石油催化裂化流态化

1、会计学1石油催化裂化流态化石油催化裂化流态化7.1 概述概述 催化裂化催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油（是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油（70%）和柴油（）和柴油（30%）等轻质油产品的生产中占有很重要）等轻质油产品的生产中占有很重要的地位的地位 催化裂化于催化裂化于1936年实现工业化年实现工业化 催化裂化是重质油在酸性催化剂存在下，在催化裂化是重质油在酸性催化剂存在下，在500左右、左右、11053105Pa下发生裂解，生产轻质油、气体和焦炭的下发生裂解，生产轻质油、气体和焦炭的过程过程 催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居首位催化裂化能力在各个主要二次加工工艺中居首

2、位7.1 概述概述 催化裂化原料：重质馏分油（减压馏分油、焦化馏分催化裂化原料：重质馏分油（减压馏分油、焦化馏分油）、常压重油、减压渣油、脱沥青油油）、常压重油、减压渣油、脱沥青油 产品分布：产品分布： 气体：气体：1020%，气体中主要是，气体中主要是C3、C4,烯烃含量很烯烃含量很高高 汽油：产率汽油：产率3060%，辛烷值，辛烷值8090 柴油：产率柴油：产率040%，十六烷值低，需调和或精制，十六烷值低，需调和或精制 油浆：产率油浆：产率010% 焦炭：产率焦炭：产率5%10%，原子比大约是，原子比大约是C:H=1:0.31 7.1.1催化裂化的原料及产品催化裂化的原料及产品7.1 概

3、述概述反应反应-再生系统再生系统分馏系统分馏系统吸收吸收-稳定系统稳定系统7.1.2 催化裂化系统催化裂化系统7.1 概述概述 7.1.3 反应反应-再生系统的发展再生系统的发展 固定床反应器：固定床反应器：设备结构复杂，设备结构复杂，生产连续性差生产连续性差 移动床反应器：移动床反应器：设备尺寸大，装设备尺寸大，装置处理能力有限置处理能力有限7.1 概述概述 7.1.3反应反应-再生系统的发展再生系统的发展 流化催化裂化流化催化裂化-床层反应器床层反应器生产连续、产品性质稳定生产连续、产品性质稳定、设备简化等优点、设备简化等优点发明了立管，解决了催化剂从低压发明了立管，解决了催化剂从低压区向

4、高压区输送用螺杆泵造成催化区向高压区输送用螺杆泵造成催化剂结块，活性迅速降低的难题剂结块，活性迅速降低的难题实现实现催化剂循环系统，解决连续生催化剂循环系统，解决连续生产问题产问题催化剂与油气形成与沸腾的液体相催化剂与油气形成与沸腾的液体相似的流化状态似的流化状态催化剂直径为催化剂直径为20100m流化时，反应器或再生器内温度分流化时，反应器或再生器内温度分布均匀布均匀催化剂循环量大催化剂循环量大7.1 概述概述 7.1.3反应反应-再生系统的发展再生系统的发展 流化催化裂化流化催化裂化-提升管反应器提升管反应器高低并列式高低并列式同轴式同轴式流态化系统流态化系统：鼓泡流化床、湍鼓泡流化床、湍

5、动流化床、快速动流化床、快速流化床、立管密流化床、立管密相输送、斜管密相输送、斜管密相输送、稀相输相输送、稀相输送流化床以及流送流化床以及流化床中的一些关化床中的一些关键部件，如气体键部件，如气体分布器、催化剂分布器、催化剂分布器等分布器等7.1 概述概述 7.1.4催化流态化系统的特点催化流态化系统的特点 流化床直径大、操作流化数高：世界流化床直径大、操作流化数高：世界D=16800mm，国内，国内D=12100mm，流化数几十到，流化数几十到1000； 高温压力下的流态化：再生器温度高温压力下的流态化：再生器温度650730，操作压力，操作压力0.250.4MPa（绝），反应器（绝），反应

