催化裂化使用设备204课件.ppt

1、催化裂化主要设备揭阳培训揭阳培训202023-2-102一、提升管反应器一、提升管反应器 直径：由进料量决定。线速度：直径：由进料量决定。线速度：入口处：入口处：47m/s；出口处：；出口处：1218m/s。高度：由反应时间确定：高度：由反应时间确定：24s；高温再生，汽柴方案时：高温再生，汽柴方案时：2s。并采用中止反应技术。并采用中止反应技术或混合温度控制技术。或混合温度控制技术。上端出口设有气固快速分离设备。上端出口设有气固快速分离设备。下部对进料的雾化有较高的要求，尤其是重油下部对进料的雾化有较高的要求，尤其是重油FCC。要迅速汽化、较高汽化率与催化剂均匀接。要迅速汽化、较高汽化率与催

2、化剂均匀接触。触。沉降器下段的汽提作用：减少油气损失，减小再沉降器下段的汽提作用：减少油气损失，减小再生的烧焦负荷。生的烧焦负荷。202023-2-103202023-2-104202023-2-105202023-2-106202023-2-107沉降器内快速分离装置202023-2-108202023-2-109202023-2-1010202023-2-1011202023-2-1012二、再生器二、再生器 国内最大的直径达16.8米。上段稀相段，下部为密相段。密相段的有效藏量：由烧碳负荷及烧碳强度决定。有效藏量是指处于烧碳环境中的藏量。密相区的直径：由空塔气速决定：采用较低气速时为：0

3、.8 1.0m/s 采用较高气速时为：1.01.5m/s 密相区的床层高度一般为：57米。202023-2-1013再生器再生器烧去焦碳恢复活性烧去焦碳恢复活性 主要技术要求：再生剂含碳低（一般要求低于0.2%，甚至要求达到0.05%0.01%）。较高的烧焦强度：100250kg/t.h。催化剂减活与磨损条件比较缓和。易于操作，能耗和投资少。能满足环境要求。202023-2-1014三种再生组合类型三种再生组合类型单段再生、两段再生、快速再生单段再生、两段再生、快速再生单段再生常规再生助燃剂再生高温再生CO2/CO(体积比)11.3 3200 200300燃碳强度kg/t.h 80-100 8

4、0120 100-120 再生剂含碳量%0.150.20 0.100.20 0.050.10202023-2-1015两段再生单器再生两器再生（不取热）两器再生（带取热）CO2/CO(体积比)1.5200 22.5 2150 3-5燃碳强度kg/t.h 150-200 80120 80-120 60-80 再生剂含碳量%0.05-0.10 0.03-0.05 0.03-0.10 0.03-0.05两器逆流再生202023-2-1016快速床再生前置烧焦罐后置烧焦罐烧焦罐-湍流床串联CO2/CO(体积比)50200 3200 50-200燃碳强度kg/t.h 150-320 200250 200

5、-350 再生剂含碳量%0.050.20 0.050.20 0.050.10202023-2-1017稀相区：要求气速不能太高。稀相区：要求气速不能太高。对于堆积密度较小的：0.6 0.7m/s；对于堆积密度较大的：0.8 0.9m/s 从密相区至一级旋风分离器入口之间的空间高度应大于TDH（分离空间高度）。再生器内装有两级串联的旋风分离器。回收固体颗粒的回收率为99.9%。下部装有空气分布器：使空气沿整个床层均匀分布。有碟形与分布管形两种。202023-2-1018202023-2-1019再生取热技术：再生取热技术：多余热量用于发电，发生蒸汽，可供本车间与相邻车间使用。内取热技术 外取热技

6、术：下行式取热器（图9-32）上行式取热器（图9-33）202023-2-1020202023-2-1021几种典型的再生工艺几种典型的再生工艺常规再生常规再生 并列式两段再生并列式两段再生 同轴独立两段再生同轴独立两段再生 重叠式两段再生重叠式两段再生 烧焦罐再生烧焦罐再生 烧焦罐烧焦罐+床层再生床层再生*其它的还有单器两段再生、后置烧焦罐高效再生、带预混合管高效再生、高速床串联再生、管道式高效其它的还有单器两段再生、后置烧焦罐高效再生、带预混合管高效再生、高速床串联再生、管道式高效再生等多种型式。再生等多种型式。202023-2-1022几种典型的再生工艺的主要特点几种典型的再生工艺的主要

