石油催化裂化流態(tài)化

1、會計學1石油催化裂化流態(tài)化石油催化裂化流態(tài)化7.1 概述概述 催化裂化催化裂化是最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過程之一，在汽油（是最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過程之一，在汽油（70%）和柴油（）和柴油（30%）等輕質(zhì)油產(chǎn)品的生產(chǎn)中占有很重要）等輕質(zhì)油產(chǎn)品的生產(chǎn)中占有很重要的地位的地位 催化裂化于催化裂化于1936年實現(xiàn)工業(yè)化年實現(xiàn)工業(yè)化 催化裂化是重質(zhì)油在酸性催化劑存在下，在催化裂化是重質(zhì)油在酸性催化劑存在下，在500左右、左右、11053105Pa下發(fā)生裂解，生產(chǎn)輕質(zhì)油、氣體和焦炭的下發(fā)生裂解，生產(chǎn)輕質(zhì)油、氣體和焦炭的過程過程 催化裂化能力在各個主要二次加工工藝中居首位催化裂化能力在各個主要二次加工工藝中居首

2、位7.1 概述概述 催化裂化原料：重質(zhì)餾分油（減壓餾分油、焦化餾分催化裂化原料：重質(zhì)餾分油（減壓餾分油、焦化餾分油）、常壓重油、減壓渣油、脫瀝青油油）、常壓重油、減壓渣油、脫瀝青油 產(chǎn)品分布：產(chǎn)品分布： 氣體：氣體：1020%，氣體中主要是，氣體中主要是C3、C4,烯烴含量很烯烴含量很高高 汽油：產(chǎn)率汽油：產(chǎn)率3060%，辛烷值，辛烷值8090 柴油：產(chǎn)率柴油：產(chǎn)率040%，十六烷值低，需調(diào)和或精制，十六烷值低，需調(diào)和或精制 油漿：產(chǎn)率油漿：產(chǎn)率010% 焦炭：產(chǎn)率焦炭：產(chǎn)率5%10%，原子比大約是，原子比大約是C:H=1:0.31 7.1.1催化裂化的原料及產(chǎn)品催化裂化的原料及產(chǎn)品7.1 概

3、述概述反應反應-再生系統(tǒng)再生系統(tǒng)分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)吸收吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)7.1.2 催化裂化系統(tǒng)催化裂化系統(tǒng)7.1 概述概述 7.1.3 反應反應-再生系統(tǒng)的發(fā)展再生系統(tǒng)的發(fā)展 固定床反應器：固定床反應器：設備結(jié)構復雜，設備結(jié)構復雜，生產(chǎn)連續(xù)性差生產(chǎn)連續(xù)性差 移動床反應器：移動床反應器：設備尺寸大，裝設備尺寸大，裝置處理能力有限置處理能力有限7.1 概述概述 7.1.3反應反應-再生系統(tǒng)的發(fā)展再生系統(tǒng)的發(fā)展 流化催化裂化流化催化裂化-床層反應器床層反應器生產(chǎn)連續(xù)、產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定生產(chǎn)連續(xù)、產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定、設備簡化等優(yōu)點、設備簡化等優(yōu)點發(fā)明了立管，解決了催化劑從低壓發(fā)明了立管，解決了催化劑從低壓區(qū)向

4、高壓區(qū)輸送用螺桿泵造成催化區(qū)向高壓區(qū)輸送用螺桿泵造成催化劑結(jié)塊，活性迅速降低的難題劑結(jié)塊，活性迅速降低的難題實現(xiàn)實現(xiàn)催化劑循環(huán)系統(tǒng)，解決連續(xù)生催化劑循環(huán)系統(tǒng)，解決連續(xù)生產(chǎn)問題產(chǎn)問題催化劑與油氣形成與沸騰的液體相催化劑與油氣形成與沸騰的液體相似的流化狀態(tài)似的流化狀態(tài)催化劑直徑為催化劑直徑為20100m流化時，反應器或再生器內(nèi)溫度分流化時，反應器或再生器內(nèi)溫度分布均勻布均勻催化劑循環(huán)量大催化劑循環(huán)量大7.1 概述概述 7.1.3反應反應-再生系統(tǒng)的發(fā)展再生系統(tǒng)的發(fā)展 流化催化裂化流化催化裂化-提升管反應器提升管反應器高低并列式高低并列式同軸式同軸式流態(tài)化系統(tǒng)流態(tài)化系統(tǒng)：鼓泡流化床、湍鼓泡流化床、湍