6、器480550，压力，压力0.150.35MPa 流化流化介质种类不同，物性差别大：烟气、空气、水蒸汽介质种类不同，物性差别大：烟气、空气、水蒸汽、油气等；、油气等； 催化剂的流化性能：粒径几微米到催化剂的流化性能：粒径几微米到200m，颗粒密度，颗粒密度11001700kg/m，属于，属于Geldart 颗粒分类中的颗粒分类中的A类类I型流化床1942年年1-原料2-热交换器3-再生催化剂斗4-一级旋风分离器5-二级旋风分离器6-Cottrell 沉降器烟气冷却器8-待生催化剂斗9-油气7.1 概述概述 7.1.5 国外催化裂化重大技术进展国外催化裂化重大技术进展I型流化床1942年年194

7、4年年II型流化床1947年年III型流化床7.1 概述概述 7.1.5 国外催化裂化重大技术进展国外催化裂化重大技术进展I型流化床1942年年1944年年II型流化床1947年年III型流化床1952年年IV型流化床催化剂用催化剂用U形管密相输送；形管密相输送；循环循环量靠反量靠反-再内催化剂密度调节；再内催化剂密度调节；待待生催化剂经密相提升管送入再生器生催化剂经密相提升管送入再生器装置高度降低到装置高度降低到3236m7.1 概述概述 7.1.5 国外催化裂化重大技术进展国外催化裂化重大技术进展1956-1960年年UOP高低并列式1974年年UOP高效再生流化催化裂化7.1 概述概述

8、7.1.5 国外催化裂化重大技术进展国外催化裂化重大技术进展1956-1960年年UOP高低并列式1974年年UOP高效再生流化催化裂化1981年年RCC装置1996年年-Lummus公司催化裂化装置7.1 概述概述 7.1.5 国外催化裂化重大技术进展国外催化裂化重大技术进展1961-1965同高并列式流化床工业装置1966-1970同高并列带管流化床1 汽提段汽提段2 沉降器沉降器3 再生器再生器4 溢流管溢流管5 辅助燃烧室辅助燃烧室6提升管提升管7 U形管形管8 外溢流管外溢流管9 管式反应器管式反应器7.1 概述概述 7.1.6 国内催化裂化国内催化裂化重大技术进展重大技术进展196

9、1-1965同高并列式流化床工业装置1966-1970同高并列带管流化床1971-1975高低并列全提升管装置1976-1980烧焦罐式提升管装置1 辅助燃烧室辅助燃烧室2 再生器再生器3、4 集气室集气室5 沉降器沉降器6汽提段汽提段7 提升管提升管1 汽提段汽提段2 沉降器沉降器3 再生器再生器4 提升管提升管5烧焦罐烧焦罐6 循环外管循环外管7.1 概述概述 7.1.6 国内催化裂化国内催化裂化重大技术进展重大技术进展1981-1985后置烧焦罐两段再生1986-1995常压渣油催化裂化装置7.1 概述概述 7.1.6 国内催化裂化国内催化裂化重大技术进展重大技术进展1981-1985后

10、置烧焦罐两段再生1986-1995常压渣油催化裂化装置1996-2000多产柴油和液化石油气工艺2001-两段提升管7.1 概述概述 7.1.6 国内催化裂化国内催化裂化重大技术进展重大技术进展高低并列式高低并列式同轴式同轴式再生烟气再生烟气待待生生催催化化剂剂再生催化剂再生催化剂烧焦空气烧焦空气旋旋风风分分离离器器7.2 再生器再生器 7.2.1单段再生器单段再生器 作用：用空气在一合适的作用：用空气在一合适的工艺条件下烧去（氧化）工艺条件下烧去（氧化）集聚在催化剂上的焦炭，集聚在催化剂上的焦炭，使催化剂活性恢复使催化剂活性恢复 决定因素：化学动力学、决定因素：化学动力学、气固传质传热气固传

