1、本科毕业论文（20 届）年产 100 万吨催化裂化装置设计反应再生系统工艺计算所在学院 专业班级 化学工程与工艺 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘 要催化裂化是石油化工的重要组成部分。世界各国都对其积极研究，非常重视。反应再生装置是催化裂化的最主要部分，在再生器内烧掉待生催化剂含的碳，完成催化剂再生，使其具有更加高的轻质油产率以及更小的能量消耗。在阅读了很多的技术文献的基础上，对 1.0 106 t/a 重油催化裂化中反应再生部分进行的设计，进行了详细的工艺计算，确定了各项工艺参数和进行了设备选型。并且绘制了带控制点的工艺流程图以及主要设备装配图。关键词 催化裂化；催化剂；
2、反应再生 本科生毕业论文IIAbstractOil fluidized catalytic cracking is an important consist of petroleum chemical industry. Every country pay attention the development of heavy oil fluidized catalytic cracking. Reaction and regeneration device is the most important part of the FCC. To burn the carbon included in
3、 the used catalysts complete catalyst regeneration in the regenerator. To make it have much higher light oil production and much low energy consume.After consult a large number of references, Design the 1.0 106 t/a heavy oil fluidized catalytic cracking device reaction and regeneration department. A
4、fter detailed technology calculate define technology parameter and facilities type. Drawing the process flow diagram with control points and major equipment assembly.Key word fluidized catalytic cracking；catalyst ； reaction and regeneration本科生毕业论文III目 录摘 要 .IIAbstract .III1 前言 .11.1 催化裂化的目的及意义 .11.2
5、 催化裂化技术发展状况 .11.3 设计内容及步骤 .22 工艺叙述 .32.1 反应再生系统 .32.2 分馏系统 .32.3 吸收稳定系统 .32.4 能量回收系统 .43 设计原始数据 .53.1 处理量 .53.2 开工时 .53.3 原始数据及反应-再生系统操作条件 .54 反应再生系统工艺计算 .74.1 再生系统 .74.1.1 燃烧计算 .74.1.2 热量平衡 .84.1.3 催化剂循环量 .94.1.4 再生器的尺寸设计 .104.1.5 空床流速 .114.2 提升管反应器 .124.2.1 物料衡算 .124.2.2 热量衡算 .144.2.3 提升管工艺计算 .164
6、.3 旋风分离器的工艺计算 .194.3.1 筒体直径 .19本科生毕业论文IV4.3.2 一级入口截面积 .204.3.3 二级入口截面积 .204.3.4 核算旋风分离器组数 .204.3.5 一级料腿负荷及管径 .205 计算结果汇总 .22结束语 .23参考文献 .24致 谢 .25本科生毕业论文11 前言1.1 催化裂化的目的及意义21 世纪争夺的是能源，而石油及其加工的产品是重中之重。原油经过常减压蒸馏可以获得到汽油、煤油及柴油等轻质油品，但收率很低，只有 10%40%。而且某些轻质油品的质量也不高，例如直馏汽油的马达法辛烷值一般只有 4060。随着工业的发展，内燃机不断改进，对轻
7、质油品的数量和质量提出了更高的要求。这种供需矛盾促使炼油工业向原油二次加工方向发展，进一步提高原油的加工深度，从而获得更多的轻质油品并提高其质量。而催化裂化正是炼油工业中最重要的一种二次加工过程，在炼油工业中占有重要的地位。在我国，由于多数原油偏重，而 H/C 相对较高且金属含量相对较低，催化裂化过程，尤其是重油催化过程的地位显得更为重要。以我国目前的需要情况为例，对轻质燃料油，重质燃料油和润滑油三者需要的比例是20：6：1，轻质油的需求量最大。另一方面，由于内燃机的发展对汽油的质量提出更高的要求，而直馏汽油一般难以满足这些要求。为了满足日益严竣的市场需求，催化裂化工艺技术在进一步发展和改进。
