催化裂化工藝流程與設(shè)備

1、催化裂化工藝流程催化裂化工藝流程及及催化裂化主要設(shè)備催化裂化主要設(shè)備安陽(yáng)工安陽(yáng)工學(xué)院學(xué)院化學(xué)化學(xué)與環(huán)境與環(huán)境工程學(xué)院工程學(xué)院1 11 1級(jí)級(jí)化學(xué)工程與工藝化學(xué)工程與工藝1 1班班孟令帥孟令帥石油煉制工藝的目的可概括為：石油煉制工藝的目的可概括為： 提高原油加工深度，得到更多數(shù)量的輕質(zhì)油產(chǎn)品；提高原油加工深度，得到更多數(shù)量的輕質(zhì)油產(chǎn)品； 增加品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量。增加品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 催化裂化是煉油工業(yè)中最重要的一種二次加工工藝，是重催化裂化是煉油工業(yè)中最重要的一種二次加工工藝，是重油輕質(zhì)化和改質(zhì)的重要手段之一，已成為當(dāng)今石油煉制的核心油輕質(zhì)化和改質(zhì)的重要手段之一，已成為當(dāng)今石油煉制的核心工藝

2、之一。工藝之一。 工藝流程工藝流程一：反應(yīng)一：反應(yīng)再生系統(tǒng)再生系統(tǒng)二：分餾系統(tǒng)二：分餾系統(tǒng)三：吸收穩(wěn)定系統(tǒng)三：吸收穩(wěn)定系統(tǒng)四：能量回收系統(tǒng)四：能量回收系統(tǒng)反應(yīng)部分反應(yīng)部分原料經(jīng)換熱后與回?zé)捰突旌辖?jīng)對(duì)稱分布物料噴嘴進(jìn)入提升管，并噴入燃油加熱，上升過(guò)程中開(kāi)始在高溫和催化劑的作用下反應(yīng)分解，進(jìn)入沉降器下段的氣提段，經(jīng)汽提蒸汽提升進(jìn)入沉降器上段反應(yīng)分解后反應(yīng)油氣和催化劑的混合物進(jìn)入沉降器頂部的旋風(fēng)分離器（一般為多組），經(jīng)兩級(jí)分離后，油氣進(jìn)入集氣室，并經(jīng)油氣管道輸送至分餾塔底部進(jìn)行分餾，分離出的催化劑則從旋分底部的翼閥排出，到達(dá)沉降器底部經(jīng)待生斜管進(jìn)入再生器底部的燒焦罐。 再生部分再生部分再生器階段，催

3、化劑因在反應(yīng)過(guò)程中表面會(huì)附著油焦而活性降低，所以必須進(jìn)行再生處理，首先主風(fēng)機(jī)將壓縮空氣送入輔助燃燒室進(jìn)行高溫加熱，經(jīng)輔助煙道通過(guò)主風(fēng)分布管進(jìn)入再生器燒焦罐底部，從反應(yīng)器過(guò)來(lái)的催化劑在高溫大流量主風(fēng)的作用下被加熱上升，同時(shí)通過(guò)器壁分布的燃油噴嘴噴入燃油調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，這樣催化劑表面附著的油焦在高溫下燃燒分解為煙氣，煙氣和催化劑的混合物繼續(xù)上升進(jìn)入再生器繼續(xù)反應(yīng)，油焦未能充分反應(yīng)的催化劑經(jīng)循環(huán)斜管會(huì)重新進(jìn)入燒焦罐再次處理。最后煙氣及處理后的催化劑進(jìn)入再生器頂部的旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，煙氣進(jìn)入集氣室匯合后排入煙道，催化劑進(jìn)再生斜管送至提升管 。分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)的作用是將反應(yīng)再生系統(tǒng)的產(chǎn)物進(jìn)行

4、分離，得到部分產(chǎn)品和半成品。 由反應(yīng)再生系統(tǒng)來(lái)的高溫油氣進(jìn)入催化分餾塔下部，經(jīng)裝有擋板的脫過(guò)熱段脫熱后進(jìn)入分餾段，經(jīng)分餾后 得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油、回?zé)捰秃陀蜐{。富氣和粗汽油去吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；輕、重柴油經(jīng)汽提、換 熱或冷卻后出裝置，回?zé)捰头祷胤磻?yīng)再生系統(tǒng)進(jìn)行回?zé)挕Ｓ蜐{的一部分送反應(yīng)再生系統(tǒng)回?zé)?，另一部分?jīng) 換熱后循環(huán)回分餾塔。為了取走分餾塔的過(guò)剩熱量以使塔內(nèi)氣、液相負(fù)荷分布均勻，在塔的不同位置分別設(shè)有4 個(gè)循環(huán)回流：頂循環(huán)回流，一中段回流、二中段回流和油漿循環(huán)回流。 吸收吸收穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng) 從分餾塔頂油氣分離器出來(lái)的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中則溶解有C3、C4甚至C2組分。吸收穩(wěn)

