催化裂化技师培训资料资料PPT课件

.,1,催化裂化装置技师培训教程分馏单元,中国石油天然气股份有限公司,.,2,授课内容提要第一讲蒸馏基础知识一蒸馏基本概念二蒸馏的分类第二讲催化裂化分馏系统一催化裂化分馏塔的工艺特征二分馏塔回流方式及选择三板式塔四催化裂化分馏塔的节能,.,3,第一讲蒸馏基础知识一蒸馏基本概念（一）蒸馏在炼油生产过程中的应用（1）石油及石油馏分的分离（2）炼厂气的分离（3）混合芳烃的分离（4）溶剂的分离过程,.,4,（二）蒸馏基本概念1.汽化:在一定条件下,液体转化为气体的过程。2.蒸发:如果液体的汽化是在其表面上进行的,则这种汽化称为蒸发。3.沸腾：如果液体的汽化在其表面和内部同时进行则这种汽化称为沸腾。4.沸点:液体出现沸腾时所具有的温度称为沸点。,.,5,5.冷凝：通过降温使气体（蒸汽）变为液体的过程称为冷凝。6.饱和蒸汽压：在一定温度下，液体与液体上方的蒸汽呈平衡状态时，该蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压，通常简称为蒸汽压。7.泡点温度：在一定压力下，将液体油品加热至内部刚刚开始汽化，即：刚好出现第一个气泡时的液体温度称为该油品的泡点温度。,.,6,8.露点温度：在一定压力下，将汽化的蒸汽冷却至刚好出现第一滴液滴时的汽相温度称为该蒸汽的露点温度。9.初馏点：将油品放入恩氏蒸馏设备内加热至馏出第一滴液滴时的气相温度称为该油品的初馏点。10.干点：油品在恩氏蒸馏设备内，加热蒸馏至气相所能达到的最高温度称为该油品的干点或终馏点。,.,7,11.蒸馏：利用混合物中各组分挥发性（沸点）的不同，将各组分分离开来的一种方法。12.分馏（精馏）：在提供回流的条件下，通过汽液两相密切接触，进行多次部分汽化和多次部分冷凝，从而使混合物中各组分达到较高程度的分离。,.,8,二蒸馏的分类1.按蒸馏操作方式分类（1）间歇式蒸馏（2）连续式蒸馏2.按蒸馏操作压力分类（1）常压蒸馏（2）加压蒸馏（3）减压蒸馏,.,9,3.按蒸馏分离组分数分类（1）二元系蒸馏（2）多元系蒸馏（3）复元系蒸馏4.按蒸馏方式分类（1）平衡蒸馏（2）简单蒸馏（3）精馏（4）特殊蒸馏萃取蒸馏恒沸蒸馏水蒸汽蒸馏,.,10,第二讲催化裂化分馏系统一催化裂化分馏塔工艺特征1.采用复合塔代替多塔分馏流程（1）多塔分馏流程（2）复合塔分馏流程2.设置侧线汽提塔3.分馏塔底设有脱过热段,.,11,4.塔顶温度利用塔顶循环回流控制5.采用较多的循环回流取热6.回流比由全塔热平衡确定7.沿塔高汽液相量变化较大，恒摩尔流假定不适用,.,12,二催化裂化分馏塔的汽液相负荷分布规律,.,13,二分馏塔回流方式及选择（一）塔顶回流1.作用2.流程（1）塔顶冷回流（2）塔顶二级冷凝冷却回流,.,14,（二）塔顶循环回流1.作用2.流程3.选择（1）塔顶产品含不凝气体较多；（2）塔顶热负荷较大；（3）对塔顶馏出管线及冷凝冷却系统压降要求苛刻。,.,15,（三）中段循环回流1.作用（1）使塔内汽、液相负荷分布更趋均匀（2）充分回收利用高温位热能。2.中段循环回流数目的选择（1）沿塔高汽、液相负荷分布尽量均匀；（2）尽量回收更多的高温位热能；（3）经济合理（设备投资、操作费用）。3.中段循环回流进、出口位置4.中段循环回流进、出口温差,.,16,（四）塔底循环回流1.作用2.流程3.选择（1）塔底部热负荷较大；（2）塔底温度较高；（3）塔底气相进料中含有固体颗粒。,.,17,四催化裂化分馏塔产品的分馏精度（一）分馏精度的表示方法油品分馏塔相邻两个馏分之间的分馏精度是用两个馏分的恩氏蒸馏曲线关系来表示的。