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1、催化裂化工艺流程与设备第1页，共39页，编辑于2022年，星期四石油炼制工艺的目的可概括为：石油炼制工艺的目的可概括为：提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品；提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品；增加品种，提高产品质量。增加品种，提高产品质量。催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺，是重油轻催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺，是重油轻质化和改质的重要手段之一，已成为当今石油炼制的核心工艺之一。质化和改质的重要手段之一，已成为当今石油炼制的核心工艺之一。第2页，共39页，编辑于2022年，星期四工艺流程n一：反应一：反应再生系统再生系统n二：分馏系统二：分馏系统n三：
2、吸收稳定系统三：吸收稳定系统n四：能量回收系统四：能量回收系统第3页，共39页，编辑于2022年，星期四第4页，共39页，编辑于2022年，星期四反应部分n原料经换热后与回炼油混合经对称分布物料喷嘴进入提升管，并喷入燃油加热，上升过程中开始在高温和催化剂的作用下反应分解，进入沉降器下段的气提段，经汽提蒸汽提升进入沉降器上段反应分解后反应油气和催化剂的混合物进入沉降器顶部的旋风分离器（一般为多组），经两级分离后，油气进入集气室，并经油气管道输送至分馏塔底部进行分馏，分离出的催化剂则从旋分底部的翼阀排出，到达沉降器底部经待生斜管进入再生器底部的烧焦罐。第5页，共39页，编辑于2022年，星期四再生
3、部分n再生器阶段，催化剂因在反应过程中表面会附着油焦而活性降低，所以必须进行再生处理，首先主风机将压缩空气送入辅助燃烧室进行高温加热，经辅助烟道通过主风分布管进入再生器烧焦罐底部，从反应器过来的催化剂在高温大流量主风的作用下被加热上升，同时通过器壁分布的燃油喷嘴喷入燃油调节反应温度，这样催化剂表面附着的油焦在高温下燃烧分解为烟气，烟气和催化剂的混合物继续上升进入再生器继续反应，油焦未能充分反应的催化剂经循环斜管会重新进入烧焦罐再次处理。最后烟气及处理后的催化剂进入再生器顶部的旋风分离器进行气固分离，烟气进入集气室汇合后排入烟道，催化剂进再生斜管送至提升管。第6页，共39页，编辑于2022年，星
4、期四分馏系统n分馏系统的作用是将反应再生系统的产物进行分离，得到部分产品和半成品。由反应再生系统来的高温油气进入催化分馏塔下部，经装有挡板的脱过热段脱热后进入分馏段，经分馏后 得到富气、粗汽油、轻柴油、重柴油、回炼油和油浆。富气和粗汽油去吸收稳定系统；轻、重柴油经汽提、换 热或冷却后出装置，回炼油返回反应再生系统进行回炼。油浆的一部分送反应再生系统回炼，另一部分经 换热后循环回分馏塔。为了取走分馏塔的过剩热量以使塔内气、液相负荷分布均匀，在塔的不同位置分别设有4 个循环回流：顶循环回流，一中段回流、二中段回流和油浆循环回流。第7页，共39页，编辑于2022年，星期四吸收稳定系统 n从分馏塔顶油
