西安石油大学本科毕业设计(论文) 的减压渣油、加氢处理的重油等。对于一些在减压馏分油中掺入上述重质原料的,其 掺入的比例主要受限于原料的金属含量和残碳量。对于一些金属含量很低的石蜡基油 也可以直接用常压重油(AR)作为原料。当减压馏分油中掺入更重的原料时,则通 称为重油催化裂化。 原料油在500℃左右、2~4atm及裂化催化剂接触的条件下,经裂化反应生成气 体、汽油、柴油、重质油(可循环作原料)及焦炭。反应产物的产率与原料性质、反 应条件及催化剂性能有密切的关系。一般工业条件下,气体产率约10%~20%,其中 主要是C3、C4,且其中的烯烃含量可达50%左右;汽油产率约30%~60%,其研究 法辛烷值约80~90,安定性也较高;柴油产率约0~40%,由于含有较多的芳香烃, 其十六烷值较直馏柴油低,由重油催化裂化所得的柴油的十六烷值更低,可达8~10。 焦炭是裂化反应的缩合产物,它的碳氢比较高,其原子比约为1:(03-1)21 从催化裂化的原料和产品可以看出,催化裂化过程在炼油工业以至国民经济中占 有的重要地位。因此,一些原油加工深度较大的国家,例如中国和美国,催化裂化的 处理能力达原油加工能力的30%以上。在我国,由于多数原油偏重,而氢碳比(H 相对较高且金属含量相对较低,催化裂化过程,尤其是重油催化裂化过程的地位就显 得更为重要。2007年,我国催化裂化加工能力达到1.23×10°ta,占原油加工量的 37.0%(质量分数),且掺炼渣油的比例高达30%(质量分数),居世界之首。它将 3000多万吨低价值的减压渣油转化成了社会急需的轻质燃料和化工产品,是我国最 主要的重质油轻质化手段。因此,提高催化裂化轻质油品收率对于提高炼油行业的经 济效益具有至关重要的作用。另外,随着国家对绿色GDP增长的重视,催化裂化过 程中节能减排也是目前国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键技术问题。并且 将会围绕加工重质原料、劣质原料预处理、降低能耗、减少污染物排放、适应多种生 产需求的催化剂和工艺开发等主要方面继续发展。我国许多装置还采用了国外的先进 技术,其中最具有代表性的是UOP公司的毫秒催化裂化(MSCC)技术。在此过程 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,实现亳秒催 化反应,大大提高了渣油处理量。 本设计主要有两大主要模块构成,即反应-再生系统和分馏系统。其主要包括以 下主要设备的设计:烧焦罐、提升管反应器、PⅤ型旋风分离器、沉降器和分馏塔等
西安石油大学本科毕业设计(论文) 2反应-再生系统的工艺设计 21基础数据 2.1.1原始数据 原料及产品基础数据见表2-1。产品产率见表2-2。千气及液化气体积(v%)组成 数据见表2-3。 2-1原料及产品基础数据表 恩氏馏程,℃ 项目 0% 10% 30% 50 70% 90% 100% 原料油0.9085284 438 476 566 汽油 0.7223 12 190 柴油 0.8825 132 195 223 240 281 323 357 回炼油0.9530246 368 383 395 410 1017 238 420 442 460 514 表2-2产品产率表 损耗 产率(m% 4.5 13.5 9.0 0.5 表2-3干气及液化气体积(V%)组成数据 项目 10.25 C3H8 0.54 Cah n-Cah8 0.07 顺-C4Hs 0.26 3,91
西安石油大学本科毕业设计(论文) 反C4H 1.65 H,S 合计 2.12原料及产品性质参数的计算 原料及产品的特性因数及分子量(以汽油为例来计算)3 斜率S=90%点馏出温度-10%点馏出温度=10-601375 体积平均沸点:t t10+t30+t50+t70+t90 60+85+102+126+170 nMe=-1.53181-0.01281061+3.64678s0333 =-1.53181-0.0128×10906+3.64678×1,3750333 238 9375(℃ 中平均沸点:tMe=t-M-99.625(℃ 由公式d16=d40+d查相关图表换算得d56=0.7424 比重指数AP/°= 141.5 131.5=59.10 由AP和tMe查图得K=11.9,M9 其它油品计算结果如表24
西安石油大学本科毕业设计(论文) 表2-4各原料及产品的性质 项目d136 API°特性因数K斜率s分子量M 原料油0.904 435 4169925,03 283 汽油0.7424 59,10 1.375 柴油 0.877 277.2 0.888 215 回炼油0.894 325,4 319 1.275 250 0.949 479 17.60 11.56 2.275 416 213主要操作条件 根据设计任务书并参考国内同类装置确定主要操作条件见表2-5。参考国内炼厂 同类装置确定各处水蒸气用量,见表2-6,表2-7, 表25主要操作条件 项目 数据 再生器顶压力,kP 再生温度,℃ 720 再生剂含碳量,(m)% 烧焦罐温度,℃ 烧焦量,kgh 13500 大气温度,℃ 大气压力,kPa 空气相对湿度,% 烟气组成(y),% CO(完全再生) 沉降器顶压(表),kPa 提升管反应温度,℃ 焦炭组成 090 原料预热温度,℃ 待生剂温度,℃ 新鲜原料,kgh 150000 回炼油,kg/h 30000 回炼油浆,kg 15000 提升管停留时间 3.0 O2过剩量(v%) 0.3
西安石油大学本科毕业设计(论文) 表26再生器各处吹扫-松动蒸汽 待生滑阀吹扫蒸汽 待生斜管膨胀节吹扫蒸汽 待生斜管采样口吹扫蒸汽 待生斜管松动蒸汽 主风事故蒸汽喷嘴吹扫蒸汽 120 燃料油喷嘴吹扫蒸汽 稀相喷嘴吹扫蒸汽 合计 1200 表27进入反应系统的水蒸气 名称 压力,kPa 流量,kgh 过热蒸汽 300 420 进料雾化蒸汽(占进料5% 9750 预提升蒸汽 气提蒸汽 2850 气提段锥体松动蒸汽 368 再生滑阀前松动蒸汽 675 14993 饱和蒸汽 再生滑阀吹扫蒸汽 再生斜管采样口吹扫蒸汽 再生斜管膨胀节吹扫蒸汽 518 提升管上段采样口吹扫蒸汽 提升管下段采样口吹扫蒸汽 进料事故蒸汽喷嘴吹扫 提升管卸料口吹扫蒸汽 提升管排污口扫蒸汽 小计 1292 22反应部分的工艺计算 22.1反应系统热量衡算