5、動流化床、快速動流化床、快速流化床、立管密流化床、立管密相輸送、斜管密相輸送、斜管密相輸送、稀相輸相輸送、稀相輸送流化床以及流送流化床以及流化床中的一些關化床中的一些關鍵部件，如氣體鍵部件，如氣體分布器、催化劑分布器、催化劑分布器等分布器等7.1 概述概述 7.1.4催化流態(tài)化系統(tǒng)的特點催化流態(tài)化系統(tǒng)的特點 流化床直徑大、操作流化數(shù)高：世界流化床直徑大、操作流化數(shù)高：世界D=16800mm，國內(nèi)，國內(nèi)D=12100mm，流化數(shù)幾十到，流化數(shù)幾十到1000； 高溫壓力下的流態(tài)化：再生器溫度高溫壓力下的流態(tài)化：再生器溫度650730，操作壓力，操作壓力0.250.4MPa（絕），反應器（絕），反應

6、器480550，壓力，壓力0.150.35MPa 流化流化介質(zhì)種類不同，物性差別大：煙氣、空氣、水蒸汽介質(zhì)種類不同，物性差別大：煙氣、空氣、水蒸汽、油氣等；、油氣等； 催化劑的流化性能：粒徑幾微米到催化劑的流化性能：粒徑幾微米到200m，顆粒密度，顆粒密度11001700kg/m，屬于，屬于Geldart 顆粒分類中的顆粒分類中的A類類I型流化床1942年年1-原料2-熱交換器3-再生催化劑斗4-一級旋風分離器5-二級旋風分離器6-Cottrell 沉降器煙氣冷卻器8-待生催化劑斗9-油氣7.1 概述概述 7.1.5 國外催化裂化重大技術進展國外催化裂化重大技術進展I型流化床1942年年194

7、4年年II型流化床1947年年III型流化床7.1 概述概述 7.1.5 國外催化裂化重大技術進展國外催化裂化重大技術進展I型流化床1942年年1944年年II型流化床1947年年III型流化床1952年年IV型流化床催化劑用催化劑用U形管密相輸送；形管密相輸送；循環(huán)循環(huán)量靠反量靠反-再內(nèi)催化劑密度調(diào)節(jié)；再內(nèi)催化劑密度調(diào)節(jié)；待待生催化劑經(jīng)密相提升管送入再生器生催化劑經(jīng)密相提升管送入再生器裝置高度降低到裝置高度降低到3236m7.1 概述概述 7.1.5 國外催化裂化重大技術進展國外催化裂化重大技術進展1956-1960年年UOP高低并列式1974年年UOP高效再生流化催化裂化7.1 概述概述

8、7.1.5 國外催化裂化重大技術進展國外催化裂化重大技術進展1956-1960年年UOP高低并列式1974年年UOP高效再生流化催化裂化1981年年RCC裝置1996年年-Lummus公司催化裂化裝置7.1 概述概述 7.1.5 國外催化裂化重大技術進展國外催化裂化重大技術進展1961-1965同高并列式流化床工業(yè)裝置1966-1970同高并列帶管流化床1 汽提段汽提段2 沉降器沉降器3 再生器再生器4 溢流管溢流管5 輔助燃燒室輔助燃燒室6提升管提升管7 U形管形管8 外溢流管外溢流管9 管式反應器管式反應器7.1 概述概述 7.1.6 國內(nèi)催化裂化國內(nèi)催化裂化重大技術進展重大技術進展196

9、1-1965同高并列式流化床工業(yè)裝置1966-1970同高并列帶管流化床1971-1975高低并列全提升管裝置1976-1980燒焦罐式提升管裝置1 輔助燃燒室輔助燃燒室2 再生器再生器3、4 集氣室集氣室5 沉降器沉降器6汽提段汽提段7 提升管提升管1 汽提段汽提段2 沉降器沉降器3 再生器再生器4 提升管提升管5燒焦罐燒焦罐6 循環(huán)外管循環(huán)外管7.1 概述概述 7.1.6 國內(nèi)催化裂化國內(nèi)催化裂化重大技術進展重大技術進展1981-1985后置燒焦罐兩段再生1986-1995常壓渣油催化裂化裝置7.1 概述概述 7.1.6 國內(nèi)催化裂化國內(nèi)催化裂化重大技術進展重大技術進展1981-1985后

10、置燒焦罐兩段再生1986-1995常壓渣油催化裂化裝置1996-2000多產(chǎn)柴油和液化石油氣工藝2001-兩段提升管7.1 概述概述 7.1.6 國內(nèi)催化裂化國內(nèi)催化裂化重大技術進展重大技術進展高低并列式高低并列式同軸式同軸式再生煙氣再生煙氣待待生生催催化化劑劑再生催化劑再生催化劑燒焦空氣燒焦空氣旋旋風風分分離離器器7.2 再生器再生器 7.2.1單段再生器單段再生器 作用：用空氣在一合適的作用：用空氣在一合適的工藝條件下燒去（氧化）工藝條件下燒去（氧化）集聚在催化劑上的焦炭，集聚在催化劑上的焦炭，使催化劑活性恢復使催化劑活性恢復 決定因素：化學動力學、決定因素：化學動力學、氣固傳質(zhì)傳熱氣固傳

