80萬噸每年催化裂化裝置設(shè)計(jì)計(jì)算書

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1、第1章緒論1.1概述1.1.1催化裂化工業(yè)的意義與作用石油工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是提供能源，尤其是提供交通運(yùn)輸燃料和有機(jī)化工原料的最重要的工業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界總能源需求的40%依賴于石油產(chǎn)品[1]。然而作為一種不可再生資源，石油的產(chǎn)量在不斷的下降，而社會(huì)生產(chǎn)，人民生活卻需要大量的汽油，柴油等輕質(zhì)油品，但是石油不能直接作為產(chǎn)品使用,必須經(jīng)過各種加工過程,煉制成多種符合使用要求的各種石油產(chǎn)品。而原油經(jīng)過第一步加工只能得到少部分輕質(zhì)油，大部分仍為渣油，因此需要對(duì)重質(zhì)油進(jìn)一步加工，催化裂化是對(duì)

2、重質(zhì)油加工的主要手段。以我國目前的需要情況為例，對(duì)輕質(zhì)燃料油，重質(zhì)燃料油和潤滑油三者需要的比例是20：6：1。另一方面，由于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展對(duì)汽油的質(zhì)量提出更高的要求，而直餾汽油一般難以滿足這些要求。同時(shí)由于石油價(jià)格上漲和石油資源逐漸枯竭，許多國家都在努力尋找能替代石油的新能源。尋找新能源的工作近年來雖然取得很大的進(jìn)展，但是至少在幾十年內(nèi)，由石油生產(chǎn)的輕質(zhì)液體燃料仍然是不可能被替代的，而且對(duì)它的需求量還不斷增大。所有的這一切都促使了石油的催化裂化工業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展。1.1.2催化裂化技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀催化裂

3、化是最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過程之一,在汽油和柴油等輕質(zhì)油品的生產(chǎn)中占有重要的地位。在一些原油加工深度較大的國家,例如德國和美國,催化裂化的處理能力達(dá)原油加工能力的30%以上。在我國,由于多數(shù)原油偏重,氫碳比（H/C）相對(duì)較高而金屬含量相對(duì)較低,因此催化裂化過程,尤其是重油催化裂化過程的地位就顯得更為重要。在我國國內(nèi)最早的工業(yè)催化裂化裝置出現(xiàn)于1936年。幾十年來,無論是規(guī)模還是技術(shù)均有了巨大發(fā)展?，F(xiàn)在它已經(jīng)成為原油二次加工中最重要的一個(gè)加工過程。從催化裂化技術(shù)角度來說,基本的是反應(yīng)－再生型式和催化劑性能

4、兩個(gè)方面的發(fā)展。傳統(tǒng)的催化裂化原料是重質(zhì)餾分油，主要是直餾減壓餾分油，也包括焦化重餾分油。由于對(duì)輕質(zhì)油品的需求不斷增長及技術(shù)進(jìn)步，近20年來，更重的油料也作為催化裂化的原料，例如減壓渣油，石蠟油，脫瀝青的減壓渣油，加氫處理重油等。最早在工業(yè)上采用的反應(yīng)器型式是固定床式反應(yīng)器。反應(yīng)和再生是輪流間歇地在同一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的。為了在反應(yīng)時(shí)供熱及在再生時(shí)取走熱,在反應(yīng)器內(nèi)裝有取熱的管束，用一種融鹽循環(huán)取熱。為了使生產(chǎn)連續(xù)化,可以將幾個(gè)反應(yīng)器組成一組，輪流地進(jìn)行反應(yīng)和再生。固定床催化裂化的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)連續(xù)性

5、差，因此，在工業(yè)上早已被其他型式的反應(yīng)器所取代。由于生產(chǎn)要求的不斷擴(kuò)大和生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在二十世紀(jì)九十年代初期,流化床催化裂化技術(shù)迅速地發(fā)展成熟起來并很好地運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中去。1.1.3催化裂化工藝簡介移動(dòng)床催化裂化的反應(yīng)和再生是分別在反應(yīng)器和再生器內(nèi)進(jìn)行的。原料油與催化劑同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的頂部,它們相互接觸,在反應(yīng)的同時(shí)并向下移動(dòng)。當(dāng)它們移動(dòng)至反應(yīng)器的下部時(shí),催化劑表面上會(huì)沉積上一定量的焦炭,于是油氣從反應(yīng)器的中下部導(dǎo)出而催化劑則從底部下來,再由連接到再生器的氣升管用空氣提升至再生器內(nèi)向下移動(dòng)過程

6、中進(jìn)行燒焦再生。再生過的催化劑經(jīng)另一根氣升管又返回至反應(yīng)器中。就這樣，使催化劑在反應(yīng)器和再生器中循環(huán)。流化床催化裂化的反應(yīng)過程和再生過程也是分別在兩個(gè)設(shè)備中進(jìn)行[3],其原理與移動(dòng)床相似,只是在反應(yīng)器和再生器內(nèi),催化劑與油氣或空氣形成與沸騰的液體相似的流化狀態(tài)。為了便于流化,催化劑制成直徑為φ20~100μm的微球。由于在流化狀態(tài)時(shí),反應(yīng)器或再生器內(nèi)溫度分布均勻,而且催化劑的循環(huán)量大,可以攜帶的熱量多,減少了反應(yīng)器和再生器內(nèi)溫度變化的幅度,因而不必再在設(shè)備內(nèi)專設(shè)取熱設(shè)施,從而大大簡化了設(shè)備的結(jié)構(gòu)。同固

7、定床相比，流化床催化裂化具有生產(chǎn)過程連續(xù)，產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定及設(shè)備簡化等優(yōu)越性，它很快就在各種催化裂化型式中占據(jù)了主導(dǎo)地位。自二十世紀(jì)六十年代以來,為配合高活性的分子篩催化劑,流化床反應(yīng)器又發(fā)展為提升管反應(yīng)器。目前,在全世界催化裂化裝置的總加工能力中,提升管催化裂化已占絕大部分。我國的情況也是大致如此。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)大慶石化分公司煉油廠100萬噸重油催化裂化的操作規(guī)程；化工專業(yè)教師下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書《80萬噸/年重油催化裂化車間再生工段初步設(shè)計(jì)任務(wù)書》。1.3廠址選擇對(duì)于石油化工企業(yè)來說，廠址選擇的正確與否將

8、對(duì)建廠速率、建設(shè)投資、對(duì)項(xiàng)目建成后的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的發(fā)揮對(duì)化工行業(yè)的合理布局和地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。廠址應(yīng)靠近主要原材料的供應(yīng)地區(qū)大慶,并盡可能靠近主要的交通干線，便于產(chǎn)品的外運(yùn)銷售；節(jié)約有地，盡量不占用或少占用農(nóng)田；注意廠址的防洪排澇；注意環(huán)境保護(hù)。工廠與居住區(qū)要滿足衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；建廠要選擇水資源能滿足的地方。因?yàn)槭蜔捴乒S用水?dāng)?shù)量較大，另外化工廠的職工人數(shù)亦較多，工廠每天需要一定數(shù)量的生活用水，這些水的水源是城市供水部門提