催化裂化装置烟气水封罐设计
催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程,也是
(1)环境空气 根据建设项目可能对大气环境造成的影响程度和范围以及项目所在地区的 环境敏感程度，确定评价工作等级如下： 拟建项目装置产生的主要大气污染物为烟尘、SO2、NOx，根据《环境影响 评价技术导则—大气环境》(HJ/T2.2-2008)中的估算模式对项目的大气环境评价 工作进行分级。根据项目的工程分析结果，选择 TSP 和 SO2 来确定评价工作等 级，计算最大地面浓度占标率 Pi，及第 i 个污染物的地面浓度达标准限值 10%时 所对应的最远距离 D10%。 根据估算模式的计算结果，Pmax=4.308%＜10%，最大浓度出现的距离（1.9km）
(3)声环境
根据《兰州市饮用水源保护区、大气、噪声功能区划图》，声环境兰新铁路 以南为一类区，兰新铁路以北，化工街、生产街、广河路、合水北路、西固东路 以南地区及兰州石化分公司东区专用铁路以东，环行东路以西，西固东路以北的 三角地带为二类区，其余地区为三类区，主要交通干线两侧为四类区。
1.3.2 环境质量标准
西固路以北的工业区(西起西柳沟，东至水上公园，北至黄河，南至西固路)为大 气三类区，其余部分均为二类区。根据《国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染 控制区有关问题的批复》(国函(1998)5 号)，兰州市区为 SO2 控制区。
(2)地表水环境
根据《兰州市城市生活饮用水的保护区区划方案》，地表水在一水厂排泥口 以上为Ⅱ类水域，以下为Ⅲ类水域。
厂界外声环境功能区类别
昼间夜间Biblioteka 36555
表 1.6-9
施工阶段
土石方 打桩 结构 装修
建筑施工场界噪声限值(GB12523－1990) 单位：dB（A）
主要噪声源
噪声限值
昼间
夜间
推土机、挖掘机、装载机
浅谈催化裂化装置中烟气水封罐的设置和运行
2014年10月浅谈催化裂化装置中烟气水封罐的设置和运行宋磊磊汪红（中石化洛阳工程有限公司471003）摘要：本文介绍了催化裂化装置中的烟气水封罐的工作原理，并分析了水封罐的安装形式、设置及运行、失效形式等。
关键词：烟气水封罐；催化裂化；余热锅炉；烟气脱硫引言炼油厂中催化裂化装置烟气能量回收系统由烟气轮机系统（简称烟机）和余热锅炉系统（简称余锅）组成。
烟气从再生器出来后，进入烟机带动主风机做功，然后进入余锅系统放热发生蒸汽。
烟气水封罐作为催化裂化装置中余锅系统的一个辅助设备，一般设置在余锅的进口和旁路烟气烟道（简称烟道）上，相当于一个不漏的阀门，起到隔断烟气的作用。
相比烟道阀门，烟气水封罐一般占地较大，且不易布置，但是从烟机出来的烟气温度一般高达700℃[1]，余锅出口的烟气温度也在180℃-220℃，且烟道直径一般很大，导致大口径耐高温的烟道阀门造价很高，由于阀门巨大不好操作，需要配备电动执行机构，总造价一般在100万左右。
烟气水封罐相比烟道阀门具有安全性高、操作方便、结构简单、造价低廉等优点[2]，在催化裂化装置余锅系统中被广泛使用。
一、工作原理烟气水封罐相当于一个套管，它由一个大水封和侧面的一个小水封组成，常规结构形式见图1。
图中H 是大水封的水柱高度，E 是小水封的水柱高度。
水封高度取决于烟机出口烟气的最大操作压力，一般来说大水封和小水封高度取值相同。
1-烟气进口；2-烟气出口；3-大水封进水口；5-大水封溢流口；6-小水封溢流口；7-小水封进水口图1常规水封罐结构图水封罐的总高度与烟道的直径和大水封高度有关，因此水封罐的总高度要大于烟道直径+烟机出口烟气压力/g。
水封罐的直径取决于烟道直径，水封罐内筒直径一般取烟道直径，为了降低水封罐对烟气的阻力，水封罐外筒截圆面积一般取大于2.5倍的烟道截面积。
烟气水封罐和火炬设施内的瓦斯水封罐不同，火炬设施内的瓦斯水封罐起到阻火器的作用，水封高度较低，一般视瓦斯压力取400-600mm 水柱。
催化裂化装置
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。
催化裂化装置烟气轮机进出口管道的设计分析
催化裂化装置烟气轮机进出口管道的设计分析周宁【摘要】介绍催化裂化装置烟气轮机进、出口管道的设计情况.一般烟机入口管道的设计温度680℃,设计压力0.26 MPa;烟气管道的直径一般在DN1000～DN2000;可采用的烟气管道材质为06Cr19Ni10,07Cr19Ni11Ti,06Cr17Ni12Mo2.分别从管道走向设计、管路系统波形膨胀节的设置、管道的冷紧设计、管道的支架设置4个方面说明了烟气轮机进、出口管道的设计要点,指出在进、出口管道设计时应考虑采用膨胀节、管道预冷紧、设置弹簧支架等方法,以减少管道的热胀对烟气轮机管嘴受力的影响,使其所承受的力和力矩在允许的范围内.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2014(044)007【总页数】3页(P45-47)【关键词】管道设计;柔性连接;烟气轮机;催化裂化装置;波形膨胀节;支架【作者】周宁【作者单位】中石化广州工程有限公司,广东省广州市510620【正文语种】中文催化裂化装置的再生烟气蕴含大量可回收能量，在装置设计时应考虑将再生烟气引入烟气轮机(简称烟机)以回收其压力能及热能。
