100万吨-年重油催化裂化的初步设计

100万吨/年重油催化裂化的初步设计

摘要：本文是100万吨/年重油催化裂化稳定工段的初步设计，稳定工段是生产汽油、液化气的最后工段，汽油和液化气都是生活生产中主要的燃料及能量来源，在工业生产与国民经济中具有极其重要的意义

关键词：催化裂化；稳定；初步设计

中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：

催化裂化是石油炼制过程之一，是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。原料采用原油蒸馏（或其他石油炼制过程）所得的重质馏分油;或重质馏分油中混入少量渣油,经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油；或全部用常压渣油或减压渣油。催化裂化是石油炼厂从重质油生产汽油的主要过程之一。

催化裂化稳定工段实质上是一个在催化裂化流程中从c5及以上的混合烃中分离出c3、c4和汽油的过程。稳定塔底有再沸器供热，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。将脱乙烷汽油中的c4以下轻组分从塔顶蒸出，得到以c3、c4为主的液化气。稳定工段是催化裂化的后部过程，却是催化裂化的重要组成部分，稳定段的分离效果将直接影响产品汽油和液化气的出厂质量[1]。

本设计规模为年加工100万吨重油的大型炼油厂稳定工段，占地

面积约1000㎡，厂房为l型，分四个车间，吸收车间、解吸及再吸收车间和稳定车间，还有辅助设施，有控制室、配电室及生活区间。在主要生产车间里有4个精馏塔、2个中间罐。

1.1原料规格

100万吨/年重油催化裂化稳定工段的初步设计产品规格见如下表1-1[2]。

表1-1 原料规格

1.2产品特点

（1）汽油无色至淡黄色的易流动液体。

危险特性:极易燃烧。其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。

（2）液化气危险特性：极易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。

燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。

2.1工艺原理

化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较

纯净或几乎纯态的物质. 精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。稳定塔实质上是一个从c5及以上的汽油中分离出c3、c4的精馏塔。稳定塔底有再沸器供热，将脱乙烷汽油中的c4以下轻组分从塔顶蒸出，得到以c3、c4为主的液化气。

2.2工业路线的选择

国内外吸收稳定吸收稳定系统存在两种流程。一种是单塔流程，吸收和解析在同一塔内进行；另一种是双塔流程，吸收和解析在不同塔内进行。60年代及以前多采用单塔流程。70年代及其以后则大多数为双塔流程，不仅新建装置采用双塔流程，而且已有单塔流程纷纷改造为双塔流程。而且，70年代后，双塔流程已经成为吸收稳定系统的主要发展趋势。双塔流程之所以占主要地位，比较一致的看法是由于吸收和解吸分别在两座塔内进行，彼此干扰小，易于控制，本设计采用双塔流程。

2.4工艺参数

100万吨/年重油催化裂化稳定工段的工艺参数如下表[4]。

表2-1 工艺参数一览表

2.5物料衡算

2.5.1物料衡算的意义与作用

物料衡算是通过每一道工序的物料变化情况进行平衡计算，从而得到在正常生产情况下各股物料的量。通过物料平衡，在已知产品生产任务情况下算出所需原材料、生成的副产物及废物等的生成量；或者在已知原材料投放情况下算出产品、副产物及废物量。此外，通过物料衡算，不仅可算出原材料消耗定额，并在此基础上作出能量平衡，算出动能消耗定额，算出生产过程所需热量或冷量，同时为设备选型和计算提供依据。物料衡算是化工计算中最基本、最重要的内容之一，是进行化工计算的基础。在化学工程中，为了导出某一过程的基本方程式和建立数学模型，设计或改造工艺流程和设备，了解和控制生产操作过程，核算生产过程的经济效益等都要进行物料衡算。在工厂设计中，物料衡算是在工艺流程及工艺参数确定后即开始的一项化工计算工作。由此，设计工作从定性分析转入定量计算。

物料衡算的结果直接关系到生产成本和车间运输量，对工厂技术经济指标有举足轻重的影响。为此，工艺设计人员对此必须十分重视，并应熟练地掌握物料衡算的步骤和方法。

2.5.2物料衡算的方法与步骤

物料衡算是在给定某些物料量的值情况下求解另一些物料的值。众所周知，化工工艺流程是多种多样的，因而物料衡算中，有的计算过程十分简单，而有的十分复杂。为了有层次，循序渐进地进行

物料衡算，且为了避免误差，一般采用下列步骤：

（1）收集计算数据

原料、辅料、中间产物及产品的规格；

过程中单位时间内的物流量；

有关消耗定额；

有关转化率、选择性、单程收率；

有关物理化学常数的相对密度、视比重、相平衡常数。

（2）画物料流程图

画图的目的是为了物料衡算时分析问题，便于展开计算以及为建立平衡方程式作好准备。

（3）确定衡算范围

在物料衡算中，为便于计算，常常采用划定衡算范围的方法。衡算范围一经划定，便可假想成为一个独立的体系。凡是通过边界体系的物料属于输入项；凡是穿越边界离开体系的物料属于输出项。（4）选定计算基准

作为计算基准是数量在流程中是已知的。

（5）列出输入—输出物料平衡表。

2.5.3物料衡算以及物料衡算表

年加工量：100万吨；年开工时间：8000h

表2-2 催化裂化产品分布情况（质量分数%）

物料恒算意义在于决定设备选型，为确定设备大小、台数提供必