常压塔开题报告

原油的常压蒸馏就是原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏，所用的蒸馏设备叫 做原油常压精馏塔，这也是提炼原油的一项重要工艺。

一、背景简介

FCC是重油催化裂化的缩写。重油加工是把原油中的重质部分，如常压渣油和减压渣油转化为汽油。近年来，我国的原油产量一直上升幅度不大，但是燃料油的需求量上升很大，这样的大背景下，需要我国的炼油工业将产能更多的投入到重油，特别是减压渣油的深度加工。本题即是对催化裂化工艺的拟建。 催化裂化工艺简介 催化裂化的工艺原理：

蜡油、脱沥青油、渣油等在催化剂的作用下发生裂化、异构化、环化、芳化、脱氢化等诸多化学反应，反应产物为汽油、轻柴油、重柴油，副产物为干气、焦碳、油浆等。催化裂化可以使蜡油、脱沥青油、渣油与催化剂在适宜的温度，压力滞留时间条件下进行接触，以使原料的主要部分被转换成汽油和液态烃，通常这是一个单程操作。在裂化反应中，所产生的焦碳被沉积在催化剂上，它明显地减少了催化剂的活性，所以除去沉积物是非常必要的，通常是通过燃烧方式使催化剂再生来重新恢复其活性。

重油催化裂化的特点

① 焦炭产率高。重油催化裂化的焦炭产率高达8～12wt%，而馏分油催化裂化的焦炭产率通常为5～6wt%。

② 重金属污染催化剂。与馏分油相比，重油含有较多的重金属，在催化裂化过程中这些重金属会沉积在催化剂表面，导致催化剂受污染或中毒。 ③ 硫、氮杂质的影响。重油中的硫、氮等杂原子的含量相对较高，导致裂化后的轻质油品中的硫、氮含量较高，影响产品的质量;另一方面，也会导致焦炭中的硫、氮含量较高，在催化剂烧焦过程中会产生较多的硫、氮氧化物，腐蚀设备，污染环境。

④ 催化裂化条件下，重油不能完全气化。重油在催化裂化条件下只能部

分气化，未气化的小液滴会附着在催化剂表面上，此时的传质阻力不能忽略，反应过程是一个复杂的气-液-固三相催化反应过程。 二、国内外现状与前景预期 我国FCC 工艺及工程的技术水平

我国由于在催化剂细粉流化态技术的发展，两器结构出现多种形式的组合：带外循环管的烧焦罐高效再生、带预混合管的烧焦高效再生、带预混合管的烧焦罐再生、管式烧焦、后置烧焦罐两段再生、高速床两段串联再生、并列式两段再生、同轴式两段再生。与此同时，高效雾化原料油注入系统及急冷油控制提升管中部温度(MTC)技术、新型Y 型结构的提升管出口快速分离结构、新的汽提段结构和分段汽提也相继应用于工业装置，另外还研制了灵敏度高、推动力大的耐磨冷壁式电液控制滑阀，高热阻单层和双层耐热耐磨衬里、无泄漏盘式三旋单管，卧管式三级旋风分离器，高效旋风分离器，油浆旋风除

尘和烟气能量回收机组等一系列具有先进水平的新设备。[1] 我国催化裂化技术的发展计划和前景

基于我国原油资源的特点和FCC 在二次加工能力中占绝对比重的现状，未来FCC 仍然是我国重油轻质化和生产汽油的主要加工技术。加强技术创新，注重现有工艺、催化剂、工程技术和生产技术的改进以及现有装置的改造。FCC 装置将会在高苛刻度下运转，尽可能掺炼更多的渣油，实现炼油工业尽可能低的投资把原油转变成符合环保法规要求的石油产品。提高FCC 综合技术水平，缩小同先进水平的差距，具有同国外大公司竞争的能力。以环保和市场为导向，继续完善和开发重油催化裂化和FCC 家族技术的工艺和催化剂，提高FCC 装置的重油加工能力，开发具有更高性能的渣油裂化催化剂，生产符合新环保标准的清洁汽油产品。到20_ 年，随着环保法规的日趋严格和对汽油中烯烃、芳烃含量的进一步限制，FCC在提高汽油辛烷值方面的作用将下降，将会发展成为生产汽油和组分以及为生产汽油调和组分提供生产原料的手段。逐步调整原油加工工艺的结构，为炼厂获取最大经济效益，满足我国实现经济可持续发展战略。[1]

