催化裂化装置.docx

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1、催化裂化装置催化裂化是炼油工业重要的二次加工装置， 是提高轻质油收率， 生产高辛烷 值汽 油， 同时又多产柴油的重要手段， 随着重油催化工艺的实现， 其地位更加倍 增。作为一项传统的重油加工工艺，催化裂化实现工业化已经有 60 年的历史， 其总加工 能力超过加氢裂化、 焦化和减粘裂化之和， 是目前最重要的重油轻质化 工艺。虽然曾多 次受到加氢裂化工艺的竞争和清洁燃料标准的挑战， 但由于催化 裂化技术的进步，各种以 催化裂化技术为核心的催化裂化“家族工艺”的不断出 现，已经将催化裂化转变为“炼油 化工一体化”的主体装置， 催化裂化仍然保 持了其在石油化工行业中的重要地位。我国的催化裂化技术与国际

2、先进水平保持同步，进入 21 世纪以后，由于我 国催化裂 化装置在炼厂地位的特殊性， 技术发展的势头更猛， 目前为止， 基本解 决了由于产品升 级换代给催化裂化工艺带来的各种问题， 而且在应对产品质量问 题的技术开发过程中， 拓宽了催化裂化产品的品种和范围， 为确保催化裂化技术 在未来石油化工中的核心地位提 供了技术保证。催化裂化装置的工艺原理是在流化状态下的催化剂作用下，重质烃类在480-520 C 及 0.2-0.3MPa(a) 的条件下进行反应。主要包括：1) . 裂解反应：大分子烃类裂解为小分子，环烷烃进行断环或侧链断裂，单 环芳烃的 烷基侧链断裂。2) . 异构化反应： 正构烷烃变成

3、异构烷烃， 带侧链的环烃或烷烃变成环异烷， 产品 中异构烃含量增加。3) . 芳构化反应：环己烷脱氢生成芳香烃，烯烃环化脱氢生成芳烃。4) . 氢转移反应：多环芳烃逐渐缩合成大分子直至焦炭，同时一种氢原子转 移到烯烃 分子中，使烯烃饱和成烷烃。催化裂化装置的规模近三十年来逐步发展到 350 万吨/年(加工 1000 万吨/ 年原油)。加工的原料为常压蜡油、减压渣油以及蜡油加氢裂化尾油 原料主要性质项目t比重硫wt%氮wt%残炭wt%鎳ppm钒ppm铁ppm混合进料0.90280.08580.17957.9513.20.510.3装置由反应再生、分馏、吸收稳定（包括产品精制）、烟气能量回收几个部

4、分组成。装置主要产品为液化气、汽油、重石脑油和轻柴油，副产部分干气和油浆。液化气去气体分馏装置。汽油进入汽油精制分馏装置改质。重石脑油和轻柴油混合后作为柴油馏分至柴油加氢精制装置。装置主要产品技术指标表序号名称主要技术旨标去向备注1干气C31.0% (V)去 PSA2H2S3W20mg/Nm2液化气C20.3% (V)去气体分馏C5 1.0% (V)H2SW4ppmCOSW0.03ppm3汽油ATSM90% , C142去汽油精制分馏C41%wt干点，c1654重石脑油ATSM90% , C1935轻柴油ATSM90% , C3106重石脑油+轻柴油闪点，c55去柴油加氢精制7油浆灰分，ppm

5、200去罐区闪点，c66-711. 工艺技术方案：近几年，在催化剂和两器结构工艺的新技术应用方面发展很快。A. 如国内为提高柴汽比、降低催化裂化汽油烯烃含量、增产丙烯，国内开发了多种催化裂化相关工艺，其中有多产异构烷烃的MIP工艺、多产柴油和丙烯的 两段提升管工艺、灵活双效FDFCC工艺和多产液化石油气和柴油的MG 工艺等， 这些新工艺在增产柴油、提高柴汽比、降低汽油烯烃含量、满足市场需求、适应汽油新标准要求、增产液化石油气和丙烯、提高企业经济效益等方面，发挥了重要作用。B. 美国UOP公司是全球知名的催化裂化设计和技术专利商，自1940年以来,该公司已经拥有了 215项催化裂化专利技术。中石