5、 定系統(tǒng)的作用就是利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣(C2)、液化氣(C3、C4)和蒸汽壓合格的 穩(wěn)定汽油 能量回收系統(tǒng)：由于催化劑再生時(shí)產(chǎn)生的煙氣攜帶有大量熱能和壓力能，回由于催化劑再生時(shí)產(chǎn)生的煙氣攜帶有大量熱能和壓力能，回收這部分能量，可以降低生產(chǎn)成本和能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)收這部分能量，可以降低生產(chǎn)成本和能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于大型裝置，一般都是采用煙氣輪機(jī)回收壓力能，用作驅(qū)動(dòng)主于大型裝置，一般都是采用煙氣輪機(jī)回收壓力能，用作驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)的動(dòng)力和帶動(dòng)薄電機(jī)發(fā)電；用余熱鍋爐進(jìn)行熱能回收，以風(fēng)機(jī)的動(dòng)力和帶動(dòng)薄電機(jī)發(fā)電；用余熱鍋爐進(jìn)行熱能回收，以產(chǎn)生蒸汽，供汽輪機(jī)使用或外輸。產(chǎn)生蒸汽，

6、供汽輪機(jī)使用或外輸。（一）、流程回顧（二）、設(shè)備1、 ：3、三機(jī)：主風(fēng)機(jī)、氣壓機(jī)和增壓機(jī)。（一）、流程回顧（一）、流程回顧同軸式同軸式高低并列式高低并列式提升管反應(yīng)器（1 1）提升管）提升管提升管反應(yīng)器是一根長(zhǎng)3040m的管道，介質(zhì)是油氣和催化劑提升管下端油氣速度一般為6 l0m/s，出口油氣速度為16 30m/s,操作溫度，500550。油氣停留時(shí)間24S。為避免設(shè)備內(nèi)壁受高流速催化劑沖蝕和減少熱量損失，管內(nèi)設(shè)有100125mm厚的隔熱耐磨襯里。伸到汽提段、沉降器內(nèi)的部分只設(shè)耐磨襯里。提升管的上端出口處設(shè)有氣-固快速分離機(jī)構(gòu)，用于使催化劑與油氣快速分離以及抑制反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行 快速分離機(jī)構(gòu)的形

7、式有多種多樣，比較簡(jiǎn)單的有傘帽形、T字形的構(gòu)件，現(xiàn)在用得比較多的是初級(jí)旋風(fēng)分離器 （3 3）汽提段）汽提段汽提段的作用是將待生催化劑攜帶的油氣汽提出來(lái)，增加產(chǎn)品收率，減小再生器燒焦負(fù)荷。催化劑攜帶的油氣分兩部分，一部分是催化劑穎粒間的油氣，另一部分是催化劑顆粒內(nèi)孔道中的油氣。傳統(tǒng)的汽提段是設(shè)置環(huán)/錐擋板或人字檔板。催化劑在擋板間折流運(yùn)動(dòng)，通過(guò)空間的壓縮與擴(kuò)張，氣體接觸交換將油氣置換出來(lái)。（4 4）旋風(fēng)分離器）旋風(fēng)分離器再生器再生器主要作用是燒去結(jié)焦劑上的焦炭以恢復(fù)主要作用是燒去結(jié)焦劑上的焦炭以恢復(fù)其活性，同時(shí)也提供裂化反應(yīng)所需的熱其活性，同時(shí)也提供裂化反應(yīng)所需的熱量量 分布器可分為分布器可分為

8、板式板式( (蝶形蝶形) )和和管式管式( (平面樹(shù)枝或環(huán)形平面樹(shù)枝或環(huán)形) )兩種兩種 重催再生器需設(shè)取熱設(shè)備：重催再生器需設(shè)取熱設(shè)備：a.a.內(nèi)取熱式內(nèi)取熱式 b.b.外取熱式外取熱式兩段再生的主要優(yōu)點(diǎn)與單段相比，兩段再生的主要與單段相比，兩段再生的主要優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：是：兩段再生是把燒碳過(guò)程分為兩段再生是把燒碳過(guò)程分為兩個(gè)階段兩個(gè)階段進(jìn)行進(jìn)行 對(duì)于全混床反應(yīng)器，第一段出口的半再生劑的含碳量對(duì)于全混床反應(yīng)器，第一段出口的半再生劑的含碳量高于再生劑的含碳量，從而高于再生劑的含碳量，從而提高了燒碳速率提高了燒碳速率； 在第二段再生時(shí)可以用新鮮空氣和更高的溫度，在第二段再生時(shí)可以用新鮮空氣和更高的溫

9、度，提高提高了燒碳速率；了燒碳速率； 第二段內(nèi)的水氣分壓可以很低，第二段內(nèi)的水氣分壓可以很低，減輕了催化劑的水熱減輕了催化劑的水熱老化；老化；且第二段的催化劑藏量比單段再生器的催化劑藏量低，且第二段的催化劑藏量比單段再生器的催化劑藏量低，停留時(shí)間較短。因此，第二段可采用較高的再生溫度。停留時(shí)間較短。因此，第二段可采用較高的再生溫度。 2 2、三閥、三閥單動(dòng)滑閥單動(dòng)滑閥用于用于床層反應(yīng)器床層反應(yīng)器催化裂化和催化裂化和高低并列式提升管催化裂化高低并列式提升管催化裂化裝置。裝置。其作用是：正常操作時(shí)用來(lái)調(diào)節(jié)催化劑在兩器間的循環(huán)量，出現(xiàn)重大事故時(shí)用其作用是：正常操作時(shí)用來(lái)調(diào)節(jié)催化劑在兩器間的循環(huán)量，出