一般烟机入口管道的设计温度680 ℃，设计压力0.26 MPa[1]；烟气管道的直径一般在DN1000～DN2000；可采用的烟气管道材质为06Cr19Ni10，07Cr19Ni11Ti ，06Cr17Ni12Mo2。
烟机的进、出口管道操作温度高，管道直径大，烟机管嘴所承受的力和力矩也大，应力状态复杂；烟气中含有催化剂粉尘，操作条件苛刻。
因此，烟气管道设计合理与否，将直接关系到烟机的正常操作和使用寿命，甚至影响催化裂化装置的正常运行。
1 烟机进出口管道流程再生烟气从再生器经三级旋风分离器分为两路，正常情况下一路去烟机入口，通过烟机做功为主风机或发电机提供动力，做功后的烟气进入余热锅炉，进一步回收能量。
另一路经再生烟气降压孔板至余热锅炉回收热量后去烟囱[2]。
1.1Mt每年独山子炼厂催化裂化装置工艺设计
目录
1绪论1
1.1设计依据1
1.2设计原则1
1.3装置的特点1
1.4催化裂化的国内外发展概况和趋势1
1.5工艺流程说明2
2反应系统的计算4
2.1原料及产品性质计算4
2.1.1基础数据4
2.1.2原料及产品性质4
2.2提升管工艺计算5
2.2.1基础数据5
2.2.2提升管直径和长度的计算5
由于重油催化裂化对催化剂在选择性和活性上要求高，本设计一方面采用适用于渣油催化裂化的新型催化剂——超稳分子筛催化剂；另一方面采用烧焦罐完全再生的技术。
决定催化裂化装置处理能力的关键参数之一是烧焦能力，因为它涉及到核心设备再生器的设计以及核心机组主风机组的选择设计，而且对转装置以后的发展非常重要。
1.4
工艺方面：
研究者们越来越重视通过数学模拟对催化裂化工业过程进行操作和优化设计以及对复杂反应体系进行动力学研究，其主要方法是通过物理和化学分析手段，将大量化合物按其动力学性质合并成若干个虚拟的单一组分来进行处理，即所谓的集总(Lumping)方法。目前在RFCC方面主要是用十集总动力学模型、十一集总动力学模型、十四集总动力学模型、十六集总动力学模型进行模拟和优化，实现现有装置的“免费升级”，在实践中创造了经济效益。
1.1Mt/a独山子炼厂催化裂化装置工艺设计
摘要：根据独山子石化常压渣油催化裂化反应性质数据及相关数据对催化裂化装置进行了工艺设计，本设计主要内容是反应—再生系统。首先确定独山子石化1.1Mt/a常压渣油催化裂化装置的加工方案为多产汽油方案，反应—再生系统的烧焦形式为烧焦罐完全燃烧形式，并对反应系统和再生系统分别进行了物料衡算和热量衡算，根据计算的结果设计了反应—再生系统的主要主要设备（反应器，再生器，沉降器，旋风分离器等）的工艺尺寸，其次还对反应—再生系统进行了压力平衡计算，并计算滑阀直径。
催化裂化装置烟气脱硫脱硝项目详细设计
**140万吨/年催化裂化装置烟气脱硫脱硝项目详细工程设计(DED)设计说明书一．概述**140万吨/年催化装置采用贫氧再生方式，再生烟气中含有CO，尾部原配套有两台CO锅炉，该CO锅炉为全水冷壁焚烧炉膛结构，负压运行，回收催化装置含CO再生烟气的物理热和化学能，余热锅炉产汽系统与装置产汽系统相互独立，余热锅炉产出中压过热蒸汽，以满足催化装置生产用汽需要。
由于国家“十二五”期间加大对氮氧化物、硫氧化物等污染物的总量进行控制，并对最大排放浓度也提出了相应的限定值，而目前青岛石化公司氮氧化物、硫氧化物的排放量和排放浓度远远高于国家环保监管部门的要求值，且随着加工高硫原油比例的增加，污染物排放情况还会继续加剧，为此需要在催化裂化装置尾部增设烟气脱氮装置和脱硫除尘装置，才能满足国家环保监管部门的要求。
催化裂化装置尾部增设脱硝、烟气脱硫除尘装置主要对配套的余热锅炉烟气侧承压能力提出较高的要求，如果余锅本身阻力降为3kPa，增加烟气脱硫、脱硝装置后，烟气侧承压至少需按8kPa设计。
催化装置现配套有两台CO锅炉，为水冷壁炉膛模式，该结构原设计承压较低仅为3kPa，且难以进行局部加固，为使余热锅炉、烟气脱硫脱硝更好的运行，不互相影响，需新建一台余热锅炉满足脱硝脱硫系统运行要求。
同时，目前全厂管网用中压过热汽量为75～95t/h，每天正常用汽负荷为75t/h左右，每天有约1个小时用汽负荷为95t/h左右（焦化装置需要），目前用汽完全由两台CO锅炉提供，由于全厂瓦斯气过剩，目前再生烟气有约30%直接旁通至烟囱排放，热量损失严重。
新建的余热锅炉可解决存在的再生烟气排放而损失热量问题，新建余热锅炉可100%回收催化再生烟气余热，满足建设脱硫脱硝系统余热锅炉耐压要求，原两台CO锅炉完全保留，做平衡全厂用汽使用。
二．技术参数余热锅炉设计技术参数为：锅炉形式中温中压、单锅筒、π形、自然循环锅炉锅炉型号Q190/850-56.7-3.82/450额定蒸发量56.7t/h外供热水量62t/h外供热水温度200℃额定蒸汽压力 3.82MPa额定蒸汽温度450℃给水温度104℃给水压力 6.0MPa排烟温度170℃炉膛设计压力12kPa排污率2%再生烟气流量/温度156000 Nm3/h/545℃三．设计条件余热锅炉改造设计基础参数如下：表1 余热锅炉设计基础参数四．锅炉设计和制造标准(1)TSG G0001-2012《锅炉安全技术监察规程》。
