《年产80万吨重油催化裂化装置反应再生系统工艺设计设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产80万吨重油催化裂化装置反应再生系统工艺设计设计.doc（63页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流年产80万吨重油催化裂化装置反应再生系统工艺设计设计.精品文档.毕业设计(论文)题目名称：800Kt/a重油催化裂化装置反应再生系统工艺设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指
2、导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 目 录毕业设计任务书I开题报告II指导教师审查意见III评阅教师评语IV答辩会议记录V中文摘要.英文摘要.1 前言12 选题背景23 方案论证43.1 设计原则43.2 设计总体思路与设计依据53.3 反-再系统的工艺流程的选择53.4 本设
3、计工艺流程概述64 反应再生系统的工艺计算84.1 设计基础数据84.2 反应再生系统物料与热量平衡104.3 反应器的热平衡和物料平衡计算154.4 再生器主要附件194.5 提升管及主要附件244.6 两器压力平衡304.7 其他细节设计325 主要设备的选择345.1 提升管反应器345.2 沉降器及汽提段345.3 再生器345.4 外取热355.5 三级旋风分离器355.6 主风机及烟气轮机355.7 增压机组355.8 反应部分工艺技术355.9 再生部分工艺技术366 能耗分析及节能措施387 环境保护388 安全措施399 结论40参考文献.41致谢42附录.43长江大学毕业设
4、计(论文)任务书学院（系） 化学与环境工程学院 专业化学工程与工艺班级 10903 学生姓名 胡波 指导教师/职称 佘跃惠/教授 1. 毕业设计(论文)题目：800Kt/a重油催化裂化反再系统工艺设计2.毕业设计（论文）时间：2013年1月14日2013年 6月16日3毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）期刊资料：石油炼制与化工炼油技术与工程石油学报等书籍:石油炼制工程；流化催化裂化；荆门石化总厂催化裂化装置操作规程；催化裂化工艺设计催化裂化装置可行性研究报告石油炼制工艺计算图表集等原料为鲁宁蜡油，掺炼10%减压渣油。分子筛催化剂。4毕业设计(论文)应完成的主要内容（1）反应
5、再生系统工艺设计计算再生器物料平衡、热平衡、压力平衡；反应再生系统物料平衡、热平衡；主要设备工艺计算。（2）重要设备选型原料油喷嘴、旋风分离器、滑阀等。（3）主要设备规格表（4）主要设备简图：再生沉降器、反应沉降器、提升管反应器、烧焦罐、主风分布管等（5）工艺及自动控制流程图5毕业设计(论文)的目标及具体要求设计是一项创造性较强的工作，通过本课题的锻炼，使学生熟悉工艺设计的程序，掌握催化裂化和计算机绘图的相关知识，为今后走上工作岗位积累经验。在设计过程中，学生通过到工厂实习、查阅资料，了解催化裂化工艺过程及最新发展动态，要独立思考，在设计中要有所创新、有所进步，提高分析问题和解决问题的能力。设
6、计成果对同类装置的工艺设计和生产操作有一定的参考价值。6、完成毕业设计(论文)所需的条件及上机时数要求计算机上机时间不少于20学时；在条件允许的情况下，鼓励用计算机绘图。任务书批准日期 2013年 1 月 5 日教研室(系)主任(签字) 任务书下达日期 年 1 月 13 日 指导教师(签字) 完成任务日期 年 6 月 16日 学生（签名） 长江大学毕业设计开题报告题 目 名 称 800Kt/a重油催化裂化装置 反再系统工艺设计 题 目 类 别 毕业设计 学 院 （系） 化学与环境工程学院 专 业 班 级 化工10903 学 生 姓 名 胡波 指 导 教 师 佘跃慧 辅 导 教 师 郑延成 开题
7、报告日期 2013年4月11日 800Kt/a重油催化裂化装置反应再生系统工艺设计学 生： 胡波 ，化学与环境工程学院 指导老师：佘跃惠，化学与环境工程学院1 题目来源题目来源：生产实际题目类别：毕业设计2 研究的目的和意义催化裂化是主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占有很重要的地位。催化裂化过程在炼油工业，以至国民经济中占有重要的地位。在我国由于多数原油偏重，而H/C相对较高且金属含量相对较低，催化裂化过程，尤其是重油催化过程的地位优为重要。随着工业、农业、交通运输业以及国防工业等部门的迅速发展，对轻质油品的需求量日益增多，对质量的要求也越来也高。以汽油为例，据1988
