80万吨年催化裂化装置设计计算书 - 图文

后的催化剂循环返回到烧焦罐底部。当第二密相床内催化剂反应不彻底时，可以通过气动滑阀调节循环催化剂出口（N4）开度，加大循环量使催化剂循环燃烧降低其含碳量达到完全再生的目的。

再生烟气 反应油气防焦蒸汽二密增压风～汽提蒸汽雾化蒸汽急冷油回炼油回炼油浆原料油主风 预提升蒸汽

图2-1再生系统原则流程

预提升干气携带着催化剂颗粒的烟气上升到再生器稀相床上部，此时催化剂再生完成，绝大部分催化剂已经与烟气分离返回密像床层底部，由再生催化剂出口（N3）进入再生斜管，其余部分与烟气一起进入两级四组旋风分离器进行旋风快速分离，分离后的烟气经集气室排进再生烟道,进入能量回收工段。

再生后的催化剂一部分存入热催化剂罐[V101]，待与来自冷催化剂罐[V102]的新鲜催化剂混合参加反应，另一部分再生催化剂直接由再生斜管等待进入提升管参加催化反应[4]。开工用的催化剂由冷催化剂罐[V102]或热催化剂罐[V101]用非净化压缩空气输送至再生器，正常补充的催化剂可由催化剂小型加料斗[V103]输送至再生器。

为保持催化剂的活性，需从再生器内不定期卸出部分催化剂，由非净化压缩空气输送至热催化剂罐[V101]。

2.3 再生器主要操作条件一览表

表2-1 再生器主要操作条件

项目 再生温度 再生器顶压 烧焦量 主风量 再生器密相藏量 催化剂循环量 烟气过剩量 取热负荷

单位

0

统计数据 700 0.25 9560 2183 190 1000 2.4 11089

C

MPa

kg/h m3/min

t t/h

v%

kJ/h

2.4 本设计方案的选择及其优点

流化催化裂化的反应—再生系统可分为两大类型：使用无定形硅酸铝催化剂的床层裂化反应和使用分子筛催化剂的提升管反应。二十世纪六十年代以来，由于分子筛催化剂并相应地采用提升管裂化技术，而且许多原有的床层裂化装置也改建成分子筛催化剂提升管催化裂化。

提升管裂化反应—再生系统基本型式为：并列式和同轴式。本装置采用并列式，其优点为：

两器框架标高相同，再生器和反应器高度相近，操作压力相近。装置的总高度较低，一般约36-48米。

用较大的内溢流管保证再生器内催化剂的物料高度，用增压风的流量调节催化剂循环量，待生和再生单动滑阀只是在事故状态时作切断用，正常操作时滑阀全开，滑阀使用寿命长，不易磨损[5]。

本设计采用1998年石油化工科学研究院和北京设计院开发的大庆减压渣油催化裂化技术(VRFCC)并集成了富氧再生等多项新技术[6]。

2.5 物料衡算

2.5.1 催化剂循环量及其含碳量

该装置由于掺炼减压渣油、蜡油，焦碳率之达9.56%。烧焦罐使用完全再生技术,在经过再生器反应过的催化剂所含的焦碳已经降低到0.05%，反应放热已超过反应器和再生器热平衡需要,若不从再生器取走热量,必使原料的预热温度太低(<1500C),这很不利于原料的雾化和产品分布,从而使焦炭产率升高。故把原

料油的预热温度定为2000C，其余需要的热量主要由循环催化剂供给。正常操作时，可停原料预热炉，因原料油与分馏塔产品换热，即可达到此预热温度。根据提升管反应器的热平衡就能求出催化剂循环量。

1. 由再生器取热计算催化剂循环量

Qe?10?3[8]

G??4.1864 （2-1）

0.002?6?T2Qe——再生器取热（剩余有效热量—外取热器取走热量） ?T2——再生器和反应器的温差?T2?700?510?190?C

Qe?10?3G??4.1864

0.0026??T2?932.5t/h

经过详细计算同时为满足反应使用催化剂的量，设计最终取催化剂循环量确定为1000t/h[7]。

2. 待生催化剂含碳量

循环催化剂碳差=烧碳量/（催化剂循环量+烧碳量）?100% （2-2）

9560?100% =

1.000?106?9560 =0.95%

待生催化剂含碳量=循环催化剂碳差+再生剂含碳量 （2-3）

=0.95%+0.05% =1.00%

式中：再生剂含碳量，一般要求分子筛型催化剂再生后含碳降至0.1%以下，这里是要求为0.05%。

2.5.2 再生器反应气体计算

烧碳及烧氢量=9560kg/h，焦炭氢碳比：烧碳量?9560?103?0.82?653kmol/h

.8kg/h?860kmol/h 烧氢量?9560?0.18?1720H?0.18。 C1. 理论干空气量

碳烧成CO2需要O2量?653?1?653kmol/h

1氢烧成H2O需要O2量?860??430kmol/h

2kmol/h?34656kg/h 所以理论需O2的量?653?430?1083理论带入N2量?1083?79 21?4074kmol/h

?114072kg/h

所以理论干空气量?1083?4074?5157kmol/h

?34656?114072

?148728kg/h

2. 实际干空气量

表2-2 再生烟气分析数据

项目 N2 CO CO2 O2 H2

单位 % % % % %

化验数据 ____ 0.0002 13.0 2.4 0.2

装置仪表数据

____ 0.022 14 1.7 ____

①由大庆炼油厂标定核算手册，烟气中过剩氧的体积分数为2.4%，所以 2.4%?过剩O2 （2-4）

理论干烟气量?过剩O2量?过剩N2量过剩O279CO2?N2?过剩O2量?过剩O2量?21?

故 过剩O2量?0.024?(653?4074) 79(1?2.4%)?(1?)21过剩O2?128kmol/h?4099kg/h 所以 过量空气中的N2?79O2过剩?482kmol/h?13482kg/h 21 所以实际干空气量?O2需?N2?O2过?N2过 （2-5）

?1083?4074?128?482 ?5767kmol/h

3. 需湿空气量

根据大庆炼油厂标定核算手册：大气16?C 大气湿度62%根据空气的相对