6、油新建装置常采用U0P具有成 熟应用经验的重叠式两段再生和提升管出口VS?快速分离技术。TP1重叠式两段再生2. 工艺设备概况:A.反应器:沉降器： 沉降器设计压力0.35MPa,设计温度552C;上部筒体直径7700mm长度13400mm球形封头。下部汽提段直径4200mm长度7400mm中间锥形过渡段 长度2400mm 采用内集气室结构，上部为带密封罩快分和 10 台单级旋风分离器 组成，旋风分离器为 UOP 旨定产品；汽提段内部有七层圆盘形挡板；该设备采用 热壁保温 结构，因其操作温度较高，其壳体采用 SA387GR.11or GR. 1 2 ( 1 5CrMoR ) 材料，内部 的旋风

7、分离器及内构件材质选用SA387 GR11 or GR1 2 ( 1 5CrMoR ) ， 设备需要进行焊后热处理。再生器：再生系统有第一再生器和第二再生器，重叠式布置，设计压力 0.35MPa 设 计温度343E。第一再生器在上，直径为 16000mm筒体长度17600mm椭圆 形封头， 内置 20 组一、二级旋风分离器，旋风分离器全部为 UOP 指定产品，采 用内集气室结构。 下部有4组树枝状空气分布管和一组烟气分布器。下部第二再 生器直径 8300mm筒体长度 14250mm 内有一组树枝状主风分布管；中间锥形 过渡段长度 6200mm 再生器内衬 100mm 厚隔热耐磨衬里，第二再生器

8、空气分布 管部位隔热耐磨衬里厚度 125mm 其壳体采 用 SA516GR.70(20R )材料，其内部 的旋风分离器及内构件材质选用 304 (0Cr18Ni9 )， 设备需要进行焊后热处理。B. 塔：分馏塔设计压力0.35MPa下部设计温度551C,上部设计温度343E。塔体直径 为8200mm筒体长度为44200mm 塔体下部选用 410S+SA387GR.11 or GR.12(0Cr13+15CrMoR 复合钢板，上部选用 20R, 复合钢板部分需要进行焊后热处理。塔内共设 32 层浮阀塔盘， 6 层圆形塔盘，塔盘的材质选用 410(0Cr13)。吸收塔：设计压力2.0MPa,设计温

9、度120 C。塔体直径为 2800mm筒体长度为 30300mm 塔的壳体材料选用 16MnR 设备需要进行焊后热处理。塔内共设 40 层 浮阀塔盘，塔盘的材 质选用 410(0Cr13)。再吸收塔：设计压力1.9MPa,设计温度120 C。塔体直径为 1700mm筒体长度为16800mm 塔的壳体材料选用 16MnR 设备需要进行焊后热处理。塔的内件材质选用 316 (0Cr17Ni12Mo2 ,塔内填料高度 10700mm解吸塔：设计压力2.25MPQ设计温度190C。塔体直径为 4100mm筒体长度为 31000mm 塔内共设 36 层浮阀塔盘。塔的壳体材料选用 16MnR 塔盘的材质选

10、用 410（ 0Cr13 ）。设 备需要进行焊后热处理。稳定塔：设计压力1.45MPa,设计温度225E。稳定塔为变径塔，上部筒体直径为3600mm其筒体长度为12050mm下部筒体直径为 4200mm其筒体长度为18850mm 壳体总长度 32000mm 塔的壳体材料选用 16MnR 塔内共设 40 层浮阀 塔盘, 塔 盘的材质选用碳钢。C. 容器：外取热器直径为 2800mm壳程筒体长度8900mm设计压力2.62MPa,设计 温度 343C，有隔热耐磨衬里；管程设计压力4.95MPa设计温度285C。外取 热器为UOFP旨定产品，整体交货。三旋直径为 7240mm筒体长度7300mm设计