5、气分离器出来的富气中带有汽油组分，而粗汽油中则溶解有C3、C4甚至C2组分。吸收稳 定系统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气(C2)、液化气(C3、C4)和蒸汽压合格的 稳定汽油 第8页，共39页，编辑于2022年，星期四能量回收系统：能量回收系统：由于催化剂再生时产生的烟气携带有大由于催化剂再生时产生的烟气携带有大量热能和压力能，回收这部分能量，可以量热能和压力能，回收这部分能量，可以降低生产成本和能耗，提高经济效益。对降低生产成本和能耗，提高经济效益。对于大型装置，一般都是采用烟气轮机回收于大型装置，一般都是采用烟气轮机回收压力能，用作驱动主风机的动力和带动薄压力能，用
6、作驱动主风机的动力和带动薄电机发电；用余热锅炉进行热能回收，以电机发电；用余热锅炉进行热能回收，以产生蒸汽，供汽轮机使用或外输。产生蒸汽，供汽轮机使用或外输。第9页，共39页，编辑于2022年，星期四反应再生系统n（一）、流程回顾n（二）、设备n1、三器：提升管反应器、沉降器及再生器。n n2、三阀：单动滑阀、双动滑阀、塞阀单动滑阀、双动滑阀、塞阀n3、三机：主风机、气压机和增压机。第10页，共39页，编辑于2022年，星期四（一）、流程回顾同轴式同轴式高低并列式高低并列式第11页，共39页，编辑于2022年，星期四提升管反应器提升管反应器第12页，共39页，编辑于2022年，星期四（1）提升
7、管提升管反应器是一根长3040m的管道，介质是油气和催化剂提升管下端油气速度一般为6 l0m/s，出口油气速度为16 30m/s,操作温度，500550。油气停留时间24S。为避免设备内壁受高流速催化剂冲蚀和减少热量损失，管内设有100125mm厚的隔热耐磨衬里。伸到汽提段、沉降器内的部分只设耐磨衬里。提升管的上端出口处设有气-固快速分离机构，用于使催化剂与油气快速分离以及抑制反应的继续进行 快速分离机构的形式有多种多样，比较简单的有伞帽形、T字形的构件，现在用得比较多的是初级旋风分离器 第13页，共39页，编辑于2022年，星期四沉降器n n沉降器的作用是使来自沉降器的作用是使来自提升管的油
8、气和催化剂提升管的油气和催化剂分离，油气经旋风分离分离，油气经旋风分离器分出所夹带的催化剂器分出所夹带的催化剂后经集气室去分馏系统；后经集气室去分馏系统；由提升管快速分离器出由提升管快速分离器出来的催化剂靠重力在沉来的催化剂靠重力在沉降器中向下沉降落入汽降器中向下沉降落入汽提段。提段。第14页，共39页，编辑于2022年，星期四第15页，共39页，编辑于2022年，星期四（3）汽提段汽提段的作用是将待生催化剂携带的油气汽提出来，增加产品收率，减小再生器烧焦负荷。催化剂携带的油气分两部分，一部分是催化剂颖粒间的油气，另一部分是催化剂颗粒内孔道中的油气。传统的汽提段是设置环/锥挡板或人字档板。催化
9、剂在挡板间折流运动，通过空间的压缩与扩张，气体接触交换将油气置换出来。第16页，共39页，编辑于2022年，星期四（4）旋风分离器第17页，共39页，编辑于2022年，星期四第18页，共39页，编辑于2022年，星期四第19页，共39页，编辑于2022年，星期四再生器主要作用是烧去结焦剂上的焦炭以恢复其活性，主要作用是烧去结焦剂上的焦炭以恢复其活性，同时也提供裂化反应所需的热量同时也提供裂化反应所需的热量 第20页，共39页，编辑于2022年，星期四分布器可分为分布器可分为板式板式(蝶形蝶形)和和管式管式(平面树枝或环形平面树枝或环形)两种两种 第21页，共39页，编辑于2022年，星期四重催
