常壓塔開(kāi)題報告
原油的常壓蒸餾就是原油在常壓(或稍高于常壓)下進(jìn)行的蒸餾，所用的蒸餾設備叫 做原油常壓精餾塔，這也是提煉原油的一項重要工藝。
年常壓重油催化裂化工藝設計開(kāi)題報告
一、背景簡(jiǎn)介
FCC是重油催化裂化的縮寫(xiě)。重油加工是把原油中的重質(zhì)部分，如常壓渣油和減壓渣油轉化為汽油。近年來(lái)，我國的原油產(chǎn)量一直上升幅度不大，但是燃料油的需求量上升很大，這樣的大背景下，需要我國的煉油工業(yè)將產(chǎn)能更多的投入到重油，特別是減壓渣油的深度加工。本題即是對催化裂化工藝的擬建。 催化裂化工藝簡(jiǎn)介 催化裂化的工藝原理：
蠟油、脫瀝青油、渣油等在催化劑的作用下發(fā)生裂化、異構化、環(huán)化、芳化、脫氫化等諸多化學(xué)反應，反應產(chǎn)物為汽油、輕柴油、重柴油，副產(chǎn)物為干氣、焦碳、油漿等。催化裂化可以使蠟油、脫瀝青油、渣油與催化劑在適宜的溫度，壓力滯留時(shí)間條件下進(jìn)行接觸，以使原料的主要部分被轉換成汽油和液態(tài)烴，通常這是一個(gè)單程操作。在裂化反應中，所產(chǎn)生的焦碳被沉積在催化劑上，它明顯地減少了催化劑的活性，所以除去沉積物是非常必要的，通常是通過(guò)燃燒方式使催化劑再生來(lái)重新恢復其活性。
重油催化裂化的特點(diǎn)
�、� 焦炭產(chǎn)率高。重油催化裂化的焦炭產(chǎn)率高達8～12wt%，而餾分油催化裂化的焦炭產(chǎn)率通常為5～6wt%。
�、� 重金屬污染催化劑。與餾分油相比，重油含有較多的重金屬，在催化裂化過(guò)程中這些重金屬會(huì )沉積在催化劑表面，導致催化劑受污染或中毒。 ③ 硫、氮雜質(zhì)的影響。重油中的硫、氮等雜原子的含量相對較高，導致裂化后的輕質(zhì)油品中的硫、氮含量較高，影響產(chǎn)品的質(zhì)量;另一方面，也會(huì )導致焦炭中的硫、氮含量較高，在催化劑燒焦過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生較多的硫、氮氧化物，腐蝕設備，污染環(huán)境。
�、� 催化裂化條件下，重油不能完全氣化。重油在催化裂化條件下只能部
分氣化，未氣化的小液滴會(huì )附著(zhù)在催化劑表面上，此時(shí)的傳質(zhì)阻力不能忽略，反應過(guò)程是一個(gè)復雜的氣-液-固三相催化反應過(guò)程。 二、國內外現狀與前景預期 我國FCC 工藝及工程的技術(shù)水平
我國由于在催化劑細粉流化態(tài)技術(shù)的發(fā)展，兩器結構出現多種形式的組合：帶外循環(huán)管的燒焦罐高效再生、帶預混合管的燒焦高效再生、帶預混合管的燒焦罐再生、管式燒焦、后置燒焦罐兩段再生、高速床兩段串聯(lián)再生、并列式兩段再生、同軸式兩段再生。與此同時(shí)，高效霧化原料油注入系統及急冷油控制提升管中部溫度(MTC)技術(shù)、新型Y 型結構的提升管出口快速分離結構、新的汽提段結構和分段汽提也相繼應用于工業(yè)裝置，另外還研制了靈敏度高、推動(dòng)力大的耐磨冷壁式電液控制滑閥，高熱阻單層和雙層耐熱耐磨襯里、無(wú)泄漏盤(pán)式三旋單管，臥管式三級旋風(fēng)分離器，高效旋風(fēng)分離器，油漿旋風(fēng)除
塵和煙氣能量回收機組等一系列具有先進(jìn)水平的新設備。[1] 我國催化裂化技術(shù)的發(fā)展計劃和前景
