150万吨年渣油催化裂化反应再生系统工艺设计毕业设计Word文件下载.docx
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再生部分:
再生器的作用是烧焦,烧掉催化剂上的积炭,使催化剂上的活性得以恢复。
本设计采用带有预混合管的高效烧焦罐式再生器,可使催化剂含碳量降到0.1%以下,充分发挥了催化剂的选择性,延长了催化剂的寿命。
关键词:
催化裂化,提升管,再生器,催化剂
TECHNOLOGCIALDESIGNFORREACTIONANDREGENERATIONSYSTEMOF150wt/aRFCC
Abstract
Reactionandregenerationsystemtechnologyofa270wt/aRFCCprocessingDAQINGatmosphericresiduefeedstockhasbeendesignedandcalculatedinthislayout.
Thecatalyticcrackingunitismadeupfromreactionandregenerationsystemfractionationsystem,absorptionandstabilizationsystemandenergyrecoversystem.Thislayoutisderectedagainstreactionandregenerationsystemtocompute.AhighefficientandcompletecokeburningregeneratorhavinghighburningcapacitywasadoptedbecausemuchcokewasproducedduringRFCCprocess.
Inthedesign,Referringtothedatesoffeedandthesametypereactors,Idesignahigh-lowparallelFCCreactor-regeneratorsystem-riserreactorandcokecontainerhightemperaturecompletereactor-regeneratorsystem.Thepartofreaction:
thereactordevelopssufficientroomforfeedoilandcatalyticcontactingcompletely.Thiskindofdesignistoreducecokepromoterecallratiooflightoil.Thepartofregeneratorsystem:
theregeneratorcanburnupremainingcarbonaboutcatalytictorecoveractivityofCAT.Generalspeaking,mydesigncanreducetheratioofcarboninCATto0.1%,soitmakesfulluseofchoiceofCAT,extendsthelifeofthecatalyst.
Keywords:
catalyticcracking,riser,regenerator,catalyst
130万吨/年渣油催化裂化反再系统工艺设计
1文献综述
1.1催化裂化工艺产生的背景及意义
一般原油经常减压蒸馏后可得到10~40%的汽油,煤油及柴油等轻质油品,其余的是重质馏分和残渣油。
如果不经过二次加工它们只能作为润滑油原料或重质燃料油。
但是国民经济和国防上需要的轻质油量是很大的,由于内燃机的发展对汽油的质量提出更高的要求.而馏汽油(辛烷值较低40)则一般难以满足这些要求。
原油经简单加工所能提供的轻质油品的数量和质量同生产发展所需要的轻质油品的数量和质量之间的矛盾促使了二次加工过程的产生和发展。
催化裂化是重质油轻质的主要手段。
在目前我们国家的汽油中,80%来自于催化裂化。
可见催化裂化在我国石化工业中占有极其重要的地位。
我国FCC加工能力占原油加工能力的26%.约有70%的汽油来自FCC装置。
最近几年,我国在渣油裂化、催化剂再生、工程设计、研究和开发等方面发展很快。
渣油FCC成为渣油转化有效而经济的方法[1]。
1.1.1国外催化裂化
催化裂化的研究开始于19世纪90年代,随着固体酸性催化剂的问世,于1936年在美国诞生了世界上第一套固定床催化裂化工业装置。
固定床催化裂化存在设备结构复杂、操作繁琐,控制困难的缺点。
为了克服固定床的缺点,需要两项革新,即催化剂在反应和再生操作之间循环和减小催化剂粒径。
第一项革新结果出现了移动床,两项革新的结合得到了流化床。
最初移动床催化裂化定名为ThermoforCatalyticCarcking(TCC),1943年,Maguolia石油公司投产了一套0.5Mt/a的TCC装置。
1944年开发成功的小球合成硅酸铝催化剂是催化裂化过程的重大改进。
HPC公司开发的第一套Houdriflow移动床催化裂化工业化装置于1950年在美国投产。
第一套流化催化裂化装置于1942年在美国建成投产,而1946年硅铝微球催化剂的问世,更促进了催化裂化技术的发展。
至20世纪50年代前后采用密相床反应的流化催化裂化技术趋向成熟。
60年代中期,随着分子筛催化剂的推出,全提升管流化催化裂化工艺的地位得到了确立并延续发展至今。
[2]
1.1.2国内催化裂化