10、再生器需设取热设备：重催再生器需设取热设备：a.a.内取热式内取热式 b.b.外取热式外取热式第22页，共39页，编辑于2022年，星期四两段再生的主要两段再生的主要优点优点与单段相比，两段再生的主要与单段相比，两段再生的主要优点优点是：是：两段再生是把烧碳过程分为两段再生是把烧碳过程分为两个阶段两个阶段进行进行 对于全混床反应器，第一段出口的半再生剂的含碳量高于再生剂对于全混床反应器，第一段出口的半再生剂的含碳量高于再生剂的含碳量，从而的含碳量，从而提高了烧碳速率提高了烧碳速率；在第二段再生时可以用新鲜空气和更高的温度，在第二段再生时可以用新鲜空气和更高的温度，提高了烧碳提高了烧碳速率；速率
11、；第二段内的水气分压可以很低，第二段内的水气分压可以很低，减轻了催化剂的水热老化；减轻了催化剂的水热老化；且第且第二段的催化剂藏量比单段再生器的催化剂藏量低，停留时间较短。二段的催化剂藏量比单段再生器的催化剂藏量低，停留时间较短。因此，第二段可采用较高的再生温度。因此，第二段可采用较高的再生温度。第23页，共39页，编辑于2022年，星期四2、三阀单动滑阀单动滑阀用于用于床层反应器床层反应器催化裂化和催化裂化和高低并列式提升管催化裂化高低并列式提升管催化裂化装置。装置。其作用是：正常操作时用来调节催化剂在两器间的循环量，出现重大事故时用以切断再生器与反应沉降器其作用是：正常操作时用来调节催化剂
12、在两器间的循环量，出现重大事故时用以切断再生器与反应沉降器之间的联系，以防造成更大事故。之间的联系，以防造成更大事故。第24页，共39页，编辑于2022年，星期四第25页，共39页，编辑于2022年，星期四塞阀同轴式同轴式塞阀用于同轴式催化裂化塞阀用于同轴式催化裂化塞阀用于同轴式催化裂化塞阀用于同轴式催化裂化装置装置装置装置塞阀比滑阀具有以下优点：塞阀比滑阀具有以下优点：塞阀比滑阀具有以下优点：塞阀比滑阀具有以下优点：（1 1）磨损均匀而且较少；）磨损均匀而且较少；）磨损均匀而且较少；）磨损均匀而且较少；（2 2）高温下承受强烈磨损的部件少；）高温下承受强烈磨损的部件少；）高温下承受强烈磨损的
13、部件少；）高温下承受强烈磨损的部件少；（3 3）安装位置较低，操作维修方）安装位置较低，操作维修方）安装位置较低，操作维修方）安装位置较低，操作维修方便。便。便。便。第26页，共39页，编辑于2022年，星期四三机n主风机承担着向再生器提供烧焦用风的重要任务。n气压机的作用是将分馏部分来的富气压力提升到吸收稳定部分操作所需的压力。n增压机为外取热器提供提升风和流化风以及为待生套筒提供流化风 第27页，共39页，编辑于2022年，星期四催化裂化分馏塔有以下特点：催化裂化分馏塔有以下特点：1.进料是带有催化剂粉尘的过热油气进料是带有催化剂粉尘的过热油气,2.全塔剩余热量大（由高温油气带入），而且催
14、化裂化产品的分馏全塔剩余热量大（由高温油气带入），而且催化裂化产品的分馏精确度要求也不高，因此精确度要求也不高，因此设置四个循环回流分段取热设置四个循环回流分段取热。第28页，共39页，编辑于2022年，星期四200300 600750 490510 2 3s第29页，共39页，编辑于2022年，星期四分馏系统分馏系统第30页，共39页，编辑于2022年，星期四三、吸收三、吸收稳定系统稳定系统qq从从从从分分分分馏馏馏馏塔塔塔塔顶顶顶顶油油油油气气气气分分分分离离离离器器器器出出出出来来来来的的的的富富富富气气气气中中中中带带带带有有有有汽汽汽汽油油油油组组组组分分分分，而而而而粗粗粗粗汽汽汽