11、质传热 床层流态化类型：床层流态化类型：湍流床湍流床 结构：密相床、气体分布结构：密相床、气体分布器、稀相区、待生催化剂器、稀相区、待生催化剂分配器、再生催化剂导出分配器、再生催化剂导出、气固分离系统、气固分离系统稀稀相相床床密密相相床床气体分布器气体分布器7.2 再生器再生器 7.2.1单段再生器单段再生器-密相床密相床 焦炭燃烧的主要场所；焦炭燃烧的主要场所； 操作气速：操作气速：0.21.2m/s； 直径由表观气速和空气流率计算直径由表观气速和空气流率计算 催化剂床层密度催化剂床层密度再生烟气再生烟气稀稀相相区区密密相相床床待生催化剂待生催化剂再生催化剂再生催化剂烧焦空气烧焦空气旋旋风风

12、分分离离器器表观气速/（m/s）轴向密度分布/（kg/m）距分布板最低点高点/m7.2 再生器再生器 7.2.1单段再生器单段再生器-气体分布器气体分布器 分布器要求：分布器要求： 使气体均匀分布，降低压使气体均匀分布，降低压降，节约能耗；降，节约能耗； 使流化床有好的的流化状使流化床有好的的流化状态，在分布器附近创造良态，在分布器附近创造良好的气固接触区，防止经好的气固接触区，防止经分布器筛出大颗粒；分布器筛出大颗粒； 具有足够的强度和刚度可具有足够的强度和刚度可支撑催化剂，能长周期操支撑催化剂，能长周期操作不堵塞，不冲蚀，易于作不堵塞，不冲蚀，易于启动启动 应尽可能减少颗粒的粉碎应尽可能减

13、少颗粒的粉碎再生烟气再生烟气待待生生催催化化剂剂再生催化剂再生催化剂烧焦空气烧焦空气旋旋风风分分离离器器气体分布器气体分布器7.2 再生器再生器 7.2.1单段再生器单段再生器-气体分布器气体分布器 多孔板式分布器多孔板式分布器孔磨损严重和布风不均匀问题；孔磨损严重和布风不均匀问题；大直径分布板，长时间处于不均匀热大直径分布板，长时间处于不均匀热应力作用下易产生较大形变，检修难应力作用下易产生较大形变，检修难度大度大压降：压降： 为分布板阻力系数，取2.1023102gpug 7.2 再生器再生器 7.2.1单段再生器单段再生器-气体分布器气体分布器 多孔板式分布器多孔板式分布器7.2 再生器

14、再生器 7.2.1单段再生器单段再生器-气体分布器气体分布器 管式分布器管式分布器树枝形分布器树枝形分布器圆环形分布器圆环形分布器树枝树枝形：形： 降低流速可降低喷嘴的冲蚀和催化剂降低流速可降低喷嘴的冲蚀和催化剂的磨损的磨损 制造、安装、检修方便制造、安装、检修方便圆环形：圆环形： 制造、安装、检修困难，造价高制造、安装、检修困难，造价高 压降压降高，操作弹性小高，操作弹性小压降：压降： 为管式分布器阻力系数，取1.22.2023102gpug 7.2 再生器再生器 7.2.1单段再生器单段再生器-气体分布器气体分布器 管式分布器管式分布器树枝形分布器树枝形分布器7.2 再生器再生器 7.2.

15、1单段再生器单段再生器待生催化剂分配器待生催化剂分配器船形分配器船形分配器槽形分配器槽形分配器船形：船形： 待生斜管向下倾斜待生斜管向下倾斜3035； 分配器上向下开槽口；分配器上向下开槽口； 多用于高低并列式催化裂化；多用于高低并列式催化裂化；槽形：槽形： 待生待生剂先进入提升井底部，由提升风剂先进入提升井底部，由提升风输送至槽形分配器；输送至槽形分配器； 槽形分配器位于密相床，催化剂分布槽形分配器位于密相床，催化剂分布较均匀；较均匀；7.2 再生器再生器 7.2.1单段再生器单段再生器待生催化剂分配器待生催化剂分配器船形分配器船形分配器槽形分配器槽形分配器7.2 再生器再生器 7.2.1单