8、年统计，全世界每年总消耗量约为6.64亿吨以上，我国汽油总量为7500万吨，从质量上看，目前各国普通级汽油一般为9192（RON），优质汽油为9698（RON）。为满足日益严格的市场需求，催化裂化工艺技术也在进一步发展和改进。从以上两个方面可见，催化裂化在实际生产中有很重要的意义，研究其工艺很有价值。在原油价格居高不下，炼化企业的效益日益恶化的背景下，使用劣质原料来获得优质产品，是炼厂的必然选择。因此，要不断开发催化裂化新技术、新工艺，以增加产品收率、提高产品质量，这也是炼化企业在21世纪可持续发展的重大战略措施。3 阅读的主要文献及资料名称1 吴宝林,吴迪,易文涛. 100万吨/年大型催化裂
9、解装置反再系统工艺设计J. 内蒙古石油化工,2007,(05)：9102 郑铁年. 催化裂解技术及其应用前景J.石油炼制与化工,1996,(06):37413 李再婷. 催化裂解架起了炼油与化工之间的桥梁J.中国工程科学, 1999,(02):67714 赵恒. 催化裂化反再系统设备技术改造研究D.大连理工大学,20035 范有慧. 催化裂化装置反再系统的配管设计J.石油化工安全技术, 2003,(02):1820 6 朱向东. 催化裂化反再系统的优化控制J.当代化工,2003,(03):7274 7 姜文选. 催化裂化反再系统计算机模拟与优化J.沈阳化工,2000,(04)：239242 8
10、 苗兴东. 催化裂化技术的现状及发展趋势J.河北化工,2007,(01):69 9 杨朝合,郑俊生,钮根林等. 重油催化裂化反应工艺研究进展J.炼油技术与工程,2003,(09):1510 刘海燕,于建宁,鲍晓军.世界石油炼制技术现状及未来发展趋势J.过程工程学报, 2007,(01):176185 11 周婉华,杨启业. 40万吨/a催化裂解工程设计的开发和应用J.石油炼制与化工,1996,27(07). 12 祝良富,石啸涛,李继炳.40万吨/a催化裂解装置的试行及标定J. 石油炼制与化工1996,27(09).13 刘铁山,柳荣,李朝阳.催化裂化装置反应再生系统技术改造J.炼油设计,20
11、00,30(06).14 侯芙生等，炼油工程手册，北京：石油工业出版社， 199515 葛维袁等 化工过程设计与经济，上海：上海科技技术出版社， 198916 林世雄 阙国和 梁文杰 赵忠德 徐春明 罗雄麟编写， 杨光华教授和汪燮卿院士主审， 石油炼制第三版，石油工业出版社，200017 陈俊武,卢捍卫. 催化裂化在炼油厂中的地位和作用展望催化裂化仍将发挥主要作用J . 石油学报(石油加工) ,2003 , 19 (1) :1 1018 陈俊武，卢捍卫. 催化裂化在炼油厂中的地位和作用展望J. 石油学报，2003，19(1)：110.19 洛阳石化工程公司，炼油技术与工程J（2003、2004
12、、2005）20 催化裂化工艺与工程M北京：中国石化出版社，1995，891054 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向4.1 国内外现状4.1.1 国外重油催化裂化工艺技术的现状由于重油中残炭、重金属以及硫、氮等化合物含量均较高，给加工带来一定的难度。80年代以来流化催化裂化工艺的发展特点是解决实现重油催化裂化的技术关键。目前已经工业化的重油催化裂化技术有3种类型即：HOC、RCC、RFCC下面分别介绍其技术特点。1.HOC技术该技术是由凯洛格与菲利浦斯公司共同开发的。第一套工业装置于1961年投产，是世界上最早实现工业化的重油催化裂化装置。它设有床层取热板管和上流式外取热器以取走再生的过剩
13、热量。其所用原料为经严格脱盐的重油，使钠含量小于1ppm。该技术的主要特点是：(1) 对不同原料采用不同措施：对残炭值小于5%，重金属钒含量小于5ppm的重油可以直接进行催化裂化操作中只需采用较高的剂油比和较低原料预热温度，不需增加外取热器。对钒含量为530ppm，残炭为510%的重油，需增加外取热设备，并须使用金属钝化剂。对质量较差的原料即钒含量大于30ppm，残炭超过的10%的高含硫重油，不仅装置需增加取热设施，而且原料必须进行加氢脱硫处理方能进HOC装置。(2) 为了降低焦炭产率，操作上应采取如下措施：采用较大的两器压差，以利于降低反应压力。减少回炼。其回练比一般为0.09左右。为改善油
