50万吨年重油催化裂化分馏装置工艺设计(附件)
催化裂化工艺在石油炼制工业中有着举足轻重的作用。本设计课题根据任务书要求，对所规定的年产量进行50万吨/年重油催化裂化分馏装置的工艺设计。苏北常压渣油和苏北直馏汽油为本设计的重质混合原料油，加工后得到的产品为液化石油气、汽油、轻柴油、干气、焦炭。在综述国内外催化裂化工艺研究现状的基础上，对50万吨/年重油催化裂化分馏工段进行了工艺设计，其内容包括：分馏工段技术方案确定和工艺流程设计，分馏工段物料衡算和能量衡算，分馏工段主要设备设计和选型，装置设备的平面布置和立面布置。同时对装置的能耗进行了计算，设计了装置定员编制，以及评估了静态的经济效益和环保效益。关键词 工艺设计，催化裂化，分馏塔，换热器目 录
第一章 概述 1
1.1 催化裂化工业的意义与作用 1
1.2 催化裂化技术国内外发展现状 1
1.3 苏北常压渣油的特点及催化裂化所需解决的问题 2
1.4 设计依据 2
1.5 设计原则 2
1.6 设计任务 3
第二章 工艺流程设计 4
2.1 反应再生部分 4
2.2 分馏部分 5
2.3 吸收稳定部分 6
第三章 原料及产品的主要技术规格 7
3.1 原料油性质 7
3.2 产品性质 8
第四章 物料衡算与能量衡算 10
4.1 催化裂化物料衡算 10
4.2 分馏系统物料衡算 12
4.3 分馏系统能量衡算 14
第五章 主要设备工艺计算 16
5.1 分馏塔的工艺设计 16
5.2 换热器的设计 22
5.3 分离器的设计 26
5.4 工艺设备一览表 28
5.5 工艺计算汇总 29
第六章 车间布置设计 31
6.1 车间布置设计原则 31
6.2 本装置平面布置设计特点 32
6.3 设计地址的选择 32
6.4 装置平面布置设计图 32
第七章 装置消耗指标 33
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
器的设计 26
5.4 工艺设备一览表 28
5.5 工艺计算汇总 29
第六章 车间布置设计 31
6.1 车间布置设计原则 31
6.2 本装置平面布置设计特点 32
6.3 设计地址的选择 32
6.4 装置平面布置设计图 32
第七章 装置消耗指标 33
7.1 水用量 33
7.2 电用量 34
7.3 蒸汽用量 34
第八章 能耗计算与分析 35
8.1 基础能耗计算 35
8.2 能耗分析以及节能措施 39
第九章 生产控制分析 41
第十章 装置定员编制 42
第十一章 经济核算 43
第十二章 环境保护及安全措施 46
12.1 本装置污染源及采取的治理措施 46
12.2 安全措施 47
结 论 49
致 谢 50
参 考 文 献 51
附图 52
附图一 50万吨/年重油催化裂化分馏工段带有控制点的工艺流程图 52
附图二 50万吨/年重油催化裂化装置立面图 52
附图三 50万吨/年重油催化裂化装置平面布置图 52
第一章 概述
1.1 催化裂化工业的意义与作用
石油工业是国名经济中最重要的支柱产业之一，是提供能源，尤其是提供交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计，全世界总能源需求的40%依赖于石油产品[1]。然而作为一种不可再生资源，石油的产率在不断的下降，而社会生产，人民生活需却需要大量的汽油，柴油等轻质油品，但是石油不能直接作为产品使用，必须经过各种加工过程，炼制成多种符合使用要求的各种石油产品，而缘由经过第一步加工只能得到少部分轻质油，大部分仍为渣油，因此需要对重质油进一步加工，催化裂化是对重质油加工的主要手段。
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。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。同时由于石油价格上涨和石油资源逐渐枯竭，许多国家都在努力寻找替代石油的新能源。寻找新能源的工作近年来虽然取得很大的进展，但是至少在几十年内，由石油生产的轻质液体燃料是不可能被替代的，而且对它的需求量还不断增大。所有这一切都促使了石油的催化裂化工业的产生和发展。
1.2 催化裂化技术国内外发展现状
催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质油品的生产中占有重要的地位。在一些原油加工深度较大的国家，例如德国和美国，催化裂化的处理能力达原油加工能力的30%以上。在我国，由于多数原油偏重，氢炭比（H/C）相对较高而金属含量相对较低，因此催化裂化过程，尤其是重油催化裂化过程的地位就显得更为重要。
在我国国内最早的工业催化裂化装置出现于1936年。几十年来，无论是规模还是技术均有了巨大发展。现在它已经成为原油二次加工中最重要的一个加工过程。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。
传统的催化裂化原料是重质馏分油，主要是直馏减压馏分油，也包括焦化重馏分油。由于对轻质油品的需求不断增长及技术进步，近20年来，更重的油料也作为催化裂化的原料。
最早在工业上采用的反应器型式是固定床式反应器。但自1942年世界第一套流化催化裂化装置投产以来，该项技术得到了长足进步，先后由床层裂化发展到提升管裂化。流化催化裂化现已成为石油炼制工业中重要的二次加工方法之—，其经济效益也备受关注。
随科学技术的不断发展，催化裂化也不段日趋完善。催化裂化技术、催化剂、工艺设备、技术更新，安全可靠性及经济环境效益等各方面都将走在石油炼制技术的前列。
1.3 苏北常压渣油的特点及催化裂化所需解决的问题
1.3.1 苏北常压渣油的性质主要表现在以下几个方面
1、硫和氮等杂原子含量较高
2、镍、钒、铁等金属含量较高
3、胶质、沥青杂质的含量较高，残炭值也较高；
4、高沸点组分较多，汽化性能较差。
