年产80万吨催化裂化装置设计毕业设计计算书（可编辑）.docVIP

年产80万吨催化裂化装置设计毕业设计计算书 1.4 设计规模与生产制度 1.4.1 设计规模 反应再生联合装置处理的原料为大庆原产的混合蜡油和减压渣油,设计处理量为80万吨/年。掺渣比为46%。设计计算物料时,按年开工8000小时计。非停工状态下连续再生处理分子筛型催化裂化催化剂。80万吨/年重油催化裂化再生工段装置为将催化剂再生的工段,包括主要设备有:再生装置,旋风分离器部分等。 1.4.2 生产规模 全装置采用连续操作方式,年处理量为80万吨/年重油。其中本催化剂再生工段处理催化剂的量为1000吨/小时(计算过程在第二章)。 1.4.3 生产制度 化工生产企业属于高危生产,所以设计生产一线要求连续安全运转,采用五班三倒制,每班8小时工作制,其他部门采用每天每班8小时工作制。 1.5 原料与产品规格 1.5.1 催化剂物化性质 催化剂在催化裂化的发展过程中起着十分重要的作用。工业上广泛应用的催化剂分为两类:一类是无定型的硅酸铝,包括天然活性白土和合成硅酸铝;另一类是结晶型硅酸铝盐,又称为分子筛催化剂,在催化裂化的发展初期,主要是利用天然的活性白土作催化剂。二十世纪四十年代起广泛采用人工合成的硅酸铝催化剂,六十年代出现了分子筛催化剂,由于它具有活性高、选择性和稳定性好等特点。使用分子筛催化剂可以获得较高的汽油产率、较低气体产率和焦碳产率等优点,因此很快就被广泛采用,几乎取代了硅酸铝催化剂。 1. 无定型硅酸铝盐催化剂 工业催化裂化装置目前采用合成硅酸盐为催化剂,由Na2sio3和Al2so43溶液按一定比例配合生产凝胶,经过水洗、过滤、成型、干燥、活化等步骤制成。主要成分是Sio2和Al2O3。按其含量的多少分成高、低铝催化剂。但从外型上看,移动床用催化剂是φ3-5的小球,流体床用的是φ1-100μm的微球。 一种多微孔性物质的平均直径是φ4-8,微孔的总体积约占催化剂球体积的1/3。正是因为这些微孔,使催化剂有很大的表面积,使其表面积可达到300-700m2/g,催化剂就是靠每个颗粒中微孔内表面上大量的酸性中心而显微酸性。当油与催化剂在高温下接触而进行反应时这种酸性能给分子提供质子,造成不断的裂化反应条件。而酸性与结构有关,主要是靠它含有少量的结构水,水是质子的主要来源。 2. 结晶型硅酸铝催化剂 结晶型硅酸铝催化剂既分子筛催化剂,60年代初被广泛的应用,目前世界上大多数催化裂化装置已采用这种催化剂,目前工业上应用的分子筛硅酸铝催化剂,一般只是含5%-15%的分子筛,其余的是硅酸铝载体。载体不仅能降低催化剂的成本,而且能起到分散活性,提高稳定性和耐磨性,传递热量以及大分子预先反应等多种作用载体和分子互相促进,使裂化达到很高的转化率。 分子筛催化剂具有裂化活性和转化活性高、选择性好、稳定性高和抗金属能力强等优点,但缺点是含炭量低,只有0.2%,当催化剂的含炭量每增加0.1%,转化率则降低3%-4%。分子筛活性来源,目前还进一步研究。 3. 分子筛催化剂的特性 分子筛对烷烃和环烷烃有很高的裂化活性,对于目前应用的工业催化剂,大约只需要1-4秒的接触时间,就可使原料中的烷烃和环烷烃全部转化,因此反应时间要求严格控制,以免发生过多的二次反应。为了使反应器内的停留时间短且减少油气的返混,在工业上采用提升管替代流体床,否则不能发挥分子筛选择性好的特点。 分子筛催化剂中只有10%-20%分子筛,其余的都是载体。裂化反应主要是在分子筛上进行,因此催化剂的含炭量对其活性和选择性的影响就很大。所以要求催化剂再生后的含炭量要低于0.1%,最好降低至0.05%或更低。因此要求再生器有很高的烧焦效率。提高再生温度可以提高烧焦效率,故一般采用7000C左右的再生温度。 分子筛催化剂对芳烃的裂化活性不高,因此原料油含芳烃多少影响转化率,特别是多环芳烃影响更大。分子筛催化剂的氢转移性高,所以汽油的饱和度高,其辛烷值一般比使用硅酸铝催化剂时低1-2个单位。当对汽油的辛烷值有较高要求的时候,应考虑选择适应条件和研制高辛烷值的催化剂。 4. 催化剂的中毒和污染 焦炭覆盖了催化剂的表面使活性降低,再生焦炭后,活性恢复。水蒸气能够破坏催化剂的结构从而降低催化剂的稳定性使活性下降,比表面积显著下降。 重金属污染主要是镍和钒,会使液体产品和液化气产率减低,干气和焦炭率上升,不饱和度增加,特别明显的是氢气的产率增加,甚至会使风机超负荷,还大大降低装置的生产能力。克服重金属污染主要措施是一方面使用抗污染的能力强的分子筛催化剂,另一方面采用优良的原料油,尽可能降低油料油馏分中的硫和重金属的含量。 1.5.2 催化剂技术指标