11、压力0.35MPa,设计温度343C。隔 热耐磨衬里厚度 100mm 三旋为 UOP 旨定产品。新鲜催化剂罐直径为 7200mm筒体长度34000mm设计压力：正压（顶部） 0.45MPa,负压为全真空，设计温度 343C。设备的壳体材料选用16MnR低金属平衡催化剂罐直径为 7200mm筒体长度34000mm设计压力：正压（顶部）0.45MPa,负压为全真空，设计温度 343C,设备的壳体材料选用16MnR 高金属平衡催化剂罐直径为10400mm筒体长度34000mm设计压力：正压（顶部）0.45MPa负压为全真空，设计温度 343C。设备的壳体材料选用16MnRD. 冷换设备：油浆蒸汽发生

12、器壳程设计压力4.7MPQ 设计温度 285C ; 管程设计压力3.65MPa,设计温度410C。壳体材料选用16MnR管束材料选用410 （0Cr13 ）。重循环油蒸汽发生器壳程设计压力4.7MPa,设计温度285C；管程设计压力3.65MPa设计温度335E。壳体材料选用16MnR，管束材料选用410 （0Cr13 ）。3. 机械设备概况： 在 350 万吨/ 年重油催化裂化联合装置中，机械设计的主要内容包括：烟气轮机、A. 一套主风机-能量回收机组及其辅助设备，其中包括：轴流式压缩机、齿轮箱、电动机、联轴器及润滑油站等。主风机设计参数：工况单位额定工况备注介质空气标准状态流量（湿基）Nn

13、 n/min8500入口压力MPa(a)0.1入口温度C22.3出口压力MPa(a)0.415出口温度C? 207平均分子量kg/kmol28.2轴功率kW? 32876主风机拟选用陕西鼓风机厂引进瑞士苏尔寿公司技术设计、制造的AV型全静叶可调轴流式压缩机。陕西鼓风机厂已有 100多套配套经验，在大连石化及兰州石化350X104t/aFCCU中已有成功的案例，不存在试验或试制的问题，主风机立足国内是可靠的。烟气轮机设计参数：工况单位额定工况备注介质再生烟气流量Nn Ah379485入口压力MPa(a)0.241入口温度C686出口压力MPa(a)0.010出口温度C? 550轴功率kW? 22

14、100该烟机入口压力较低，轮盘直径较大，所以初步考虑该烟机引进异步电动/发电机:本机组被拖动的主风机轴功率 ？ 32876kW主电机拟选用 20000kW四级， 大启动力矩，低启动电流的异步电动机。机组启动时，先开备机，待烟气合格后,引入烟气，由烟机启动主风机，待主风机组转速被拖动到预先设定的转速时，启动电机，由烟机和电机合力将主风机组拖动到100%专速。该电机可选用上海 电机厂或南阳防爆集团的相应产品，以上两厂在类似的场合均有成功的业绩。该 电机立足国内是可行的。齿轮箱。型式：平行轴，双斜齿，渐开线，硬齿面。传递功率：20000 kW。齿轮箱为高速重载型式，结构型式为平行轴双斜齿，硬齿面，该

15、设备需要引进。B. 一套备用主风机组及其辅助设备，其中包括：轴流式压缩机、齿轮箱、电动机、联轴器及润滑油站等。主风机设计参数工况单位额定工况备注介质空气标准状态流量（湿基）Nn 八mi n5000入口压力MPa(a)0.1入口温度C36出口压力MPa(a)0.361出口温度C? 187平均分子量kg/kmol28.2轴功率kW? 16418.4主风机拟选用陕西鼓风机厂引进瑞士苏尔寿公司技术设计、制造的AV型全静叶可调轴流式压缩机。异步电动：本机组被拖动的备用主风机轴功率 ？ 16418.4kW 电动机拟选用 20000kW四级，大 启动力矩，低启动电流的异步电动机。该电机可选用上海电机厂或南阳

16、防爆集团的相应产品，以上两厂在类似的场合均有成功的业绩。该电机立足国内 是可行的，电机采用变频软起。齿轮箱：型式：平行轴，双斜齿，渐开线，硬齿面。传递功率：20000 kW。进。齿轮箱为高速重载型式，结构型式为平行轴双斜齿，硬齿面，该设备需要引C. 一套催化富气压缩机组，其中包括离心式压缩机、背压式汽轮机、干气密封、中间冷却器、气液分离器、汽封冷却器及联轴器等。离心式压缩机设计参数：工况单位额定工况备注介质富气标准状态流量（湿基）NmVmin1683.3入口压力MPa(a)0.133入口温度C40出口压力MPa(a)2.152出口温度C? 118平均分子量kg/kmol40.1轴功率kW? 1