自我国第一套流化催化裂化(FCC)装置1965年5月在抚顺投产以来,我国催化裂化技术,特别是重油催化裂化技术取得了重大进展显著成绩,催化裂化已成为我国重油加工最基的手段和各炼油企业经济效益最重要的支柱.催化裂化技术在我国炼油工业中占有的地位,首先是和我国原油性质密切相关的.与中东地区古硫原油相比,我国绝大多数原油均属重质原油,大于350℃的重油产率一般占原油的70%~75%,因此,必须有足够的二次加工能力,才能有效利用原油,最大限度获得轻质油品.另一方面,我国绝大多数原油都属于氢含量较高的低硫低金属的石蜡基原油,最适合于采用重油催化裂化进行加工.针对我国原油的特点,采用催化裂化的加工方法,投资少,效益高,并能为化工综合利用提供多种原料.这正是催化裂化在我国炼油技术中占有极其重要的位置并在30年来取得迅速发展的根本原因[3]。
1.2催化裂化技术的现状及发展
1.2.1国外催化裂化技术的现状及发展
渣油催化裂化(RFCC)工艺
主要有UOP公司的MSCC技术(毫秒催化裂化技术),在Mscc过程中,催化剂向下流动形成催化剂帘,原料油水平注入与催化剂垂直接触,实现毫秒催化反应。
反应产物和待生催化剂水平移动,依靠重力作用实现油气与催化剂的快速分离。
这种毫秒反应以及快速分离,减少了非理想的二次反应,提高了目的产物的选择性,汽油和烯烃产率增加、焦炭产率减少,能更好地加工重质原料,且投资费用较低同。
多产烯烃的FCC工艺技术
该技术的主要特点:
(1)设立第二提升管进行汽油二次裂化;
(2)使用高ZSM-5含量的助剂;
(3)采用密闭式旋风分离器。
中试结果表明,以Minas蜡油为原料可以得到18.37%的丙烯产率。
LCO改质——MAK工艺
MAK轻循环油改质工艺是由Mobil、AKZO和Kellogg3家公司聪合开发的中压单段加氢裂化工艺,生产高辛烷值汽油和高质量柴油。
经MAK工艺改质后可明显提高其质量。
生成柴油馏份的十六烷值达到34—40。
轻烃预提升技术
U0P公司和Ashland石油公司的干气预提升技术是目前应用效果较好的轻烃预提升技术。
UOP公司的预提升技术是在提升管底部用稀释剂(干气或蒸汽或者是二者并用)对再生催化剂进行预加速、使催化剂的密度降低,这样从进料喷嘴喷出的油滴就能穿透催化剂覆盖整个提升管截面,达到良好的剂油混合效果,使油滴得到良好的汽化,从而获得较好的产品分布。
对于加工渣油的装置来说用轻烃代替蒸汽作为预提升介质除了具有上述作用外还能钝化催化剂上的重金属,从而起到了改善反应选择性的作用。
目前国内已有洛阳石化总厂、天津石化公司炼油厂、济南炼油厂和锦西炼化总厂等厂家的催化裂化装置应用了轻烃预提升技术。
提升管反应苛刻度控制技术
为了确保提升管进料全部汽化、减少不希望的热裂化和过度裂化反应的发生,法国石油研究院(IFP)在其设计的R装置中应用了混合温度控制(~frC)技术。
采用混合温度控制技术可以改进原料油的汽化,并相应减少焦炭的产率。
混合温度控制技术将提升管分成了两个反应区,其中上游区混合温度高、剂油比大、剂油接触时问短;
下游区在常规催化裂化反应条件下进行。
Kellogg公司设计的提升管急冷技术是在进料喷嘴以后通过专有的急冷油喷嘴打入部分急冷油来控制提升管剂油混合区的温度。
工业装置应用表明在保持相同的提升管出口温度时,采用急冷油技术后提升管精油混合段的温度提高了27.8--41.7℃。
催化剂循环增强技术CCET
Shell石油公司开发了自己的CCET技术。
该技术的核心是显著提高立管的稳定性,在立管入口附近优化催化剂条件以增加蓄压,使滑阀维持高压差来提高催化剂循环量这样就能提高装置处理量,而不必对催化剂输送管线和滑阀进行昂贵的改动。
采用CCET技术后,滑阀压差增大,催化剂循环量提高了50%。
1.2.2我国催化裂化技术的现状及发展
渣油催化裂化(RFCC)工艺技术
VRFCC是中国石化集团公司石油化工科学研究院、北京设计院和北京燕山石化公司合作开发的一项加工大庆减压渣浊的催化裂化新工艺。
多产柴油和液化气的MGD技术
MGD技术是中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(RIPP)开发的以重质油为原料.
多产柴油的催化裂化MDP技术
RIPP在传统增产柴油工艺技术的基础上开发了催化裂化增产柴油的新工艺MDP。
多产烯烃和高辛烷值汽油的DCC工艺技术
近年来,DCC技术还在不断发展和完善,这些新进展主要有两个方面:
一个是开发系列催化剂产品;
另一个是改进工艺以进一步提高轻烯烃、特别是丙烯的产率。
在催化剂开发方面尽量使品种多样化以满足不同用户的需要,而新开发的渣油催化裂解催化剂已经在全常压渣油催化裂解装置上使用。
在工艺改进方面也已经取得很好的实验室结果,以大庆蜡油掺渣油为原料可以得到28%的丙烯产率,同现有Dcc技术相比丙烯产率可以提高6个单位以上。
。
多产异构烷烃的MIP技术
我国催化裂化汽油中烯烃含量高达40%--65%,远远高于我国车用汽油烯烃不大于35%的指标。
由中石化石科院和中石化上海高桥分公司、洛阳石化工程公司联合攻关的多产异构烷烃的催化裂化技术(MIP),具有我国自主知识产权,是既可促进重油转化、又可改善催化汽油质量以满足燃料清洁化需求的技术。
MIP技术先期于2002年在高桥分公司炼油厂140万t/aFCC装置上成功应用。
运用该技术后,汽油烯烃含量(荧光法)一直持续低于30以下
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