常压塔开题报告

第 1 页 共 10 页 常压塔开题报告常压塔开题报告 原油的常压蒸馏就是原油在常压下进行的蒸馏 所用的蒸馏设备叫 做原油常压精馏塔 这也是提炼 原油的一项重要工艺 年常压重油催化裂化工艺 设计开题报告 一 背景简介 FCC 是重油催化裂化的缩写 重油加工是把原油 中的重质部分 如常压渣油和减压渣油转化为汽油 近年来 我国的原油产量一直上升幅度不大 但是燃 料油的需求量上升很大 这样的大背景下 需要我国 的炼油工业将产能更多的投入到重油 特别是减压渣 油的深度加工 本题即是对催化裂化工艺的拟建 催化裂化工艺简介 催化裂化的工艺原理 蜡油 脱沥青油 渣油等在催化剂的作用下发生 裂化 异构化 环化 芳化 脱氢化等诸多化学反应 反应产物为汽油 轻柴油 重柴油 副产物为干气 焦碳 油浆等 催化裂化可以使蜡油 脱沥青油 渣 油与催化剂在适宜的温度 压力滞留时间条件下进行 接触 以使原料的主要部分被转换成汽油和液态烃 通常这是一个单程操作 在裂化反应中 所产生的焦 第 2 页 共 10 页 碳被沉积在催化剂上 它明显地减少了催化剂的活性 所以除去沉积物是非常必要的 通常是通过燃烧方式 使催化剂再生来重新恢复其活性 重油催化裂化的特点 焦炭产率高 重油催化裂化的焦炭产率高达 8 12wt 而馏分油催化裂化的焦炭产率通常为 5 6wt 重金属污染催化剂 与馏分油相比 重油含 有较多的重金属 在催化裂化过程中这些重金属会沉 积在催化剂表面 导致催化剂受污染或中毒 硫 氮杂质的影响 重油中的硫 氮等杂原子的含量相对 较高 导致裂化后的轻质油品中的硫 氮含量较高 影响产品的质量 另一方面 也会导致焦炭中的硫 氮含量较高 在催化剂烧焦过程中会产生较多的硫 氮氧化物 腐蚀设备 污染环境 催化裂化条件下 重油不能完全气化 重油 在催化裂化条件下只能部 分气化 未气化的小液滴会附着在催化剂表面上 此时的传质阻力不能忽略 反应过程是一个复杂的气 液 固三相催化反应过程 二 国内外现状与前景 预期 我国 FCC 工艺及工程的技术水平 我国由于在催化剂细粉流化态技术的发展 两器 第 3 页 共 10 页 结构出现多种形式的组合 带外循环管的烧焦罐高效 再生 带预混合管的烧焦高效再生 带预混合管的烧 焦罐再生 管式烧焦 后置烧焦罐两段再生 高速床 两段串联再生 并列式两段再生 同轴式两段再生 与此同时 高效雾化原料油注入系统及急冷油控制提 升管中部温度技术 新型 Y 型结构的提升管出口快 速分离结构 新的汽提段结构和分段汽提也相继应用 于工业装置 另外还研制了灵敏度高 推动力大的耐 磨冷壁式电液控制滑阀 高热阻单层和双层耐热耐磨 衬里 无泄漏盘式三旋单管 卧管式三级旋风分离器 高效旋风分离器 油浆旋风除 尘和烟气能量回收机组等一系列具有先进水平的 新设备 我国催化裂化技术的发展计划和前景 基于我国原油资源的特点和 FCC 在二次加工能 力中占绝对比重的现状 未来 FCC 仍然是我国重油 轻质化和生产汽油的主要加工技术 加强技术创新 注重现有工艺 催化剂 工程技术和生产技术的改进 以及现有装置的改造 FCC 装置将会在高苛刻度下运 转 尽可能掺炼更多的渣油 实现炼油工业尽可能低 的投资把原油转变成符合环保法规要求的石油产品 提高 FCC 综合技术水平 缩小同先进水平的差距 具有同国外大公司竞争的能力 