催化裂化水封罐
优点： 1、压降低，即压力能损失低。水封阀开启时,气相管路基本相当于直通,压降损失小 （比水封罐减少约5kPa），相当于水封罐结构的1/5压降。 2、节能效果好。以100万吨/年催化裂化装置烟气能量回收管道为例，更换低压降 气相介质水封阀后，烟气压力能损失降低，可提高烟气轮机发电量带来的年经济效 益约为100余万元。 3、结构简单紧凑,体积较原水封罐小40%。大大降低了安装、运输、基础土建等费 用。 4、制造用的主材量减少，造价低。 5、能提高烟气轮机功率与寿命。由于压本设备压降低，烟气流速提高，提高烟气 轮机功率减少了固体颗粒在烟气轮机叶片上的沉积，从而延长了烟机寿命。
能发生击穿的只有余锅旁路水封。如果余锅旁路蝶阀不关闭的话，此水封能起到安 全阀的作用。在余锅入口蝶阀、出口挡板突然出现故障关闭时。烟气可以击穿旁路 水封，泄放烟气。避免再生器超压，主风机喘振逆流的发生。在紧急情况下是要求 它能够发生击穿的。 而余锅入口水封。由于有入口蝶阀的作用。不会发生击穿现象。仅仅是避免检修时， 入口蝶阀不严而泄漏烟气的。余锅出口水封后是烟囱，一般情况下是负压，发生击 穿可能很小。
4
问题与发展
a.实际遇到的问题 b.水封罐的发展趋势
催化烟机水封罐在正常运行时 小水封封不住烟气 有烟气跑出 并把小水封的水带 出来像开锅了一样，而小水封一直持续给水并且有溢流，跑烟气的原因是？
1.烟机后路阻力增大烟机回收功率减少，看烟机出口压力，可以判断； 2. 水封罐的小水封内套管露点腐蚀穿孔，等同于减少了水封高度。小水封套管烂 穿了，外表看不出来。
催化裂化水封罐
目录 CATALOG
一
二
三
四
. . . .
原 理 ， 作 用
1Leabharlann 大 水 封 小 水封2
催化裂化装置衬里烟气管道设计要点
催化裂化装置衬里烟气管道设计要点摘要：介绍了催化裂化装置中烟气管道的特点和衬里管道的优点，分析了烟气衬里管道的布置方式、衬里管道的应力分析、膨胀节的设置等设计要点。
关键词：催化裂化装置烟气衬里管道1 概述催化裂化装置中衬里烟气管道主要集中在再生器至再生烟气三级旋风分离器和再生烟气三级旋风分离器至烟气水封罐管段上。
此部分管道特点是介质温度高，且含有催化剂颗粒，管道直径大。
2衬里管道的优点近年来，此部分管道多采用龟甲网双层衬里结构[1]。
即在碳钢管道内壁设置衬里材料。
其结构形式见图1。
图1采用上述结构形式优点如下:1) 节省投资。
衬里结构中的隔热层可有效降低外壁钢管的壁温,这样外壁钢管材质选用碳钢即可满足设计要求。
2) 有利于管道热补偿。
对于大直径管道，因其刚度较大，壁温的降低对于管道热补偿很有意义。
3）耐磨性好。
衬里结构中的耐磨层对于抵抗烟气中催化剂颗粒的磨损十分有效。
3衬里烟气管道设计要点3.1管道布置方式3.1.1再生器至再生烟气三级旋风分离器的管道。
此段烟气管道的布置与再生器和再生烟气三级旋风分离器的结构形式及相对位置有关。
为了减少投资，再生烟气三级旋风分离器大都紧靠再生器布置。
因此，此部分烟气管道一般架空敷设，多数采用自然补偿的方式。
某催化裂化装置该管段布置方式见图2。
图23.1.2再生烟气三级旋风分离器出口管道。
这部分烟气管道，管道的敷设距离一般都很长。
由于采用自然补偿手段不经济，且造成管道压降较大，布置困难。
所以，该管段多采用设置波纹管膨胀节的方式进行管道热补偿。
某催化裂化装置该管段布置方式见图3。
图33.2衬里管道的应力分析此部分管道设计中的关键是对隔热耐磨衬里管道的应力分析。
根据经验，可参照一般的钢管道的应力分析软件(caesar ii)来计算。
但前提必须将隔热耐磨衬里的厚度和密度折算成相当于钢管的当量壁厚，当量密度。
然后输入一般钢管应力分析软件，即可得到隔热耐磨衬里管道的应力计算结果。
重油催化裂化装置主要工艺流程说明
重油催化裂化装置主要工艺流程说明一. 反再系统1.反应部分混合蜡油和常(减)压渣油分别由罐区原料罐送入装置内的静态混合器(D-214)混合均匀后，进入原料缓冲罐(D-203/1)，然后用原料泵(P-201/1.2)抽出，经流量控制阀（8FIC-230）后与一中回流换热(E-212/1.2)，再与油浆(E-201/1.2)换热至170～220℃，与回炼油一起进入静态混合器（D-213）混合均匀。
在注入钝化剂后分三路(三路设有流量控制)与雾化蒸汽一起经六个进料喷嘴进入提升管，与从二再来的高温再生催化剂接触并立即汽化，裂化成轻质产品(液化气、汽油、柴油)并生成油浆、干气及焦炭。
新增焦化蜡油流程：焦化蜡油进装后先进焦化蜡油缓冲罐（D-203/2），然后经焦化蜡油泵（P-201/3.4）提压至1.3MPa 后分为两路：一路经焦化蜡油进提升管控制阀（8FIC242）进入提升管反应器的回炼油喷嘴或油浆喷嘴，剩余的焦化蜡油经另一路通过D-203/2的液位控制阀（8LIC216）与进装蜡油混合后进入原料油缓冲罐（D-203/1）。
新增常压热渣油流程：为实现装置间的热联合，降低装置能耗，由南常减压装置分出一路热常渣（约350℃），经8FIQC530直接进入D-213（原料油与回炼油混合器）前，与原料混合均匀后进入提升管原料喷嘴。