,.,18,图11分馏塔相邻两馏分脱空与重叠示意图,(a)脱空,5,95,馏出%,馏出温度,脱空,重叠,重馏分恩氏蒸馏曲线,轻馏分恩氏蒸馏曲线,.,19,（二）分馏精度与回流比、塔板数的关系1.塔顶产品与一线产品之间2.塔侧线之间（三）分馏塔各段之间塔板数的确定,.,20,三板式塔（一）板式塔的主要构件（二）工业生产对板式塔的要求（三）常用的塔板类型（四）塔板的布置及常见的溢流型式（五）塔板溢流装置（六）板式塔的几种不正常操作状态（七）塔板负荷性能图,.,21,3.支座（1）支承式支座（2）裙式支座4.人孔（1）圆形人孔的直径一般不应小于450mm且方便塔内零部件的进、出；（2）人孔的位置应与塔内部件错开；（3）人孔之间的间距一般相隔47层塔板。,.,22,5.接管6.平台7.吊柱板式塔内部主要构件1.塔板（降液管、溢流堰、受液盘）2.除沫器3.防涡器4.滤焦器,.,23,（二）工业生产对板式塔的要求1.生产能力大；2.操作稳定，弹性大；3.分离效率高；4.汽、液两相流动阻力小；5.耗材少，结构简单，易于制造和安装；6.耐腐蚀，不易堵塞，方便操作、调节，方便检修及维护保养。,.,24,（三）常用的塔板类型1.浮阀塔板2.筛孔型塔板3.固舌塔板4.浮舌塔板5.网孔塔板6.CTST（立体传质）塔板,.,25,（四）塔板的布置及常见的溢流型式1.塔板的布置区：鼓泡区，为汽液两相有效传质区。区：溢流区，为降液管及受液盘所占区域。区：破沫区，区和区之间所夹区域。区：边缘区，靠近塔壁的区域。2.常见的塔板溢流形式U型流单溢流双溢流阶梯流,.,26,（五）塔板溢流装置1.降液管降液管的作用：（1）导流液体；（2）分离气泡。降液管的型式（1）圆形降液管（2）矩形降液管（3）弓形降液管,.,27,2.溢流堰（1）出口堰（外堰）作用：保证塔板维持一定厚度液层；均匀分布塔板出口液体，防止走短路。类型：平口堰用于堰上液层高度大于或等于6mm的场合。齿型堰用于堰上液层高度小于6mm的场合。,.,28,（2）入口堰（内堰）作用：使入口液体在塔板上均匀分布；减小入口液体的冲击、干扰；保证降液管必要的液封。类型：圆钢型（6mm8mm）矩形板型,.,29,3.受液盘作用：接受、缓冲上层塔板流下的液体；充当侧线液体抽出斗。类型：平形受液盘凹形受液盘,.,30,（六）板式塔的几种不正常操作状态1.雾沫夹带（液沫夹带）雾沫夹带量控制0.1kg(液)/1kg(气)2.液泛（淹塔）（1）溢流液泛（2）夹带液泛,.,31,（七）板式塔的塔板效率及影响因素1.塔板效率表示方法（1）全塔总板效率（ET）达到指定的分离要求所需的理论塔板数与实际塔板数之比。,.,32,（2）单板效率（Em）气体或液体经过一层实际塔板前后的组成变化与经过一层理论塔板前后的组成变化之比。,y*n、x*n-与xn、yn呈平衡的气、液相组成,.,33,（3）塔板点效率（Eo）指塔板上任意一点的局部效率。,y*、x*-与x、y呈平衡的气、液相组成,.,34,2.塔板效率的影响因素（1）物料性质的影响粘度、密度、表面张力、扩散系数、相对挥发度等。（2）操作条件的影响温度、压力、气速及气液相流量比等。（3）塔板形式及结构塔板间距、溢流堰高、塔径、降液管尺寸及塔板上液体流径长度等。,.,35,3.全塔总板效率的计算,ET-全塔总板效率-塔顶、塔底平均温度下物系的相对挥发度L-塔顶、塔底平均温度下的液体粘度xi-液相中i组分的摩尔分数Li-液相中i组分的粘度,其中：L=xiLi,.,36,（八）板式塔的气液两相流动方式和接触状态1.气液两相流动方式（1）气液两相错流流动（2）气液两相逆流流动2.气液两相接触状态（1）鼓泡接触状态（2）泡沫接触状态（3）喷射接触状态,.,37,（七）塔板负荷性能图1.