60万吨年石油重催装置反应再生系统工艺设计
催化裂化技术是伴随着人们对汽油数量和质量的不断需求而逐步创新和发展的。目前，流化催化裂化已是炼油工业中重要的二次加工工艺之一，它能使重质原料转化为轻质目的产品和高辛烷值汽油，经济效益之高为世人公认。本次设计的课题主要进行的是石油重催装置反应再生系统工艺设计，拟采用苏北常压渣油和苏北直馏汽油。按全年7200小时进行设计，生产能力达到加工重质混合原料油60万吨/年，预计产品主要为液化石油气、汽油、轻柴油、干气及焦炭。反应系统由反应器和再生器组成，其主要任务是完成原料油的转化。原料油通过反应器与催化剂接触并反应，不断输出反应产物，催化剂则在反应器和再生器之间不断循环，在再生器中通入空气烧去催化剂上的积炭，恢复催化剂的活性，使催化剂能够循环使用。关键词 流化催化裂化，反应再生，催化剂，工艺设计
目 录
1 引言 1
1.1 催化裂化工艺简介 1
1.2 催化裂化的发展趋势及现状 4
2 催化裂化装置的工艺流程 5
2.1 反应再生系统的工艺流程 5
2.2 分馏系统的工艺流程 7
2.3 吸收稳定系统的工艺流程 8
3 计算部分 9
3.1 物料衡算 9
3.2 能量衡算 12
3.3 再生工段热量衡算 13
4 主要设备选型及工艺计算汇总 15
4.1 旋风分离器设计 15
4.2 重油提升管的设计 21
4.3 再生器尺寸设计 22
5 原材料、动力消耗定额及消耗量 24
5.1 能耗计算 24
5.2 氮气的消耗量 25
5.3 燃料的消耗量 25
6 厂址选择 26
6.1 选址主要考虑因素 26
6.2 选址方法和步骤 27
6.3 选址建议 27
7 环境保护 28
7.1 大气污染的防治 28
7.2 水污染的防治 30
8 装置内部的技术经济 32
8.1 工艺条件的技术经济 32
8.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
节能的技术经济 33
8.3 环境保护的技术经济 33
9 常见事故处理方法 34
9.1 反应事故处理的一般原则 34
9.2 反应进料严重带水现象 35
9.3 碳堆积现象 35
9.4 外取热器汽包干锅现象 35
9.5 装置停电现象 36
9.6 装置停汽现象 36
结 论 38
致 谢 39
参考文献 40
附表1 反应工段主要设备一览表 41
附表2 反应工段流程图图例 42
附图1 反应工段带控制点的工艺流程图
附图2 催化裂化装置设备平面布置图
附图3 反应工段带控制点的工艺流程图
1 引言
石油工业自诞生以来就和我们的生产、生活紧密的联系在一起。根据调查显示，在世界的能源需求中，石油工业就占据高达百分之四十的比例。而在我们国家里，可开采利用的石油资源仍然不多，甚至如今经济的快速发展，令轻质石油都开始逐渐稀缺起来。欲使这些现状得到缓解，需要使有限的石油资源得到更为有效的利用，以及增强石油加工的效益。所以，我们要让原油得到更深程度的加工、采用渣油的轻质化处理，催化裂化工艺更进一步发展是为了达到这目的的重要途径，且催化裂化工艺在原油加工方面对我们现今社会的技术发展有着难以估量的影响力。
1.1 催化裂化工艺简介
催化裂化工艺从最初的投入生产发展到现如今技术的不断翻新进步，研究人员经过了不懈的努力，从该技术的反应再生工艺，再到工艺对应的反应器和再生器，以及这些反应器的原理，从操作方式到分工操作，每一个步骤都经过了精雕细琢。
工艺初始，将原料从装置顶部投入，把催化剂在同一时间内添加至反应器，使催化反应得以顺利进行。在反应器的底部，反应进行之时，催化剂的外层会被焦炭粘连覆盖，催化剂会通过反应器的中部还有下方的石油天然气出口进行回收。然后，物料会在气升管之中逐渐往下位移，然后进行再生反应，该反应是在再生器之中加入空气燃烧再生。催化剂在另一个气升管中处理并恢复再重新投入反应器内进行催化，由此，该工艺之中催化剂实际上是在反应器以及回热器之中不断的往复循环使用。