反应油气、水蒸汽、催化剂经提升管出口快分器分离出大部分催化剂，反应油气经过沉降器稀相沉降，再经沉降器(C-101)内四组单级旋风分离器分离出绝大部分催化剂，反应油气、蒸汽、连同微量的催化剂细粉经大油气管线至分馏塔人档下部。
分馏塔底油浆固体含量控制<6g/L。
旋分器分出的催化剂通过料腿返回到汽提段，料腿装有翼阀并浸没在汽提段床层中，保证具有正压密封，防止气体短路，汽提蒸汽经环形分布器进入汽提段的上中下三个部位使催化剂不仅处于流化状态，并汽提掉催化剂夹带的烃油气，汽提后的催化剂通过待生滑阀进入一再催化剂分布器。
【设计】催化裂化装置设计
【关键字】设计广东石油化工学院石油化工生产技术专业课程设计题目：150万吨/催化裂化装置反应—再生系统工艺设计目录摘要 (I)第一章前言 (3)1.1催化裂化的目的及意义 (3)1.2催化裂化技术发展 (4)1.3设计内容 (4)第二章工艺叙述 (5)2.1分馏系统 (6)2.2分馏系统 (6)2.3吸收—稳定系统 (6)第三章设计原始数据 (7)3.1开工时 (7)3.2处理量 (7)3.3原始数据及再生-反应及分馏操作条件 (9)第四章反应-再生系统工艺计算 (11)4.1再生系统 (11)燃烧计算 (11)热量平衡 (12)热流量入方 (12)热流量出方 (13)4.2反应器 (16)物料衡算 (16)18 .各进料温度 (18)热量出方 (19)提升管工艺计算 (21)21 21旋风分离器工艺计算 (24) (24) (25)二级入口截面积 (25)2525第五章分馏塔能量平衡计算 (27)第六章计算结果汇总 (29)结束语 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第一章前言1.1催化裂化的目的及意义我国原油偏重，轻质油品含量低，为增加汽油、柴油、乙烯用裂解原料等轻质油品产量。
我国炼油工业走深度加工的道路，形成了以催化裂化（FCC）为主体，延迟焦化、加氢裂化等配套的工艺路线。
2001年底全国有147套催化裂化装置，总加工能力超过100.0Mt/a ，比1991年增加58.4 Mt/a，增长137.16%，可以说是世界上催化裂化能力增长最迅速的国家。
催化裂化是重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质油品的生产占有很重要的地位。
催化裂化过程在炼油工业，以至国民经济中只有重要的地位。
在我国，由于多数原油偏重，而H/C 相对较高且金属含量相对较低，催化裂化过程，尤其是重油催化过程的地位显得更为重要。
随着工业、农业、交通运输业以及国防工业等部门的迅速发展，对轻质油品的需求量日益增多，对质量的要求也越来越高。
年处理量110万吨催化裂化装置工艺设计正文
年处理量110万吨催化裂化装置工艺设计摘要随着我国经济的快速发展，我国对能源的需求量急剧增加和对环境问题越发关注。
特别是对汽油等轻质油特别是高质量的清洁能源的需求量剧增。
而随着炼油工业的不断发展，催化裂化日益成为石油深度加工的重要手段，在炼油工业中占有举足轻重的地位。
将重质油更多地转化成轻质油品，且转化成清洁能源是催化裂化的重要课题。
催化裂化是原油二次加工中最重要的加工过程，是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为液化石油气、汽油、柴油等过程。
本设计加工弹性大，汽油产率较高，采用多产液化气和汽油工艺技术,进行了技术分析、工艺流程设计、主要设备工艺计算及工艺图表绘制等，并充分考虑了能量的综合利用和环境保护问题。
关键词：清洁能源；催化裂化；重质油；二次加工；裂化反应AbstractWith the rapid development of our economy, our country's energy demand of environmental problems dramatically increased and more attention. Especially for gasoline, etc; especially high quality demand for clean energy to rising dramatically. With the continuous development of oil refining industry, the FCC has increasingly become an important means of oil deep processing, oil refining industry in plays a very important role. Will heavy oil more into light oil, and into clean energy is an important subject of catalytic cracking. The FCC is the most important second processing of crude oil in the process, is under the action of heat and