16、段再生器单段再生器待生催化剂分配器待生催化剂分配器新型槽形分配器新型槽形分配器张永民等，石油学报（石油加工），张永民等，石油学报（石油加工），2015,31（5）：）：1164-1170特点：特点： 采用等间距排列的颗粒采用等间距排列的颗粒开孔；开孔； 每个孔催化剂流量服从每个孔催化剂流量服从1:3:5：2n-1； 催化剂分配均匀度、颗催化剂分配均匀度、颗粒输送能力，操作弹性粒输送能力，操作弹性较传统船形和槽形更优较传统船形和槽形更优；7.2 再生器再生器 7.2.1单段再生器单段再生器稀相床稀相床再生烟气再生烟气待待生生催催化化剂剂再生催化剂再生催化剂烧焦空气烧焦空气旋旋风风分分离离器器稀稀

17、相相床床 稀相段：稀相段： 对于湍动流态化，为了保对于湍动流态化，为了保持密相床的平衡操作，降持密相床的平衡操作，降低催化剂损失，必须在密低催化剂损失，必须在密相床上部设置稀相段，先相床上部设置稀相段，先进行沉降分离，然后再旋进行沉降分离，然后再旋风分离系统分离；风分离系统分离； 稀相稀相段段直径：表观气速、直径：表观气速、烧焦空气量、烟气量和旋烧焦空气量、烟气量和旋分系统平面布置；分系统平面布置； 稀相稀相段高度：段高度：TDH和旋分和旋分系统结构布置所需高度；系统结构布置所需高度；7.2 再生器再生器 7.2.1单段再生器单段再生器稀相床稀相床 旋风分离系统：旋风分离系统： 基本组成部件；

18、基本组成部件； 料腿要有一定高度催化剂形成料封料腿要有一定高度催化剂形成料封 旋风分离器分按进气方式分：切向和旋风分离器分按进气方式分：切向和轴向进入式轴向进入式旋风分离器旋风分离器料腿料腿支撑结构支撑结构料腿密料腿密封结构封结构直入切向进入式窝壳切向进入式轴向进入式7.2 再生器再生器 7.2.1单段再生器单段再生器稀相床稀相床 料腿密封结构：料腿密封结构：a.回转阀；回转阀；b.螺旋输送器；螺旋输送器；c.翼阀；翼阀；d.重锤阀；重锤阀；e.方冲挡板（锥）；方冲挡板（锥）；f. J/V型阀型阀（a）（b）（c）（d）（e）（f） 翼阀翼阀 防倒锥防倒锥7.2 再生器再生器 7.2.2 两段

19、再生器两段再生器 单段再生器为湍动床，床内气泡相单段再生器为湍动床，床内气泡相和乳化相直接物质传递阻力大，返和乳化相直接物质传递阻力大，返混严重，降低了烧炭强度，为了达混严重，降低了烧炭强度，为了达到烧焦效率，不得不增加藏量，则到烧焦效率，不得不增加藏量，则会加长催化剂停留时间，从而加重会加长催化剂停留时间，从而加重催化剂的水热失活；催化剂的水热失活； 两段再生器操作属于快速流态化，两段再生器操作属于快速流态化，床层中气相为连续相，颗粒时聚时床层中气相为连续相，颗粒时聚时散，大大降低了相间的物质传递阻散，大大降低了相间的物质传递阻力，有利于烧焦进行。力，有利于烧焦进行。第一段第一段再生器再生器

20、第二段第二段再生器再生器旋风分旋风分离器离器7.2 再生器再生器 7.2.2 两段再生器两段再生器 组成部分：组成部分： 第一密相床（快速流化床，烧焦罐）第一密相床（快速流化床，烧焦罐）烧焦罐烧焦罐再生器再生器旋风分旋风分离器离器1 气体表观气速：气体表观气速：1.02.0m/s 催化剂质量流率：催化剂质量流率：1560kg/m2s 催化剂停留时间：催化剂停留时间：3540s 催化剂密度催化剂密度不宜过不宜过高或过低高或过低 快速流化区烧碳比例约为总烧碳量的快速流化区烧碳比例约为总烧碳量的90%7.2 再生器再生器 7.2.2 两段再生器两段再生器 组成部分：组成部分： 催化剂和烟气并流向上流