11、質(zhì)傳熱 床層流態(tài)化類型：床層流態(tài)化類型：湍流床湍流床 結(jié)構：密相床、氣體分布結(jié)構：密相床、氣體分布器、稀相區(qū)、待生催化劑器、稀相區(qū)、待生催化劑分配器、再生催化劑導出分配器、再生催化劑導出、氣固分離系統(tǒng)、氣固分離系統(tǒng)稀稀相相床床密密相相床床氣體分布器氣體分布器7.2 再生器再生器 7.2.1單段再生器單段再生器-密相床密相床 焦炭燃燒的主要場所；焦炭燃燒的主要場所； 操作氣速：操作氣速：0.21.2m/s； 直徑由表觀氣速和空氣流率計算直徑由表觀氣速和空氣流率計算 催化劑床層密度催化劑床層密度再生煙氣再生煙氣稀稀相相區(qū)區(qū)密密相相床床待生催化劑待生催化劑再生催化劑再生催化劑燒焦空氣燒焦空氣旋旋風風

12、分分離離器器表觀氣速/（m/s）軸向密度分布/（kg/m）距分布板最低點高點/m7.2 再生器再生器 7.2.1單段再生器單段再生器-氣體分布器氣體分布器 分布器要求：分布器要求： 使氣體均勻分布，降低壓使氣體均勻分布，降低壓降，節(jié)約能耗；降，節(jié)約能耗； 使流化床有好的的流化狀使流化床有好的的流化狀態(tài)，在分布器附近創(chuàng)造良態(tài)，在分布器附近創(chuàng)造良好的氣固接觸區(qū)，防止經(jīng)好的氣固接觸區(qū)，防止經(jīng)分布器篩出大顆粒；分布器篩出大顆粒； 具有足夠的強度和剛度可具有足夠的強度和剛度可支撐催化劑，能長周期操支撐催化劑，能長周期操作不堵塞，不沖蝕，易于作不堵塞，不沖蝕，易于啟動啟動 應盡可能減少顆粒的粉碎應盡可能減

13、少顆粒的粉碎再生煙氣再生煙氣待待生生催催化化劑劑再生催化劑再生催化劑燒焦空氣燒焦空氣旋旋風風分分離離器器氣體分布器氣體分布器7.2 再生器再生器 7.2.1單段再生器單段再生器-氣體分布器氣體分布器 多孔板式分布器多孔板式分布器孔磨損嚴重和布風不均勻問題；孔磨損嚴重和布風不均勻問題；大直徑分布板，長時間處于不均勻熱大直徑分布板，長時間處于不均勻熱應力作用下易產(chǎn)生較大形變，檢修難應力作用下易產(chǎn)生較大形變，檢修難度大度大壓降：壓降： 為分布板阻力系數(shù)，取2.1023102gpug 7.2 再生器再生器 7.2.1單段再生器單段再生器-氣體分布器氣體分布器 多孔板式分布器多孔板式分布器7.2 再生器

14、再生器 7.2.1單段再生器單段再生器-氣體分布器氣體分布器 管式分布器管式分布器樹枝形分布器樹枝形分布器圓環(huán)形分布器圓環(huán)形分布器樹枝樹枝形：形： 降低流速可降低噴嘴的沖蝕和催化劑降低流速可降低噴嘴的沖蝕和催化劑的磨損的磨損 制造、安裝、檢修方便制造、安裝、檢修方便圓環(huán)形：圓環(huán)形： 制造、安裝、檢修困難，造價高制造、安裝、檢修困難，造價高 壓降壓降高，操作彈性小高，操作彈性小壓降：壓降： 為管式分布器阻力系數(shù)，取1.22.2023102gpug 7.2 再生器再生器 7.2.1單段再生器單段再生器-氣體分布器氣體分布器 管式分布器管式分布器樹枝形分布器樹枝形分布器7.2 再生器再生器 7.2.