catalyst that heavy oil, change the cracking reaction happened for liquefied petroleum gas, gasoline, diesel oil and other process.This design machining flexibility, gasoline production rate is higher, adopt prolific liquefied gas and gasoline technology, through technical analysis, process design, the main equipment process calculation and process chart drawing, etc., and has fully considered the comprehensive utilization of energy and protecting the environment problems.Keywords: Clean energy; FCC; Heavy oil; Second processing; Cracking reaction目录摘要 (I)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1 重油催化裂化的发展 (1)1.2 常压重油催化裂化的可行性 (2)1.3 同轴式催化裂化装置特点 (2)1.4 重油催化裂化现状以及未来发展趋势 (2)第二章催化裂化生产参数和装置设备的说明 (5)2.1 生产方案详述 (5)2.2 装置形式及特点 (6)2.3.1 反应—再生系统 (7)2.3.2 分馏系统 (8)2.3.3 吸收稳定系统 (8)2.3.4 烟气能量回收系统 (8)2.4 主要操作条件的选择依据 (9)2.4.1 反应温度 (9)2.4.2 再生温度 (9)2.4.3 反应压力 (9)2.4.4 再生压力 (10)2.4.5 原料预热温度 (10)2.4.6 反应时间 (10)2.4.7 反应器藏量 (11)2.4.8 再生器藏量 (11)2.4.9 再生烟气中含氧量 (11)2.4.10 CO2/CO (11)2.4.11 H/C (11)2.4.12 再生剂含碳量 (11)2.5 装置设计特点 (12)2.5.1 采用倒L型快速分离器 (12)2.5.2 预提升段 (12)2.5.3 进料喷嘴 (12)2.5.4 采用耐磨弯头 (12)2.5.5 旋风分离器 (13)2.5.6 汽提段挡板 (13)2.5.7 空气分布管 (13)2.5.8 辅助燃烧室 (13)2.5.9 折叠式提升管 (13)2.5.10 用外集气管 (13)2.5.11 塞阀 (13)2.5.12 两器两段完全再生 (13)2.5.13 取热器 (14)2.6 催化剂和助剂的选取 (14)2.6.1 OB—300型催化剂 (14)2.6.2 DNFVN—1复合金属钝化剂 (14)第三章能量回收和环境保护 (15)3.1 能量回收 (15)3.2 环境保护 (15)3.2.1 污水的来源及治理 (15)3.2.2 污水的治理 (15)3.3 废弃的来源及治理 (16)3.3.1 废弃的来源 (16)3.3.2 废气的治理 (16)3.3.3 粉尘的防治 (16)3.3.4 烃类损失及措施 (16)3.4 废渣的来源及治理 (16)3.4.1 废渣的来源 (16)3.4.2 废渣处理 (16)3.5 噪声的来源及防治 (17)3.5.1 噪音的来源 (17)3.5.2 噪声的防治 (17)3.6 清洁生产 (17)3.6.1 清洁生产的基本思想 (17)3.6.2 清洁生产的基本内容 (17)3.6.3 清洁生产的对催化裂化的意义 (17)第四章催化裂化反应－再生系统工艺计算 (18)4.1 燃烧计算 (18)4.1.1 再生器物料平衡 (18)4.1.2 再生器热平衡 (21)4.2 反应器热平衡 (23)4.2.1 反应系统供热方 (23)4.2.2 反应系统耗热方 (23)4.2.3 求催化剂循环量 (25)4.2.4 剂油比 (25)4.3 外取热器计算 (26)4.3.1 计算Q取 (26)4.3.2取热分配 (26)4.3.3 管根数的确定 (27)4.3.4 过热蒸汽管计算 (27)4.3.5 外取热器管径 (27)4.3.6 外取热器高H (28)4.4 再生器结构计算 (28)4.4.1 密相段直径D (28)4.4.2 密相段高度H (29)4.4.3 稀相段直径D’ (29)4.4.4 稀相段高度H (29)4.5 再生器空气分布管 (30)4.5.1 分布管内气体流量 (30)4.5.2 分布压降计算 (30)4.5.3 开孔面积计算 (31)4.6 催化剂输送 (31)4.6.1 待生立管的直径和长度 (31)4.7 旋风分离器计算 (32)4.7.1 选型 (32)4.7.2 计算旋风分离器的组数 (32)4.7.3 核算料腿的负荷 (33)4.7.4 旋风分离器压力平衡 (34)4.7.5 旋风分离器效率 (35)4.7.6 