三、 国外论文翻译

I.20_年国际工作组对石油工业框架的研究 利用经济模型预测石油产品及原有供应需求的走势 1.研究背景和目的

1997年亚洲经济危机之前，除了日本以外的东亚地区对石油的需求增长速度为平均每年7%。从保证日本石油供应的角度看这是一种增长。然而，在1998，直接反应在危机爆发后，情况迅速恶化。亚洲的石油需求下降和石油产品供应的过剩。近年来，伴随着中国经济增长的需求迅速扩大,另一个产品供应的紧缩引起忧虑。今年，包括创纪录的高油价和伊拉克战争的继续对石油行业的影响很大，气候变化加剧，新能源和经济信息，东亚对石油产品的供应和需求进行分析越来越重要，这对日本的供应和需求的一个特别大的影响。此外，石油产品及原油的大量需求在亚洲特别是中国有着长期前景在这种情况下，它肯定会影响日本能源安全如原油来源结构变化的定量分析和相关的可能性，其次是日本的原油进口的影响和评估。这项研究是由日本能源经济学(IEEJ)委员会从经济部所实施的对石油行业的调查研究(石油产品的供应和使用的计量经济模型的需求趋势20_财年研究)。这项研究是由国际工作组(WG)晋升委员会的研究。 2.20_财年国际工作组提出的问题

(1)在未来的几年里，中国预计将继续实现经济增长8%。在其对应的石油需求这块，随着其进入世界贸易组织的中取消了贸易限制预计将对所有东亚的石油产品需求量有重大影响。中国的石油产品需求预测的最重要的因素是炼油能力增加的趋势。因为所涉及的许多变量，预计这一趋势是困难的。为此，在去年，WG在中国放置一个单独的高CDU能力是我多元化的案例分析。

(2)对于中国经济增长的可持续性前景的不确定性因素众多，包括人民币升值(人民币)和国内的差距贫富差距缩小。20_经济增长放缓约无疑会影响亚洲其他国家，伴随经济增长的减速，亚洲的石油需求下降的程度成为一个关键点。由于这些原因，该工作组认为经济增长是重点。 (3)也有关于中国和东亚其他地区的原油进口快速增长的忧虑。它也指出，

俄罗斯的石油开发进军中东和亚洲。WG因此认为作为一个整体在20_和2030间中东和非中东原油生产的长期趋势可以预测世界原油供应和需求的的长期趋势，并探讨日本对原油进口的影响。

(4)更具体地说，工作组集中在原油供应和需求以及东亚地区，由在中国和日本对中东的依赖程度供应预期的变化和竞争分析，原油的走势，如2030。这也影响全世界的API指数，差异扩大和较高层次在原油生产的分析。这种背景下使WG对东亚未来石油产品供应和需求形成兴趣。[6] 四、 设计方法与方案 常压塔设计

常压塔设计主要是塔内部汽液负荷的计算。汽液负荷可以通过热平衡进行逐板计算，各参数的确定采用了诸多经验数据，说明如下： 1压力

产品罐压力为?atm，冷凝冷却系统压力降取?atm，则塔顶压力为?atm。 2温度

塔顶温度是塔顶产品在其本身油汽分压下的露点温度。侧线油品抽出温度是该层油气分压下未经汽提的油品泡点温度， 汽化段温度就是进料的绝热闪蒸温度，塔底温度一般采用经验数值，比汽化段温度低5-10℃。 3汽提

