催化裂化讲义.docx
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催化裂化讲义
催化裂化讲义
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1.催化裂化基本知识
1.1基本催化裂化工艺
FCC(流化催化裂化)的各种工艺,基本上没有多大的区别,较大的区别在产品分布,从而对各部分的设计产生影响。
以重质油为原料多产丙烯的催化裂解技术(DCC)、多产液化气和汽油的催化裂化技术(MGG和ARGG)、多产异构烯烃的催化裂化技术(MIO)、多产丙烯和乙烯的催化热裂解技术(CPP),全大庆减压渣油催化裂化工艺(VRFCC),焦化蜡油吸附转化DNCC催化裂化技术。
MIP多产异构烷烃
DCC深度催化裂化
MGD最大量生产液化气和柴油工艺
FDFCC灵活双效催化裂化
MSR(MultiStageReaction)多段提升管
MSR-PL最大量丙稀、液化气
MSR-LG最大量液化气、汽油
MSR-DG最大量柴油、汽油
MSR-OLD最大量降低汽油稀烃
催化裂化装置主要任务是将常压重油(渣油、蜡油)等经过反应生成高辛烷值汽油、轻柴油、液化石油气、干气、油浆,并将生成的焦炭在再生器燃烧,产生蒸汽,另外还提供近100℃的低温热源。
1.2装置主要指标
1.加工能力
同类装置,相同条件下(装置类型、原料和催化剂性质、加工工艺、生产方案等)一般加工量越大,综合能耗越低。
从现在的情况来看,影响加工量的主要是原料性质,原料性质决定了生焦量,取热就成为瓶颈,如原料性质好,一般主风量(或其他大型机组的能力、动设备能力等)为装置加工瓶颈,然后就是设备的线速、压降等问题。
2.加工损失
催化装置加工损失一般为0.4~0.6%:
1)反应进料中的S、N含量
约20%(质量)S、35~40%N进入烟气
约10%(质量)S、少量N进入污水系统
约40%S进入干气、液化气(脱前)系统
少量S进入碱渣,其余S、N化合物进入产品
2)装置或设备停工检修
3)计量
油品计量的温度、压力问题,烟气计量的计算问题(影响烧焦)
3.产品合格率
4.装置综合能耗
装置的综合能耗与装置负荷率、原料性质、催化剂类型、工艺、能量的有效利用等相关:
以七月份能耗为例:
本月量
吨耗
能耗
系数
MJ/t
单价
元
加工量
t
43161.61
新鲜水
t
486
0.0113
0.18
0.003
0.085
1.3
0.015
循环水
t
651000
15.083
0.1
2.155
63.348
0.3
4.525
除氧水
t
42560
0.986
2.3
3.241
95.254
12
11.833
电
Kwh
3486205
80.771
0.404
32.631
959.117
0.45
36.347
烧焦
Kg
3987.99
0.0924
1000
132.030
3880.661
蒸汽
kg
-8416
-0.195
76
-21.176
-622.402
80
-15.599
148.88
4376.062
合计
37.12
从中可以看出,对装置能耗影响比较大的是电、蒸汽、烧焦。
5.化工辅料消耗
序号
名称
单耗(kg/t)
备注
1
催化剂
3.00
对原料
2
CO助燃剂
0.03
对原料
3
金属钝Ni剂
0.10
对原料
金属钝V剂
0.03
对原料
4
30%液碱
0.30
对汽油
5
液氨
0.07
对原料
6
F-01油浆阻垢剂
0.10
对原料
7
HA-18活化剂
0.08
对汽油
8
防胶剂
0.00
对汽油
9
磺化酞菁钴
每年更换一次(约100公斤)
10
