65万吨年催化重整工艺设计.docVIP

第一篇 中文综述及说明 第一章中文综述 1．1催化重整在石油工业中的地位 文献综述是催化重整的发展简介，也可以是汽油生产的发展概述 大约18页，要有10篇以上的参考文献，要有3篇的2010年以后的参考文献第二章 重整工艺及重整反应流程说明 2．1 径向反应器设计 2.1.1 径向反应器 径向反应器是一种新型的反应器，在化学及石油工业中已得到广泛应用。不仅用于全气相反应物流，而且也在气液混相的低流床加氢上应用。径向反应器不但能大幅度降低压降从而采用颗粒小活性高的催化剂并减少能耗，而且气流分配均匀反应效果良好，结焦情况有所改善。在同样的操作条件下，可以获得最大目的产品收率。 径向反应器的中部有两层中心管,外径分别为330毫米及350毫米，内层中心管壁上钻有许多6毫米的小孔，外层中心管壁上开了许多矩形小槽，反应产物通过这两层中心管的小孔进入中心管，然后从下部出口导出。沿外壳壁周围排列开许多16×2毫米×毫米的长形孔的扇形筒，在扇形筒与中心管之间的环行空间使催化剂床层。反应原料油气由反应器顶部进入，经分布器后进入沿壳壁布满的扇形筒内，从扇形小孔出来沿径向方向通过催化剂床层，反应后进入中心管，然后导出反应器。中心管顶部的罩帽是由几节圆管组成，其长度可以调节，用以调节催化剂的装入高度。 2.1.2 径向反应器气流均匀分布 在径向反应器的设计中，除了工艺及机械设计外，一个重要的问题就是如何使流体在整个流通面积上均匀分布。我们通常采用的是Z型分布的径向反应器。气流由上部沿圆周排列的扇形分气筒，从大面积开孔处出来，经催化剂床层进入开孔率低的中心集气管，在由下部流出。 要使气体在沿催化剂床层轴向高度上均匀分布，其必要条件应如图3-2所示，在Ⅰ-Ⅰ环面上的静压差P1-P1‘和Ⅱ-Ⅱ环面上的P2-P2‘静压差沿轴向高度保持相等。用△P孔表示气流穿过中心集气管的小孔压力降。气流沿催化剂床层压力降以△P床表示，并假设其沿轴向高度分布大致相等，为一常数。因气流穿过大面积开孔的分气管时压降很小，所以可以忽略不计。预使气流上下分布均匀，则必须使气流径向穿过反应器各截面的压差接近相等，即必须P1-P1‘=P2-P2‘（1），则P1- P2= P1‘-P2‘（2）。若以Ⅰ-Ⅰ环面为基准，设其静压差为零，则P1-P1‘=△P孔-△P床，而P2-P2‘= （P2-P1）=（P2‘-P1’）+△P床+△P孔（3）。P2-P1指流体在分布管道自上而下流动过程中，由于气流不断进入引起的静压变化，称之为△P静分。P2‘-P1’指气流在集气管道自上而下流动过程中，由于气流不断进入引起的静压变化，称之为△P静集。式（3）经整理后，可以写成：P1-P1‘/ P2-P2‘=（△P床+△P孔）/（△P床+△P孔+△P静分+△P静集）。因为△P与流量Q的平方成正比，所以：Q上/ Q下=[（△P床+△P孔）/ （△P床+△P孔+△P静分+△P静集）]1/2（4）。预使气流分布最均匀，则Q上/ Q下应等于一，但实际上这是不可能的，只能使其值越接近于一越好。增大Q上/ Q下值的方法有两种：（1）增加△P床和△P孔，使其在总压降中占的比例增大；（2）减少△P静分和△P静集。 1 流体在分集气管内的流动及静压差： 在稳定流动情况下，轴向流体的动量增量应是轴向作用力的结果。在微元段存在着轴向静压力和管壁摩擦力，其动量方程为： F[P-（P+dp）]-F×dx×λ×vω2/De/2g =F[v（ω+dω）2/g-vω/g] （5） 整理后得 dp+2v×ω×dω/g+dx×λ×vω2/De/2g=0 （6） 式中：De为主流道当量直径；λ为管壁磨檫系数；v为流体重度；g为重力加速度。 随着流体不断的从小孔中流入（集气管）或小孔中流出（分气管），则管内气体质量在变化。式（6）是假定穿孔流线垂直的简化模型所得的动量微分方程式，改写得 dp+2k×v×ω×dω/g+dx×λ×vω2/De/2g=0 （7） 对分流道积分式（7）取始端为计算基准，则其流道静压降为（A表示分气管，L为管长，PAO为分气管始端压力） PAX-PAO=ωao2×va{K分[1-（1-X/L）2] -L[1（1-X/L）3]/6DeA} （8） 对集流道积分式（7）取始端为计算基准，自X=0积分到X处得 PBX-PBO=（-vb+ωbo）[K合（X/L）2-λL（X/L）3/6DeB] （9） 由式（9）可见，集流流