1、 毕业设计开题报告 化学工程与工艺 年产 100 万吨催化裂化反应 -再生系统工艺设计 一、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 随着世界经济发展，环境问题日益突出，同时能源需求日益旺盛，各国对汽油等轻质油特别是高质量的清洁燃料的需求量急剧增加，同时伴随石油化工业的发展。需要多产轻质油。将重质油更多的转化成轻质油，切转化成清洁能源是以后催化裂化领域的重要课题。催化裂化是石油炼制过程之一，是在热和催化剂的使用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化汽，汽油和柴油的过程。以汽油为例，据 1988年统计，全世界 每年汽油总消费量约为 6.64亿吨以上，我国汽油总量为 1750万吨，从质量上看，
2、目前各国普通级汽油一般为 91 92（ RON），优质汽油为 96 98（ RON）。为了满足日益严格的市场需求 ,催化裂化工艺技术也在进一步发展和改进 .。本设计是 100万吨 /年催化裂化装置的工艺设计。所用工艺对重油加工程度较深且产品收率很高，同时具有较好的经济效益和环保效益，通过汽油的方案及反应 -再生系统工艺的计算，达到了设计的目的。 影响 FCC未来发展的重要因素将是：原油价格、满足环保要求、新燃料规格、石油化工原料需求和渣油加工。 从近 十年的发展情况来看，催化裂化技术将围绕以下几个主要方面继续发展； (1) 加工重质原料。传统的催化裂化原料主要是减压馏分油。由于对轻质燃料的需求
3、不断增加及原油价格的提高，利用催化裂化技术加工重质原料油如常压重油、脱沥青油等可以得到较大的经济效益。如何解决在加工重质原料油时焦炭产率高、重金属污染催化剂严重等问题，是催化裂化催化剂和工艺技术发展的一个重要方向。 (2) 劣质原料预处理。随着原油的日趋重质化、劣质化，劣质重油量逐渐增加。由于其残炭值高、重金属含量高等问题，不能直接作为重油催化裂化的原料，合适的预处 理技术将成为关键问题。 (3) 降低能耗。催化裂化装置的能耗较大，降低能耗的潜力也较大。降低能耗的重要方向是降低焦炭产率、充分利用再生烟气中 CO的燃烧热，以及发展再生烟气热能利用新技术等。 (4) 减少污染物排放。催化裂化装置排
4、放的主要污染物是再生烟气的粉尘、 CO、 SO、和NO。随着环境保护立法日趋严格，减少污染的问题也日益显的重要。 (5) 适应多种生产需求的催化剂和工艺开发。例如，结合我国国情多产柴油。 (6) 过程模拟和系统集成优化。正确的设计、预测及优化控制都需要准确的催化裂化过程数学模拟。由于催化 裂化过程的复杂性，仅依靠某一局单项技术的开发和实施是不能从根本上解决问题的，必须针对重要科学问题和关键技术问题，对催化裂化过程进行系统集成优化，开发新型工艺技术及配套专用装备，从根本上优化工业催化裂化装置的操作。 我国 FCC 我国由于在催化剂细粉流化态技术的发展，两器结构出现多种形式的组合：带外循环管的烧焦
5、罐高效再生、带预混合管的烧焦高效再生、带预混合管的烧焦罐再生、管式烧焦、后置烧焦罐两段再生、高速床两段串联再生、并列式两段再生、同轴式两段再生。与此同时，高效雾化原料油注入系 统及急冷油控制提升管中部温度（ MTC）技术、新型 Y型结构的提升管出口快速分离结构、新的汽提段结构和分段汽提也相继应用于工业装置，另外还研制了灵敏度高、推动力大的耐磨冷壁式电液控制滑阀，高热阻单层和双层耐热耐磨衬里、无泄漏盘式三旋单管，卧管式三级旋风分离器，高效旋风分离器，油浆旋风除尘和烟气能量回收机组等一系列具有先进水平的新设备。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1确定工艺路线 原料油经过加热汽化后进入提升管
6、反应器进行裂化。提升管中催化剂处 于稀相流化输送状态，反应产物和催化剂进入沉降器，并经汽提段用过热水蒸气汽提，再经旋风分离器分离后，反应产物从反应系统进入分馏系统，催化剂沉降到再生器。在再生器中用空气使催化剂流化，并且烧去催化剂表面的焦炭。烟气经旋风分离器和催化剂分离后离开装置，使催化剂在装置中循环使用。反应系统主要由反应器和再生器组成。原料油在新鲜原料 回炼油浆 加热 高温催化剂 产物油气 气提反应 储备催化剂 待生催化剂 再生烟气 再生器 装有催化剂的反应器中裂化，催化剂表面有焦炭沉积。沉积的焦炭的催化剂在再生器中烧焦进行再生，再生后的催化剂返回反应器重新使用。反应器主要为提升管，再生器为
7、流化床。 再生器的主要作用是：烧去催化剂上因反 应而生成的积炭，使催化剂的活性得以恢复。再生用空气由主风机供给，空气通过再生器下面的辅助燃烧室及分布管进入。在反应系统中加入水蒸汽其作用为 ： （ 1）雾化 从提升管底部进入使油气雾化，分散，与催化剂充分接触；（ 2）预提升 在提升管中输送油气；（ 3）汽提 从沉降器底部汽提段进入，使催化剂颗粒间和颗粒内的油气汽提，减少油气损失和焦炭生成量，从而减少再生器负荷。汽提水蒸气占总水蒸气量的大部分 。 （ 4）吹扫、松动 反应器、再生器某些部位加入少量水蒸气防止催化剂堆积、堵塞。 2、工艺设计 催化裂化反应 -再生过程工艺 的计算就是根据一些必要的基础
8、资料，比如原料油性质、加工方案、基本操作及产物分布等，通过详细的物料衡算、热量衡算等计算过程，确定装置有关工艺参数及型号，设计出符合工艺条件、性能优良、安全的设备装置。主要技术指标要求：工艺简单，对设备要求低，成本较低，总收率高，利于工业化生产。 3、经费核算 催化裂化反应 -再生过程需对生产成本的进行控制，达到降低损耗，降低生产成本，提高效益的目的。在企业生产经营中，产品成本的高低和效益大小不仅取决于与制造有关的各种费用多少，而且还与该产品的产量多少有关。成本、效益是产量 的函数，成本效益分析一般是通过建立成本、效益模型在盈亏平衡点的基础上进行的。要取得好的成绩，需与车间管理人员加强成本管理
9、、加强现代化管理方法在车间管理上的应用。同时也要通过采用成本效益分析法所确定的提高经济效益的最佳方案，其效果可通过实践证实。 研究步骤、方法及措施： 1.通过查找资料，分析资料确定选题范围及论文题目。 2.通过指导老师指导，结合调研和资料整理分析、撰写开题报告、外文翻译和文献综述。 3.根据开题报告写作思路草拟论文提纲。 4.根据论文提纲进一步查找资料，撰写论文初稿。 5.根据论文初稿， 收集的资料，修改成稿。 四、参考文献 1 陈俊武 . 催化裂化工艺与工程 M . 北京 : 中国石化出版社 ,2005 2 刘显灵活双效催化裂化 (FDFCC)工艺的工程设计及工业应用炼油设计 ,2002,3
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