7、特点单段床层再生单段床层再生结构简单结构简单床层压降小床层压降小烧焦强度低、藏量大烧焦强度低、藏量大再生剂定碳较高再生剂定碳较高催化剂水热失活快、平衡活性较低（与催化催化剂水热失活快、平衡活性较低（与催化剂烧焦流向及分布方式有关）剂烧焦流向及分布方式有关）催化剂循环推动力小催化剂循环推动力小取热量较大时产汽与过热不易协调取热量较大时产汽与过热不易协调不适宜于加工重质劣质原料不适宜于加工重质劣质原料202023-2-1023几种典型的再生工艺的主要特点几种典型的再生工艺的主要特点带外循环管烧焦罐高效再生带外循环管烧焦罐高效再生再生压降小再生压降小烧焦强度大、藏量较少烧焦强度大、藏量较少催化剂循环

8、推动力大催化剂循环推动力大催化剂水热失活快、平衡活性较低催化剂水热失活快、平衡活性较低易发生稀相燃烧，易发生稀相燃烧，CO助燃剂耗量大助燃剂耗量大取热量较大时产汽与过热不易协调取热量较大时产汽与过热不易协调不适宜于加工重质劣质原料不适宜于加工重质劣质原料202023-2-1024几种典型的再生工艺的主要特点几种典型的再生工艺的主要特点并列式两段再生并列式两段再生再生压降小再生压降小催化剂水热失活少、平衡活性较高催化剂水热失活少、平衡活性较高再生剂定碳低再生剂定碳低不需要不需要CO助燃剂助燃剂适宜于加工重质劣质原料适宜于加工重质劣质原料结构、操作复杂结构、操作复杂增压风耗量大增压风耗量大2020

9、23-2-1025几种典型的再生工艺的主要特点几种典型的再生工艺的主要特点重叠式两段再生重叠式两段再生催化剂水热失活少、平衡活性较高催化剂水热失活少、平衡活性较高再生剂定碳低再生剂定碳低不需要不需要CO助燃剂助燃剂反应反应-再生差压大，适于反再不同的压力需求再生差压大，适于反再不同的压力需求产汽与过热热量平衡协调产汽与过热热量平衡协调适宜于加工重质劣质原料适宜于加工重质劣质原料反应器立面较高反应器立面较高藏量偏大，再生压降稍大藏量偏大，再生压降稍大202023-2-1026几种典型的再生工艺的主要特点几种典型的再生工艺的主要特点烧焦罐烧焦罐+床层再生床层再生再生剂定炭低再生剂定炭低稀相尾燃较少

10、，但一般需要稀相尾燃较少，但一般需要CO助燃剂助燃剂催化剂水热失活较大、平衡活性较低催化剂水热失活较大、平衡活性较低藏量偏大藏量偏大再生差压偏大再生差压偏大取热量较大时产汽与过热不易协调取热量较大时产汽与过热不易协调不适宜于加工重质劣质原料不适宜于加工重质劣质原料202023-2-1027 为达到预期的再生效果，保证催化剂的正常流化与循环，减少催化剂跑损为达到预期的再生效果，保证催化剂的正常流化与循环，减少催化剂跑损与失活，工业再生器的结构和材质需要满足再生工艺的要求，并且针对不同的与失活，工业再生器的结构和材质需要满足再生工艺的要求，并且针对不同的再生工艺，再生器结构具有不同的特点。再生工艺

11、，再生器结构具有不同的特点。l 再生器壳体：大致分为密相段与稀相段。再生器壳体：大致分为密相段与稀相段。l 密相段为烧焦的主要场所，决定再生烧焦强度密相段为烧焦的主要场所，决定再生烧焦强度l 稀相段主要担负催化剂沉降和布置旋分器作用稀相段主要担负催化剂沉降和布置旋分器作用l 稀相段沉降高度与催化剂性质和线速有关稀相段沉降高度与催化剂性质和线速有关l 快速循环床密度梯度分布快速循环床密度梯度分布l 空气分布管、分布板空气分布管、分布板l 旋风分离器系统旋风分离器系统l 催化剂分配器催化剂分配器l 催化剂取热器催化剂取热器202023-2-1028三、反应-再生系统202023-2-1029反应-