21、动的稀相催化剂和烟气并流向上流动的稀相烧焦管烧焦管 和稀相烧焦管顶部直接连接的粗旋和稀相烧焦管顶部直接连接的粗旋风分离器系统风分离器系统 作为缓冲容器兼最终烧焦的第二密作为缓冲容器兼最终烧焦的第二密相床相床烧焦罐烧焦罐再生器再生器旋风分旋风分离器离器1234 采用典型的采用典型的鼓泡床鼓泡床，表观气速为，表观气速为0.150.25m/s7.2 再生器再生器 7.2.2 两段再生器两段再生器 组成部分：组成部分： 再生催化剂循环管：再生催化剂循环管：烧焦罐烧焦罐再生器再生器旋风分旋风分离器离器 一路将再生催化剂返回一路将再生催化剂返回第一密相床第一密相床和待生催和待生催化剂、烧焦空气混合，保证起

22、始烧焦温度化剂、烧焦空气混合，保证起始烧焦温度 另一路输送至另一路输送至提升管底部提升管底部，参与反应，参与反应 再生循环管有两种形式：再生循环管有两种形式：内循环管内循环管（通常为（通常为溢流入口的典型立管）和溢流入口的典型立管）和外循环管外循环管55 上部稀相段和旋风分离系统上部稀相段和旋风分离系统67.2 再生器再生器 7.2.3 改进后的再生器改进后的再生器再生器再生器旋风分旋风分离器离器 组成部分：组成部分： 第一密相床（快速流化床，烧焦罐第一密相床（快速流化床，烧焦罐） 气固并流向上可通过的气体分布器气固并流向上可通过的气体分布器 作为缓冲容器兼最终烧焦的第二密作为缓冲容器兼最终烧

23、焦的第二密相床相床 催化剂从第二密相床向第一密相床催化剂从第二密相床向第一密相床底部输送的催化剂循环管底部输送的催化剂循环管 外取热外取热器器 淹淹流管：输送催化剂至提升管底部流管：输送催化剂至提升管底部 稀相段和旋风分离系统稀相段和旋风分离系统7.3 提升管反应器提升管反应器 特点：特点： 提升管反应器裂化具有更好的选择性提升管反应器裂化具有更好的选择性 具有更高的效率具有更高的效率 具有较好的弹性和灵活性具有较好的弹性和灵活性 裂化的产品质量优于床层裂化裂化的产品质量优于床层裂化 包括包括预提升段预提升段、进料反应段进料反应段、出口快出口快速分离段速分离段7.3 提升管反应器提升管反应器预

24、提升段预提升段提升管再生斜管预提蒸汽分布板 7.3.1 预提升段预提升段7.3 提升管反应器提升管反应器 7.3.1 预提升段预提升段A结构结构B结构结构7.3 提升管反应器提升管反应器进料反应段进料反应段 7.3.2 进料反应段进料反应段(a)LPC喷嘴结构喷嘴结构 (b)KH-2、KH-3型喷嘴型喷嘴7.3 提升管反应器提升管反应器快速分离段快速分离段粗旋粗旋倒倒L型型VQS快分快分短接触旋流反应器短接触旋流反应器超短卧式快分超短卧式快分FSC快分快分 7.3.3 快速分离段快速分离段7.4 汽提段汽提段汽提段汽提段人字形挡板式锥盘式环流式7.5 催化剂的循环输送催化剂的循环输送 催化剂的

25、进入和导出：催化剂的进入和导出： 待生斜管上进，再生斜管下出；待生斜管上进，再生斜管下出； 待待生斜管下进，再生斜管上出；生斜管下进，再生斜管上出； 旋转床式旋转床式 再生剂导出：再生剂导出： 淹淹流管：高淹流管和低淹流管流管：高淹流管和低淹流管 溢流管：设置在密相床顶面附近溢流管：设置在密相床顶面附近 脱气罐脱气罐 再生剂淹流口再生剂淹流口7.5 催化剂的循环输送催化剂的循环输送 立管和斜管密相输送：立管和斜管密相输送： 待生斜管、立管；待生斜管、立管； 再生斜管下、立管；再生斜管下、立管；1/3管径管径1/2管径管径2/3管径管径全管全管 稀相输送：稀相输送：稀相烧焦罐；提升管反应器反稀相