以环保和市场为导向 第 4 页 共 10 页 继续完善和开发重油催化裂化和 FCC 家族技术的工 艺和催化剂 提高 FCC 装置的重油加工能力 开发 具有更高性能的渣油裂化催化剂 生产符合新环保标 准的清洁汽油产品 到 20XX 年 随着环保法规的日 趋严格和对汽油中烯烃 芳烃含量的进一步限制 FCC 在提高汽油辛烷值方面的作用将下降 将会发展 成为生产汽油和组分以及为生产汽油调和组分提供生 产原料的手段 逐步调整原油加工工艺的结构 为炼 厂获取最大经济效益 满足我国实现经济可持续发展 战略 三 国外论文翻译 年国际工作组对石油工业框架的研究 利用经济 模型预测石油产品及原有供应需求的走势 1 研究背 景和目的 1997 年亚洲经济危机之前 除了日本以外的东 亚地区对石油的需求增长速度为平均每年 7 从保 证日本石油供应的角度看这是一种增长 然而 在 1998 直接反应在危机爆发后 情况迅速恶化 亚洲 的石油需求下降和石油产品供应的过剩 近年来 伴 随着中国经济增长的需求迅速扩大 另一个产品供应 的紧缩引起忧虑 今年 包括创纪录的高油价和伊拉 克战争的继续对石油行业的影响很大 气候变化加剧 第 5 页 共 10 页 新能源和经济信息 东亚对石油产品的供应和需求进 行分析越来越重要 这对日本的供应和需求的一个特 别大的影响 此外 石油产品及原油的大量需求在亚 洲特别是中国有着长期前景在这种情况下 它肯定会 影响日本能源安全如原油结构变化的定量分析和相关 的可能性 其次是日本的原油进口的影响和评估 这 项研究是由日本能源经济学委员会从经济部所实施的 对石油行业的调查研究 这项研究是由国际工作组晋 升委员会的研究 财年国际工作组提出的问题 在未来的几年里 中国预计将继续实现经济增长 8 在其对应的石油需求这块 随着其进入世界贸易 组织的中取消了贸易限制预计将对所有东亚的石油产 品需求量有重大影响 中国的石油产品需求预测的最 重要的因素是炼油能力增加的趋势 因为所涉及的许 多变量 预计这一趋势是困难的 为此 在去年 WG 在中国放置一个单独的高 CDU 能力是我多元化的案例 分析 对于中国经济增长的可持续性前景的不确定性因 素众多 包括人民币升值和国内的差距贫富差距缩小 20XX 经济增长放缓约无疑会影响亚洲其他国家 伴 随经济增长的减速 亚洲的石油需求下降的程度成为 一个关键点 由于这些原因 该工作组认为经济增长 第 6 页 共 10 页 是重点 也有关于中国和东亚其他地区的原油进口 快速增长的忧虑 它也指出 俄罗斯的石油开发进军中东和亚洲 WG 因此认 为作为一个整体在 2020 和 2030 间中东和非中东原油 生产的长期趋势可以预测世界原油供应和需求的的长 期趋势 并探讨日本对原油进口的影响 更具体地说 工作组集中在原油供应和需求以及 东亚地区 由在中国和日本对中东的依赖程度供应预 期的变化和竞争分析 原油的走势 如 2030 这也 影响全世界的 API 指数 差异扩大和较高层次在原油 生产的分析 这种背景下使 WG 对东亚未来石油产品 供应和需求形成兴趣 6 四 设计方法与方案 常 压塔设计 常压塔设计主要是塔内部汽液负荷的计算 汽液 负荷可以通过热平衡进行逐板计算 各参数的确定采 用了诸多经验数据 说明如下 1 压力 产品罐压力为 atm 冷凝冷却系统压力降取 atm 则塔顶压力为 