15、汽油油油油中中中中又又又又溶溶溶溶有有有有C3C3C3C3、C4C4C4C4甚甚甚甚至至至至C2C2C2C2组组组组分分分分，因因因因此此此此吸吸吸吸收收收收稳稳稳稳定定定定系系系系统统统统的的的的作作作作用用用用：利利利利用用用用吸吸吸吸收收收收和和和和精精精精馏馏馏馏的的的的方方方方法法法法将将将将富富富富气气气气和和和和粗粗粗粗汽汽汽汽油油油油分分分分离离离离成成成成干干干干气气气气（C C C C2 2 2 2）、液液液液化化化化气（气（气（气（C C C C3 3 3 3、C C C C4 4 4 4）和蒸汽压合格的稳定汽油。）和蒸汽压合格的稳定汽油。）和蒸汽压合格的稳定汽油。）和蒸
16、汽压合格的稳定汽油。第31页，共39页，编辑于2022年，星期四富气经气压机升压、冷却并分出凝缩油后，由底部进入吸收塔；稳定汽油和粗汽油则作为吸收液由塔顶进入，将富气中的C3、C4（含少量C2）等吸收后得到富吸收油。吸收塔顶部出来的贫气中夹带有少量稳定汽油，可经再吸收塔用柴油回收其中的汽油组分后成为干气，送出装置。富吸收油和凝缩油均进入解吸塔，使其中的气体解吸后，从塔顶返回凝缩油沉降罐，塔底的未稳定汽油送入稳定塔，通过精馏作用将液化气和稳定汽油分开。有时，塔顶要排出部分不凝气（也称气态烃），它主要是C2，并夹带有C3和C4.排出不凝气的目的是为了控制稳定塔的操作压力。第32页，共39页，编辑于
17、2022年，星期四n主要由主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及稳定塔吸收塔、解吸塔、再吸收塔及稳定塔组成。组成。n吸收塔和解吸塔的操作压力为吸收塔和解吸塔的操作压力为1.02.0MPa。n稳定塔实质上是个精馏塔，操作压力为稳定塔实质上是个精馏塔，操作压力为1.0-1.5MPa。第33页，共39页，编辑于2022年，星期四四、能量回收系统四、能量回收系统n利用再生器出口烟气的热能和压力使余热利用再生器出口烟气的热能和压力使余热锅炉产生蒸汽和烟气轮机作功、发电等。锅炉产生蒸汽和烟气轮机作功、发电等。第34页，共39页，编辑于2022年，星期四能量回收系统的工艺流程图能量回收系统的工艺流程图图1-3-4
18、 能量回收系统典型流程示意图第35页，共39页，编辑于2022年，星期四能量回收系统的工作原理能量回收系统的工作原理n由再生器来的烟气，含有微量的催化剂粉尘，它由再生器来的烟气，含有微量的催化剂粉尘，它将会造成烟气轮机叶片的磨损，所以在烟气进入将会造成烟气轮机叶片的磨损，所以在烟气进入烟气轮机前，需要经过三级旋风分离器再次净化。烟气轮机前，需要经过三级旋风分离器再次净化。净化分离下来的催化剂粉尘，排出装置；输送粉净化分离下来的催化剂粉尘，排出装置；输送粉尘的泄料烟气尘的泄料烟气(约占烟气总量的约占烟气总量的23)，经四级旋，经四级旋风分离器风分离器(图中未画出图中未画出)和临界流量孔板通过烟道
19、进和临界流量孔板通过烟道进人烟囱放空。人烟囱放空。第36页，共39页，编辑于2022年，星期四能量回收系统的工作原理能量回收系统的工作原理n净化后的烟气，进入烟气轮机作功，驱动净化后的烟气，进入烟气轮机作功，驱动主风机，多余部分功率带动电动发电机主风机，多余部分功率带动电动发电机发电。烟气在烟气轮机中作完功，回收了发电。烟气在烟气轮机中作完功，回收了压力能后，温度亦略有降低，然后去余热压力能后，温度亦略有降低，然后去余热锅炉锅炉(图中未画出图中未画出)产生蒸汽，烟气降温后去产生蒸汽，烟气降温后去放空烟囱放入大气。放空烟囱放入大气。第37页，共39页，编辑于2022年，星期四第38页，共39页，编辑于2022年，星期四谢谢第39页，共39页，编辑于2022年，星期四