14、剂接触采用上流式斜管，以保证催化剂在到达喷嘴处时可以比较均匀的分布，使油剂接触良好促进汽化。另外还采用了雾化效果较好的多喷嘴进料方式，同时加大雾化蒸汽用量，一般相当进料量的510%。采用高温短接触的反应条件，并在提升管出口设置快速分离装置以便尽快终止反应。(3) 在待生立管下部有外套筒，以便使待生催化剂在再生器内保持上进下出与空气逆流的烧焦方式，从而避免高含炭量的待生催化剂与新鲜空气接触引起催化剂内外表面温度过高造成高温失活。(4) 采用金属钝化剂来减少重金属的污染(5) HOC的两器结构采用同轴式，占地面积小，两器基础钢材用量少，故节省投资。2.RCC技术该技术为UOP公司与阿西兰公司联合开
15、发。第一套工业装置于投产，年处理量200万吨。RCC技术的主要特点是：(1) UOP为了移出过剩热量，RCC再生器内可以装设取热盘管或设置下流式外取热器。对残炭量小于7%、金属含量小于35ppm的原料可以直接进RCC装置进行催化裂化。而对残炭小于5%的原料可以不设取热装置。(2) 为了降低焦炭产率，采用无回炼操作，并改动了进料位置和使用高效雾化喷嘴，采用较低的反应压力，接在进料注入1113%的液体水或其它稀释剂以改善原料雾化和降低油气分压。同时可以减少油气在提升管内的停留时间。为了尽快终止反应，还在提升管出口装设结构简单的弹道式快速分离器，其效果与粗旋风分离器相当。(3) 为了提高再生效率，采
16、用两段式烧焦的再生器，第一段为逆流式不完全再生，在该段内烧去焦炭中的全部氢和8090%的碳和硫，在第二段采用高氧分压的完全再生，使再生催化剂的含炭量降到0.05%以下。为充分利用过剩氧使二段再生烟气进入一段与一段烟气一起离开再生器。(4) RCC技术不使用金属钝化剂，而是利用水蒸气进行钝化，其理论根据是：沉积在催化剂上的重金属在高温水蒸气的作用下形成氧化物，而催化剂在提升管内停留时间很短，该金属氧化物来不及还原，故可以起到钝化作用。实践证明效果是明显的，平衡催化剂上的金属含量达到1000015000ppm时，操作依然正常，氢气产量只有0.060.12（重）%。3.RFCC技术该技术是由法国To
17、tal石油公司在工业生产装置上逐步摸索，改进发展起来的重油催化裂化。RFCC技术的主要特点：(1) 从理论和实践的结合上确定了催化原料中的沥青质在裂化时可以断裂为中间馏分的新概念。因此它认为重油催化裂化的焦炭产率与原料的残炭值无直接关系。(2) 采用高度雾化的特殊材料进料喷嘴。使雾化的油滴直径比催化剂的平均直径还小。由于微细的油滴与悬浮状的高温催化剂接触仅几毫秒就使沥青质迅速汽化并裂解，从而生成单环、双环三环芳烃产物。又由于采用单程裂化方式，致使重油催化裂化的焦炭产率与馏分油裂化很接进，因而可以不设取热器。同时为了使油剂迅速分开，在提升管出口装有垂直齿缝式快速分离器。(3) 采用两段再生技术，
18、一段再生保持较低的温度(670690)和较低的空气用量，以便达到：烧去焦炭中的全部氢(最低80%)和4060%的碳及硫；通过改变烧焦量以控制第一再生器释放的热量，二段再生器由于焦中氢已不多，且不使用水蒸气故可采用高温(800)和高过剩空气，使再生器含炭量降低到0.05%以下，而不致出现时催化剂产生水热失活现象。为了在高温下不使设备材质受影响，第二再生器采用单级外旋风分离器且涂有耐热耐磨衬里。(4) 使用超稳HY分子筛催化剂如：DAVigon公司生产的OCTACAT。这种催化剂氢转移活性低，可增加汽油辛烷值，并使轻柴油收率明显上升，油浆及焦炭产率下降，且有较好的抗污染性能。(5) 使用金属钝化剂
19、抑制镍、钒等金属对催化剂的污染。并要求加强原油的脱盐以减少渣油中的钠含量，一般至少采用二级脱盐。4.1.2 国外重油催化裂化工艺技术的现状我国自60年代中即开始着手重油催化裂化的研究实验工作。下面介绍具有中国特色的重油催化裂化装置。其反应再生系统流程工艺特点：(1) 采用了抗金属污染性好、汽油辛烷值高、氢、焦和气体产率低且再生性能好的CRC-1半合成分子筛催化剂 弹射式快速分离器。(3) 为加强原料雾化，采用了喉管式进料喷嘴。安装方式多为喷嘴在提升管同一水平截面上均匀排列，与提升管中心线呈30角，控制喷嘴出口线速达7090m/s，可使油滴平均直径小于100m的雾滴。同时为改善油剂接触加速原料汽
