泽普石化催化裂化装置节能优化分析研究

【摘要】： 社会、经济迅速发展引起轻质油需求日益增加与原油供应劣质化、重质化的矛盾促进了重油轻质化工艺的快速发展。残炭低、金属含量低、沥青质少的重油特点决定我国重油轻质化工艺主要以催化裂化工艺为主。随着催化裂化原料密度大、特性因数小等导致原料裂化性差和回炼比、反应温度等操作条件苛刻度的提高造成装置能耗持续增加。催化裂化装置的能耗占炼油厂总能耗的40%以上,降低催化能耗对于节能降耗、提高石油资源利用率具有重要意义。 本课题通过对催化裂化反应再生系统进行标定分析,借助物料衡算、热量衡算、动量衡算和能量平衡、火用平衡的三环节理论,计算、分析能耗高的主要原因,确定了能量损失的部位,提出了切实可行的优化操作技术措施,工业运行平稳,达到了降低装置能耗的目的。 工业实验表明：0.2Mt/a催化裂化在大回炼比(0.54)、小剂油比(5.4)等苛刻条件下进行催化裂化反应,由于稠环芳烃的吸附,导致催化剂活性较低(51),转化率降低,选择性差,产品分布恶化,焦炭产率高达8.8%,烧焦燃烧放热量大且能量回收利用率低造成能耗偏高(168.43kg标油／t),高于设计能耗(92.098kg标油／t)。 在小回炼比(0.2)、大剂油比(6)条件下进行工业试运行,结果表明：过量主风和补燃瓦斯造成再生系统远离最优状态。再生剂线速高(1.607m／s)、停留时间短(2.03min)、系统内有效氧浓度低(17%)、水蒸气分压大(为正常主风水蒸气分压的3倍以上)等引起催化剂热崩、再生效果不良,造成催化剂细粉增多、催化剂活性降低,烧焦可利用热减少且余热锅炉回收利用率低导致了装置能耗增加。 采用三环节理论分析表明,转换和传输环节中,能量转化率和(火用)转化率分别为88.76%、53.40%；利用环节中,能量利用率和(火用)效率分别为99.48%、29.49%；回收环节中,能量回收率和(火用)回收率为66.70%和53.67%。通过降低主风(23000Nm3／h)、停烧瓦斯和减小回炼比(0.2)、提高剂油比(6.9)等降低工艺总用能；改造余热锅炉结构等改善换热环境,提高能量转化效率；优化冷、热物流间换热、降低传热过程(火用)损和加强保温、减少散热排弃能等改善能量回收系统。 实施节能措施后,核算装置能耗为128.5标油／t原料,降低23.71%,节能效果明显。 【关键词】：催化裂化 反应再生 能耗 节能
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TE624.41
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 前言9-10
• 1.2 催化裂化能耗现状10-11
• 1.3 催化裂化系统介绍11-12
• 1.4 物料平衡12
• 1.5 能量平衡12-13
• 1.6 (火用)平衡13
• 1.7 标定内容13
• 1.8 本文研究内容13-15
• 第二章 催化裂化能耗分析15-26
• 2.1 能量平衡分析15-17
• 2.1.1 能量平衡模型15-16
• 2.1.2 能量平衡参数及关系16-17
• 2.2 (火用)平衡分析17-18
• 2.2.1 (火用)平衡模型17-18
• 2.2.2 (火用)平衡参数及关系18
• 2.3 催化裂化能耗分析18-24
• 2.3.1 能耗特点18-19
• 2.3.2 能耗构成19-20
• 2.3.3 影响因素20-24
• 2.4 催化裂化节能措施24-26
• 2.4.1 利用环节24
• 2.4.2 转换环节24-25
• 2.4.3 回收环节25-26
• 第三章 泽普石化催化裂化装置现状26-29
• 3.1 装置介绍26
• 3.2 原料和催化剂性质26-27
• 3.2.1 原料性质26-27
• 3.2.2 催化剂性质27
• 3.3 能耗现状27-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 标定数据计算29-47
• 4.1 物料衡算29-32
• 4.1.1 再生系统31
• 4.1.2 反应系统31-32
• 4.2 热量平衡32-39
• 4.2.1 烧焦量33-34
• 4.2.2 再生系统34-37
• 4.2.3 反应系统37-39
• 4.2.4 反应再生系统39
• 4.3 动量平衡39-43
• 4.3.1 提升管反应器40-41
• 4.3.2 沉降器41
• 4.3.3 再生器41-42
• 4.3.4 余热锅炉42-43
• 4.4 换热系统核算43-44
• 4.5 机泵效率核算44-46
• 4.6 本章小结46-47
• 第五章 标定数据分析47-56
• 5.1 影响热量平衡的因素47-49
• 5.1.1 生焦47-48
• 5.1.2 主风48
• 5.1.3 补燃瓦斯48-49
• 5.1.4 回炼比49
• 5.2 反应系统分析49-52
• 5.2.1 提升管反应器49-51
• 5.2.2 沉降器51-52
• 5.3 再生系统分析52-53
• 5.3.1 辅助燃烧室52
• 5.3.2 再生器52-53
• 5.4 能量回收系统分析53
• 5.5 散热损失分析53-54
• 5.5.1 反应再生系统53-54
• 5.5.2 分馏、吸收稳定系统54
• 5.5.3 能量回收系统54
• 5.6 换热系统分析54
• 5.7 机泵分析54-55
• 5.8 本章小结55-56
• 第六章 能量平衡和(火用)平衡56-68
• 6.1 能量和(火用)的计算56-58
• 6.1.1 石油馏分能量和(火用)的计算57
• 6.1.2 水蒸气能量和(火用)的计算57-58
• 6.1.3 水、空气等物流能量和(火用)的计算58
• 6.2 能量平衡58-62
• 6.2.1 转换和传输环节58-60
• 6.2.2 利用环节60-61
• 6.2.3 回收环节61-62
• 6.3 (火用)平衡62
• 6.4 评价指标62-63
• 6.5 能量平衡和(火用)平衡分析63-66
• 6.5.1 转换和传输环节64
• 6.5.2 利用环节64-66
• 6.5.3 回收环节66
• 6.6 节能途径66-67
• 6.6.1 降低工艺总用能66-67
• 6.6.2 提高能量转化率,减少装置供入能耗67
• 6.6.3 提高能量回收率,减少排弃能和(火用)损67
• 6.7 本章小结67-68
• 第七章 节能措施实施与效果68-71
• 7.1 节能措施68-69
• 7.2 措施效果69
• 7.3 本章小结69-71
• 第八章 结论71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76
• 附录76-88
• 攻读硕士学位期间发表的论文88-89
• 详细摘要89-104

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