催化裂化装置设计工艺计算方法

第一章 再生系统工艺计算

1. 1再生空气量及烟气量计算

1.1.1 烧碳量及烧氢量

烧焦量=8000

10101603

4⨯⨯×8.5%=1700kg/h

H/C=7/93(已知)

烧碳量=17000×0.93=15810kg/h=131705kmol/h 烧氢量=17000×0.07=1190kg/h=595kmol/h

设两段烧碳比为85∶15且全部氢Ⅰ再生器中燃烧掉，又已知在I 段烟气中 CO 2% (O)=12.8 CO%(O)=7.5 Ⅱ段不存在CO 则Ⅰ段生成CO 2的C 为：

1317.5×0.85×5

.78.128

.12+=706.1kmol/h=8473.5kg/h

Ⅰ段生成CO 的C 为1317.5×0.85×5

.78.125

.7+=413.7kmol/h=4965.0kg/h

Ⅰ段烧焦量=706.1+413.7+595=1714.8kmol/h=14628.5kg/h

Ⅱ生成CO 2的C 即为Ⅱ段烧焦量=1317.5×0.15=197.6kmol/h=2371.5kg/h

1.1.2理论干空气量的计算

Ⅰ段碳燃烧生成二氧化碳需O 2量706.1×1=706.1kmol/h

Ⅰ段碳燃烧生成一氧化碳需O 2量413.7×0.5=206.9kmol/h Ⅰ段氢燃烧生成水需O 2量595×0.5=297.5kmol/h

理论需O 2量=706.1+206.9+297.5=1210.5kmol/h=38736kg/h 理论需N 2量=1210.5×79/21=4553.8kmol/h=127506.4kg/h

Ⅰ段理论干空气量=O 2+N 2 =5764.3kmol/h=166242.4kg/h Ⅱ段碳燃烧生成CO 2需O 2量=197.6kmol/h=6323.2kmol/h

Ⅱ段碳燃烧生成CO 2需N 2=197.6×79/21=743.4kmol/h=20813.9kg/h Ⅱ段碳燃烧生成CO 2需N 2== O 2+ N 2=941kmol/h=23137.1kg/h 1.1.3 实际干空气量

Ⅰ段再生烟气中过剩量为1.0%, 则1.0%=

8.455321

79

7.4131.70622(2+⨯O +O ++O （过剩）

（过剩）过剩）

过剩02量=59.57kmol/h=1906.3kg/h

过剩N 2量=59.57×21

79

=224kmol/h=6274.7kg/h

Ⅰ段实际干空气量=理论干空气量+过剩的干空气量

=6047.87kmol/h=174422.8kg/h

Ⅱ段烟气中过剩02为5.8%=

（过剩）

（过剩）

）（2221

79

14.7436.197O +++O

过剩O 2量=75.4 kmol/h=2412.9kg/h

过剩N 2量=75.4×21

79

=283.6kmol/h=7942.1kg/h

Ⅱ段实际干空气量=1300 kmol/h=37492.1kg/h

1.1.4湿空气量（主风量）

由已知大气温度30℃相对温度70℃查空气湿焓图 空气的湿含量为0.02kg(水)/kg(干空气) 则Ⅰ段空气中的水气量=2488.5kg/h=193.8kmol/h Ⅱ段湿空气量=干空气量+水气量=139816.3Nm ³/h

1.1.5主风单耗

Ⅰ段=Ⅰ段烧焦量

Ⅰ段湿空气量 =9.68NM ³湿空气/kg.焦

Ⅱ段=

Ⅱ段烧焦量

Ⅱ段湿空气量

=11.75NM ³湿空气/kg.焦

1.1.6干烟气量

1.1.7湿烟气量及烟气组成

I 段再生器结果如下：

1.1.8烟风比

Ⅰ段=3

.1779118

.195087=Ⅰ段主风量Ⅰ段湿烟气量=1.097

Ⅱ段=

9

.381621

.41034=Ⅱ段主风量Ⅱ段湿烟气量=1.075

1.1.9主风机选型

根据所需主风量及外取热器吹入总流化风选 轴流式主风机一台型号AV56—12 主要性能参数 入口压力 0.098MPa

出口压力 0.34 MPa

人口温度8.9 ℃

主风机出口温度）（入

出出P P =T k-1/k λ

×T 入=428.1K=155℃

取管线温降20℃，则主风入再生器出口温度为135℃

1.2再生器热平衡及催化剂循环阀的计算

1.2.1 烧焦放热（按ESSO 法计算）

生成CO 2放热=生成CO 2的C 量×生成CO 2发热值

=（8473.5+2371.51）×33873=36735.3×10 4 KJ/h

生成CO 放热=生成CO 的C 量×生成CO 发热值

=4965×1025.8=5093.10×104KJ/h

生成H 2O 放热=生成H 2O 的H 量×生成H 2O 的发热值

=1190×119890=14266.91×104 KJ/h

合计（36735.3+5093.10+14266.91）×104KJ/h=56096.3×104KJ/h

1.2.2焦炭脱附热

解吸催化剂上的焦炭燃烧总放热量的11.5%,

则焦炭脱附热=56096.3×104×11.5%=6450.96×104KJ/h

1.2.3外取热器取热量

Ⅰ再 外取热器取热量 11731.34×104KJh （取三催的标定数据） Ⅱ再 内取热器取热量 8.58×104KJ/h （取三催的标定数据） 1.2.4 Ⅰ段主风升温热