催化裂化装置

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1、催化裂化装置催化裂化是炼油工业重要的二次加工装置， 是提高轻质油收率， 生产高辛烷 值汽 油， 同时又多产柴油的重要手段， 随着重油催化工艺的实现， 其地位更加倍 增。作为一项传统的重油加工工艺，催化裂化实现工业化已经有 60 年的历史， 其总加工 能力超过加氢裂化、 焦化和减粘裂化之和， 是目前最重要的重油轻质化 工艺。虽然曾多 次受到加氢裂化工艺的竞争和清洁燃料标准的挑战， 但由于催化 裂化技术的进步，各种以 催化裂化技术为核心的催化裂化“家族工艺”的不断出 现，已经将催化裂化转变为“炼油 化工一体化”的主体装置， 催化裂化仍然保 持了其在石油化工行业中的重要地位。我国的催化裂化技术与国际

2、先进水平保持同步，进入 21 世纪以后，由于我 国催化裂 化装置在炼厂地位的特殊性， 技术发展的势头更猛， 目前为止， 基本解 决了由于产品升 级换代给催化裂化工艺带来的各种问题， 而且在应对产品质量问 题的技术开发过程中， 拓宽了催化裂化产品的品种和范围， 为确保催化裂化技术 在未来石油化工中的核心地位提 供了技术保证。催化裂化装置的工艺原理是在流化状态下的催化剂作用下，重质烃类在480-520 C 及 0.2-0.3MPa(a) 的条件下进行反应。主要包括：1) . 裂解反应：大分子烃类裂解为小分子，环烷烃进行断环或侧链断裂，单 环芳烃的 烷基侧链断裂。2) . 异构化反应： 正构烷烃变成

3、异构烷烃， 带侧链的环烃或烷烃变成环异烷， 产品 中异构烃含量增加。3) . 芳构化反应：环己烷脱氢生成芳香烃，烯烃环化脱氢生成芳烃。4) . 氢转移反应：多环芳烃逐渐缩合成大分子直至焦炭，同时一种氢原子转 移到烯烃 分子中，使烯烃饱和成烷烃。催化裂化装置的规模近三十年来逐步发展到 350 万吨/年(加工 1000 万吨/ 年原油)。加工的原料为常压蜡油、减压渣油以及蜡油加氢裂化尾油 原料主要性质项目t比重硫wt%氮wt%残炭wt%鎳ppm钒ppm铁ppm混合进料0.90280.08580.17957.9513.20.510.3装置由反应再生、分馏、吸收稳定（包括产品精制）、烟气能量回收几个部

4、分组成。装置主要产品为液化气、汽油、重石脑油和轻柴油，副产部分干气和油浆。液化气去气体分馏装置。汽油进入汽油精制分馏装置改质。重石脑油和轻柴油混合后作为柴油馏分至柴油加氢精制装置。装置主要产品技术指标表序号名称主要技术旨标去向备注1干气C31.0% (V)去 PSA2H2S3W20mg/Nm2液化气C20.3% (V)去气体分馏C5 1.0% (V)H2SW4ppmCOSW0.03ppm3汽油ATSM90% , C142去汽油精制分馏C41%wt干点，c1654重石脑油ATSM90% , C1935轻柴油ATSM90% , C3106重石脑油+轻柴油闪点，c55去柴油加氢精制7油浆灰分，ppm

5、200去罐区闪点，c66-711. 工艺技术方案：近几年，在催化剂和两器结构工艺的新技术应用方面发展很快。A. 如国内为提高柴汽比、降低催化裂化汽油烯烃含量、增产丙烯，国内开发了多种催化裂化相关工艺，其中有多产异构烷烃的MIP工艺、多产柴油和丙烯的 两段提升管工艺、灵活双效FDFCC工艺和多产液化石油气和柴油的MG 工艺等， 这些新工艺在增产柴油、提高柴汽比、降低汽油烯烃含量、满足市场需求、适应汽油新标准要求、增产液化石油气和丙烯、提高企业经济效益等方面，发挥了重要作用。B. 美国UOP公司是全球知名的催化裂化设计和技术专利商，自1940年以来,该公司已经拥有了 215项催化裂化专利技术。中石

6、油新建装置常采用U0P具有成 熟应用经验的重叠式两段再生和提升管出口VS?快速分离技术。TP1重叠式两段再生2. 工艺设备概况:A.反应器:沉降器： 沉降器设计压力0.35MPa,设计温度552C;上部筒体直径7700mm长度13400mm球形封头。下部汽提段直径4200mm长度7400mm中间锥形过渡段 长度2400mm 采用内集气室结构，上部为带密封罩快分和 10 台单级旋风分离器 组成，旋风分离器为 UOP 旨定产品；汽提段内部有七层圆盘形挡板；该设备采用 热壁保温 结构，因其操作温度较高，其壳体采用 SA387GR.11or GR. 1 2 ( 1 5CrMoR ) 材料，内部 的旋风

7、分离器及内构件材质选用SA387 GR11 or GR1 2 ( 1 5CrMoR ) ， 设备需要进行焊后热处理。再生器：再生系统有第一再生器和第二再生器，重叠式布置，设计压力 0.35MPa 设 计温度343E。第一再生器在上，直径为 16000mm筒体长度17600mm椭圆 形封头， 内置 20 组一、二级旋风分离器，旋风分离器全部为 UOP 指定产品，采 用内集气室结构。 下部有4组树枝状空气分布管和一组烟气分布器。下部第二再 生器直径 8300mm筒体长度 14250mm 内有一组树枝状主风分布管；中间锥形 过渡段长度 6200mm 再生器内衬 100mm 厚隔热耐磨衬里，第二再生器