基于我國原油資源的特點(diǎn)和FCC 在二次加工能力中占絕對比重的現狀，未來(lái)FCC 仍然是我國重油輕質(zhì)化和生產(chǎn)汽油的主要加工技術(shù)。加強技術(shù)創(chuàng )新，注重現有工藝、催化劑、工程技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)以及現有裝置的改造。FCC 裝置將會(huì )在高苛刻度下運轉，盡可能摻煉更多的渣油，實(shí)現煉油工業(yè)盡可能低的投資把原油轉變成符合環(huán)保法規要求的石油產(chǎn)品。提高FCC 綜合技術(shù)水平，縮小同先進(jìn)水平的差距，具有同國外大公司競爭的能力。以環(huán)保和市場(chǎng)為導向，繼續完善和開(kāi)發(fā)重油催化裂化和FCC 家族技術(shù)的工藝和催化劑，提高FCC 裝置的重油加工能力，開(kāi)發(fā)具有更高性能的渣油裂化催化劑，生產(chǎn)符合新環(huán)保標準的清潔汽油產(chǎn)品。到2015 年，隨著(zhù)環(huán)保法規的日趨嚴格和對汽油中烯烴、芳烴含量的進(jìn)一步限制，FCC在提高汽油辛烷值方面的作用將下降，將會(huì )發(fā)展成為生產(chǎn)汽油和組分以及為生產(chǎn)汽油調和組分提供生產(chǎn)原料的手段。逐步調整原油加工工藝的結構，為煉廠(chǎng)獲取最大經(jīng)濟效益，滿(mǎn)足我國實(shí)現經(jīng)濟可持續發(fā)展戰略。[1]
三、 國外論文翻譯
I.2004年國際工作組對石油工業(yè)框架的研究 利用經(jīng)濟模型預測石油產(chǎn)品及原有供應需求的走勢 1.研究背景和目的
1997年亞洲經(jīng)濟危機之前，除了日本以外的東亞地區對石油的需求增長(cháng)速度為平均每年7%。從保證日本石油供應的角度看這是一種增長(cháng)。然而，在1998，直接反應在危機爆發(fā)后，情況迅速惡化。亞洲的石油需求下降和石油產(chǎn)品供應的過(guò)剩。近年來(lái)，伴隨著(zhù)中國經(jīng)濟增長(cháng)的需求迅速擴大,另一個(gè)產(chǎn)品供應的緊縮引起憂(yōu)慮。今年，包括創(chuàng )紀錄的高油價(jià)和伊拉克戰爭的繼續對石油行業(yè)的影響很大，氣候變化加劇，新能源和經(jīng)濟信息，東亞對石油產(chǎn)品的供應和需求進(jìn)行分析越來(lái)越重要，這對日本的供應和需求的一個(gè)特別大的影響。此外，石油產(chǎn)品及原油的大量需求在亞洲特別是中國有著(zhù)長(cháng)期前景在這種情況下，它肯定會(huì )影響日本能源安全如原油來(lái)源結構變化的定量分析和相關(guān)的可能性，其次是日本的原油進(jìn)口的影響和評估。這項研究是由日本能源經(jīng)濟學(xué)(IEEJ)委員會(huì )從經(jīng)濟部所實(shí)施的`對石油行業(yè)的調查研究(石油產(chǎn)品的供應和使用的計量經(jīng)濟模型的需求趨勢2004財年研究)。這項研究是由國際工作組(WG)晉升委員會(huì )的研究。 2.2004財年國際工作組提出的問(wèn)題
(1)在未來(lái)的幾年里，中國預計將繼續實(shí)現經(jīng)濟增長(cháng)8%。在其對應的石油需求這塊，隨著(zhù)其進(jìn)入世界貿易組織的中取消了貿易限制預計將對所有東亞的石油產(chǎn)品需求量有重大影響。中國的石油產(chǎn)品需求預測的最重要的因素是煉油能力增加的趨勢。因為所涉及的許多變量，預計這一趨勢是困難的。為此，在去年，WG在中國放置一個(gè)單獨的高CDU能力是我多元化的案例分析。
