年产30万吨重油催化裂化反应-再生系统工艺设计(编辑修改稿)

年产30万吨重油催化裂化反应-再生系统工艺设计(编辑修改稿)内容摘要：

2H2O 生成 CO2 的碳为 71/（ 71+ 1)= 生成 CO 的碳为： = 生成 CO2 的耗氧量为： 1 = kmol/h 生成 CO 的耗氧量为： 1/2 =生成 H2O 的耗氧量为： 1/2 1/2 = 则理论的耗氧量为 :++=理论氮为： 79/21 = kmol/h 所以，可知燃料产物为 ， ， 2 =。 理论干烟气包括燃烧生成 CO2 和 CO 和理论氮 的 总量 : ++ = 已知烟气中过剩氧为 4%所以过剩空气摩尔百分数： (4100/21)100% = 19% 过剩空气：（过剩空气百分数 / 1 过剩空气百分数） 理论干烟气气量 = （ 1 – ） = kmol/h 过剩氧气： = 过剩空气含氮 ： = 实际干烟气为理论生成干烟气和过剩空气组成： + = 理论干空气用量 ： ++= 第四章 反应 再生系统工艺计算 10 已知空气的相对湿度为 70%，温度为 25 186。 C，根据 《石油加工工艺》中册图 629 查得：水蒸气 /干空气 = （摩尔） 空气中含水蒸气为 ： = 湿空气： + = kmol/h 已知回炼比 ，剂油比为 回炼油浆： 37500 =18750kg/h 剂 /油 = 剂 /（ 37500 + 18750） = 所以催化剂循环量为 ： （ 37500+18750） =337500kg/h 依据每吨 催化剂带入 1kg 水汽 ， 则催化剂循环量为 kg/h= /h 吹扫松动水蒸气量： 500kg/h= /h 水蒸气为湿度与生成水及本身带入和吹扫的水蒸气之和 烟气中水蒸气为： +++=综上所述可以得出再生器烟气流量及组成如表 41。 表 41 再生器烟气流量及组成 组分 分子量 流量（ kmol/h） 摩尔百分数 湿烟气 干烟气 O2 32 CO 28 CO2 44 N2 28 干烟气 30 100 总水蒸气 18 湿烟气 29 100 热量平衡 根据 Qi = NiCPit 式中 ， Qi—— 热流量 ， kJ/h； Ni—— 物流 Ni 的流量 ， kmol/h； Cpi—— 物流 i的热容 ， kJ/（ kmol•186。 C） ； t—— 温度 ， 186。 C。 热流 量入方 (1)干空气 t = 162 186。 C CP = kJ/kmol•186。 C Q1 = 162 = 106 kJ/h (2)湿空气中水蒸气 C 水 = kJ/kmol•186。 C Q2 = 162 = 105 kJ/h (3)催化剂带入水蒸气 Q3= 505 = 105kJ/h 第四章 反应 再生系统工艺计算 11 (4)吹扫、松动水蒸气 Q4= 280 = 106kJ/h (5)烧焦炭 Q5 =250 505 = 106 kJ/h (6)催化剂 Q6 (7)燃烧热 Q7， j = NjΔ H 查石油馏分焓图得 CO2 Q7， 1= 103 =93 106kJ/h CO Q7， 2= 103 = 106 kJ/h H2O Q7， 3= 103 = 106 kJ/h ∑ Q7 =（ 93 ++） 106= 106kJ/h 共计 Q = ∑ Qi = (+++++) 106 + Q6 = 106 + Q6 热流量出方 干烟气 Q， 1 = 700 = 106 kJ/h (1)水蒸气 Q， 2 = 700 = 106kJ/h (2)催化剂带出水蒸气 Q， 3 = 700= 106 kJ/h (3)脱附热，脱附热为燃烧热的 % Q， 4 = 106 = 106 kJ/h (4)热损失 = 582烧碳量 Q， 5 = 582 = 106kJ/h (5)催化剂 Q， 6 出方的能量 :∑ Q， = (++++) 106 + Q， 6 = 106 + Q， 6 根据热量平衡式： 106 + Q6 = 106 + Q， 6 催化剂升温所需的热量： Q=Q， 6 Q6= 106kJ/h 催化剂循环量 催化剂平均比热为 （ kg186。 C）。 设催化剂循环量为 W ㎏ /h （ 700505） =106 W=106kg/h 因为回炼比 ，所以剂油比为 ： 106/ [37500（ 1+） ]= 综上所述可得再生器物料平衡如表 4热平衡如表 43。 第四章反应 再生系统工艺计算 12 表 42 再生器物料平衡 入方 kg/h 出方 kg/h 干空气 干烟气 水汽 主风带入 水汽 生成水汽 待生剂带入 带入水汽 松动 .