15、1單段再生器單段再生器待生催化劑分配器待生催化劑分配器船形分配器船形分配器槽形分配器槽形分配器船形：船形： 待生斜管向下傾斜待生斜管向下傾斜3035； 分配器上向下開槽口；分配器上向下開槽口； 多用于高低并列式催化裂化；多用于高低并列式催化裂化；槽形：槽形： 待生待生劑先進入提升井底部，由提升風劑先進入提升井底部，由提升風輸送至槽形分配器；輸送至槽形分配器； 槽形分配器位于密相床，催化劑分布槽形分配器位于密相床，催化劑分布較均勻；較均勻；7.2 再生器再生器 7.2.1單段再生器單段再生器待生催化劑分配器待生催化劑分配器船形分配器船形分配器槽形分配器槽形分配器7.2 再生器再生器 7.2.1單

16、段再生器單段再生器待生催化劑分配器待生催化劑分配器新型槽形分配器新型槽形分配器張永民等，石油學報（石油加工），張永民等，石油學報（石油加工），2015,31（5）：）：1164-1170特點：特點： 采用等間距排列的顆粒采用等間距排列的顆粒開孔；開孔； 每個孔催化劑流量服從每個孔催化劑流量服從1:3:5：2n-1； 催化劑分配均勻度、顆催化劑分配均勻度、顆粒輸送能力，操作彈性粒輸送能力，操作彈性較傳統(tǒng)船形和槽形更優(yōu)較傳統(tǒng)船形和槽形更優(yōu)；7.2 再生器再生器 7.2.1單段再生器單段再生器稀相床稀相床再生煙氣再生煙氣待待生生催催化化劑劑再生催化劑再生催化劑燒焦空氣燒焦空氣旋旋風風分分離離器器稀稀

17、相相床床 稀相段：稀相段： 對于湍動流態(tài)化，為了保對于湍動流態(tài)化，為了保持密相床的平衡操作，降持密相床的平衡操作，降低催化劑損失，必須在密低催化劑損失，必須在密相床上部設置稀相段，先相床上部設置稀相段，先進行沉降分離，然后再旋進行沉降分離，然后再旋風分離系統(tǒng)分離；風分離系統(tǒng)分離； 稀相稀相段段直徑：表觀氣速、直徑：表觀氣速、燒焦空氣量、煙氣量和旋燒焦空氣量、煙氣量和旋分系統(tǒng)平面布置；分系統(tǒng)平面布置； 稀相稀相段高度：段高度：TDH和旋分和旋分系統(tǒng)結(jié)構布置所需高度；系統(tǒng)結(jié)構布置所需高度；7.2 再生器再生器 7.2.1單段再生器單段再生器稀相床稀相床 旋風分離系統(tǒng)：旋風分離系統(tǒng)： 基本組成部件；

18、基本組成部件； 料腿要有一定高度催化劑形成料封料腿要有一定高度催化劑形成料封 旋風分離器分按進氣方式分：切向和旋風分離器分按進氣方式分：切向和軸向進入式軸向進入式旋風分離器旋風分離器料腿料腿支撐結(jié)構支撐結(jié)構料腿密料腿密封結(jié)構封結(jié)構直入切向進入式窩殼切向進入式軸向進入式7.2 再生器再生器 7.2.1單段再生器單段再生器稀相床稀相床 料腿密封結(jié)構：料腿密封結(jié)構：a.回轉(zhuǎn)閥；回轉(zhuǎn)閥；b.螺旋輸送器；螺旋輸送器；c.翼閥；翼閥；d.重錘閥；重錘閥；e.方?jīng)_擋板（錐）；方?jīng)_擋板（錐）；f. J/V型閥型閥（a）（b）（c）（d）（e）（f） 翼閥翼閥 防倒錐防倒錐7.2 再生器再生器 7.2.2 兩段

19、再生器兩段再生器 單段再生器為湍動床，床內(nèi)氣泡相單段再生器為湍動床，床內(nèi)氣泡相和乳化相直接物質(zhì)傳遞阻力大，返和乳化相直接物質(zhì)傳遞阻力大，返混嚴重，降低了燒炭強度，為了達混嚴重，降低了燒炭強度，為了達到燒焦效率，不得不增加藏量，則到燒焦效率，不得不增加藏量，則會加長催化劑停留時間，從而加重會加長催化劑停留時間，從而加重催化劑的水熱失活；催化劑的水熱失活； 兩段再生器操作屬于快速流態(tài)化，兩段再生器操作屬于快速流態(tài)化，床層中氣相為連續(xù)相，顆粒時聚時床層中氣相為連續(xù)相，顆粒時聚時散，大大降低了相間的物質(zhì)傳遞阻散，大大降低了相間的物質(zhì)傳遞阻力，有利于燒焦進行。力，有利于燒焦進行。第一段第一段再生器再生器

20、第二段第二段再生器再生器旋風分旋風分離器離器7.2 再生器再生器 7.2.2 兩段再生器兩段再生器 組成部分：組成部分： 第一密相床（快速流化床，燒焦罐）第一密相床（快速流化床，燒焦罐）燒焦罐燒焦罐再生器再生器旋風分旋風分離器離器1 氣體表觀氣速：氣體表觀氣速：1.02.0m/s 催化劑質(zhì)量流率：催化劑質(zhì)量流率：1560kg/m2s 催化劑停留時間：催化劑停留時間：3540s 催化劑密度催化劑密度不宜過不宜過高或過低高或過低 快速流化區(qū)燒碳比例約為總燒碳量的快速流化區(qū)燒碳比例約為總燒碳量的90%7.2 再生器再生器 7.2.2 兩段再生器兩段再生器 組成部分：組成部分： 催化劑和煙氣并流向上流