8、空气分布 管部位隔热耐磨衬里厚度 125mm 其壳体采 用 SA516GR.70(20R )材料，其内部 的旋风分离器及内构件材质选用 304 (0Cr18Ni9 )， 设备需要进行焊后热处理。B. 塔：分馏塔设计压力0.35MPa下部设计温度551C,上部设计温度343E。塔体直径 为8200mm筒体长度为44200mm 塔体下部选用 410S+SA387GR.11 or GR.12(0Cr13+15CrMoR 复合钢板，上部选用 20R, 复合钢板部分需要进行焊后热处理。塔内共设 32 层浮阀塔盘， 6 层圆形塔盘，塔盘的材质选用 410(0Cr13)。吸收塔：设计压力2.0MPa,设计温

9、度120 C。塔体直径为 2800mm筒体长度为 30300mm 塔的壳体材料选用 16MnR 设备需要进行焊后热处理。塔内共设 40 层 浮阀塔盘，塔盘的材 质选用 410(0Cr13)。再吸收塔：设计压力1.9MPa,设计温度120 C。塔体直径为 1700mm筒体长度为16800mm 塔的壳体材料选用 16MnR 设备需要进行焊后热处理。塔的内件材质选用 316 (0Cr17Ni12Mo2 ,塔内填料高度 10700mm解吸塔：设计压力2.25MPQ设计温度190C。塔体直径为 4100mm筒体长度为 31000mm 塔内共设 36 层浮阀塔盘。塔的壳体材料选用 16MnR 塔盘的材质选

10、用 410（ 0Cr13 ）。设 备需要进行焊后热处理。稳定塔：设计压力1.45MPa,设计温度225E。稳定塔为变径塔，上部筒体直径为3600mm其筒体长度为12050mm下部筒体直径为 4200mm其筒体长度为18850mm 壳体总长度 32000mm 塔的壳体材料选用 16MnR 塔内共设 40 层浮阀 塔盘, 塔 盘的材质选用碳钢。C. 容器：外取热器直径为 2800mm壳程筒体长度8900mm设计压力2.62MPa,设计 温度 343C，有隔热耐磨衬里；管程设计压力4.95MPa设计温度285C。外取 热器为UOFP旨定产品，整体交货。三旋直径为 7240mm筒体长度7300mm设计

11、压力0.35MPa,设计温度343C。隔 热耐磨衬里厚度 100mm 三旋为 UOP 旨定产品。新鲜催化剂罐直径为 7200mm筒体长度34000mm设计压力：正压（顶部） 0.45MPa,负压为全真空，设计温度 343C。设备的壳体材料选用16MnR低金属平衡催化剂罐直径为 7200mm筒体长度34000mm设计压力：正压（顶部）0.45MPa,负压为全真空，设计温度 343C,设备的壳体材料选用16MnR 高金属平衡催化剂罐直径为10400mm筒体长度34000mm设计压力：正压（顶部）0.45MPa负压为全真空，设计温度 343C。设备的壳体材料选用16MnRD. 冷换设备：油浆蒸汽发生

12、器壳程设计压力4.7MPQ 设计温度 285C ; 管程设计压力3.65MPa,设计温度410C。壳体材料选用16MnR管束材料选用410 （0Cr13 ）。重循环油蒸汽发生器壳程设计压力4.7MPa,设计温度285C；管程设计压力3.65MPa设计温度335E。壳体材料选用16MnR，管束材料选用410 （0Cr13 ）。3. 机械设备概况： 在 350 万吨/ 年重油催化裂化联合装置中，机械设计的主要内容包括：烟气轮机、A. 一套主风机-能量回收机组及其辅助设备，其中包括：轴流式压缩机、齿轮箱、电动机、联轴器及润滑油站等。主风机设计参数：工况单位额定工况备注介质空气标准状态流量（湿基）Nn

13、 n/min8500入口压力MPa(a)0.1入口温度C22.3出口压力MPa(a)0.415出口温度C? 207平均分子量kg/kmol28.2轴功率kW? 32876主风机拟选用陕西鼓风机厂引进瑞士苏尔寿公司技术设计、制造的AV型全静叶可调轴流式压缩机。陕西鼓风机厂已有 100多套配套经验，在大连石化及兰州石化350X104t/aFCCU中已有成功的案例，不存在试验或试制的问题，主风机立足国内是可靠的。烟气轮机设计参数：工况单位额定工况备注介质再生烟气流量Nn Ah379485入口压力MPa(a)0.241入口温度C686出口压力MPa(a)0.010出口温度C? 550轴功率kW? 22

14、100该烟机入口压力较低，轮盘直径较大，所以初步考虑该烟机引进异步电动/发电机:本机组被拖动的主风机轴功率 ？ 32876kW主电机拟选用 20000kW四级， 大启动力矩，低启动电流的异步电动机。机组启动时，先开备机，待烟气合格后,引入烟气，由烟机启动主风机，待主风机组转速被拖动到预先设定的转速时，启动电机，由烟机和电机合力将主风机组拖动到100%专速。该电机可选用上海 电机厂或南阳防爆集团的相应产品，以上两厂在类似的场合均有成功的业绩。该 电机立足国内是可行的。齿轮箱。型式：平行轴，双斜齿，渐开线，硬齿面。传递功率：20000 kW。齿轮箱为高速重载型式，结构型式为平行轴双斜齿，硬齿面，该设备需要引进。B. 一套备用主风机组及其辅助设备，其中包括：轴流式压缩机、齿轮箱、电动机、联轴器及润滑油站等。主风机设计参数工况单位额定工况备注介质空气标准状态流量（湿基）Nn 八mi n5000入口压力MPa(a)0.1入口温度C36出口压力MPa(a)0.361出口温度C? 187平均分子量kg/kmol28.2轴功率kW? 16418.4