26、烧焦罐；提升管反应器反应段；催化剂冷却器提升管等应段；催化剂冷却器提升管等 催化裂化正常生产条件：物料平衡、热平衡和压力平衡压力平衡 压力平衡：不发生窜气窜气、架桥架桥等问题，催化剂按预定方向流动预定方向流动、调整调整所需的催化剂循环量循环量，保证装置平稳操作平稳操作7.6 催化裂化反应催化裂化反应-再生系统压力平衡再生系统压力平衡7.6.1 反反-再系统压力平衡的设计计算再系统压力平衡的设计计算(1)(1)压力平衡的原理压力平衡的原理-U U形管形管原理原理1点处静压： hp112p1p2阀阀12111ppgh222ppgh1122pghpghp 推动力推动力 阻力阻力 为阻力损失，包括摩擦

27、阻力、阀压降等p2点处静压：流体从左向右流动，则要求：1) 将FCC装置反应器一再生器压力平衡系统分别按再生剂输送线再生剂输送线及待生剂输送线待生剂输送线两条独立线路的压力平衡来计算。2) 在再生剂(或待生剂)输送线上，以线路标高取低点为基准低点为基准，按催化剂流动方向划分该线路的上、下游。上游的压力及静压头总和为催化剂流动的推动力，下游的压力、静压头及滑阀压降之总和为催化剂流动的阻力。3) 维持催化剂平衡循环流动的条件为：推动力推动力=阻力阻力。再生剂输送线待生剂输送线7.6.1 反反-再系统压力平衡的设计计算再系统压力平衡的设计计算(2) 压力平衡设计准则压力平衡设计准则埃索准则埃索准则线

28、路再生剂输送线待生剂输送线推动力再生器顶压p0沉降器顶压再生器静压p1沉降器静压再生滑阀以上斜管静压p2汽提器静压待生滑阀以上斜管静压再生滑阀以下斜管压降p3待生滑阀以下斜管压降阻力沉降器顶压p4再生器顶压沉降器静压p5再生器静压提升管总压降p6待生蝶阀压降旋风分离器压降p7再生滑阀压降p8012345678ppppppppp推动力 阻力：7.6.1 反反-再系统压力平衡的设计计算再系统压力平衡的设计计算(2) 压力平衡设计准则压力平衡设计准则埃索准则埃索准则二、与压力平衡计算相关的流态化知识二、与压力平衡计算相关的流态化知识(1)(1)再生器顶压：再生器顶压：P0=表压表压+ +大气压大气压

29、稀相区稀相区密相区密相区分布器区分布器区P1 稀g h稀+ 密g h密流化床沿轴向密度及分布曲线示意图流化床沿轴向密度及分布曲线示意图 流化床的整体特性示意图流化床的整体特性示意图 ( (2) )再生器静压：再生器静压： P1=稀相静压稀相静压+密相静压密相静压密密相相区区稀稀相区相区P0沿沿整个流化床高度可整个流化床高度可分为分为三三个区个区：分布分布器作用区器作用区密相区密相区稀相稀相区区二、与压力平衡计算相关的流态化知识二、与压力平衡计算相关的流态化知识(3)斜管或立管静压斜管或立管静压“+”气体向上流动，气体向上流动，“-”气体向下流动；气体向下流动；粘滞流动：粘滞流动：Ergun公式

30、公式松动流动：静压松动流动：静压+摩擦损失摩擦损失 P1-P2=g（h2-h1） P摩擦 P1-P2=g（h2-h1）sin P摩擦P摩擦 Gs立2/+2fs Gs立2（L/ Dt）/，（Pa）水平管流动：水平管流动：Pf0.537 us0.45.Lg /( Dt/ dp) 0.25 P =150L（1-m ）2 /m3| |/ g(?sdp)2 +1.75L(1-m ）/m3g ()2/ ( g?sdp)二、与压力平衡计算相关的流态化知识二、与压力平衡计算相关的流态化知识(4) 提升管压降：提升管压降：PT PA +Ps+Pf 加速压降：加速压降： PA ug 2/2-埃索公司准则（四）法