21、動的稀相催化劑和煙氣并流向上流動的稀相燒焦管燒焦管 和稀相燒焦管頂部直接連接的粗旋和稀相燒焦管頂部直接連接的粗旋風分離器系統(tǒng)風分離器系統(tǒng) 作為緩沖容器兼最終燒焦的第二密作為緩沖容器兼最終燒焦的第二密相床相床燒焦罐燒焦罐再生器再生器旋風分旋風分離器離器1234 采用典型的采用典型的鼓泡床鼓泡床，表觀氣速為，表觀氣速為0.150.25m/s7.2 再生器再生器 7.2.2 兩段再生器兩段再生器 組成部分：組成部分： 再生催化劑循環(huán)管：再生催化劑循環(huán)管：燒焦罐燒焦罐再生器再生器旋風分旋風分離器離器 一路將再生催化劑返回一路將再生催化劑返回第一密相床第一密相床和待生催和待生催化劑、燒焦空氣混合，保證起

22、始燒焦溫度化劑、燒焦空氣混合，保證起始燒焦溫度 另一路輸送至另一路輸送至提升管底部提升管底部，參與反應，參與反應 再生循環(huán)管有兩種形式：再生循環(huán)管有兩種形式：內(nèi)循環(huán)管內(nèi)循環(huán)管（通常為（通常為溢流入口的典型立管）和溢流入口的典型立管）和外循環(huán)管外循環(huán)管55 上部稀相段和旋風分離系統(tǒng)上部稀相段和旋風分離系統(tǒng)67.2 再生器再生器 7.2.3 改進后的再生器改進后的再生器再生器再生器旋風分旋風分離器離器 組成部分：組成部分： 第一密相床（快速流化床，燒焦罐第一密相床（快速流化床，燒焦罐） 氣固并流向上可通過的氣體分布器氣固并流向上可通過的氣體分布器 作為緩沖容器兼最終燒焦的第二密作為緩沖容器兼最終燒

23、焦的第二密相床相床 催化劑從第二密相床向第一密相床催化劑從第二密相床向第一密相床底部輸送的催化劑循環(huán)管底部輸送的催化劑循環(huán)管 外取熱外取熱器器 淹淹流管：輸送催化劑至提升管底部流管：輸送催化劑至提升管底部 稀相段和旋風分離系統(tǒng)稀相段和旋風分離系統(tǒng)7.3 提升管反應器提升管反應器 特點：特點： 提升管反應器裂化具有更好的選擇性提升管反應器裂化具有更好的選擇性 具有更高的效率具有更高的效率 具有較好的彈性和靈活性具有較好的彈性和靈活性 裂化的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于床層裂化裂化的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于床層裂化 包括包括預提升段預提升段、進料反應段進料反應段、出口快出口快速分離段速分離段7.3 提升管反應器提升管反應器預

24、提升段預提升段提升管再生斜管預提蒸汽分布板 7.3.1 預提升段預提升段7.3 提升管反應器提升管反應器 7.3.1 預提升段預提升段A結(jié)構結(jié)構B結(jié)構結(jié)構7.3 提升管反應器提升管反應器進料反應段進料反應段 7.3.2 進料反應段進料反應段(a)LPC噴嘴結(jié)構噴嘴結(jié)構 (b)KH-2、KH-3型噴嘴型噴嘴7.3 提升管反應器提升管反應器快速分離段快速分離段粗旋粗旋倒倒L型型VQS快分快分短接觸旋流反應器短接觸旋流反應器超短臥式快分超短臥式快分FSC快分快分 7.3.3 快速分離段快速分離段7.4 汽提段汽提段汽提段汽提段人字形擋板式錐盤式環(huán)流式7.5 催化劑的循環(huán)輸送催化劑的循環(huán)輸送 催化劑的

25、進入和導出：催化劑的進入和導出： 待生斜管上進，再生斜管下出；待生斜管上進，再生斜管下出； 待待生斜管下進，再生斜管上出；生斜管下進，再生斜管上出； 旋轉(zhuǎn)床式旋轉(zhuǎn)床式 再生劑導出：再生劑導出： 淹淹流管：高淹流管和低淹流管流管：高淹流管和低淹流管 溢流管：設置在密相床頂面附近溢流管：設置在密相床頂面附近 脫氣罐脫氣罐 再生劑淹流口再生劑淹流口7.5 催化劑的循環(huán)輸送催化劑的循環(huán)輸送 立管和斜管密相輸送：立管和斜管密相輸送： 待生斜管、立管；待生斜管、立管； 再生斜管下、立管；再生斜管下、立管；1/3管徑管徑1/2管徑管徑2/3管徑管徑全管全管 稀相輸送：稀相輸送：稀相燒焦罐；提升管反應器反稀相