12、再生组成202023-2-1030反应-再生内部结构图202023-2-1031四、旋风分离器202023-2-1032旋风分离器的工作原理202023-2-1033多管式三级外旋风分离器202023-2-1034催化裂化三、四级旋分器202023-2-1035五、催化裂化动设备 能量回收机组能量回收机组 富气压缩机组富气压缩机组 催化裂化所包括动设备类型：催化裂化所包括动设备类型：压缩机类压缩机类 轴流风机，离心风机，离心压缩机轴流风机，离心风机，离心压缩机-蒸汽透平，烟气轮机蒸汽透平，烟气轮机 泵泵-离心泵，柱塞泵离心泵，柱塞泵 特阀特阀-滑阀，蝶阀，闸阀，塞阀滑阀，蝶阀，闸阀，塞阀 20

13、2023-2-1036能量回收机组组成 以四机同轴为例：以四机同轴为例：1、烟气轮机、烟气轮机 2、轴流风机、轴流风机 3、蒸汽轮机、蒸汽轮机 4、电动、电动/发电机发电机202023-2-1037能量回收机组电动电动/发电发电机机蒸汽轮机蒸汽轮机轴流风机轴流风机烟气轮机烟气轮机202023-2-1038工艺流程与能量回收率的关系工艺流程与能量回收率的关系 能量回收系统是再生系统的一部分，一套烟机机组包能量回收系统是再生系统的一部分，一套烟机机组包括下列系统：括下列系统：主风系统：主风的负荷控制主风系统：主风的负荷控制 烟气系统：再生器的压力控制，烟气轮机的负荷控制烟气系统：再生器的压力控制，

14、烟气轮机的负荷控制-进入烟机的烟气量进入烟机的烟气量 蒸汽系统：蒸汽平衡控制蒸汽系统：蒸汽平衡控制 电气系统：电气系统：能量回收率的概念能量回收率的概念:回收率回收率=烟机出功烟机出功/风机的耗功风机的耗功 通常根据工艺的不同和大气温度的不同，回收率一般通常根据工艺的不同和大气温度的不同，回收率一般在在0.9-1.1 提高能量回收率，最主要在于机组的匹配提高能量回收率，最主要在于机组的匹配202023-2-1039机组配置机组配置1.三机组三机组烟机烟机+风机风机+变速箱变速箱+电动发电机电动发电机2.四机组四机组烟机烟机+风机风机+汽轮机汽轮机+变速箱变速箱+电动发电机电动发电机3.直接发电

15、机组直接发电机组烟机烟机+变速箱变速箱+发电机发电机202023-2-1040富气压缩机组 组成：组成：1、气体压缩机、气体压缩机 2、蒸汽轮机、蒸汽轮机202023-2-1041富气压缩机组气体压缩机气体压缩机蒸汽轮机蒸汽轮机202023-2-1042轴流风机202023-2-1043工作原理 轴流压缩机的工作原理轴流压缩机的工作原理 依靠高速旋转的叶轮将气体从轴向吸入，依依靠高速旋转的叶轮将气体从轴向吸入，依靠相对速度的变化，在动叶扩压。而且气体靠相对速度的变化，在动叶扩压。而且气体也获得更高绝对速度，排入导叶扩压后再沿也获得更高绝对速度，排入导叶扩压后再沿轴向排出。优点是气流路程短，阻力

16、损失较轴向排出。优点是气流路程短，阻力损失较小，流量较大，效率比离心式压缩机高。小，流量较大，效率比离心式压缩机高。202023-2-1044离心风机202023-2-1045离心压缩机原理旋转传递给叶片动能旋转传递给叶片动能,气体在叶片驱使下高速旋转气体在叶片驱使下高速旋转,产生离心产生离心力力,机内气体在离心力作用下机内气体在离心力作用下,沿叶片流道向叶片出口甩出沿叶片流道向叶片出口甩出.从从叶片出口流出的高速气体叶片出口流出的高速气体,在蜗壳流道内速度逐渐变慢在蜗壳流道内速度逐渐变慢,压力压力逐渐升高逐渐升高,并沿排出口排出并沿排出口排出.与此同时与此同时,叶片入口处的气体减少叶片入口处