8、从催化裂化技术角度来说，基本的是反应再生型式和催化剂性能两个方面的发展。本设计就是对催化裂化的反应-再生系统进行工艺计算与分析。1.2 催化裂化技术发展状况时间追溯到 1936 年，世界上第一套固定床催化裂化工业化装置问世，催化裂化工艺发展的序幕从此拉开。80 年代以来，催化裂化技术的进展主要体现在两个方面：开发成功掺炼渣油（常压渣油或减压渣油）的渣油催化裂化技术（称为渣油 FCC，简写为 RFCC）以及催化裂化家族技术，包括多产低碳烯烃的 DCC 技术，多产异构烯烃的 MIO 技术和最大量生产汽油、液化气的 MGG 技术。目前国外新开发的重油催化裂化技术有：渣油加氢处理(VRDS)一催化裂化
9、(FCC)组合工艺” 、毫秒催化裂化工艺（MSCC）双台组合循环裂化床工艺、剂油短接触工艺（SCT） 、双提升管工艺、两段渣油改质技术等等。在我国，经过几代人的不懈努力，FCC 技术已经取得了很大进步，为世界各国惊奇，催化裂化掺炼渣油量不断上升，现已居世界的领先地位。自 1965 年我国第一套流化催化裂化装置在抚顺石油二厂建成投产以来，经过 40 多年的发展，催化裂化及相关的工艺技术、催化剂制造、设备制造、生产管理等各个方面均取得了长足的进步。目前，我们已建成投产的催化裂化装置共有 150 多套，总加工能力超过 1 亿吨/年。国产催化剂在渣油裂化和抗金属污染等方面均已达到甚至超过国外的水平。在
10、减少焦炭、取出多余热量、催化剂再生、能量回收等方面的技术也有了较大发展。总而言之，从近十几年的发展情况来看，催化裂化技术将会围绕以下几个主要方面继续发展：加工重质原料；劣质原料预处理；降低能耗；减少污染预处理；适应多种生产需求的催化剂和工艺开发；过程模拟和系统集成化。本科生毕业论文21.3 设计内容及步骤1.设计专题的经济、技术背景分析； 2.工艺流程的选择；3.再生器、提升管反应器物料、能量衡算； 4.主要设备工艺尺寸计算；5.装置工艺流程、再生器、反应器提升管工艺流程图的绘制。 本科生毕业论文32 工艺叙述工艺流程说明高低并列式提升管催化裂化装置工艺流程如图 2-1提升管反应器 沉降器再生
11、器 图 2-1催 化 裂 化 装 置 工 艺 流 程 图回 炼 油 浆催 化剂 罐 主 风 机 加 热 炉水 蒸 汽 新 原 料 油油 浆重 柴 油轻 柴 油粗 汽 油富 气气提塔塔馏分回炼油罐水 蒸 气2.1 反应再生系统原料油经过加热汽化后进入提升管反应器进行裂化，油气在提升管内的提留时间很短，一般就几秒钟。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
12、。2.2 分馏系统 由反应器来的反应产物（油气）从底部进入分馏塔，经塔底部的脱过热段后在分馏段分割成几个中间产品：塔顶为富气和汽油，侧线有轻柴油、重柴油和回炼油，塔底产品为油浆。轻、重柴油分别经汽提后，再经换热，冷却后出装置。本科生毕业论文42.3 吸收稳定系统该系统主要由吸收塔，再吸收塔，解吸塔及稳定塔组成。利用吸收和精馏的方法将从分馏塔顶油气分离器出来的富气和粗汽油分离成干气（C 2） ，液化气（C 3 、 C4）和蒸汽压合格的稳定汽油。2.4 能量回收系统大型的催化裂化装置设有，可以利用烟气的热能和压力能做功，驱动主风机以节约电能，甚至可以对外输出剩余电力。本科生毕业论文53 设计原始数
13、据3.1 处理量参照镇海炼化的减压馏分油为原料，按任务书 100 万吨/年设计。3.2 开工时 每年开工时间为：300 天=7200 小时则处理量为：100 10 3 104 7200= 138889 kg/h3.3 原始数据及反应-再生系统操作条件原料油及产品性质分别见表 3-1、表 3-2产品的收率及性质见表 3-3 再生器操作及反应条件见表 3-4、提升管反应器操作条件表 3-5 表 3-1 原料油及产品性质物料，性质 稳定汽油 轻柴油 回炼油 回炼油浆 原料油密度 0.7423 0.8707 0.8800 0.9985 0.8995初馏点 54 199 288 22410% 78 221 347 380 37730% 106 257 360 425 43850% 123 268 399 450 51070% 137 300 431 470 55090% 163 324 440 490 700恩氏蒸馏终馏点 183 339 465平均相对分子量表 3-2 原料油的主要性质项目 数据 项目 数据密度 0.8995 族组成分析/W%馏程 饱和烃 62.27初馏点 224 芳烃 2510% 377 胶质 11.8830% 438 沥青质 0.85350馏出率/v% 7.5 重金属含量/gg -1