26、燒焦罐；提升管反應器反應段；催化劑冷卻器提升管等應段；催化劑冷卻器提升管等 催化裂化正常生產(chǎn)條件：物料平衡、熱平衡和壓力平衡壓力平衡 壓力平衡：不發(fā)生竄氣竄氣、架橋架橋等問題，催化劑按預定方向流動預定方向流動、調(diào)整調(diào)整所需的催化劑循環(huán)量循環(huán)量，保證裝置平穩(wěn)操作平穩(wěn)操作7.6 催化裂化反應催化裂化反應-再生系統(tǒng)壓力平衡再生系統(tǒng)壓力平衡7.6.1 反反-再系統(tǒng)壓力平衡的設計計算再系統(tǒng)壓力平衡的設計計算(1)(1)壓力平衡的原理壓力平衡的原理-U U形管形管原理原理1點處靜壓： hp112p1p2閥閥12111ppgh222ppgh1122pghpghp 推動力推動力 阻力阻力 為阻力損失，包括摩擦

27、阻力、閥壓降等p2點處靜壓：流體從左向右流動，則要求：1) 將FCC裝置反應器一再生器壓力平衡系統(tǒng)分別按再生劑輸送線再生劑輸送線及待生劑輸送線待生劑輸送線兩條獨立線路的壓力平衡來計算。2) 在再生劑(或待生劑)輸送線上，以線路標高取低點為基準低點為基準，按催化劑流動方向劃分該線路的上、下游。上游的壓力及靜壓頭總和為催化劑流動的推動力，下游的壓力、靜壓頭及滑閥壓降之總和為催化劑流動的阻力。3) 維持催化劑平衡循環(huán)流動的條件為：推動力推動力=阻力阻力。再生劑輸送線待生劑輸送線7.6.1 反反-再系統(tǒng)壓力平衡的設計計算再系統(tǒng)壓力平衡的設計計算(2) 壓力平衡設計準則壓力平衡設計準則埃索準則埃索準則線

28、路再生劑輸送線待生劑輸送線推動力再生器頂壓p0沉降器頂壓再生器靜壓p1沉降器靜壓再生滑閥以上斜管靜壓p2汽提器靜壓待生滑閥以上斜管靜壓再生滑閥以下斜管壓降p3待生滑閥以下斜管壓降阻力沉降器頂壓p4再生器頂壓沉降器靜壓p5再生器靜壓提升管總壓降p6待生蝶閥壓降旋風分離器壓降p7再生滑閥壓降p8012345678ppppppppp推動力 阻力：7.6.1 反反-再系統(tǒng)壓力平衡的設計計算再系統(tǒng)壓力平衡的設計計算(2) 壓力平衡設計準則壓力平衡設計準則埃索準則埃索準則二、與壓力平衡計算相關的流態(tài)化知識二、與壓力平衡計算相關的流態(tài)化知識(1)(1)再生器頂壓：再生器頂壓：P0=表壓表壓+ +大氣壓大氣壓

29、稀相區(qū)稀相區(qū)密相區(qū)密相區(qū)分布器區(qū)分布器區(qū)P1 稀g h稀+ 密g h密流化床沿軸向密度及分布曲線示意圖流化床沿軸向密度及分布曲線示意圖 流化床的整體特性示意圖流化床的整體特性示意圖 ( (2) )再生器靜壓：再生器靜壓： P1=稀相靜壓稀相靜壓+密相靜壓密相靜壓密密相相區(qū)區(qū)稀稀相區(qū)相區(qū)P0沿沿整個流化床高度可整個流化床高度可分為分為三三個區(qū)個區(qū)：分布分布器作用區(qū)器作用區(qū)密相區(qū)密相區(qū)稀相稀相區(qū)區(qū)二、與壓力平衡計算相關的流態(tài)化知識二、與壓力平衡計算相關的流態(tài)化知識(3)斜管或立管靜壓斜管或立管靜壓“+”氣體向上流動，氣體向上流動，“-”氣體向下流動；氣體向下流動；粘滯流動：粘滯流動：Ergun公式

30、公式松動流動：靜壓松動流動：靜壓+摩擦損失摩擦損失 P1-P2=g（h2-h1） P摩擦 P1-P2=g（h2-h1）sin P摩擦P摩擦 Gs立2/+2fs Gs立2（L/ Dt）/，（Pa）水平管流動：水平管流動：Pf0.537 us0.45.Lg /( Dt/ dp) 0.25 P =150L（1-m ）2 /m3| |/ g(?sdp)2 +1.75L(1-m ）/m3g ()2/ ( g?sdp)二、與壓力平衡計算相關的流態(tài)化知識二、與壓力平衡計算相關的流態(tài)化知識(4) 提升管壓降：提升管壓降：PT PA +Ps+Pf 加速壓降：加速壓降： PA ug 2/2-埃索公司準則（四）法