atm 2 温度 塔顶温度是塔顶产品在其本身油汽分压下的露点 温度 侧线油品抽出温度是该层油气分压下未经汽提 的油品泡点温度 汽化段温度就是进料的绝热闪蒸 温度 塔底温度一般采用经验数值 比汽化段温度低 第 7 页 共 10 页 5 10 3 汽提 本设计使用 atm 过热水蒸气 4 过汽化率 在能保证侧线质量的前提下 尽量减少汽化率 本设计取 5 回流方式及取热比 本常压塔塔顶冷回流 一中循环回流 二中循环回 流 50 20 30 其中段回流进出口温度差为 6 塔顶冷却系统 采用二级冷凝冷却系统 7 塔板型式和板间距 采用浮阀塔板 板间距定为 mm 加热炉的设计 1 炉型的选择 采用空心圆筒炉 2 过剩空气系数的选取 辐射段为 R 对流段为 3 炉效率 4 工 艺上的设计 常压炉对流室设置冷进料 降低排烟温度 钉头 管用在对流段 利用常一线 常三线热源与空气换 热 设置空气预热器 利用常一中 减二线 减一中回流 三台换热器 的热源发生低压蒸汽 经过常压炉的对流室过流 作 常压塔减压塔吹汽用 常压塔计算部分塔板型式和 塔板数 采用两个中间段回流 每个用 层换热塔板 共 层 塔板数总计 层 第 8 页 共 10 页 5 汽化段温度 汽化段中进料的汽化率及过汽化度 eF 汽化段 油汽分压为 atm 汽化段温度为 6 塔底温度 取塔底温度比汽化段温度低 7 7 塔顶及侧线温度假设与回流热分配 塔回流热 全塔回流热 Q Q 入 Q 出 8 气液相负荷 加热炉计算部分 加热介质为拔头油 G kg h 比重 d204 e 入口温度 1 出口温度 2 燃料油为减压 渣油 其重量组成 O0 对流段对流管为钉头管 Gs kg h 冷油为原料油的 10 由 110 加热至 220 辐 射段计算 选择炉型 计算全炉有效热负荷 Q 燃烧过程计算 确定辐射段的传热量 QR 辐射管表面热强度 qR 辐射段管壁平均温度估算 辐射管加热面积 确定辐射管管径 管心距和管程数 确定炉 的辐射室尺寸 炉管长度及管数 确定对流管管径 管心距 管长及对流室宽和 第 9 页 共 10 页 每排管数 计算当量冷面积 Acp 求有效暴露砖墙表面积与当量冷平面之比 Aw Acp 对流段计算 烟气的未知温度 t t t 计算总传热膜系数 炉管面积 管排数 热强 度 反应 再生系统的工艺设计计算 在生气物料平衡 决定空气流率的烟气流率 再生器烧焦计算 决定藏量 再生器热平 衡 决定催化剂循环量 反应器物料平衡 热平衡 决定原料预热温度 结合再生器热平衡决定燃烧有两或取热设施 再生器设备工艺设计计算 包括壳体 旋风分 离器 分布管 淹流管 辅导燃烧室 滑阀 稀相喷 水等 反应器设备工艺设计计算 包括气提段和进料 喷嘴的设计计算 两器压力平衡 包括催化剂输 送管路 催化剂储罐及抽空器 其他细节 如松动点的布置 限流孔板的设计 等 五 进度规划 六 参考资料与文献 1 王雷 重油催化裂化技术的研究进展 1007 186504 0042 02 2 于国庆 高金森 徐春明 重油催 化裂化装置 汽提段及汽提工艺研究进展 1671 0460 第 10 页 共 10 页 02 0068 04 3 闫平祥 刘植昌 高金森 徐春明 于春光 王殿芬 重油催化裂化工艺的新进展 1671 0460 03 0136 05 4 闰平祥高金森徐春明 重油催化裂化反应技术 的