本设计使用?atm、?℃过热水蒸气。 4过汽化率

在能保证侧线质量的前提下，尽量减少汽化率，本设计取?%(重)。 5回流方式及取热比

本常压塔塔顶冷回流:一中循环回流:二中循环回流=50:20:30。其中段回流进出口温度差为?℃。 6塔顶冷却系统

采用二级冷凝冷却系统。 7塔板型式和板间距。

采用浮阀塔板，板间距定为 mm。

加热炉的设计 1炉型的选择

采用空心圆筒炉。 2过剩空气系数的选取

辐射段为R=?，对流段为=? 3炉效率 ? % 4工艺上的设计

(1)常压炉对流室设置冷进料，降低排烟温度，钉头管用在对流段。 (2)利用常一线、常三线热源与空气换热，设置空气预热器。

(3)利用常一中、减二线、减一中回流，三台换热器的热源发生低压蒸汽，经过常压炉的对流室过流，作常压塔减压塔吹汽用。 常压塔计算部分塔板型式和塔板数 采用两个中间段回流，每个用 层换热塔板，共 层，塔板数总计 层。

5汽化段温度

汽化段中进料的汽化率及过汽化度 eF=?(重) 汽化段油汽分压为：?atm 汽化段温度为?℃。 6塔底温度

取塔底温度比汽化段温度(5-10℃)低7℃

7塔顶及侧线温度假设与回流热分配

塔回流热

全塔回流热Q=Q入-Q出=?

8气液相负荷 8.1加热炉计算部分

加热介质为拔头油

G=?kg/h 比重d204=? e=?

入口温度1=?℃ 出口温度2=?℃ 燃料油为减压渣油，其重量组成：(例如)

C86.5% H12.56% O0% S0.17% W0.37%对流段对流管为钉头管，Gs=?kg/h

冷油为原料油的10%，由110℃加热至220℃ 8.2辐射段计算

⑴选择炉型

⑵计算全炉有效热负荷Q ⑶燃烧过程计算

⑷确定辐射段的传热量QR ⑸辐射管表面热强度qR ⑹辐射段管壁平均温度估算 ⑺辐射管加热面积

⑻确定辐射管管径、管心距和管程数 ⑼确定炉的辐射室尺寸、炉管长度及管数

⑽确定对流管管径、管心距、管长及对流室宽和每排管数 ⑾计算当量冷面积Acp

⑿求有效暴露砖墙表面积与当量冷平面之比 Aw/ Acp 8.3对流段计算

⑴烟气的未知温度t， t，， t，，，

⑵计算总传热膜系数，炉管面积，管排数，热强度。 反应-再生系统的工艺设计计算

⑴在生气物料平衡,决定空气流率的烟气流率。

⑵再生器烧焦计算，决定藏量。 ⑶再生器热平衡，决定催化剂循环量。

⑷反应器物料平衡、热平衡，决定原料预热温度。结合再生器热平衡决定燃烧有两或取热设施。

⑸再生器设备工艺设计计算，包括壳体、旋风分离器、分布管(板)、淹流管、辅导燃烧室、滑阀、稀相喷水等。

⑹反应器设备工艺设计计算，包括气提段和进料喷嘴的设计计算。 ⑺两器压力平衡，包括催化剂输送管路。 ⑻催化剂储罐及抽空器。

⑼其他细节，如松动点的布置、限流孔板的设计等。 五、 进度规划 六、 参考资料与文献

1.王雷 重油催化裂化技术的研究进展 1007-1865(20_)04-0042-02 2.于国庆, 高金森, 徐春明 重油催化裂化装置 汽提段及汽提工艺研究进展 1671 0460( 20_) 02 0068 04

3.闫平祥, 刘植昌, 高金森, 徐春明, 于春光, 王殿芬 重油催化裂化工艺的新进展1671 0460( 20_) 03 0136 05

4.闰平祥高金森徐春明 重油催化裂化反应技术的新进展 石化技术, 20_,10(1):41

5.陈祖庇 浅议重油催化裂化技术的进步 炼油技术与工程 第37 卷第1 期

6.Hidehiro Unoki, Senior Economist, Econometric Analysis Group等 Asia Outlook of Supply and Demand Trends of Petroleum Products and Crude Oil

7.石油炼制与化工编辑部 重油加工新技术

8. 黄英编 化工设计

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