31、靜壓：靜壓： Ps視g h=Gs/ug g h 摩擦阻力：摩擦阻力： Pf177.410-4Lug2/ Dt ( Pa) (5) 旋分分離器壓降：旋分分離器壓降： 一級旋分一級旋分壓降壓降：p1(u12/2)(K入混+3.4g) 二二級級串聯(lián)總壓降串聯(lián)總壓降：p1,2p1+(u22/2)(6.7g) 三三級級串聯(lián)總壓降串聯(lián)總壓降：p1,2,3p1.2+(u32/2)(6.8g)(6) 滑閥壓降：滑閥壓降：2040kPa三、反應三、反應-再生系統(tǒng)壓力平衡再生系統(tǒng)壓力平衡算算例例沉沉降降器器再再生生器器汽提器汽提器提升管提升管反應器反應器 再生劑線路壓力平衡再生劑線路壓力平衡：1）選取最低點）選取

32、最低點淹淹流流管管推動力阻力再生器頂壓P2沉降器頂壓P1 再生器稀相靜壓P1沉降器稀相靜壓P5淹流管以上密相床靜壓P2提升管進料口以上靜壓P6再生滑閥以上淹流管及斜管靜壓P3預提升段靜壓P7再生滑閥以下斜管靜壓P4提升管摩擦壓降P8提升管加速壓降P9再生滑閥壓降P閥三、反應三、反應-再生系統(tǒng)壓力平衡再生系統(tǒng)壓力平衡算算例例沉沉降降器器再再生生器器汽提器汽提器提升管提升管反應器反應器 再生劑線路壓力平衡再生劑線路壓力平衡：1）選取最低點）選取最低點2）推動力計算）推動力計算i再生器頂部壓力P2 P2=121.63+103.3=224.93kPaii再生器稀相靜壓P1= g h P1 =15(28

33、.446-16.77) 9.8=1.72kPaiii淹流管以上密相床靜壓P2= g h P2 =250(16.77-15.759) 9.8=2.48kPa淹淹流流管管iv再生滑閥以上淹流管及斜管靜壓P3= g h P3 =300(15.759-4.88) 9.8=32.0kPav再生滑閥以下斜管靜壓P4= g h P4 =200(4.88-3.63) 9.8=2.45kPa推動力合力推動力合力=224.93+1.72+2.48+32.0+2.45=263.58kPa 三、反應三、反應-再生系統(tǒng)壓力平衡再生系統(tǒng)壓力平衡算算例例沉沉降降器器再再生生器器汽提器汽提器提升管提升管反應器反應器 再生劑線

34、路壓力平衡再生劑線路壓力平衡：3）阻力計算）阻力計算i沉降器頂部壓力P1 P1=109.9+103.3=213.16kPaii沉降器稀相靜壓P5= g h P5=10(35.252-28) 9.8=0.71kPaiii提升管進料口以上靜壓P6= g h P6 =35(28-4.9) 9.8=7.92kPa淹淹流流管管iv預提升段靜壓P7= g h P7 =133(4.9-3.63) 9.8=1.66kPav提升管摩擦壓降P8= 3.36kPa三、反應三、反應-再生系統(tǒng)壓力平衡再生系統(tǒng)壓力平衡算算例例沉沉降降器器再再生生器器汽提器汽提器提升管提升管反應器反應器 再生劑線路壓力平衡再生劑線路壓力平

35、衡：4）推動力）推動力=阻力，求所需的阻力，求所需的P閥淹淹流流管管P閥=263.58-229.71=33. 87kPa一般要求滑閥壓降在2040kPa左右，因此計算是合適的。阻阻力合力力合力=229.71+P閥vi提升管加速壓降P9= 2.90kPavii再生滑閥壓降P閥三、反應三、反應-再生系統(tǒng)壓力平衡再生系統(tǒng)壓力平衡算算例例沉沉降降器器再再生生器器汽提器汽提器提升管提升管反應器反應器 待生劑線路壓力平衡待生劑線路壓力平衡：1）選取最低點）選取最低點淹淹流流管管推動力阻力沉降器頂壓P1 再生器頂壓P2沉降器稀相靜壓P1再生器稀相靜壓P4沉降器密相靜壓P2再生器密相靜壓P5待生滑閥以上待生斜

