催化裂化反再系统设计计算

武汉炼油厂

提升管流化催化裂化装置反应-再生系统

工艺计算书

(汽油方案)

茂名学院化工与环境工程学院石油化工系

2007年4月1日

(今天是愚人节)

目录

一、物料平衡表 2

二、原料放产品的设计基础数据 2

三、再生器系统 3

四、提升管反应器系统14

五、反应-再生器系统压力平衡25

六、几种特殊情况下的反-再系统操作参数29

七、催化剂储罐31

八、各种吹气及有关参数的计算和选取33

一、物料平衡表

本装置年开工按8000小时计算。物料平衡见表1。

转化率76.1%(质)，轻质油收率71.4%(质)。

二、原料放产品的设计基础数据

1、原料及产品性质

原料及产品性质见表2。

2、反应-再生操作条件

反应-再生操作条件见表3。

表3 反应-再生操作条件

三、再生器系统

1、空气流率、烟气流率及组成。

（1）燃烧的碳和氢

焦炭产量=4875kg/h，

焦炭中氢碳比，C/H=8/92，

焦炭=C+H

则：

碳产量=4875×0.92=44855kg/h=374kmol/h

氢产量=4785-4485=390kg/h=195kmol/h

（2）生成CO和CO2的C

CO2/CO=1.0

则：

生成CO的C=4485×0.5=2242.5kg/h=187kmol/h

生成CO2的C=4485×0.5=2242.5kg/h=187kmol/h

（3）理论O2

生成CO2的O2=1×187 kmol/h=6000 kg/h（5984kg/h）

生成CO的O2=0.5×187=93.5 kmol/h=2992kg/h

生成H2O的O2=0.5×195=97.5 kmol/h=3120kg/h

小计=187+93.5+97.5=387 kmol/h=12112kg/h

（4）燃烧产物

CO=187 kmol/h=5236kg/h CO 2=187 kmol/h=8228kg/h H 2O=195 kmol/h=3510kg/h

小计=187+187+195=569 kmol/h

=5236+8228+3510=16974kg/h

（5）干空气量

再生器干烟气中过剩O 2取0.5% 过剩空气量0.5/21=0.0238(mol 分数) 则：

0.00238=过剩空气量/（理论干空气量+过剩空气量）

过剩空气量

理论干烟气量

过剩空气量

+=0238.0 )(220238.010238

.0CO CO N ++=-过剩空气量

h kmol /8.43)1796()187187378(9762

.00238

.021799762.00238

.0==++⨯=

其中：

O 2=43.8×0.21=9.2kmol/h=294kg/h N 2=43.8-9.2=34.6kmol/h=968.8kg/h

干空气量=理论空气量+过剩空气量=理论N 2+理论O 2+过剩空气量

=378×79/21+378+43.8=1843.8kmol/h=1843.8×28.85=53200kg/h=41300 Nm 3/h=689 Nm 3/min

（6）求空气中水气

干球温度=32℃=89.6 o F 相对湿度=71%

查《乙烯回收手册》图2-5得： H 2O/干空气=0。034 则：

水蒸汽=0.034×1843.8=62.7kmol/h=1128kg/h （7）湿空气量

G 湿=1843.8+62.7=1906.5kmol/h=42700 Nm 3/h=712 Nm 3/min =53200+1128=54328kg/h

（8）烟气组成

烟气组成见表4。

干烟气分子量=54538/1839.8=29.7 湿烟气分子量=59176/2097.5=28.2 平衡核算：

湿空气量=54328kg/h 焦炭量=4875kg/h

两项小计=54328+4875=59203kg/h ，与总湿烟气量59176kg/h 相近。 至烟囱的干烟气=54538-885=53653kg/h （9）烧焦单位耗空气量

湿空气量/焦炭量=42700/4875=8.8Nm 3/kg 焦 湿空气量/焦炭量=54328/4875=11.1kg/kg 焦 （10）烟风比

湿烟气/湿空气=2097.5/1906.5=1.1(mol 比)

2、再生器热平衡

（1）焦炭燃烧放出热量

生成CO 2的C 量=2242.5kg/h ，发热值8100kCal/h 生成CO 的C 量=2242.5kg/h ，发热值2450kCal/h 生成H 2O 的H 量=390kg/h ，发热值28600kCal/h

生成CO 2的C 放出热量=2242.5×8100=1816×104kCal/h 生成CO 的C 放出热量=2242.5×2450=550×104kCal/h 生成H 2O 的H 放出热量=390×28600=1115×104kCal/h 小计=1816×104+550×104+1115×104=3481×104kCal/h. （2）可利用热量

解吸催化剂上的焦炭需要总热量的11.5%. 即: Q 可=3481×104×0.885=3080×104kCal/h （3）主风机出口温度

η

K K ）

P P （

T T 1

-=入

出入出

T 入——入口温度，取28.8℃=301.8 o K P 出——出口压力（绝），3.2大气压. P 入——入口压力（绝），0.95大气压. η——多变效率，取η=0.75 K ——绝热指数，1.4