吹动 500 合计 合计 104 循环催化剂 106 焦碳 3000 循环催化剂（ kg/h） 106 合计 104 合计 104 表 43 再生器热平衡表 入方， 106kJ/h 出方， 106kJ/h 焦 碳 燃 烧 热 生成 CO2 放热 93 焦碳脱附热 生成 CO 放热 主风干空气升温需 热 生成 H2O 放热 主风带入水气升温需热 吹扫、松动蒸汽 加热催化剂需热 焦碳升温需热 散热损失 催化剂带入水蒸气的热量 干空气的热量 合计 合计 再生器的尺寸设计 1/4πD2U=VS D=(4VS/πU 密 ) =[4*29/(3600)]= 烧焦强度 =烧焦量 /藏量 藏量 =烧焦量 /烧焦强度 =3000/=15000kg V 密 =藏量 /ρ 密 =520xx/300=50m3 H 密 = V 密 /A 密 =504/= 1/4πD2U 稀 =VS D=(4VS/πU 稀 ) =(429/3600)= TDH=() EXP(D ) DT =( ) EXP() = m 第四章 反应 再生系统工艺计算 13 再生器的工艺结构图 41。 集 气 室人 孔冷 却 蒸 汽旋风分离器装 卸 手 孔燃料油辅 助燃 烧室燃料气燃料油 二次风 待 生 管淹 流 管紧 急 喷 水稀 相喷 水衬 里烟 气 窗 口人孔一次风看火窗图 41 再 生 器 结 构 简 图 空床流速 密相床层 进入密相床层的气相流量为： 干烟气： 、水蒸气： =（从水蒸气中 ），所以气相流量为 += kmol/h 已知床层温度为 700 186。 C，压力为 200+2=202kPa 所以体积流量： （ 273+700） 103/（ 2732021033600） = 稀相床层 有 ，因此流量为 +=体积流量： （ 273+710） 103/（ 2732001033600） = 提升管反应器 第四章 反应 再生系统工艺计算 14 提升管反应器的流程图 42。 图 42 提升管反应器的流程 物料衡算 新鲜原油： 37500kg/h 回炼油：回炼油浆 =1： 回炼比 =（回炼油流量 +回炼油浆流量） /新鲜原油 = 回炼油流量 +回炼油浆流量 =37500=18750kg/h 回炼油浆流量： 18750(1+)=3750kg/h 则回炼油流量 :187503750=15000 kg/h 催化剂循环量： W=106kg/h S=（ 90%馏出温度 10%馏出温度） 247。 （ 9010） tv=（ t10+t30+t50+t70+t90） 247。 5 lnΔme=+ Δme=e lnΔme tme=tvΔme 又 因为 K=， 由 tme 和 k 查表（《石油炼制工程》） P76 注 ： （ 林世雄 .石油炼制工程 (第三版 ).北京：石油工业出版社， 20xx） 可得 相对分子质 量 见表 44。 表 44 物料相对分子质量 物料 稳定汽油 轻柴油 回炼油 回炼油浆 原料油 平均相对分子量 106 214 342 392 445 反应器 水蒸气包括： 新鲜原料雾化的水蒸汽： 1～ %油 375kg/h 再生剂、烟气、水汽 新鲜原料 回炼油 回炼油浆 雾化蒸汽 反应油气、催化剂、烟气、水蒸汽、 预提升蒸汽 反应温 度 第四章 反应 再生系统工艺计算 15 回炼油雾化的水蒸气： 4% 油 600 kg/h 预提升所需水蒸气： 1kg/t剂 366kg/h 汽提所需水蒸气； 2kg/t剂 732kg/h 催化剂带入水蒸气： 剂 513kg/h 反应器总吹扫松动水蒸气： 4kg/t剂 1464kg/h 共 计 4050 kg/h 催化剂带入烟气： 1kg/t 剂 360kg/h 综上所述 ， 入方水蒸汽流量 见表 45， 反应器物料平衡见表 46。 表 45 入方水蒸汽 水 蒸 气 项目 质量流量 /Kg/h 分子量 kmol/h 进料雾化 375 18 预提升蒸汽 366 吹扫、松动水蒸汽 1464 气提蒸汽 732 回炼油雾化的水蒸汽 600 再生剂带入水蒸气 513 总量 4050 225 表 46 反应器物料平衡 第四章 反应 再生系统工艺计算 16 名称 相对平均分子量 对新鲜原料油 %（质量） 流量 kg/h kmol/h 进 料 新鲜原料油 444 100 37500 回炼油 342 15000 回炼油浆 392 3750 催化剂 360000 水蒸气 18 4050 225 再 生剂带入烟气 29 360。