10、現(xiàn)重大事故時(shí)用以切斷再生器與反應(yīng)沉降器之間的聯(lián)系，以防造成更大事故。以切斷再生器與反應(yīng)沉降器之間的聯(lián)系，以防造成更大事故。塞閥塞閥同軸式同軸式三機(jī)三機(jī)主風(fēng)機(jī)承擔(dān)著向再生器提供燒焦用風(fēng)的重要任務(wù)。氣壓機(jī)的作用是將分餾部分來(lái)的富氣壓力提升到吸收穩(wěn)定部分操作所需的壓力。增壓機(jī)為外取熱器提供提升風(fēng)和流化風(fēng)以及為待生套筒提供流化風(fēng) 催化裂化分餾塔有以下特點(diǎn)：催化裂化分餾塔有以下特點(diǎn)：1.1.進(jìn)料是帶有催化劑粉塵的過(guò)熱油氣進(jìn)料是帶有催化劑粉塵的過(guò)熱油氣, ,2.2.全塔剩余熱量大（由高溫油氣帶入），而且催化裂化產(chǎn)品全塔剩余熱量大（由高溫油氣帶入），而且催化裂化產(chǎn)品的分餾精確度要求也不高，因此的分餾精確度要

11、求也不高，因此設(shè)置四個(gè)循環(huán)回流分段取設(shè)置四個(gè)循環(huán)回流分段取熱熱。200300 600750 490510 2 3s分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)三、吸收三、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)富氣經(jīng)氣壓機(jī)升壓、冷卻并分出凝縮油后，由底部進(jìn)入吸收塔；穩(wěn)定汽油和粗汽油則作為吸收液由塔頂進(jìn)入，將富氣中的C3、C4（含少量C2）等吸收后得到富吸收油。吸收塔頂部出來(lái)的貧氣中夾帶有少量穩(wěn)定汽油，可經(jīng)再吸收塔用柴油回收其中的汽油組分后成為干氣，送出裝置。富吸收油和凝縮油均進(jìn)入解吸塔，使其中的氣體解吸后，從塔頂返回凝縮油沉降罐，塔底的未穩(wěn)定汽油送入穩(wěn)定塔，通過(guò)精餾作用將液化氣和穩(wěn)定汽油分開(kāi)。有時(shí)，塔頂要排出部分不凝氣（也稱氣態(tài)烴），它主要

12、是C2，并夾帶有C3和C4.排出不凝氣的目的是為了控制穩(wěn)定塔的操作壓力。主要由主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及穩(wěn)定塔吸收塔、解吸塔、再吸收塔及穩(wěn)定塔組成。組成。吸收塔和解吸塔的操作壓力為吸收塔和解吸塔的操作壓力為1.01.02.0MPa2.0MPa。 穩(wěn)定塔實(shí)質(zhì)上是個(gè)精餾塔，操作壓力為穩(wěn)定塔實(shí)質(zhì)上是個(gè)精餾塔，操作壓力為1.0-1.5MPa1.0-1.5MPa。四、能量回收系統(tǒng)利用再生器出口煙氣的熱能和壓力使余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽和煙氣利用再生器出口煙氣的熱能和壓力使余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽和煙氣輪機(jī)作功、發(fā)電等。輪機(jī)作功、發(fā)電等。能量回收系統(tǒng)的工藝流程圖圖1-3-4 能量回收系統(tǒng)典型流程示意圖能量回收系統(tǒng)的工作原理由再生器來(lái)的煙氣，含有微量的催化劑粉塵由再生器來(lái)的煙氣，含有微量的催化劑粉塵，它將會(huì)造成煙氣輪機(jī)葉片的磨損，所以在，它將會(huì)造成煙氣輪機(jī)葉片的磨損，所以在煙氣進(jìn)入煙氣輪機(jī)前，需要經(jīng)過(guò)三級(jí)旋風(fēng)分煙氣進(jìn)入煙氣輪機(jī)前，需要經(jīng)過(guò)三級(jí)旋風(fēng)分離器再次凈化。凈化分離下來(lái)的催化劑粉塵離器再次凈化。凈化分離下來(lái)的催化劑粉塵，排出裝置；輸送粉塵的泄料煙氣，排出裝置；輸送粉塵的泄料煙氣( (約占煙氣約占煙氣總量的總量的2 23 3) )，經(jīng)四級(jí)旋風(fēng)分離器，經(jīng)四級(jí)旋風(fēng)分離器( (圖中未圖中未畫(huà)出畫(huà)出) )和臨界流量孔板通過(guò)煙道進(jìn)人煙囪放空和臨界流量孔板通過(guò)煙道進(jìn)人煙囪放空。能量回收系統(tǒng)的工作原理凈化