子，这种方法就是催化裂化。1.
2、1反应工艺原理在一定条件下，烃类分子与催化剂接触，在催化剂表面就发生催化裂化反应，生成产品后离开催化剂，整个过程经历了七个步骤：（1） 气态烃分子从主气流扩散到催化剂外表面（外扩散）；（2） 烃分子沿催化剂孔道向催化剂内部扩散（内扩散）；（3） 烃分子被催化剂活性中心吸附（吸附）；（4） 被吸附的烃分子在催化剂表面上发生化学反应（化学反应）；（5） 产品分子从催化剂表面上脱附下来（脱附）；（6） 产品分子沿催化剂孔道向外扩散（内扩散）；、（7） 产品分子扩散到主气流中（外扩散）；一般来说，反应结果只取决于化学反应和吸附两个步骤的难易程度。在催化裂化过程中，主要进行了裂化反应、异构化反应、氢转移
3、反应和缩合反应。1.2裂化催化剂的再生工艺原理石油烃催化裂化时由于缩合反应和氢转移反应产生高度缩合的产物焦炭。焦炭沉积在催化剂表面上，会覆盖催化剂表面的活性中心，使催化剂的活性和选择性都降低，因此，在工业生产装置中必须经常地烧去催化剂上的积炭，即经常要再生。通常在离开反应器时的催化剂（待生催化剂）含炭约1%。对于催化裂化的分子筛催化剂要求其积炭量在0.2%以下，因此催化剂的再生过程决定着整个装置的热平衡和生产能力。催化剂上沉积的焦炭是一种烃类缩合产物。它的主要成份是碳和氢，当裂化原料含硫和氮时，焦炭中也含有硫和氮。在实际生产中，在再生器里烧去的“焦炭”包括三个部分：催化炭裂化反应产物的缩合产物
4、；附加炭原料本身固有的残炭；可汽提炭因汽提不完全而残留吸附在催化剂上的油气。催化剂再生反应就是用空气中的氧烧去上述的焦炭。再生反应的产物是CO2、O和H2O，再生烟气中还含有SOX（SO2、SO3）和NOX（NO、NO2）。再生反应是放热反应，而且热效应相当大，足以提供本装置热平衡所需的热量，还可以提供相当大量的剩余热量。2. 工艺流程原料由罐区输至缓冲罐，后在泵作用下经换热器后进入提升底部雾化并于雾化的水蒸气混合，雾化成小滴的原料油与高温的再生催化剂接触并立即气化。在催化剂的作用下发生裂化反应，生成汽油、轻柴油、液化气、油浆、干气和焦碳。反应油气先经提升管出口的垂直齿缝式快速分离器分出大部分
5、催化剂，在经沉降器内的三组单机旋风分离器分出携带的催化剂。反应产物、惰性气体和水蒸气连同极小量的催化剂进入分馏塔下部，在此被分离为各产品物流。待生催化剂在第一再生器内，在317kPa压力和694温度下进行不完全再生，烧掉积在催化剂上的焦碳约65%的碳和100%的氢，半再生催化剂通过立管、半再生滑阀，用增压风提升进入第二再生器（R-102），一再的催化剂料位用半再生滑阀控制。第二再生器在323kPa压力和767温度的操作条件下，控制烟气中氧浓度为2%（体积）左右，将催化剂中剩余炭完全烧掉，并实现一氧化碳完全燃烧，使再生催化剂的含碳量控制在0.05%，二再的高温催化剂由R-102流入脱气罐（R-1
6、03），在R-103内吹入适量的松动风使催化剂均匀地往下流动，经再生滑阀进入反应提升管底部，实现催化剂的连续循环。混合烟气经过第三级旋风分离器把烟气中携带的催化剂细粉含量降至200毫克/标米3以下之后，进入气轮机膨胀做功，以回收烟气的压力能。3. 主要设备（1）再生器再生器的主要作用是烧去待生催化剂上的积炭，对于硅酸铝催化剂，要求再生催化剂的含碳量降低至0.5%以下，对于分子筛催化剂则要求降至0.2%-0.3%甚至更低。再生器的烧焦能力决定一个催化裂化装置的处理能力。整个再生器分为稀相和密相两段，再生器的底部与辅助燃烧室联接。烧焦用空气分一次风和二次风两路进入助燃烧室，通过分布板（或分布管）进