17、3000该压缩机压比较大，所以初步考虑该机引进背压式汽轮机设计参数。项目单位正常工况其它工况进汽压力MPa(g)3.6排气压力MPa(g)1.0进汽温度C420背压式汽轮机拟选用杭州汽轮机股份有限公司引进德国西门子公司技术设 计、制造的 多级工业汽轮机。杭州汽轮机股份有限公司生产的背压式工业汽轮机 最大能力已达25000 kW;凝汽式工业汽轮机最大能力已达 80000 kW，汽轮机立 足国内也是可行的。D. 两台增压机，其中包括离心式压缩机、电机、润滑油站等。增压机组离心式鼓风机设计参数工况单位额定工况备注介质空气标准状态流量（湿基）Nm/min500入口压力MPa(a)0.381入口温度C1

18、95出口压力MPa(a)0.431出口温度C? 220平均分子量kg/kmol28.2轴功率kW? 300增压机拟选用单极悬臂离心式鼓风机，此机组国产E. 两套油浆循环泵组，其中一套为汽轮机驱动，主要包括离心式泵、背压式汽轮机、润滑油站及汽封冷却器等；另外一套为电机驱动，主要包括离心式泵以及电机等。油浆循环泵设计参数：工况单位正常工况额定工况备注介质油浆油浆流量Nm/min11601400入口压力MPa(g)0.186入口温度C350出口压力MPa(g)0.613相对密度0.827粘度cP0.56735 CNPSHam7.235 C油浆循环泵为中心线支撑式单级悬臂离心泵（ API0H2。泵入口

19、为轴向，出 口垂直向 上，壳体为中心线支撑。轴封采用 API682标准的单端面波纹管集装式 机械密封，密封冲 洗为API682Plan32。材料等级API610 C6等级。此泵组整套 从国外引进。F. 特殊阀门部分。特殊阀门主要包括：再生单动滑阀、待生单动滑阀、外循环单动滑阀、外取热单动滑阀（两台）、烟气高温蝶阀（共三台，其中两台调节，台切断）、烟气旁路高温蝶阀（共两台）和阻尼单向阀（共三台）等。G. 特殊阀门部分:特殊阀门主要包括：再生单动滑阀、待生单动滑阀、外循环单动滑阀、外取热单动滑阀（两台）、烟气高温蝶阀（共三台，其中两台调节，一台切断）、烟气旁路高温蝶阀（共两台）和阻尼单向阀（共三台

20、）等。设备名称设备编号型号规格质量t台数国内/外订货备注再生单动滑阀M1131国外待生单动滑阀M1151国外外循环单动滑阀M1111国内外取热单动滑阀M106/M1082国内烟气高温蝶阀3国外烟气旁路高温蝶阀2国外阻尼单向阀3国内H. 机械设备汇总表设备名称设备编号型号规格驱动机类型质量t台数国内/外订货备注主风机组烟机+电动机2451套主风机K4021国内烟气轮机K4011国外齿轮箱1国外电动机1国内备用主风机组电动机1951套备用主风机K4031国内齿轮箱1国外电动机1国内富气压缩机组汽轮机1701套离心式压缩机K3011国外背压式汽轮机1国内增压机组电动机2X 302套国内油浆循环泵组电

21、动机或汽轮机7.5 +102套国外离心式泵P203A/B2国外电动机7.51国外背压式汽轮机101国外循环水泵组电动机或汽轮机32 + 246套国外设备名称设备编号型号规格驱动机类型质里t台数国内/外订货备注离心式泵P101A/B/CP102A/B/C6国外电动机4X84国外背压式汽轮机2X 122国外4. 附表装置主要设备表主要工艺设备台数台（套）2991反应器台（套）52塔类个123容器类个254冷换类台（套）665空冷类台（套）376机泵类台（套）1447压缩机类台（套）68加热炉类台（套）4A反应器序号设备名称规格介质名称操作条件数量重量，t材质备注温度C压力MPa(g)单重总重1反应