实际上，流化催化裂化和移动床两个工艺之间共通点极多，但其催化剂的使用方式却大相庭径，这也是两种工艺最大的区别和产生差距的原因。在流化催化裂化工艺之中，我们一般会选用球形形状的催化剂，且控制直径为20～100微米左右，。反应进行时，装置内温度呈现均衡配部，且催化剂的用量很多，在装置之中往复使用，该模式也造成催化剂在移动时本身拥有着很大的热能。所以，欲使流化催化裂化工艺的技术得到更好的发展，装置的构造更为简单，就需要针对装置对热量的要求这一问题进行不断的探索专研。
流化催化裂化这一工艺在与固定床工业之中，其连续生产和还原设备等技术，拥有着其他工艺难以相较的优势，奠定了其于催化裂化反应这一体系之中的地位。分子筛催化剂的诞生，与其具有高活性的特质更是令流化床反应器在1960年后逐步向立管反应器的方向变化。
现如今，大多的石油工业公司的第一选择都是提升管催化裂化工艺。中国也同样如此，向国外的先进学习，不断的吸取经验，引进前沿技术，也因此受益颇深。
1.1.1 催化裂化装置的组成
催化裂化装置一般包括：反应再生部分、产品分馏及原料预热部分、吸收稳定部分[1]。
一、反应再生部分
反应再生部分是整个催化裂化装置的重点部分，在此，我们需要着重了解注意的是反应过程和再生过程都是不间断而持续进行的。 然而，由于馏分油和渣油作为原料油时的不同情况，会导致反应再生部分产生不同的差别。在此我列出以下要点：
提升管下端的预提升段
在催化裂化技术发展的早期，馏分油催化裂化的提升管反应器是在最底部进料的，因为早期技术能力有限，因此在进料处不能够使得催化剂分布均匀，进而导致了原料和催化剂混合不均匀，这是早起技术的一大缺陷。然而重油催化裂化装置与馏分催化裂化装置不同的地方是其将提升管进料的位置在原来的基础上提高了5至6米的距离，并在原先底部的位置安置了预提升段。这样的一个技术改进，使得催化剂在预提升段前加速反应达到催化剂分布均匀的目的，进而能够使原先原料与催化剂混合不均匀的缺陷弥补，这样的反应环境提高了装置操作的性能更是促进了技术的发展。
目 录
1 引言 1
1.1 催化裂化工艺简介 1
1.2 催化裂化的发展趋势及现状 4
2 催化裂化装置的工艺流程 5
2.1 反应再生系统的工艺流程 5
2.2 分馏系统的工艺流程 7
2.3 吸收稳定系统的工艺流程 8
3 计算部分 9
3.1 物料衡算 9
3.2 能量衡算 12
3.3 再生工段热量衡算 13
4 主要设备选型及工艺计算汇总 15
4.1 旋风分离器设计 15
4.2 重油提升管的设计 21
4.3 再生器尺寸设计 22
5 原材料、动力消耗定额及消耗量 24
5.1 能耗计算 24
5.2 氮气的消耗量 25
5.3 燃料的消耗量 25
6 厂址选择 26
6.1 选址主要考虑因素 26
6.2 选址方法和步骤 27
6.3 选址建议 27
7 环境保护 28
7.1 大气污染的防治 28
7.2 水污染的防治 30
8 装置内部的技术经济 32
8.1 工艺条件的技术经济 32
8.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
节能的技术经济 33
8.3 环境保护的技术经济 33
9 常见事故处理方法 34
9.1 反应事故处理的一般原则 34
9.2 反应进料严重带水现象 35
9.3 碳堆积现象 35
9.4 外取热器汽包干锅现象 35
9.5 装置停电现象 36
9.6 装置停汽现象 36
结 论 38
致 谢 39
参考文献 40
附表1 反应工段主要设备一览表 41