17、的气体减少,压力降低压力降低,形成出入口压差形成出入口压差,也就连续吸入新的气体。也就连续吸入新的气体。能量方程：为压缩功表示为了提高压力所做的功，压力能量方程：为压缩功表示为了提高压力所做的功，压力的提高由叶轮通道进出口的动能减少和离心力所做的功的提高由叶轮通道进出口的动能减少和离心力所做的功组成，并且要减去流动损失部分。压缩功与叶轮中的气体组成，并且要减去流动损失部分。压缩功与叶轮中的气体变化过程有关。变化过程有关。202023-2-1046离心式压缩机纵剖面构造图 离心式压缩机纵剖面构造图离心式压缩机纵剖面构造图 1、吸气室；、吸气室；2、叶轮；、叶轮；3、扩压器；、扩压器；4、弯道；、

18、弯道；5、回流器；、回流器；6、蜗室；、蜗室；7、8、轴端密封；、轴端密封；9、隔板密封；、隔板密封；10、轮盖密封；、轮盖密封；11、平衡盘；、平衡盘；12、推力盘；、推力盘；13、联轴器；、联轴器；14、卡环；、卡环；15、主轴；、主轴；16、机壳；、机壳；17、支持轴承；、支持轴承；18、止推轴承；止推轴承；19、隔板；、隔板；20、回流器导流叶片；、回流器导流叶片；21、中间冷却吸气管；、中间冷却吸气管；22、出气管、出气管202023-2-1047 离心风机转子相对简单，造价低。离心风机转子相对简单，造价低。运行时叶轮不易损坏。运行时叶轮不易损坏。轴流机与离心机比较轴流机与离心机比较

19、 气体经动叶作用获得能量头并在静叶中气体经动叶作用获得能量头并在静叶中减速增压，无法利用离心力，单级压比减速增压，无法利用离心力，单级压比 用于大流量、低压力场合，单一静叶导用于大流量、低压力场合，单一静叶导叶角度下，稳定工况窄。叶角度下，稳定工况窄。轴流风机的转子结构复杂，旋转部件多，轴流风机的转子结构复杂，旋转部件多，制造精度要求高，造价高。制造精度要求高，造价高。202023-2-1048烟气轮机结构202023-2-1049能量回收机组的效率 能量回收率的概念能量回收率的概念能量回收率的概念能量回收率的概念 回收率回收率回收率回收率=烟机出功烟机出功烟机出功烟机出功/风机的耗功风机的耗

20、功风机的耗功风机的耗功 通常根据工艺的不同和大气温度的不同，回收率一般在通常通常根据工艺的不同和大气温度的不同，回收率一般在通常根据工艺的不同和大气温度的不同，回收率一般在根据工艺的不同和大气温度的不同，回收率一般在0.90.9-1.11.1 提高机组的能量回收率，靠提高烟机的效率，其作用是有提提高机组的能量回收率，靠提高烟机的效率，其作用是有提高机组的能量回收率，靠提高烟机的效率，其作用是有限的。高机组的能量回收率，靠提高烟机的效率，其作用是有限的。首要工作是机组的匹配，烟气轮机与风机的匹配，限的。首首要工作是机组的匹配，烟气轮机与风机的匹配，限的。首要工作是机组的匹配，烟气轮机与风机的匹配

21、，机组与装置要工作是机组的匹配，烟气轮机与风机的匹配，机组与装置的匹配。机组与装置的匹配。的匹配。机组与装置的匹配。提高机组的能量回收率，降低工艺管路的压降损失，从风提提高机组的能量回收率，降低工艺管路的压降损失，从风提高机组的能量回收率，降低工艺管路的压降损失，从风机出高机组的能量回收率，降低工艺管路的压降损失，从风机出口到烟机入口的压降一般控制在机出口到烟机入口的压降一口到烟机入口的压降一般控制在机出口到烟机入口的压降一般控制在般控制在1bar1bar以内。减少再生器以内。减少再生器出口以内。减少再生器以内。减少再生器出口到烟机入口的温度损失。出口到烟机入口的温度损失。到烟机入口的温度损失