柴油抗氧剂
0.07
视柴油色号添加
11
综合缓蚀剂
0.03
对分馏、稳定注水量
12
N-46透平油
30吨
年用量
13
46#机械油
3吨
年用量
14
HM32抗磨液压油
2吨
年用量
15
变压器油
1吨
年用量
1.3产品质量控制
名称
项目
质量标准
(国标)
质量标准
(企标)
粗汽油
馏程
KK,(℃)
≯205
≯205
精
制
汽
油
馏程
10%馏出温度(℃)
≯70
≯70
50%馏出温度(℃)
≯120
≯120
KK℃
≯205
≯205
残留量
≯1.5
≯1.5
腐蚀(铜片,80℃,20分钟)
合格
合格
水溶性酸或碱
无
无
酸度mgKOH/100ml
≯2.5
≯2.5
实际胶质mg/100ml
≯5
≯5
饱和蒸汽压KPa
9月1日-2月29日
≯80
≯88
3月1日-8月31日
≯67
≯74
轻
柴
油
馏程
95%馏出温度
≯365
实测
闪点(℃)
≮55
≮55
腐蚀(铜片,80℃,20分钟)
合格
合格
酸度mgKOH/100ml
≯5
≯4.0
水溶性酸碱
无
无
凝点
10#℃
≯10
0#℃
≯0
-10#℃
≯-10
液
化
气
密度(15℃)kg/m3
报告
蒸汽压(37.8℃)KPa
≯1380
≯1380
C5及C5以上组分含量%(V/v)
≯3.0
≯3.0
C2组分含量%(V/v)
≯2.0
铜片腐蚀级
≯1级
≯1级
总硫含量mg/m3
≯343
≯343
游离水
无
无
蒸发残留物ml/100ml
≯0.05
≯0.05
油渍观察
通过
通过
干气
C3以上组分含量(V/V)%
≯3.0
≯3.0
1.汽油
1)汽油干点通过调节分馏塔顶温度来控制,一般尽量用顶循,少用或不用冷回流。
2)汽油蒸汽压通过稳定塔的操作来控制,主要调节塔底温度。
3)汽油腐蚀、博士试验通过精制系统控制。
2.柴油
1)轻柴油凝点通过调节柴油抽出温度来控制。
2)轻柴油闪点通过调节柴油汽提塔汽提蒸汽流量来控制。
3.液化气、干气
1)液化气C2组分含量通过调节吸收解吸系统来控制,主要靠调节解吸塔底温度来控制
2)液化气C5以上组分含量一般通过调节稳定塔顶温度来控制。
3)干气C3以上组分含量一般通过调节吸收剂、再吸收剂的量来控制吸收塔、再吸收塔顶温度来控制。
1.4产品主要性能
1.汽油
1)通常车用汽油的抗爆性用辛烷值来表示。
辛烷值就是以纯正庚烷的辛烷值为0,纯异新烷(2,2,4-三甲基戊烷)的辛烷值为100而定出的一种测定汽油抗爆性能相对标准。
对车用汽油采用研究法(RON)和马达法(MON)辛烷值进行评价,分别反应汽车在低速和高速行驶条件下的抗爆性。
1.5各种基本计算
1.单位能耗换算为千克标煤
燃料油1000万千卡×41.868/29.3=千克标煤/吨
燃料气1000万千卡×41.868/29.3=千克标煤/吨
新鲜水0.18万千卡×41.868/29.3=千克标煤/吨
循环水0.1万千卡×41.868/29.3=千克标煤/吨
除氧水2.3万千卡×41.868/29.3=千克标煤/吨
蒸汽76万千卡×41.868/29.3=千克标煤/吨
电1KWh=0.404千克标煤
烧焦1000×t/t×41.868/29.3=千克标煤/吨
1千克标煤/吨=1×29.3/41.868×10×4.2
2.催化剂藏量计算
e=2.718282
3.烧焦计算
Q主风量(m3N/h)
N干烟气O2含量(V%)
R干烟气CO2/CO
1)干烟气:
脱去H2O的干气,所以O不平衡,O2+CO2+CO的值能表现出再生器烧的H量,越小烧H越多,一般在18-20为正常。
2)烧焦量与空气湿度有关,
2.催化装置基本情况