20、化，降低汽油分压以减少焦炭产率，还采用了加大雾化蒸汽量等措施。(4) 为进一步降低焦炭产率，采用减少回练比、出部分澄清油的方式。采用带预混合管的烧焦罐式再生器以强化再生过程。预混合管可以使待生催化剂与从取热器及循环管下来的再生催化剂很好混合，以保证进入烧焦罐催化剂温度及碳含量分布均匀，并与空气接触良好，实现高效再生的目的。(5) 为取走再生器的过剩热该装置采用了下流式可调外取热器。采用含锑金属钝化剂，抑制重金属污染。我国还生产和使用的催化剂有20多个品种，按沸石的类型分为，包括稀土Y型沸石，并开发成功了各种催化剂系列。其中DASY、SRNY、和REUSY是主要的超稳Y型沸石；ZSM、CHZ和L
21、CH系列是以超稳Y型沸石为获活性组分、重油催化裂化适用的催化剂。我国的裂化催化剂研究开发工作是密切配合掺炼渣油工艺发展进行的.自80年代初期推出了大堆积密度半合成沸石催化剂之后，90年研制成功了REHY型催化剂。产品牌号从LCS-7发展到RHZ-200、RHZ-300，成功地填补REY与REUSY了两大类催化剂中的空白，成为广泛应用的换代产品4.2 发展趋势及研究方向由于原油的日益重质化和劣质化，给重油裂化带来了一系列的难题，催化裂化未来的发展将重点集中在两个反面：新型催化剂和催化裂化工艺的研究和改进。催化剂反面：全世界FCC催化剂约80%的市场为GRACE DaNison，Albemarce
22、和Engellardg三大跨国公司拥有，随着近年来我国催化裂化催化剂的研究，新品种也不断推出，在应用方面基本上可以做到“量体裁衣”。例如在FRCC方面已开发出的催化剂有CA-2000，LIP和LCC-2,LHO-1,RCH系列催化剂，ZSM-5/Y复合分子筛和机械混合分子筛催化剂等，在重油的裂解能力，抗重金属污染能力和焦炭选择性方面都有较大的优势。今后催化剂的重点发展将围绕提高催化剂的焦炭选择性，降低催化剂能耗，提高汽油质量三方面进行，从而满足化工原料和汽油新标准的要求。工艺方面：研究者们越来越重视通过数学模拟对催化裂化工业过程进行操作和优化设计以及对复杂反应体系进行动力学研究，其主要方法是通
23、过物理和化学分析手段，将大量化合物按其动力学性质合并成若干个虚拟的单一组分来进行处理，即所谓的集总（Lumping）方法。5 主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路 5.1 研究内容 研究内容主要为各种流程的工艺设计方法和工艺改进方案，以及新型催化剂。例如，优化一再生催化剂烧焦效果，一再生密相床增设格栅，一改善气固接触效果，减 少床层催化剂返混，降低稀相催化剂携带量。5.2 解决思路催化裂化反再系统的设计主要为催化裂化反应再生系统的工艺设计计算。工艺设计内容：(1) 反再系统的工艺计算反应器物料平衡、热平衡和压力平衡计算；再生器物料平衡、热平衡和压力平衡计算；再生器和反应器设备工艺设计计
24、算。(2) 重要设备选型原料油喷嘴、旋风分离器、滑阀等。(3) 主要工艺设备规格表及主要工艺图、流程图。5.3 关键问题由于对催化裂化反应、再生过程和流态化等问题还没有完全认识，因此在工艺设计中常常是依靠经验而不是理论计算。即使有些设计计算可以依靠某些计算公式或计算方法，但是仍然要十分重视用实际数据来比较、检验计算结果。在工艺设计计算之前，首先要根据国家的需要和具体条件选择原料和生产方案，例如主要是生产柴油方案还是生产汽油气体方案。第二步是参考中型试验和工业生产数据制定总物料平衡和选择相应的主要操作条件。6 完成设计所必须具备的工作条件及解决办法1 查阅相关资料了解有关催化裂化的基本理论知识。
25、2 掌握与本设计有关的当今国内外先进的各种生产方案和工艺设计方法。3 使用专业的工艺绘图工具绘制工艺流程图、设备图等设计所需的工艺图。7 工作的主要阶段、进度与时间安排1月10日-4月8日：查阅文献资料，完成开题报告4月8日-4月11日：准备开题报告答辩46月3日-6月10日：指导老师对设计、译文进行修改审查并；6月11日-6月16日：完成毕业设计定稿，上交毕业设计，准备答辩。月11日-6月3日：开展设计，准备毕业设计期中检查； 长江大学毕业论文(设计)指导教师评审意见学生姓名专业班级毕业论文(设计)题目指导教师职 称评审日期评审参考内容：毕业论文(设计)的研究内容、研究方法及研究结果，难度及