22、。出口到烟机入口的温度损失。202023-2-1050能量回收机组配置 三机组三机组三机组三机组 烟机烟机+风机风机+变速箱变速箱+电动电动/发电机发电机 四机组四机组 烟机烟机+风机风机+汽轮机汽轮机+变速箱变速箱+电动电动/发电发电机机 直接发电机组直接发电机组 烟机烟机+变速箱变速箱+发电机发电机202023-2-1051离心泵油浆泵202023-2-1052离心泵 离心泵的吸入特性离心泵的吸入特性 离心泵叶轮吸入口的吸入压力：离心泵叶轮吸入口的吸入压力：一般低于一个大气压叫吸入真空度。一般低于一个大气压叫吸入真空度。吸入压力最低不得小于所吸液体吸入压力最低不得小于所吸液体 的饱和蒸汽压

23、（汽化压力），的饱和蒸汽压（汽化压力），否则，泵吸入口会发生汽蚀现象。否则，泵吸入口会发生汽蚀现象。汽蚀过程（原理）汽蚀过程（原理）当时，部分液体发生汽化，形成气泡；小气泡凝当时，部分液体发生汽化，形成气泡；小气泡凝 结在一起形成大气泡。气泡随液流进入高压区，液体压缩气结在一起形成大气泡。气泡随液流进入高压区，液体压缩气泡产生气泡击溃现象（水击现象），水击时的瞬时压力能达泡产生气泡击溃现象（水击现象），水击时的瞬时压力能达到几十个兆帕（到几十个兆帕（30MPa)，对金属表面产生很大的爆炸冲击，对金属表面产生很大的爆炸冲击作用；同时伴随电化学腐蚀。这一综合过程为汽蚀过程。作用；同时伴随电化学腐蚀

24、。这一综合过程为汽蚀过程。即：液体汽化即：液体汽化气泡凝结气泡凝结高压水击高压水击电化学腐蚀。电化学腐蚀。202023-2-1053油浆泵 目前油浆泵主要归为三类：目前油浆泵主要归为三类：第一类是未加保护措施的工艺流程泵一般采用不锈钢结第一类是未加保护措施的工艺流程泵一般采用不锈钢结 构，如石家庄水泵厂生产的构，如石家庄水泵厂生产的PY型油浆泵；型油浆泵；第二类是经改进的工艺流程泵，泵的内件采用了硬质涂层第二类是经改进的工艺流程泵，泵的内件采用了硬质涂层，主要包括扩散涂层、碳化钨涂层以及镍、铬、钴、硼各，主要包括扩散涂层、碳化钨涂层以及镍、铬、钴、硼各 种化合物的涂层等，达到显著提高过流表面强

25、度和硬度，种化合物的涂层等，达到显著提高过流表面强度和硬度，改善机械性能的目的。如兰州石油机械厂生产的改善机械性能的目的。如兰州石油机械厂生产的YJ型油浆型油浆 泵；泵；第三类是全衬里的闭式叶轮油浆泵，采用可更换的铸造硬第三类是全衬里的闭式叶轮油浆泵，采用可更换的铸造硬 质金属衬里。泵的内件质金属衬里。泵的内件(蜗壳衬里和叶轮蜗壳衬里和叶轮)均采用铸造结构均采用铸造结构 并用螺栓紧固耐冲蚀的高铬合金零件。并用螺栓紧固耐冲蚀的高铬合金零件。202023-2-1054单吸式离心泵202023-2-1055多级离心泵202023-2-1056装置使用特阀 滑阀滑阀-再生滑阀，待生滑阀，双动滑阀。外再

26、生滑阀，待生滑阀，双动滑阀。外取热滑阀。取热滑阀。蝶阀蝶阀-用在流量大，压力较低的介质管线上用在流量大，压力较低的介质管线上如：烟机入口蝶阀、气体压缩机入口碟阀、如：烟机入口蝶阀、气体压缩机入口碟阀、主风出口蝶阀。主风出口蝶阀。闸阀闸阀-烟机入口闸阀、气压机出口闸阀。用烟机入口闸阀、气压机出口闸阀。用在紧急事故状态下切断阀。在紧急事故状态下切断阀。塞阀塞阀-再生塞阀、待生塞阀。用在反再生塞阀、待生塞阀。用在反-再高低再高低并列催化裂化装置上。并列催化裂化装置上。202023-2-1057202023-2-1058六、换热器、空冷202023-2-1059换热器的分类 按照传热面的形状分类：管式