旋风分离器工艺计算结果 (35)4.8 辅助燃烧室 (35)4.8.1 热负荷 (35)4.8.2 结构尺寸 (36)4.8.3 二次空气分配 (36)4.8.4 辅助燃烧室环隙面积 (36)4.8.5 空气进口管线的直径 (36)4.9 反应系统工艺计算 (37)4.9.1 提升管反应器基础数据 (37)4.9.2 提升管进料处的工艺计算 (39)4.9.3 沉降器 (43)4.9.4 气提段工艺计算 (43)4.9.5 旋风分离器 (44)4.9.6 两器压力平衡数据 (45)第五章计算结果汇总 (48)结束语 (51)参考文献 (52)第一章绪论1.1 重油催化裂化的发展我国原油一般较重，常压渣油占原油的60%～75%，减压渣油占原油的40%～50%，又因为我国渣油充足，所以发展重油的催化裂化是提高轻质油产量的有效途径。
催化裂化烟气水封罐节能优化改造
工业、生产2017年第1期催化裂化烟气水封罐节能优化改造陈洪岩海洋石油工程股份有限公司 天津 300461 摘要：目前全国炼厂大部分催化裂化装置所使用的常规烟气水封罐均存在进出口压降大、耗能大等问题。
本文通过先 进的CFD软件进行数值模拟，对其结构进行优化，提出一种新型低压降水封罐，达到节能的效果。
关键词：水封罐 结构 压降 模拟 节能Energy saving optimization reconstruction of flue gas water-sealed tank in catalytic cracking unit ≴堠≴䀽㭲㮒⭟亮几偛Ṷ≴㒗彾斦㲈Ⰷ 㚬䎑䎑㳕㱩䝑㰗ⵃ䥩俿ṛ㙧斮⍖ ⢇㲃 300461Chen Hongyan Offshore Oil Engineering Company Limited，Tianjin 300461，ChinaAbstract：Currently，there are large pressure drop of import and export，high energy consumption in common flue gas watersealed tank used in most catalytic cracking units in China.This paper mainly discusses its structure optimization by numerical simulation㎶ 壟濐ⴞࡽޘഭ⛬লབྷ䜘࠶ۜॆ㻲ॆ㻵㖞ᡰ֯⭘Ⲵᑨ㿴✏≄≤ሱ㖀൷ᆈ൘䘋ࠪ 䘱ࣘ࣋䗃ޕᡆ㜭䟿എ᭦䗃ࠪˈ໎࣐Ҷ㜭䟿⎸㙇DŽmethod with advanced CFD software，and puts forward a new type of water-sealed tank with low pressure drop and acquires the effect of energy saving successfully.䘱ࣘ࣋䗃ޕᡆ㜭䟿എ᭦䗃ࠪˈ໎࣐Ҷ㜭䟿⎸㙇DŽਓ䱽བྷǃ㙇㜭བྷㅹ䰞仈DŽᵜ᮷䙊䗷ݸ䘋Ⲵ CFD 䖟Ԧ䘋㹼ᮠ٬⁑ᤏˈሩަ㔃ᶴ ᡁԜ䙊䗷ሩᑨ㿴≤ሱ㖀䘋㹼⍱փᮠ٬⁑ᤏ࠶᷀ˈ㿲ሏަ⍱փⲴ䙏ᓖǃᙫ 䘋㹼Ոॆˈᨀࠪа⿽ᯠරվ䱽≤ሱ㖀ˈ䗮ࡠ㢲㜭Ⲵ᭸᷌DŽKey words：water-sealed tank；structure；pressure drop；simulation；energy savingᡁԜ䙊䗷ሩᑨ㿴≤ሱ㖀䘋㹼⍱փᮠ٬⁑ᤏ࠶᷀ˈ㿲ሏަ⍱փⲴ䙏ᓖǃᙫ 䱽ᛵߥˈާփྲമᡰ⽪˖䱽ᛵߥˈާփྲമᡰ⽪˖ ⃑撌嬫濐≤ሱ㖀 㔃ᶴ 䱽 ⁑ᤏ 㢲㜭 水封罐是催化裂化装置能量回收系统重要的辅助设≤ሱ㖀ᱟۜॆ㻲ॆ㻵㖞㜭䟿എ᭦㌫㔏䟽㾱Ⲵ䖵ࣙ䇮༷ ,ѫ㾱⭘ᱟᴹ᭸䱫ᯝ 1 ᡰ⽪˗նᱟⴞࡽᡰ֯⭘Ⲵᑨ㿴≤ሱ㖀ᆈ൘⵰䱽བྷǃ㙇 ✏䚃ѝⲴ✏≄ˈྲлമ 题，随着科学技术的发展，流体模拟软件的实践应用开 㜭བྷⲴ䰞仈ˈ䲿⵰、ᆖᢰᵟⲴਁኅˈ⍱փ⁑ᤏ䖟ԦⲴᇎ䐥ᓄ⭘ᔰਁˈᵜ᮷䙊䗷ݸ 发，本文通过先进的CFD软件进行数值模拟，对其结构进 䘋Ⲵ CFD 䖟Ԧ䘋㹼ᮠ٬⁑ᤏˈሩަ㔃ᶴ䘋㹼⁑ᤏˈᒦሩަ䘋㹼Ոॆ᭩䘋ˈ䘋㘼 行模拟，并对其进行优化改进，进而设计出一种低压降水备，主要作用是有效阻断烟道中的烟气，如下图1所示。
年产30万吨催化裂化反应再生装置设计设计
毕业设计年产30万吨催化裂化反应再生装置设计1 引言催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质油品的生产的生产中占有很重要的地位。
催化裂化过程投资少、操作费较低、原料适应性强，轻质产品收率高，技术成熟，是目前炼油厂利润的主要来源。
因此，催化裂化工艺在石油加工的总流程重占有十分重要的地位，成为当今石油炼制的核心工艺之一，并将继续发挥举足轻重的作用。
1.1 催化裂化工艺发展及现状催化裂化技术由法国E.J.胡德利研究成功，于1936年由美国索康尼真空油公司和太阳石油公司合作实现工业化，当时采用固定床反应器，反应和再生是轮流间歇地在同一反应器内进行的。
为了在反应时供热及在再生时取走热，在反应器内装有取热的管束，用一种融盐循环取热。
为了使生产连续化，可以将几个反应器组成一组，轮流地进行反应和再生。
固定床催化裂化的设备结构复杂，生产连续性差，因此，在工业上早已被其他型式的反应器所取代。
