500kta催化裂化装置反应再生系统的设计编程计算.doc

500k t/a催化裂化反应-再生系统过程计算程序开发 1概述 催化裂化是最重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的生产中占有很重要的地位。催化裂化过程投资少、操作费较低、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。因此，催化裂化工艺在石油加工的总流程重占有十分重要的地位，成为当今石油炼制的核心工艺之一，并将继续发挥举足轻重的作用。 1.1设计背景 催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺，在炼油工业中产生占有十分重要的地位。石油炼制工艺的根本目的，一是提高原油加工深度，得到更多的轻质油产品；二是增加品种，提高产品质量。然而，原油经过一次加工所能得到的轻质油品只占原油的40％。随着国民经济和国防工业的发展，对轻质油品的需求量不断增加，对油品的质量要求也日趋严格。这种供求矛盾促进了炼油工艺，特别是重质油轻质化的发展。 传统的催化裂化原料是重质馏分油，主要是直馏减压馏分油，也包括馏分油。由于对轻质油品的需求不断增长及技术进步，近20年来，更重的油料也作为催化裂化的原料，例如减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处理重油等。原料油在500℃、3s及与裂化催化剂接触的条件下，经裂化反应生成气体、汽油、柴油、重质油及焦炭。 催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应—再生系统、分馏系统和吸收稳定系统，除此之外，许多装置还配备有烟气能量回收系统和产品精制系统。其中，反应—再生系统是全装置的核心部分。反应—再生系统主要包括新鲜进料预热系统、反应部分、再生部分、催化剂储存和输送部分、主风和再生烟气部分及其他辅助部分[01]。 原料油在催化剂上进行催化裂化时，一方面通过分解等反应生成气体、汽油等较小分子的产物，另一方面同时发生缩合生成焦炭，这些焦炭沉积在催化剂的表面上，使催化剂的活性下降。因此，经过一段时间的反应后，必须烧去催化剂上的焦炭以恢复催化剂的活性。这种用空气烧去积炭所谓过程称为“再生”。由此可见，一个工业催化裂化装置必须包括反应和再生两个部分。 1.2催化裂化工艺发展概述 自从1936年4月6 日第一套催化裂化工业装置在美国的Paulsboro炼油厂投产以来，催化裂化技术得到迅速发展，显示出旺盛的生命力[02]。从技术发展的角度来说，最基本的反应—再生型式和催化剂性能两个方面的发展。 反应－再生型式的发展经历了固定床反应器、移动床反应器和流化床催化裂化。自60年代以来，为配合高活性的分子筛催化剂，流化床反应器又发展为提升管反应器。目前，在全世界催化裂化装置中，提升管催化裂化已占绝大部分。我国也是如此。 提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，本装置的关键设备。随着装置不同，提升管反应器类型不同，常见的提升管反应器类型有三种：1直管式：多用于高低并列式提升管催化裂化装置；2折叠式：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置；3两段提升管反应器：由两根短提升管串联连接构成，用于两段提升管催化裂化装置。 大多数提升管反应器采用上粗下细的变径提升管，由下而上依次为预提升段、进料段和裂化反应区。大多数催化裂化提升管反应器采用侧壁进料。以往设计均采用新鲜原料进料与回炼油混和进料。新设计的重油催化裂化装置多采用分段进料，将新鲜原料与回炼油分开，以提高重油的裂化能力，实现选择性裂化，改善产品分布。 催化剂在催化裂化发展中起着十分重要的作用。在催化裂化发展的初期，主要是天然的活性白土做催化剂。60年代出现的分子筛催化剂以其活性高、选择性和稳定性好的特点被广泛采用，并且促进了催化裂化流程和设备的重大改革。除了促进提升管反应技术的发展外，还促进了再生技术的迅速发展。 沸石（又称分子筛）催化剂是一种新型的高活性催化剂，它是一种具有晶体结构的硅铝酸盐。与无定形硅铝催化剂相似，沸石催化剂也是一种多孔性物质，具有很大的内表面积。所不同的是它是一种具有规则晶体结构的硅铝酸盐，它的晶格结构中排列着整齐均匀、孔径大小一定的微孔，它能将不同直径的分子分开，而形象地称为分子筛。 按其组成及晶体结构的差异，沸石催化剂可分为A型、X型、Y型和丝光