27、、板式按照传热面的形状分类：管式、板式 管式换热器包括：蛇管式换热器、套管管式换热器包括：蛇管式换热器、套管式换热器、管壳式换热器、空冷式换热式换热器、管壳式换热器、空冷式换热器。器。板式换热器包括：螺旋板式换热器、板板式换热器包括：螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器。器。202023-2-1060换热器的工作原理 传热面由管束组成，管子的两端固定在传热面由管束组成，管子的两端固定在管板上，管束装在外壳内，外壳两端有管板上，管束装在外壳内，外壳两端有封头封头 一种流体从封头进口流进管子里，在经一种流体从封头进口流进管子里，在经过封头流出，这

28、条路径称为管程过封头流出，这条路径称为管程 另一种流体从外壳上的连接管进入换热另一种流体从外壳上的连接管进入换热器，在壳体与管子之间流动，这条路径器，在壳体与管子之间流动，这条路径成为壳程成为壳程202023-2-1061管壳式换热器的主要组合件202023-2-1062 202023-2-1063202023-2-1064202023-2-1065空冷风机的基本形式 运行方式：鼓风式和引风式运行方式：鼓风式和引风式 调节方式：调角方式和调速方式调节方式：调角方式和调速方式 联接方式：直接传动、齿轮传动、皮带联接方式：直接传动、齿轮传动、皮带轮传动轮传动202023-2-1066空冷的喷淋系统

29、由哪些组成 包括泵、喷淋水系统、喷淋包括泵、喷淋水系统、喷淋水回收系统、水箱、喷嘴、水回收系统、水箱、喷嘴、喷淋用水喷淋用水202023-2-1067空冷器的基本类型 水平式水平式 直立式直立式 斜置式斜置式202023-2-1068202023-2-1069复习题202023-2-1070空冷翅片清洗的目的 定期对空冷器翅片进行清洗定期对空冷器翅片进行清洗可以提高冷却效率延长空冷可以提高冷却效率延长空冷器使用寿命器使用寿命202023-2-1071空冷风机的基本形式 运行方式：鼓风式和引风式运行方式：鼓风式和引风式 调节方式：调角方式和调速调节方式：调角方式和调速方式方式 联接方式：直接传动

30、、齿轮联接方式：直接传动、齿轮传动、皮带轮传动传动、皮带轮传动202023-2-1072空冷器的基本类型 水平式水平式 直立式直立式 斜置式斜置式202023-2-1073换热器打压上水的注意事项 打压上水必须排净空气，否则打压上水必须排净空气，否则稳压困难稳压困难 打压上水都采取低点上水，高打压上水都采取低点上水，高点排气，缓慢上水的方式点排气，缓慢上水的方式 对于禁水介质的换热器可采用对于禁水介质的换热器可采用其他液体进行试压。如航煤等。其他液体进行试压。如航煤等。202023-2-1074换热器的日常检查内容 运行异声、压力、温度、流运行异声、压力、温度、流量、泄漏、基础支架、保温量、泄

31、漏、基础支架、保温层、振动、仪表灵敏度等层、振动、仪表灵敏度等202023-2-1075换热器的开工程序 升温升温 螺栓预紧螺栓预紧 置换空气置换空气 冷却器水侧预膜处理冷却器水侧预膜处理202023-2-1076管壳式换热器的特点 结构简单结构简单 造价低廉造价低廉 选材范围广选材范围广 清洗方便清洗方便 适应性强适应性强 处理能力大处理能力大 耐高温、高压耐高温、高压202023-2-1077换热器螺栓紧固的注意事项 换热器螺栓的紧固至少应分换热器螺栓的紧固至少应分三遍进行，每遍的起点应相三遍进行，每遍的起点应相互错开互错开120202023-2-1078管式换热器包括哪些 管式换热器包括：蛇管式换管式换热器包括：蛇管式换热器、套管式换热器、管壳热器、套管式换热器、管壳式换热器、空冷式换热器式换热器、空冷式换热器202023-2-1079空冷的喷淋系统由哪些组成 包括泵、喷淋水系统、喷淋包括泵、喷淋水系统、喷淋水回收系统、水箱、喷嘴、水回收系统、水箱、喷嘴、喷淋用水喷淋用水