26、工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生的学习态度和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业论文(设计)是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。评审意见： 指导教师签名： 评定成绩（百分制）：_分长江大学毕业论文(设计)评阅教师评语学生姓名专业班级毕业论文(设计)题目评阅教师职 称评阅日期评阅参考内容：毕业论文(设计)的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业论文(设计)是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。评语：评阅教师签名：
27、 评定成绩（百分制）：_分长江大学毕业论文(设计)答辩记录及成绩评定学生姓名专业班级毕业论文(设计)题目答辩时间 年 月 日 时答辩地点一、答辩小组组成答辩小组组长：成 员：二、答辩记录摘要答辩小组提问（分条摘要列举）学生回答情况评判三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：_分 毕业论文(设计)最终成绩评定(依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业论文(设计)评分的相关规定)等级(五级制)：_答辩小组组长(签名) ： 秘书(签名)： 年 月 日院(系)答辩委员会主任(签名)： 院(系)(盖章)800Kt/a重油催化裂化装置反再系统工艺设计学 生：胡波，长江大学化学与环境工
28、程学院 指导教师：佘跃慧 ，长江大学化学与环境工程学院【摘要】催化裂化装置的核心是反应再生系统，在提升管反应器部分完成强吸热的催化裂化反应，在再生器部分完成强放热烧焦再生反应，恢复催化剂活性，通过催化剂的循环实现反应器和再生器之间的热平衡。根据给定的催化裂化的基础数据和催化裂化的相关资料，以掺有10%的江汉减压渣油原料，进行了800Kt/a重油催化裂化装置反再系统工艺设计，主要包括以下几个方面：反应再生系统工艺设计计算；再生器物料平衡、热平衡、压力平衡；反应再生系统物料平衡、热平衡；主要设备工艺计算；原料油喷嘴、旋风分离器、滑阀等重要设备的选型；绘制工艺及自动控制流程图；绘制再生沉降器、反应沉
29、降器、提升管反应器、烧焦罐、主风分布管等主要设备简图；本设计采取了多项提高烧焦效果的措施，如采取加CO助燃剂的完全再生方案；采用较高的再生温度，由于再生温度是影响再生效果的重要因素，再生温度的提高可大大提高焦炭燃烧速度；采用改进的主风分布管，改善流化质量并降低主风分布管的磨损；采用原料及油浆雾化采用BWJ型喷嘴高效喷嘴，该喷嘴具有压降低、雾化效果好、干气及焦炭产率低、轻质油收率高、操作平稳及油、汽互不干扰等特点，可以满足工艺过程的要求，且可在一定程度上降低能耗。【关键字】： 催化裂化 催化剂 提升管反应器 再生器The process design of 800Kt/a FCC Reactio
30、n regeneration systemStudent: Hu Bo School of Chemical and Environmental EngineeringTutor : Yuehui She School of Chemical and Environmental Engineering【Abstract 】The core of the catalytic cracking unit is Reaction regeneration system. The riser reactor partially completed strong absorption in cataly
31、tic cracking reaction, the regeneration partially completed strong exothermic reaction, recovering the activity of catalyst by burning coke on the catalyst. Through the cycle of catalyst, the thermal equilibrium between the catalyst regeneration reactor reach to realization. According to the given d