31、静压：静压： Ps视g h=Gs/ug g h 摩擦阻力：摩擦阻力： Pf177.410-4Lug2/ Dt ( Pa) (5) 旋分分离器压降：旋分分离器压降： 一级旋分一级旋分压降压降：p1(u12/2)(K入混+3.4g) 二二级级串联总压降串联总压降：p1,2p1+(u22/2)(6.7g) 三三级级串联总压降串联总压降：p1,2,3p1.2+(u32/2)(6.8g)(6) 滑阀压降：滑阀压降：2040kPa三、反应三、反应-再生系统压力平衡再生系统压力平衡算算例例沉沉降降器器再再生生器器汽提器汽提器提升管提升管反应器反应器 再生剂线路压力平衡再生剂线路压力平衡：1）选取最低点）选取

32、最低点淹淹流流管管推动力阻力再生器顶压P2沉降器顶压P1 再生器稀相静压P1沉降器稀相静压P5淹流管以上密相床静压P2提升管进料口以上静压P6再生滑阀以上淹流管及斜管静压P3预提升段静压P7再生滑阀以下斜管静压P4提升管摩擦压降P8提升管加速压降P9再生滑阀压降P阀三、反应三、反应-再生系统压力平衡再生系统压力平衡算算例例沉沉降降器器再再生生器器汽提器汽提器提升管提升管反应器反应器 再生剂线路压力平衡再生剂线路压力平衡：1）选取最低点）选取最低点2）推动力计算）推动力计算i再生器顶部压力P2 P2=121.63+103.3=224.93kPaii再生器稀相静压P1= g h P1 =15(28

33、.446-16.77) 9.8=1.72kPaiii淹流管以上密相床静压P2= g h P2 =250(16.77-15.759) 9.8=2.48kPa淹淹流流管管iv再生滑阀以上淹流管及斜管静压P3= g h P3 =300(15.759-4.88) 9.8=32.0kPav再生滑阀以下斜管静压P4= g h P4 =200(4.88-3.63) 9.8=2.45kPa推动力合力推动力合力=224.93+1.72+2.48+32.0+2.45=263.58kPa 三、反应三、反应-再生系统压力平衡再生系统压力平衡算算例例沉沉降降器器再再生生器器汽提器汽提器提升管提升管反应器反应器 再生剂线

34、路压力平衡再生剂线路压力平衡：3）阻力计算）阻力计算i沉降器顶部压力P1 P1=109.9+103.3=213.16kPaii沉降器稀相静压P5= g h P5=10(35.252-28) 9.8=0.71kPaiii提升管进料口以上静压P6= g h P6 =35(28-4.9) 9.8=7.92kPa淹淹流流管管iv预提升段静压P7= g h P7 =133(4.9-3.63) 9.8=1.66kPav提升管摩擦压降P8= 3.36kPa三、反应三、反应-再生系统压力平衡再生系统压力平衡算算例例沉沉降降器器再再生生器器汽提器汽提器提升管提升管反应器反应器 再生剂线路压力平衡再生剂线路压力平

35、衡：4）推动力）推动力=阻力，求所需的阻力，求所需的P阀淹淹流流管管P阀=263.58-229.71=33. 87kPa一般要求滑阀压降在2040kPa左右，因此计算是合适的。阻阻力合力力合力=229.71+P阀vi提升管加速压降P9= 2.90kPavii再生滑阀压降P阀三、反应三、反应-再生系统压力平衡再生系统压力平衡算算例例沉沉降降器器再再生生器器汽提器汽提器提升管提升管反应器反应器 待生剂线路压力平衡待生剂线路压力平衡：1）选取最低点）选取最低点淹淹流流管管推动力阻力沉降器顶压P1 再生器顶压P2沉降器稀相静压P1再生器稀相静压P4沉降器密相静压P2再生器密相静压P5待生滑阀以上待生斜