由于高压缩比的汽油发动机需要较高辛烷值汽油，催化裂化向移动床和流化床两个方向发展。
移动床催化裂化因设备复杂逐渐被淘汰，流化床催化裂（FCC）化技术迅速地发展成熟起来并很好地运用到实际生产中去。
60年代，出现分子筛催化剂，因其活性高，裂化反应改在一个管式反应器中进行，称为提升管催化裂化。
催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质油品的生产中占有重要的地位。
在一些原油加工深度较大的国家，例如德国和美国，催化裂化的处理能力达原油加工能力的30%以上。
在我国，由于多数原油偏重，氢碳比相对较高而金属含量相对较低，因此催化裂化过程，尤其是重油催化裂化过程的地位就显得更为重要。
传统的催化裂化原料是重质馏分油，主要是直馏减压馏分油，也包括焦化重馏分油。
由于对轻质油品的需求不断增长及技术进步，近20年来，更重的油料也作为催化裂化的原料，例如减压渣油，石蜡油，脱沥青的减压渣油，加氢处理重油等。
长期以来，流化床催化裂化原料主要为原油蒸馏的馏出油和热加工馏出油，原料中镍、钒(会使催化剂中毒)含量一般均小于0.5ppm。
催化裂化装置介绍
典型催化裂化流程
催化裂化工艺介绍 反应再生系统
“ 催化裂化装置有多种类型，按反应器（或沉降器）和再
生器布置的相对位置的不同可分为两大类：①反应器和
再生器分开布置的并列式；②反应器和再生器架叠在一
起的同轴式。并列式又由于反应器（或沉降器）和再生 器位置高低的不同而分为同高并列式和高低并列式两类。
”
（2） 炼厂中一般都作为本厂加热炉的燃料。 （3） 油浆可以通过脱芳烃后再作为催化裂化的原料。 （4） 还可以用于合成橡胶工业和生产轮胎、碳黑。
焦炭：催化裂化的焦碳沉积在催化剂上，不能作为产品。 常规的催化裂化焦碳产率约为5~7%，渣油催化裂化可以 高达10%以上。
化工辅料-CO助燃剂
CO助燃剂：在再生器600-700摄氏度的温度下，待生催化剂 上的焦碳，在燃烧的过程中不仅生成 CO2，还生成大量 的CO，这些CO在过剩氧的烟气中要出现后燃烧，放出大 量的热对再生器和烟道结构产生破坏性的影响。为避免 这种现象的发生，一种方法是严格控制再生空气量，以 降低烟气中的过剩氧，限制CO氧化的发生，但对装置设 计操作要求都比较高。另一种办法是富氧再生，使用CO 助燃剂。在使用了助燃剂后，CO在助燃剂的作用下，在 600℃以上可与氧气快速燃烧，CO的燃烧在再生器的密相 就已经燃烧完，既避免了后路尾燃，又避免了因控制氧 含量低造成的碳堆积，既方便了操作，同时提高了密相 的温度，有利于再生热量的回收，改善再生效果，降低 再生器的碳含量，提高催化剂的活性和选择性，从而改 善产品分布。目前的助燃剂为重金属钯和铂。2014年使 用助燃剂9.6吨，单耗为9.93ppm。
催化裂化的原料和产品
催化裂化的主要产品是轻质油品（汽油、柴油），同时 获得液化气、油浆和干气，生成的焦碳在工艺过程中被 利用。 1.气体产品（干气和液化气）
1.1Mt每年独山子炼厂催化裂化装置工艺设计.
1.1Mt/a独山子炼厂催化裂化装置工艺设计摘要：根据独山子石化常压渣油催化裂化反应性质数据及相关数据对催化裂化装置进行了工艺设计，本设计主要内容是反应—再生系统。
首先确定独山子石化1.1Mt/a 常压渣油催化裂化装置的加工方案为多产汽油方案，反应—再生系统的烧焦形式为烧焦罐完全燃烧形式，并对反应系统和再生系统分别进行了物料衡算和热量衡算，根据计算的结果设计了反应—再生系统的主要主要设备（反应器，再生器，沉降器，旋风分离器等）的工艺尺寸，其次还对反应—再生系统进行了压力平衡计算，并计算滑阀直径。
关键词：催化裂化；反应—再生；催化剂目录1 绪论 (1)1.1 设计依据 (1)1.2 设计原则 (1)1.3 装置的特点 (1)1.4 催化裂化的国内外发展概况和趋势 (1)1.5 工艺流程说明 (2)2 反应系统的计算 (4)2.1 原料及产品性质计算 (4)2.1.1 基础数据 (4)2.1.2 原料及产品性质 (4)2.2 提升管工艺计算 (5)2.2.1 基础数据 (5)2.2.2 提升管直径和长度的计算 (5)2.2.3 预提升段尺寸的确定 (12)2.3 沉降器的工艺设计计算 (13)2.3.1 沉降器的结构 (13)2.3.2 旋风分离器的设计计算 (14)2.4 反应沉降器的工艺计算结果汇总 (17)3 再生系统的计算 (18)3.1 再生器的燃烧计算 (18)3.1.1焦炭中的碳与氢的量 (18)3.1.2 燃烧产物量和空气用量 (18)3.1.3 烧焦耗风指标 (20)3.1.4 烟风比 (20)3.1.5 燃烧结果汇总 (20)3.2 再生器的热平衡计算 (21)3.2.1 再生器各处吹扫及松动蒸汽 (21)3.2.2 供热——烧焦放出的热量 (21)3.2.3 出再生器热 (21)3.2.4 外取热器取出热量 (22)3.2.5 再生器热平衡汇总 (23)3.3 再生器的物料平衡 (23)3.4 再生器藏量及烧焦强度计算 (23)3.4.1 再生器藏量的计算 (23)3.4.2 再生器烧焦强度计算 (25)3.5 再生器的工艺尺寸设计 (25)3.5.1 主要部件直径的计算 (25)3.5.2 高度的计算 (26)3.5.3 内部附件设备的设计计算 (27)3.5.4 旋风分离器的设计计算 (28)3.6 主风机选型 (31)3.7 再生器计算结果汇总 (32)4 两器压力平衡 (34)4.1 再生线路压力平衡 (35)4.1.1 推动力 (35)4.1.2 阻力 (35)4.2 待生线路压力平衡 (35)4.2.1 推动力 (35)4.2.2 阻力 (35)4.3 滑阀的设计计算 (36)4.3.1 再生滑阀 (36)4.3.2 待生滑阀 (36)5 毕业设计总结 (37)参考文献 (38)致谢 (39)1 绪论1.1 设计依据（1）西安石油大学职业技术学院下发的毕业设计任务书。