附表2 反应工段流程图图例 42
附图1 反应工段带控制点的工艺流程图
附图2 催化裂化装置设备平面布置图
附图3 反应工段带控制点的工艺流程图
1 引言
石油工业自诞生以来就和我们的生产、生活紧密的联系在一起。根据调查显示，在世界的能源需求中，石油工业就占据高达百分之四十的比例。而在我们国家里，可开采利用的石油资源仍然不多，甚至如今经济的快速发展，令轻质石油都开始逐渐稀缺起来。欲使这些现状得到缓解，需要使有限的石油资源得到更为有效的利用，以及增强石油加工的效益。所以，我们要让原油得到更深程度的加工、采用渣油的轻质化处理，催化裂化工艺更进一步发展是为了达到这目的的重要途径，且催化裂化工艺在原油加工方面对我们现今社会的技术发展有着难以估量的影响力。
1.1 催化裂化工艺简介
催化裂化工艺从最初的投入生产发展到现如今技术的不断翻新进步，研究人员经过了不懈的努力，从该技术的反应再生工艺，再到工艺对应的反应器和再生器，以及这些反应器的原理，从操作方式到分工操作，每一个步骤都经过了精雕细琢。
工艺初始，将原料从装置顶部投入，把催化剂在同一时间内添加至反应器，使催化反应得以顺利进行。在反应器的底部，反应进行之时，催化剂的外层会被焦炭粘连覆盖，催化剂会通过反应器的中部还有下方的石油天然气出口进行回收。然后，物料会在气升管之中逐渐往下位移，然后进行再生反应，该反应是在再生器之中加入空气燃烧再生。催化剂在另一个气升管中处理并恢复再重新投入反应器内进行催化，由此，该工艺之中催化剂实际上是在反应器以及回热器之中不断的往复循环使用。
实际上，流化催化裂化和移动床两个工艺之间共通点极多，但其催化剂的使用方式却大相庭径，这也是两种工艺最大的区别和产生差距的原因。在流化催化裂化工艺之中，我们一般会选用球形形状的催化剂，且控制直径为20～100微米左右，。反应进行时，装置内温度呈现均衡配部，且催化剂的用量很多，在装置之中往复使用，该模式也造成催化剂在移动时本身拥有着很大的热能。所以，欲使流化催化裂化工艺的技术得到更好的发展，装置的构造更为简单，就需要针对装置对热量的要求这一问题进行不断的探索专研。
流化催化裂化这一工艺在与固定床工业之中，其连续生产和还原设备等技术，拥有着其他工艺难以相较的优势，奠定了其于催化裂化反应这一体系之中的地位。分子筛催化剂的诞生，与其具有高活性的特质更是令流化床反应器在1960年后逐步向立管反应器的方向变化。
现如今，大多的石油工业公司的第一选择都是提升管催化裂化工艺。中国也同样如此，向国外的先进学习，不断的吸取经验，引进前沿技术，也因此受益颇深。
1.1.1 催化裂化装置的组成
催化裂化装置一般包括：反应再生部分、产品分馏及原料预热部分、吸收稳定部分[1]。
一、反应再生部分
反应再生部分是整个催化裂化装置的重点部分，在此，我们需要着重了解注意的是反应过程和再生过程都是不间断而持续进行的。 然而，由于馏分油和渣油作为原料油时的不同情况，会导致反应再生部分产生不同的差别。在此我列出以下要点：
提升管下端的预提升段
在催化裂化技术发展的早期，馏分油催化裂化的提升管反应器是在最底部进料的，因为早期技术能力有限，因此在进料处不能够使得催化剂分布均匀，进而导致了原料和催化剂混合不均匀，这是早起技术的一大缺陷。然而重油催化裂化装置与馏分催化裂化装置不同的地方是其将提升管进料的位置在原来的基础上提高了5至6米的距离，并在原先底部的位置安置了预提升段。这样的一个技术改进，使得催化剂在预提升段前加速反应达到催化剂分布均匀的目的，进而能够使原先原料与催化剂混合不均匀的缺陷弥补，这样的反应环境提高了装置操作的性能更是促进了技术的发展。
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