32、ata and the relevant material of the FCC catalytic cracking , the reaction regeneration system of 800 Kt/a catalytic cracking unit is designed , mainly including the following aspects: the reaction process design calculation; renewable system, Renewable energy and material balance, implements the pr
33、essure balance, Reaction regeneration system material balance, thermal, Main equipments process calculation, the important equipment selection fuel oil nozzle, cyclone separator, slide and so on , developing a process flow chart and automatic control, Rendering the main equipment diagram of regenera
34、tion, reaction settlement settlement, riser reactor, burning the distributing tube and so on. The effect of burned this design is improved by adopting several measures, such as to fully regenerative burner with CO; to reach high temperature, due to the important factor of the regenerational effect o
35、f regenerative is regeneration temperature ,with the increse of which the speed of burning coke regeneration of coke burning speed can be greatly improved; to introduce advanced the main air distribution to improve the quality of the fluid and reduce the flow of the distributing tube wear ; to use s
36、lurry oil spray nozzle type BWJ to raw material. The advantage of the nozzle are high nozzle spray pressure reduction, low yield of dry gas and coke yield, high light to operate smoothly and noninterference between oil and steam etc, also satisfying the requirements, and the process can ,in a certai
37、n extent, reduce the consumption the energy.Key Words : FCC Catalysts Riser Reactor Regenerator800Kt/a重油催化裂化装置反再系统工艺设计1 前言随着炼油工业的不断发展，催化裂化(FCC)日益成为石油深度加工的重要手段，在炼油工业中占有举足轻重的地位。FCC 工艺是将重质油轻质化，目的产品是汽油、柴油和液化气。由于转化率高，产品质量好，近半个世纪以来，FCC 工艺技术和生产规模都有了很大的发展。为了满足日益严格的环保要求和市场对烯烃(特别是丙烯)需求的日益增长，催化裂化工艺技术也在进一步发展和改进