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图 １ 烟 气 能 量 回收 系 统 流 程 图
ｌ 水 封 罐 工作 原 理 水 封罐 主要 由简体 和入 口内伸管形 成 的大水 封
收 稿 日期 ：２０１５ １２－０１ 作 者 简 介 ： 吕丰 财 （１９８０一），男 ，山 东 平 度 人 ，工 程 师 ，学 士 ，现 从 事 石 油 化 工 非 标 设 备 的设 计 工 作 。
design水封罐是催化裂化装置能量回收系统中重要的辅助设备之一一般位于烟气轮机烟气出口处和余热锅炉的烟气入口处及其旁路的烟道上主要作用是有效阻断烟道中的烟气
第 ４５卷 第 ３期 ２０１６年 ５月
石 油 化 工 设 备 ＰＥＴＲＯ ＣＨＥＭ ＩＣＡＩ ＥＱＵ１ＰＭ ＥＮＴ
文 章 编 号 ：１０００—７４６６（２０１ ６）０３—００８８ ０４
水 封罐 是 催 化裂 化 装 置 能 量 回收 系 统 中重 要 的辅 助设 备之 一 ，一般 位 于 烟 气 轮 机 烟气 出 口处 和 余热 锅 炉 的烟 气人 口处 及 其 旁 路 的烟 道 上 ，主 要 作 用是 有效 阻 断烟道 中的烟气 。设 计合 理 的水封罐 不 仅能 较好 地起 到密 封及 安全 防护 作用 ，而且 投资省 、 压 降小 。
第 ３期
吕丰 财 ，等 ：催 化 裂 化 装 置 烟 气 水 封 罐 设 计
放 水 线
循 环 水 进
图 ２ 水 封 罐 结 构 示 图
及 一侧 的小水 封 构 成 。当 需要 烟 气 通 过 水 封罐 （即 导通 作 用 ）时 ，烟气 从 入 口进 入水 封 罐 ，直 导 入 筒 体 下部 ，再 经入 口内伸管与 简体 间 的夹套 折返 ，最后从 出 口流 出 ，这 时水 封 罐 内没有 注水 。当需 要 水 封罐 阻断 烟气 （即阻断作 用 ）时 ，水 封罐 内注水 ，这 样会在 水封 罐入 口管 及夹套 内形 成一个 液 面 。在 外部 烟气 压力 压缩 下 ，夹 套 内的液 位会下 降 ，而入 口管 内的液 位 会 上升 ，从 而 形 成一 个 液 位 差 。 当外 部 烟气 压 力 不 大 于该液 位差 形成 的压 差时 ，烟气 被阻 断口］。
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｆｌｕｅ Ｇａｓ Ｗ ａｔｅｒ Ｓｅａｌ Ｔａｎｋ ｉｎ Ｆｌｕｉｄ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｃｒａｃｋｉｎｇ Ｕｎｉｔ
ＬＵ Ｆｅｎｇ－ｃБайду номын сангаасｉ， ＺＨ ＡＮＧ Ｘｉｎ—ｇｕｏ （ＣＰＥＣＣ Ｅａｓｔ—Ｃｈｉｎａ Ｄｅｓｉｇｎ Ｂｒａｎｃｈ， Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０７１， Ｃｈｉｎａ）
催化 裂化 装置 烟气 水 封 罐 设计
Ｖｏ１．４５ Ｎｏ．３ Ｍ ａｖ ２Ｏ１６
吕 丰财 ，张新 国
（中 国石 油 工 程 建 设 公 司 华 东 设 计 分 公 司 ， 山东 青 岛 ２６６０７１）
摘 要 ：水封 罐是 催化 裂化 装 置能量 回收 系统 重要 的辅助 设备 ，主要 作 用是 有 效 阻断烟道 中的烟 气 。 设计合 理 的水封 罐 不仅 能较好 地起 到 密封及安 全 防护作 用 ，而且投 资省 、压 降小 。介绍 了烟 气能量 回收 系统 流程 中较典 型 水封罐 的 工作原理 ，分析 了水封罐 主要 结构 尺 寸的确 定方 法 ，对水 封罐 的选 材 、制 造 、检 验要 求 以及 注意 事项进行 了详细说 明 ，对水 封罐 的设计 具有指 导 意义 。 关 键 词 ：水封罐 ；催化 裂化装 置；能量 回收 ；设计 中 图 分 类 号 ：ＴＱｏ５３．２；ＴＥ９６９ 文 献 标 志 码 ：Ｂ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—７４６６．２０１６．０３．０２０
烟气 能量 回收 系 统 流 程 图 见 图 １，水 封 罐 结 构 示 意图见 图 ２。水 封 罐 安装 的位 置 不 同 ，在 装 置 正 常运 行 时所起 的作 用 也 有 所 不 同 ，但 其 原 理 及 设计 方法 均 相差无 几 。笔者 以 图 １中水封 罐 １为例说 明 水封 罐 的设计 方 法 。