(2)對于中國經(jīng)濟增長(cháng)的可持續性前景的不確定性因素眾多，包括人民幣升值(人民幣)和國內的差距貧富差距縮小。2010經(jīng)濟增長(cháng)放緩約無(wú)疑會(huì )影響亞洲其他國家，伴隨經(jīng)濟增長(cháng)的減速，亞洲的石油需求下降的程度成為一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。由于這些原因，該工作組認為經(jīng)濟增長(cháng)是重點(diǎn)。 (3)也有關(guān)于中國和東亞其他地區的原油進(jìn)口快速增長(cháng)的憂(yōu)慮。它也指出，
俄羅斯的石油開(kāi)發(fā)進(jìn)軍中東和亞洲。WG因此認為作為一個(gè)整體在2020和2030間中東和非中東原油生產(chǎn)的長(cháng)期趨勢可以預測世界原油供應和需求的的長(cháng)期趨勢，并探討日本對原油進(jìn)口的影響。
(4)更具體地說(shuō)，工作組集中在原油供應和需求以及東亞地區，由在中國和日本對中東的依賴(lài)程度供應預期的變化和競爭分析，原油的走勢，如2030。這也影響全世界的API指數，差異擴大和較高層次在原油生產(chǎn)的分析。這種背景下使WG對東亞未來(lái)石油產(chǎn)品供應和需求形成興趣。[6] 四、 設計方法與方案 常壓塔設計
常壓塔設計主要是塔內部汽液負荷的計算。汽液負荷可以通過(guò)熱平衡進(jìn)行逐板計算，各參數的確定采用了諸多經(jīng)驗數據，說(shuō)明如下： 1壓力
產(chǎn)品罐壓力為?atm，冷凝冷卻系統壓力降取?atm，則塔頂壓力為?atm。 2溫度
塔頂溫度是塔頂產(chǎn)品在其本身油汽分壓下的露點(diǎn)溫度。側線(xiàn)油品抽出溫度是該層油氣分壓下未經(jīng)汽提的油品泡點(diǎn)溫度， 汽化段溫度就是進(jìn)料的絕熱閃蒸溫度，塔底溫度一般采用經(jīng)驗數值，比汽化段溫度低5-10℃。 3汽提
本設計使用?atm、?℃過(guò)熱水蒸氣。 4過(guò)汽化率
在能保證側線(xiàn)質(zhì)量的前提下，盡量減少汽化率，本設計取?%(重)。 5回流方式及取熱比
本常壓塔塔頂冷回流:一中循環(huán)回流:二中循環(huán)回流=50:20:30。其中段回流進(jìn)出口溫度差為?℃。 6塔頂冷卻系統
采用二級冷凝冷卻系統。 7塔板型式和板間距。
采用浮閥塔板，板間距定為 mm。
加熱爐的設計 1爐型的選擇
采用空心圓筒爐。 2過(guò)�？諝庀禂档倪x取
輻射段為αR=?，對流段為α=? 3爐效率 ? % 4工藝上的設計
(1)常壓爐對流室設置冷進(jìn)料，降低排煙溫度，釘頭管用在對流段。 (2)利用常一線(xiàn)、常三線(xiàn)熱源與空氣換熱，設置空氣預熱器。
(3)利用常一中、減二線(xiàn)、減一中回流，三臺換熱器的熱源發(fā)生低壓蒸汽，經(jīng)過(guò)常壓爐的對流室過(guò)流，作常壓塔減壓塔吹汽用。 常壓塔計算部分塔板型式和塔板數 采用兩個(gè)中間段回流，每個(gè)用 層換熱塔板，共 層，塔板數總計 層。
5汽化段溫度
<1>汽化段中進(jìn)料的汽化率及過(guò)汽化度 eF=?(重) <2>汽化段油汽分壓為：?atm <3> 汽化段溫度為?℃。 6塔底溫度
取塔底溫度比汽化段溫度(5-10℃)低7℃
7塔頂及側線(xiàn)溫度假設與回流熱分配
<2>塔回流熱
全塔回流熱Q=Q入-Q出=?