38、。催化裂化已经成为我国炼油工业的核心技术和石油化工企业经济效益的主要支柱。催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一。催化裂化过程投资少、操作费用低、原料适应性强、轻质产品收率高、技术成熟，是目前炼油厂利润的主要来源。目前我国催化裂化的年加工能力已经超过1亿，商品汽油构成中，催化裂化汽油占80左右，柴油占30左右，而且30以上的丙烯也来自催化裂化过程。2003年侯芙生院士和陈俊武院士分别阐述了催化裂化过程在重质油深度加工和炼油厂中的重要地位，认为催化裂化作为主要的重质油轻质化过程，仍将继续发挥骨干作用。此外，近些年来，随着原油变重以及市场对轻质油需求的大幅度上升，作为重油轻质化的主要乎段之一，重油
39、催化裂化得到广泛的重视。日前，重油催化裂化生产能力己占全世界FCC生产能力的25%以上。而在我国，近年来所产原油中稠油比例不断增加，目随我国经济的快速发展，市场对轻质油的需求量又上升很快，这就要求我国的炼油工业把更多的重油，特别是渣油进行深度加工。催化裂化在实际生产中有很重要的意义，研究其工艺很有价值。在原油价格居高不下，炼化企业的效益日益恶化的背景下，使用劣质原料来获得优质产品，是炼厂的必然选择，化解这些问题需要开发新的工艺和技术,这就需要总结前人的研究成果, 对传统的催化裂化工艺过程反应化学的认识进行分析和总结, 发现不足之处, 进行有目的地设计烃类反应的探索试验, 以便更深刻地认识催化裂
40、化过程反应化学规律, 并进行知识创新，不断开发催化裂化新技术、新工艺，以增加产品收率、提高产品质量。2 选题背景随着石油化学工业的快速发展，我国丙烯产量大幅增长。丙烯是重要的有机化工原料，随着聚丙烯等衍生物需求的迅速增长，对丙烯的需求也逐年俱增。世界丙烯的需求己从20年前的1520万吨增加到2000年5120万吨，年均增长率达6.3%。2001年丙烯需求量达到5020万吨。据预测，至2005年，丙烯需求的年增长率为5.6%，高于乙烯需求的年增长率3.7%。预计丙烯的需求量到2010年将达到8600万吨。因此大力发展我国的丙烯生产技术具有很重要的现实意义。目前丙烯的生产主要依靠蒸汽裂解和催化裂化
41、的副产，全球丙烯产量中70%来源于蒸汽裂解，28%来源于催化裂化和2%来源于丙烷脱氢等技术。在我国，催化裂化生产的丙烯占总产量的比例为39%左右，而蒸汽裂解生产的丙烯占总产量的比例约为61%。由于我国原油偏重，轻烃和石脑油资源贫乏，而催化裂化生产丙烯技术具有原料重质化、产品中丙烯乙烯比值高以及生产成本低的优点，因此发展多产丙烯的催化裂化技术是适合我国国情的一条丙烯生产技术路线。20世纪80年代末，石油化工科学研究院成功地开发出了以重油为原料、以生产丙烯为主要目的的催化裂解（Deep Catalytic Cracking-DCC）新工艺。该技术在生产丙烯的同时，兼产异丁烯及高辛烷值汽油组分。DC
42、C技术分别获得中国、美国、欧洲和日本专利，并于1991年获中国专利金奖，1992年获中国石化科技进步特等奖，1995年获国家发明一等奖。属国际首创、拥有自主知识产权的我国独立开发的炼油化工成套技术。DCC技术自1990年工业化以来在国内外已有7套工业装置投产，其中向泰国技术转让的生产装置规模已达920 kt/a。再者，通过这个设计题目，可以检验自己综合运用所学知识的能力，加深对一些炼油过程基本理论的认识。同时进行催化裂化装置反再系统工艺设计，还可以掌握工程设计方法，熟悉工程设计内容和工艺计算。同时通过工程设计，培养创新意识，积累工作经验，锻炼分析问题和解决问题的能力。加深对工艺过程的认识，掌握
43、催化工艺原理，了解流态化原理，旋风分离器、原料油喷嘴等重要设备的工作原理，跟踪催化裂化工艺的发展动向。2.1国外重油催化裂化的工艺技术 (1)HOC技术该技术是由凯洛格与菲利浦斯公司共同开发的。第一套工业装置于1961年投产，是世界上最早实现工业化的重油催化裂化装置。它设有床层取热板管和上流式外取热器以取走再生的过剩热量。其所用原料为经严格脱盐的重油，使钠含量小于1ppm。 (2)RCC技术该技术为UOP公司与阿西兰公司联合开发。第一套工业装置于投产，年处理量200万吨。 (3)RFCC技术该技术是由法国Total石油公司在工业生产装置上逐步摸索，改进发展起来的重油催化裂化。2.2国内重油催化裂化的工艺技术 我国自60年代中即开始着手重油催化裂化的研究实验工作。下面介绍具有中国特色的重油催化裂化装置。其反应再生系统流程工艺特点：(1) 采用了抗金属污染性好、汽油辛烷值高、氢、焦和气体产率低且再生性能好的CRC-1半合成分子筛催化剂(2) 采用高温短接触时间以减少过度裂化降低焦炭产率，同时在提升管出