22、再生两器1其中包括： 提升管反应器500-530沉降器 7700X13400500-530沉降器单级 旋风分离器710汽提段 4200X7400500-530提升管出口快分500-530一段再生器 16000 X17600710二段再生器 8300 X14250710再生器两级旋风分离器7102外取热器 2800X770071023液化气羰基 硫水解反应器 3000X17200 X 20（切）液化气， 硫化 氢401.51JX-6B脱硫剂立式4液化气脱硫化氢反应器 3000X17200 X 20（切）液化气， 硫化 氢401.51JX-2A脱硫剂立式合计5B塔类序号设备名称规格介质名称操作条件

23、数量重量，t材质备注温度C压力MPa（c）单重总重1分馏塔 8200X44200油气、汽油、重油100-360（g）12重石脑油汽提塔 1100X 11300重石脑油16013轻柴油汽提塔 1700X11700轻柴油20014吸收塔 2800X30300油气、汽油50-6015解吸塔 4100X31000油气、汽油70-13016再吸收塔 1700X16800油气、轻柴油4517稳定塔 3600/ 4200 X32000油气、汽油60-19018干气胺吸收塔 1300X15200干气、胺液5019液化气胺吸收塔 2500X18000液化气、胺液40110干气脱硫塔 1800 X 18200 X

24、 18 （切线）催化干气461.59119.519.5KCS11液化气脱硫抽提塔 2800 X 18000 X 22 （切线）液化气401.62124.524.5KCS12碱液氧化塔 1200 X 13400 X 9 （切线）碱液、空气751.051CS合计12C.容器类序号操作条件数量重H 量, t材质设备名称规格介质名称温度C压力MPa(g)单重总重备注1新鲜催化剂罐 7200 X 34000催化剂40真空度700mmHg-0.51立式2低金属平衡催化剂罐 7200X34000催化剂、烟气400真空度700mmHg-0.51立式3高金属平衡催化剂罐 10400 X34000催化剂、烟气40

25、0真空度700mmHg-0.51立式4ZSM-5储罐 3900X11700催化剂400.51立式5外取热器烝汽发生器A汽包 2800X7700蒸汽、脱氧水2424.31卧式6外取热器烝汽发生器B汽包 2800X7700蒸汽、脱氧水2424.31卧式7原料油缓冲罐 4200X13000原料油1700.41卧式8分馏塔顶油气分 离器 5300X13300油气、汽油401卧式9气压机入口分液罐 3600X3900油气、汽油401立式10气压机中间分液罐 3200X3400轻汽油401立式11气压机出口油气分离器 5000X15600油气、汽油401卧式12干气分液罐 1300X 2500油气、轻柴油

26、501立式13稳定塔顶回流罐 3300X9200液态烃501卧式14脱硫干气分液罐 1600X2700脱硫干气401立式15液化气气液分离器 2400X9200液化气401卧式序口号操作条件数重量，t材设备名称规格介质名称温度C压力MPa (g)量单重总重质备注16催化剂储罐 1100X 1900催化剂6861立式17催化剂回收罐 4000X9500催化剂2951立式18净化干气分液罐 1600X27000 （切线）净化干气、胺液401.51KCS立式19液化气胺液分离器 2400X92000 （切线）液化气，胺液401.421KCS卧式20级碱抽提沉降 罐 2700X4900X 21 （切线

27、）液化气、碱液401.81CS立式21级碱抽提沉降 罐 2700X4900X 21 （切线）液化气，碱液401.81CS卧式22水洗碱沉降罐 2700X6100X 21 （切线）液化气，碱液401.81CS卧式23剂碱分离罐 2700X3100X 20 （切线）碱液，一硫化物，空气751.051CS卧式24驰放气分液罐 600X1200X 6 （切线）硫化氢、空气751.051CS立式25废碱中和器 900X 2400X 8 （切线）液化气701.051CS立式合计25D冷换类序号设备名 称规格介 质 名 称操作条件数量重量，t材质备注温度C压力MPa（单重总重1原料 油一 轻循 环油 换热