36、管靜壓P3再生滑閥壓降P閥待生滑閥以下斜管靜壓P42）計算各部分壓降）計算各部分壓降3）推動力）推動力=阻力，求出滑閥壓降，核算阻力，求出滑閥壓降，核算四、旋風分離器四、旋風分離器壓力平衡計算壓力平衡計算 旋風分離器的壓降計算：旋風分離器的壓降計算：1）只有一級旋風分離器：）只有一級旋風分離器：2）二二級串聯(lián)旋風分離器總壓降：級串聯(lián)旋風分離器總壓降：3）三三級串聯(lián)旋風分離器總壓降：級串聯(lián)旋風分離器總壓降：p1 (U12/2)(K入混+3.4 g)，（Pa）p1,2p1 +(U22/2)(6.7 g)，（Pa）p1,2,3p1,2 +(U32/2)(6.8 g)，（Pa）式中：U1， U2 ，U

37、3 入口線速，m/s; g 9.8 m/s2 ; 入混一級入口氣固混合物密度，kg/m3 g 油氣或煙氣密度，kg/m3 K阻力系數(shù)，隨一級旋風入口速度而變四、旋風分離器四、旋風分離器壓力平衡計算壓力平衡計算 旋風分離器旋風分離器系統(tǒng)系統(tǒng)的壓力平衡：的壓力平衡：確定確定料腿料腿的最小長度的最小長度1）一級料腿末端出口處壓力平衡：）一級料腿末端出口處壓力平衡：2）二二級料腿壓力平衡：級料腿壓力平衡：推動力=料腿頂部壓力(P2)+料腿內(nèi)料柱靜壓(p1)阻力=入口壓力(P1)+稀相靜壓(p2)+密相靜壓(p3) +催化劑通過防倒錐的壓降(p防)推動力=阻力P2+(Z1+ H2) 1 g= P1 +

38、H1 稀 g + H2 密 g + p防Z1= p1 +H1 稀 g + H2(密 -1)g+ p防， p1= P1 -P2 Z2= p1 ,2+H1 稀 g + H3(密 -2)g+ p閥 ， p1,2= P1 P3四、旋風分離器四、旋風分離器壓力平衡計算壓力平衡計算 旋風分離器旋風分離器系統(tǒng)系統(tǒng)的壓力平衡：的壓力平衡：確定確定料腿料腿的最小長度的最小長度通常通常一級料腿最小長度應當大于一級料腿最小長度應當大于Z1+H2，為安全起見，在此基礎上，為安全起見，在此基礎上再增加再增加1米米 式中的p1、p1、2根據(jù)旋風分離器壓降計算 H1TDH 一級料腿埋入深度H2的選定應使料腿出口（在考慮膨脹

39、后）到分布器的距離大于hj（分布器區(qū)高度）； 二級料腿埋入深度為00.5m或更大些，這就需要對密相床高Hf進行準確計算，盡可能避床面不穩(wěn)定區(qū)。 料腿內(nèi)密度可根據(jù)實測的生產(chǎn)數(shù)據(jù)選取或取：1=350 kg/m3, 2 =480 kg/m3 翼閥壓降可近似取0.0035 kg/ cm2。 對一級料腿防倒錐的阻力可忽略。 計算出的（Z1+ H2+1）的數(shù)值若大于（H1+ H2），則應加高H1以保證料腿有足夠的長度 四、旋風分離器四、旋風分離器壓力平衡計算壓力平衡計算 旋風分離器旋風分離器系統(tǒng)系統(tǒng)的壓力平衡的壓力平衡例題例題已知某催化裂化裝置再生器密相段內(nèi)徑為5.03米，稀相段內(nèi)徑為6.0米，密相床高度

40、為6米，靜空高度為8.5米，頂部壓力P1=78.5kPa ，密相密度密=300 kg/m3，一旋入口線速u1=19.15m/s, 二旋入口線速 u2=19.9m/s, 入混=5 kg/ m3， g=0.71 kg/ m3。試用壓力平衡計算確定料腿長度。五、實際生產(chǎn)裝置壓力平衡核算五、實際生產(chǎn)裝置壓力平衡核算由生產(chǎn)標定數(shù)據(jù)確定密相床高度由生產(chǎn)標定數(shù)據(jù)確定密相床高度由各處壓降數(shù)據(jù)計算相應位置的視密度由各處壓降數(shù)據(jù)計算相應位置的視密度 視Pi/（hi. g）作出反作出反- -再系統(tǒng)流程及相應標高示意圖再系統(tǒng)流程及相應標高示意圖將視密度值標注在示意圖的相應位置上將視密度值標注在示意圖的相應位置上分再生劑輸送線路和待生劑輸送線路計分再生劑輸送線路和待生劑輸送線路計算壓力平衡算壓力平衡1981-1985后置燒焦罐兩段再生1986-1995常壓渣油催化裂化裝置199