7、入密相床层。烧焦生成的烟气携带部分催化剂进入稀相段（或称沉降段），部分携带的催化剂下落回密相，其余的随烟气进入旋风分离器（两级串联为一组，组数由气体负荷而定），分离出的催化剂经料腿返回密相床，而烟气则经集气室排出再生器。由气体携带出床层又经料腿返回床层的催化剂的流量（有时称内循环）是很大的，通常是两器间催化剂循环量的1-3倍。待生催化剂由密相提升管进入密相床层，经烧去积炭后由溢流管引出再生器。（2）旋风分离器由于床层气速大于某些细粉的终端速度以及密相床中的气泡上升至界面并破裂时将一些较大颗粒的催化剂也带入稀相段，必然有一部分催化剂被带入稀相段。尽管气流在上升过程中，部分携带的催化剂会沉降下来，
8、但是在气体进入旋风分离时，其中仍有一定数量的催化剂。在一般工业再生器中，旋风分离器入口处每m3气体尚含有5-15公斤催化剂。由此计算得的催化剂带出率甚至大于两器间的催化剂循环量。如果不设置旋风分离器，则不仅催化剂损失非常大，再生器也不可能正常操作。在实际生产中，旋风分离器的操作状况对催化剂损耗量有关键性的影响。（3）溢流管和淹流管再生过的催化剂经由溢流管或淹流管引出再生器。溢流管上口与密相床面平齐。淹流管的上口则低于密相床面。催化裂化的再生器用溢流管，其他形式的再生器多用淹流管。再生催化剂落入溢流管（或淹流管）时常常是携带有较多烟气，为了使催化剂输送管内有较高的密度，催化剂在管内向下流动时应保
9、证有一部分烟气脱出返回床层。催化裂化再生器的溢流管是以漏斗形立管靠近顶部开有长方形槽口，其上口与密相床面平齐。溢流管设置在与待生剂入口成180的方向处。下部穿过分布板处用波形膨胀器密封，上部有三根拉杆固定于再生器壁上。当采用分布管时因溢流管与分布管不直接连接， 不必用波形膨胀节。溢流管一般都用20号钢板制成。（4）辅助燃烧室辅助燃烧室是在开工时供再生器升温用，在反应再生系统紧急停工时也可用来维持系统的温度。在正常生产时它并不燃烧料，而只是作为主风的通道。辅助燃烧室直接安装在再生器分布板的下面，辅助燃烧室可以烧轻柴油或液化气（先经预热汽化）。主风分两路进入，一次空气直接进入燃烧室，在内燃烧室内温
10、度达1650-1700，一般情况下过剩空气50-100%；其余的作为二次空气通过夹套后在内燃烧室出口处与高温烟气混合，设计时要求混合后的温度达600-700，但在实际开工时为了防止烧坏分布板（或分布管）应当严格控制分布板下温度不超过550。（5）双动滑阀双动滑阀安装在再生器的顶部出口，与其出口与烟囱（或烟道）相连接，阀体内有两块依相反方向移动的阀板，分别由两个风动马达带动。在完全关闭时，两块阀板的中心仍保留有一定面积的圆孔。双动滑阀的主要作用是通过调节它的开度来控制再生的压力，使再生器与反应器的压力差维持在某个稳定值。实际生产中反应器的压力也会发生波动，因此，双动滑阀的开度是根据两器差压变化的
11、信号老动作，而不是单纯根据再生器压力表的信号。两器差压对于催化剂循环量有重要影响。因此对双动滑阀要求有较高的灵敏度、准确度和稳定度。除了调节两器差压外，在发生事故时，可通过双动滑阀放空以防止再生器超压。（6）反应器反应器为原料油很催化剂充分接触提供必要的空间，并能控制一定的反应温度和反应时间。催化裂化反应器分为稀相段、密相段和汽提段三个部分，总高约为26-33米。原料油用压力为8-10巴的蒸汽雾化、经喷咀进入稀相提升管，喷咀前的压力应保持3.5-4巴（表）以保证良好的雾化状态。通常是沿稀相提升管圆周均匀布置数个喷咀以使雾化的原料油均匀地分布于管内。在稀相提升管内，原料油与催化剂接触必然发生裂化