28、器BES1100-2.5-325-6.0/25-4I管程轻 循 环 油208-183g）0.88142串2并壳 程原料油161 -1831.25序号设备名称规格介 质 名 称操作条件数量重量,材质备注温度C压力MPa(g)单重总重2原料 油一 产品 油浆 换热 器BES500-4.0-55-6.0/25-41管程油 浆288-1862.36233串壳程原料油170-2191.2343原料 油一 重循 环油 换热 器BES1200-2.5-380-6.0/25-6I管程重 循 环 油304-2571.1344并壳程原料油186-2560.8134产品油浆冷却器BES900-2.5-210-6.0

29、/25-41管程循环水34-440.511台壳程油浆186-792.2415油浆蒸汽发生器BES1600-4.0-722-6.0/25-4管程油浆350-2740.67343并1备壳程脱氧水152-2534.136轻柴油冷却器BES1000-2.5-260-6.0/25-6I管程中压 *丿蒸汽104-1546.88222串壳程轻柴油201 -1240.9787重石 脑油 冷却 器AES800-2.5-145-6.0/25-61管程循环水34-440.511台壳程重 石 脑 油50-400.86序号设备名称规格介 质 名 称操作条件数量重量，t材质备注温度C压力MPa（g）单重总重8分馏塔顶油气

30、冷凝冷 却器BJS1500-2.5-605-6.0/25-6（ B=450）管程循环水34-440.588并壳程油气50-400.0739原料油开工加热器BES1500管程低 压 脱 过 热八、八、192-1780.8511台壳程原料油90-1710.41210重循 环油 蒸汽 发生 器BJS1200-4.0-378-6.0/25-6管程重 循 环 油304-2740.39211台壳程脱氧水104-2534.11411轻循环 油一热八、水换热器AES800-2.5-160-6.0/25-41管程热 八、八75-1101.022串壳 程轻柴油205-1100.47912器重石脑油一热八、八、水换

31、热器BES1100-1.6-320-6.0/25-6I管 程热八、八、75-1101.033并壳 程重 石 脑 油143-1240.53913气压机中间冷却器BJS1500-2.5-635-6.0/25-4（ B=450）管程循环水34-440.542并2串壳程富气55-400.457序号设备名称规格介 质 名 称操作条件数量重量，t材质备注温度C压力MPa(g)单重总重14气压机出口冷却器BJS1500-2.5-635-6.0/25-4( B-450)管程循环水34-440.542并2串壳程富气55-401.79315吸收塔二中冷却器BES1100-2.5-315-6.0/25-6I管程循环

32、水34-440.511台壳程汽油44-402.03616吸收塔 一中冷却器BES1100-2.5-315-6.0/25-6I管程循环水34-440.511台壳程汽油47-402.017贫吸收 油-富吸 收油换 热器BES1200-2.5-380-6.0/25-6I管程轻柴油163-930.7622串壳程富吸收油54-1210.49218贫吸 收油 冷却 器BES1000-2.5-260-6.0/25-6I管程循环水34-440.522并壳 程轻柴油93-400.68719稳定 汽油 冷却 器BES1400-2.5-515-6.0/25-6I管程循环水34-440.522串壳程稳定汽油51-40

33、1.14620解吸 塔进料 换热器BES1200-2.5-400-6.0/25-2I管程稳定汽油128-951.25311台序号设备名称介操作条件数量重量，t材质备注规格质名称温度C压力MPa(g)单重总重壳 程凝缩油40-612.12121解吸塔 底重沸 器（一）BJS1000-2.5-269-6.0/25-4管程低压脱过热八、八、-M-192-1810.84811台壳 程脱 乙 烷 汽 油135-1621.91422解吸塔 底重沸 器（二）BJS1600-2.5-688-9.0/25-6管程182-1281.28911台壳程脱 乙 烷 汽 油108-1221.94523稳定塔 进料换热器BES1200-2.5-380-6.0/25-6管程轻柴油187-1560.83811台壳程脱 乙 烷 汽 油125-1281.36124稳定塔底重沸器BJS1600-2.5-688-9.0/25-6管程轻 循 环 油205-1800.84833台序号设备名 称（一）介质名操作条件数量重量，t材质备注规格温度C压力MPa(g)单重总重壳程穏定汽油166-1741.28