8氣液相負荷 8.1加熱爐計算部分
加熱介質(zhì)為拔頭油
G=?kg/h 比重d204=? e=?
入口溫度τ1=?℃ 出口溫度τ2=?℃ 燃料油為減壓渣油，其重量組成：(例如)
C—86.5% H—12.56% O—0% S—0.17% W—0.37%對流段對流管為釘頭管，Gs=?kg/h
冷油為原料油的10%，由110℃加熱至220℃ 8.2輻射段計算
�、胚x擇爐型
�、朴嬎闳珷t有效熱負荷Q ⑶燃燒過(guò)程計算
�、却_定輻射段的傳熱量QR ⑸輻射管表面熱強度qR ⑹輻射段管壁平均溫度估算 ⑺輻射管加熱面積
�、檀_定輻射管管徑、管心距和管程數 ⑼確定爐的輻射室尺寸、爐管長(cháng)度及管數
�、未_定對流管管徑、管心距、管長(cháng)及對流室寬和每排管數 ⑾計算當量冷面積Acp
�、星笥行П┞洞u墻表面積與當量冷平面之比 Aw/ αAcp 8.3對流段計算
�、艧煔獾奈粗獪囟萾， t，， t，，，
�、朴嬎憧倐鳠崮は禂�，爐管面積，管排數，熱強度。 反應-再生系統的工藝設計計算
�、旁谏鷼馕锪掀胶�,決定空氣流率的煙氣流率。
�、圃偕鳠褂嬎�，決定藏量。 ⑶再生器熱平衡，決定催化劑循環(huán)量。
�、确磻魑锪掀胶�、熱平衡，決定原料預熱溫度。結合再生器熱平衡決定燃燒有兩或取熱設施。
�、稍偕髟O備工藝設計計算，包括殼體、旋風(fēng)分離器、分布管(板)、淹流管、輔導燃燒室、滑閥、稀相噴水等。
�、史磻髟O備工藝設計計算，包括氣提段和進(jìn)料噴嘴的設計計算。 ⑺兩器壓力平衡，包括催化劑輸送管路。 ⑻催化劑儲罐及抽空器。
�、推渌毠�，如松動(dòng)點(diǎn)的布置、限流孔板的設計等。 五、 進(jìn)度規劃 六、 參考資料與文獻
1.王雷 重油催化裂化技術(shù)的研究進(jìn)展 1007-1865(2011)04-0042-02 2.于國慶, 高金森, 徐春明 重油催化裂化裝置 汽提段及汽提工藝研究進(jìn)展 1671 0460( 2004) 02 0068 04
3.閆平祥, 劉植昌, 高金森, 徐春明, 于春光, 王殿芬 重油催化裂化工藝的新進(jìn)展1671 0460( 2004) 03 0136 05
4.閏平祥高金森徐春明 重油催化裂化反應技術(shù)的新進(jìn)展 石化技術(shù), 2003,10(1):41
5.陳祖庇 淺議重油催化裂化技術(shù)的進(jìn)步 煉油技術(shù)與工程 第37 卷第1 期
6.Hidehiro Unoki, Senior Economist, Econometric Analysis Group等 Asia Outlook of Supply and Demand Trends of Petroleum Products and Crude Oil
7.<石油煉制與化工>編輯部 重油加工新技術(shù)
8. 黃英編 化工設計
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