36、管静压P3再生滑阀压降P阀待生滑阀以下斜管静压P42）计算各部分压降）计算各部分压降3）推动力）推动力=阻力，求出滑阀压降，核算阻力，求出滑阀压降，核算四、旋风分离器四、旋风分离器压力平衡计算压力平衡计算 旋风分离器的压降计算：旋风分离器的压降计算：1）只有一级旋风分离器：）只有一级旋风分离器：2）二二级串联旋风分离器总压降：级串联旋风分离器总压降：3）三三级串联旋风分离器总压降：级串联旋风分离器总压降：p1 (U12/2)(K入混+3.4 g)，（Pa）p1,2p1 +(U22/2)(6.7 g)，（Pa）p1,2,3p1,2 +(U32/2)(6.8 g)，（Pa）式中：U1， U2 ，U

37、3 入口线速，m/s; g 9.8 m/s2 ; 入混一级入口气固混合物密度，kg/m3 g 油气或烟气密度，kg/m3 K阻力系数，随一级旋风入口速度而变四、旋风分离器四、旋风分离器压力平衡计算压力平衡计算 旋风分离器旋风分离器系统系统的压力平衡：的压力平衡：确定确定料腿料腿的最小长度的最小长度1）一级料腿末端出口处压力平衡：）一级料腿末端出口处压力平衡：2）二二级料腿压力平衡：级料腿压力平衡：推动力=料腿顶部压力(P2)+料腿内料柱静压(p1)阻力=入口压力(P1)+稀相静压(p2)+密相静压(p3) +催化剂通过防倒锥的压降(p防)推动力=阻力P2+(Z1+ H2) 1 g= P1 +

38、H1 稀 g + H2 密 g + p防Z1= p1 +H1 稀 g + H2(密 -1)g+ p防， p1= P1 -P2 Z2= p1 ,2+H1 稀 g + H3(密 -2)g+ p阀 ， p1,2= P1 P3四、旋风分离器四、旋风分离器压力平衡计算压力平衡计算 旋风分离器旋风分离器系统系统的压力平衡：的压力平衡：确定确定料腿料腿的最小长度的最小长度通常通常一级料腿最小长度应当大于一级料腿最小长度应当大于Z1+H2，为安全起见，在此基础上，为安全起见，在此基础上再增加再增加1米米 式中的p1、p1、2根据旋风分离器压降计算 H1TDH 一级料腿埋入深度H2的选定应使料腿出口（在考虑膨胀

39、后）到分布器的距离大于hj（分布器区高度）； 二级料腿埋入深度为00.5m或更大些，这就需要对密相床高Hf进行准确计算，尽可能避床面不稳定区。 料腿内密度可根据实测的生产数据选取或取：1=350 kg/m3, 2 =480 kg/m3 翼阀压降可近似取0.0035 kg/ cm2。 对一级料腿防倒锥的阻力可忽略。 计算出的（Z1+ H2+1）的数值若大于（H1+ H2），则应加高H1以保证料腿有足够的长度 四、旋风分离器四、旋风分离器压力平衡计算压力平衡计算 旋风分离器旋风分离器系统系统的压力平衡的压力平衡例题例题已知某催化裂化装置再生器密相段内径为5.03米，稀相段内径为6.0米，密相床高度

40、为6米，静空高度为8.5米，顶部压力P1=78.5kPa ，密相密度密=300 kg/m3，一旋入口线速u1=19.15m/s, 二旋入口线速 u2=19.9m/s, 入混=5 kg/ m3， g=0.71 kg/ m3。试用压力平衡计算确定料腿长度。五、实际生产装置压力平衡核算五、实际生产装置压力平衡核算由生产标定数据确定密相床高度由生产标定数据确定密相床高度由各处压降数据计算相应位置的视密度由各处压降数据计算相应位置的视密度 视Pi/（hi. g）作出反作出反- -再系统流程及相应标高示意图再系统流程及相应标高示意图将视密度值标注在示意图的相应位置上将视密度值标注在示意图的相应位置上分再生剂输送线路和待生剂输送线路计分再生剂输送线路和待生剂输送线路计算压力平衡算压力平衡1981-1985后置烧焦罐两段再生1986-1995常压渣油催化裂化装置199