12、反应，通常在这里发生的反应占全部反应的25%。然后经分布板进入密相段再继续完成其余的约75%的反应。密相段有高速床和低速床两种，高速床的空塔线速约1.2m/s，低速床的约0.6m/s。采用高速床的主要目的是减少返混以达到提高选择性的目的。密相段的直径根据反应产品的体积流率（在反应条件下）和选用的密相段线速确定，密相段的高度则由所需密相床的藏量确定，约5米左右。稀相段的主要作用是使携带出床层的催化剂沉降下来以降低旋风分离器入口的固体浓度，从而降低旋风分离器的负荷和减少催化剂带至分馏塔的数量。为保证一级旋风分离器入口的高度应保持6米以上。反应器内的旋风分离器采用两级串联，负荷大时可以几组并联，油气
13、自二级升气管出来汇集于集气室后再导出反应器。一级料腿伸至分布板上，其末端装有全覆盖翼阀；二级料腿伸至稀、密相交界处，其末端装有半覆盖式翼阀。在集气室下面装有防焦档板，在档板以上的空间内通入防焦蒸汽，其目的是防止油气在此死区停留时间过长引起结焦。汽提段位于反应器的下部，其作用是用蒸汽置换出催化剂颗粒之间和催化剂本身孔隙内的油气，这部分油气的数量约占产品的2-4%，如果不除去就相当于增加了2-4%的焦炭产率。在汽提段，催化剂与水蒸气是逆向运动，为了保证催化剂能顺畅地以充气流动状态向下运动，催化剂流速与水蒸气流速应保持某个适宜的相对关系。为了改善汽提效果，汽提段内一般装有15-20层人字档板。为了保
14、证催化剂流畅，在安装人字档板后各区域的最小流通面积应保证有汽提段截面50%。汽提蒸汽由插入最下面2-3排人字档板下面的管子喷入，蒸汽管上在通过管中心的水平线成30的方向开有喷孔。为了防止停工时催化剂堵塞喷孔和减轻喷孔的磨损，在喷孔外焊有25mm长的套管。为了使蒸汽分布均匀和防止部分喷管处产生涡流加剧磨损，蒸汽管内线速与孔速的关系应适当。催化重整装置1. 目的和任务“重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构。在有催化剂作用的条件下对汽油馏分进行重整称催化重整。在催化重整过程中，发生环烷脱氢，烷烃环化脱氢等生成芳烃的反应以及烷烃的异构化、加氢裂化等反应，这些反应都会使汽油的辛烷值提高。重整汽油的辛
15、烷值（研究法）一般在90以上，而且烯烃含量少、安定性好，是车用汽油的高辛烷值组分。在催化重整中，最主要的化学反应是芳构化反应，因此在重整生成油中，苯、甲苯、二甲苯及较大分子的芳烃的含量很高。苯类产品是有机合成、油漆、染料、医药等工业的基础原料。因此，催化重整除了生产高辛烷值汽油以外，同时也是生产芳烃的重要手段。由于重整中的脱氢反应，它还生产处很重要的副产品，即纯度很高的氢气（H2的含量在75-95%）。在一般情况下，这些氢气可以直接用于含硫油的加氢精制，加氢裂化。因此，重整过程是炼厂中获得廉价氢气的重要来源，重整的另一个新的用途是用来生产液化气，采用特定的催化剂可使液化气的产率提高。2. 催化
16、重整化学原理在催化重整中发生的化学反应主要有以下几种：（1） 六元环烃的脱氢反应（2） 五元环烃的异构脱氢反应（3） 烷烃的环化脱氢反应（4） 异构化反应（5） 加氢裂化反应除了以上五种主要反应外，还有烯烃饱和以及生焦反应等。生焦反应虽然不是主要反应，但是它对催化剂的活性和生产操作有很大的影响。以上的（1）（2）（3）种反应都是生产芳烃的反应，芳烃具有较高辛烷值，因此无论目的产物是芳烃还是高辛烷值汽油，这些反应都是有利的。尤其是正构烷烃的环化脱氢反应会使辛烷值大幅度提高。这三种反应的反应速率很不一样，六元环烷脱氢反应进行得很快，在工业重整的条件下一般能达到化学平衡，她说生产芳烃的主要反应。五元环烷的异构脱氢反应比六元环烷脱氢反应慢得多，一般只能有一部分转化成芳烃。在重整原料