2.1基本工艺流程
以简单的图表示
2.2平面布置
2.3主要设备型号
1.反应再生部分
1)提升管反应器:
采用折叠式提升管,分为两段,下段为预提升段,上段为进料及反应段。
预提升段钢内径为φ1000mm,内衬150mm隔热耐磨衬里;反应段内径为φ1000mm,内衬100mm隔热耐磨衬里。
提升管反应器进料设一排6只SKH-4型高效雾化喷嘴,出口采用两组粗旋风分离器。
2)沉降器及汽提段
沉降器置于再生器之上,直径为φ6.4m,内衬100mm无龟甲网衬里,采用单级4组高效旋风分离器。
汽提段直径φ2400mm,设8层改进型环形挡板,整个汽提段插入再生器中,外衬100mm隔热耐磨衬里。
3)再生器
采用大小筒体结构,稀相直径为φ9200mm,密相直径为φ6600mm,采用125mm厚隔热耐磨衬里,主要构件包括7组两级高效旋风分离器、主风分布管、待生塞阀套筒及特殊设计的待生催化剂分配器、外取热器等。
4)外取热器
本装置设置一台全反混式外取热器,直径为φ2500mm,内衬100mm隔热耐磨衬里,汽水循环系统采用自然循环方式,正常取热量为17445kW,最大取热量可达到25000kW。
5)三级旋风分离器
采用一台立管式三级旋风分离器,三旋筒体直径φ4200mm,内设φ280mm分离单管34根
2.塔类
1)分馏塔
分馏塔直径φ4200mm,采用34层MSV双溢流条形浮阀塔板,由苏州格利奇生产。
2)轻柴油汽提塔
轻柴油汽提塔直径φ1400mm,采用6层MSV单溢流条形浮阀塔板,由苏州格利奇生产。
3)吸收塔
吸收塔直径φ2200mm,采用40层MSV双溢流条形浮阀塔板,由苏州格利奇生产。
4)解吸塔
解吸塔直径φ2800mm,采用40层MSV双溢流条形浮阀塔板,由苏州格利奇生产。
5)再吸收塔
再吸收塔直径φ1600mm,采用30层MSV单溢流条形浮阀塔板,由苏州格利奇生产。
4)稳定塔
稳定塔直径φ2800mm,采用52层MSV双溢流条形浮阀塔板,由苏州格利奇生产。
3.机组
1)主风机组
主风机组采用烟机+主风机+电动/发电机三机组配置。
主风机为离心式风机。
烟机采用单级悬臂式。
电动机为鼠笼式异步电动机/发电机,型号YFKS900-4,由南阳防爆集团有限公司生产。
主风机型号6E1720-4.0/0.97,设计流量1500m3n/min,设计出口压力0.4MPa(绝),由西安陕鼓动力股份有限公司生产。
烟气轮机设计入口烟气流量1420m3n/min,入口压力0.31MPa(绝),型号YL-6000,由兰州机械工程有限公司生产。
2)备用主风机组
备用主风机组采用主风机+电动机两机组配置。
主风机为离心式风机。
主风设计流量1100m3n/min,型号D1300,设计出口压力0.32MPa(绝)。
由西安陕鼓动力股份有限公司生产。
电机型号YKS710-4,功率4500kW。
3)增压机组
增压机采用增压机+电动机二机组配置,共两台,1开1备。
增压机为离心式。
设计流量160m3n/min,设计出口压力0.48MPa(绝),型号B80-4.89/3.977。
电机功率315kW。
3)富气压缩机组
富气压缩机组柴油背压式汽轮机+气压机两机组配置。
气压机流量285m3n/min,入口压力0.22MPa(绝),出口压力1.6-1.7MPa(绝),型号2MCL456-45。
汽轮机型号B25/01。
4.冷换设备
对于一般的冷换设备以选用BES、BJS系列为主;对于热水与油品换热的换热器均选用BIU系列;对压降及油气冷却要求较严的部位,如分馏塔顶、气压机出口系
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