1.3.2 渣油催化裂化所需要解决的问题
1、减少焦炭产率和氢气的产率，提高柴油和汽油的产率[2]
2、保持催化剂的活性，减少重金属对催化剂的污染
3、保持催化剂的活性和选择性
4、保证装置的热平衡，维持装置的正常运转。
1.4 设计依据
1、指导老师交付的
第一章 概述 1
1.1 催化裂化工业的意义与作用 1
1.2 催化裂化技术国内外发展现状 1
1.3 苏北常压渣油的特点及催化裂化所需解决的问题 2
1.4 设计依据 2
1.5 设计原则 2
1.6 设计任务 3
第二章 工艺流程设计 4
2.1 反应再生部分 4
2.2 分馏部分 5
2.3 吸收稳定部分 6
第三章 原料及产品的主要技术规格 7
3.1 原料油性质 7
3.2 产品性质 8
第四章 物料衡算与能量衡算 10
4.1 催化裂化物料衡算 10
4.2 分馏系统物料衡算 12
4.3 分馏系统能量衡算 14
第五章 主要设备工艺计算 16
5.1 分馏塔的工艺设计 16
5.2 换热器的设计 22
5.3 分离器的设计 26
5.4 工艺设备一览表 28
5.5 工艺计算汇总 29
第六章 车间布置设计 31
6.1 车间布置设计原则 31
6.2 本装置平面布置设计特点 32
6.3 设计地址的选择 32
6.4 装置平面布置设计图 32
第七章 装置消耗指标 33
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
器的设计 26
5.4 工艺设备一览表 28
5.5 工艺计算汇总 29
第六章 车间布置设计 31
6.1 车间布置设计原则 31
6.2 本装置平面布置设计特点 32
6.3 设计地址的选择 32
6.4 装置平面布置设计图 32
第七章 装置消耗指标 33
7.1 水用量 33
7.2 电用量 34
7.3 蒸汽用量 34
第八章 能耗计算与分析 35
8.1 基础能耗计算 35
8.2 能耗分析以及节能措施 39
第九章 生产控制分析 41
第十章 装置定员编制 42
第十一章 经济核算 43
第十二章 环境保护及安全措施 46
12.1 本装置污染源及采取的治理措施 46
12.2 安全措施 47
结 论 49
致 谢 50
参 考 文 献 51
附图 52
附图一 50万吨/年重油催化裂化分馏工段带有控制点的工艺流程图 52
附图二 50万吨/年重油催化裂化装置立面图 52
附图三 50万吨/年重油催化裂化装置平面布置图 52
第一章 概述
1.1 催化裂化工业的意义与作用
石油工业是国名经济中最重要的支柱产业之一，是提供能源，尤其是提供交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计，全世界总能源需求的40%依赖于石油产品[1]。然而作为一种不可再生资源，石油的产率在不断的下降，而社会生产，人民生活需却需要大量的汽油，柴油等轻质油品，但是石油不能直接作为产品使用，必须经过各种加工过程，炼制成多种符合使用要求的各种石油产品，而缘由经过第一步加工只能得到少部分轻质油，大部分仍为渣油，因此需要对重质油进一步加工，催化裂化是对重质油加工的主要手段。
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。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。同时由于石油价格上涨和石油资源逐渐枯竭，许多国家都在努力寻找替代石油的新能源。寻找新能源的工作近年来虽然取得很大的进展，但是至少在几十年内，由石油生产的轻质液体燃料是不可能被替代的，而且对它的需求量还不断增大。所有这一切都促使了石油的催化裂化工业的产生和发展。
1.2 催化裂化技术国内外发展现状
催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质油品的生产中占有重要的地位。在一些原油加工深度较大的国家，例如德国和美国，催化裂化的处理能力达原油加工能力的30%以上。在我国，由于多数原油偏重，氢炭比（H/C）相对较高而金属含量相对较低，因此催化裂化过程，尤其是重油催化裂化过程的地位就显得更为重要。
在我国国内最早的工业催化裂化装置出现于1936年。几十年来，无论是规模还是技术均有了巨大发展。现在它已经成为原油二次加工中最重要的一个加工过程。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。
传统的催化裂化原料是重质馏分油，主要是直馏减压馏分油，也包括焦化重馏分油。由于对轻质油品的需求不断增长及技术进步，近20年来，更重的油料也作为催化裂化的原料。
最早在工业上采用的反应器型式是固定床式反应器。但自1942年世界第一套流化催化裂化装置投产以来，该项技术得到了长足进步，先后由床层裂化发展到提升管裂化。流化催化裂化现已成为石油炼制工业中重要的二次加工方法之—，其经济效益也备受关注。
随科学技术的不断发展，催化裂化也不段日趋完善。催化裂化技术、催化剂、工艺设备、技术更新，安全可靠性及经济环境效益等各方面都将走在石油炼制技术的前列。
1.3 苏北常压渣油的特点及催化裂化所需解决的问题
1.3.1 苏北常压渣油的性质主要表现在以下几个方面
1、硫和氮等杂原子含量较高
2、镍、钒、铁等金属含量较高
3、胶质、沥青杂质的含量较高，残炭值也较高；
4、高沸点组分较多，汽化性能较差。
1.3.2 渣油催化裂化所需要解决的问题
1、减少焦炭产率和氢气的产率，提高柴油和汽油的产率[2]
2、保持催化剂的活性，减少重金属对催化剂的污染
3、保持催化剂的活性和选择性
4、保证装置的热平衡，维持装置的正常运转。
1.4 设计依据
1、指导老师交付的
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