塔板负荷性能图示意2.塔板负荷性能图的作用（1）指出塔板的上、下限负荷控制因素；（2）指出塔板在具体工艺条件下的操作弹性；（3）检验塔板设计是否合理；（4）为挖潜改造提供依据。,.,38,六催化裂化分馏塔的操作要点及节能（一）催化裂化分馏塔的操作要点1.稳定控制分馏塔的进、出料量2.合理控制分馏塔的各点温度、压力3.稳定控制各处液位4.合理控制各段回流量,.,39,四催化裂化分馏塔的节能,1.合理控制产品质量，避免过度分馏,2.减少水蒸汽用量,3.合理分配塔的回流取热,4.提高塔板的分离效率,5.优化操作条件，控制平稳操作,6.采用先进的控制系统,.,40,发动机燃料油饱和蒸气压测定仪器示意图,.,41,连续精馏示意图,.,42,塔板操作弹性=V1/V2,利用塔板负荷性能图确定塔板操作弹性示意图,VS,2,4,1,O,LS,液相量,汽相量,.,43,塔板负荷控制因素示意图,VS,O,LS,液相量,汽相量,.,44,塔板负荷性能图示意图,1号线-泄漏控制线2号线-液相负荷下限控制线3号线-雾沫夹带控制线4号线-液泛控制线5号线-液相负荷上限控制线,VS,O,LS,液相量,汽相量,.,45,汽液两相鼓泡接触状态示意图,.,46,汽液两相泡沫接触状态示意图,.,47,汽液两相喷射接触状态示意图,.,48,汽液两相错流流动示意图,优点：（1）气液两相接触时间较长；（2）操作弹性较大。缺点：（1）塔板有效传质面积相对较小；（2）液面落差较大。,.,49,优点：（1）塔板有效传质面积相对较大（2）结构简单，无液面落差；（3）气体分布均匀。缺点：（1）操作弹性较小，气液两相接触时间短（2）易发生过量雾沫夹带。,汽液两相逆流流动示意图,.,50,板式塔液泛（淹塔）示意图,.,51,板式塔雾沫夹带示意图,.,52,板式塔均匀泄漏示意图,.,53,板式塔倾向性泄漏示意图,H2,H1,H,液面落差H=H1-H2,.,54,板式塔随机性泄漏示意图,.,55,板式塔汽泡夹带示意图,.,56,塔板四区划分示意图,.,57,U型流塔板示意图,1,2,.,58,单溢流型塔板示意图,.,59,双溢流型塔板示意图,.,60,阶梯式双溢流型塔板示意图,降液管,.,61,反应油气多塔分馏流程示意图,2,1,3,粗汽油裂化气体,重柴油,油浆,轻柴油,进料（反应油气）,回流,.,62,侧线汽提塔示意图,.,63,轻柴油,重柴油,粗汽油裂化气体,油浆,进料,复合塔分馏示意图,2,1,3,粗汽油裂化气体,重柴油,油浆,轻柴油,进料,回流,多塔分馏示意图,.,64,催化裂化分馏塔塔底脱过热段流程示意图,.,65,.,66,.,67,.,68,中段循环回流进、出口位置示意图,.,69,中段循环回流进、出口位置示意图,.,70,.,71,中段回流对塔内汽液相负荷的影响,.,72,L1、V2塔顶第一块板下的液体和油气的体积流量（15.6）N1塔顶与一线之间的实际塔板数R1-塔顶第一块板下的回流比（R1=L1/V2）,（a）裂化分馏塔顶产品与一线产品之间分馏精度图,R1N1=(L1/V2)N1,一线产品,L1,V1,.,73,Ln、Vn+1第n块板下的液体和油气的体积流量（15.6）Nn两侧线之间的实际塔板数（不包括换热板）Rn-侧线抽出板下的回流比（Rn=Ln/Vn+1）,（b）裂化分馏塔侧线产品之间分馏精度图,.,74,板式塔总体结构简图,22,.,75,半球型封头简图,优点：1.壳壁受力均匀，耐压程度高；2.封头深度最大，可增大塔的空间。缺点：1.加工制造困难；2.造价较高。,.,76,优点：1.加工制造较容易；2.造价较低。缺点：1.封头深度较小（只是球型封头的一半）；2.耐压程度较球型封头低。,.,77,优点：1.易于冲压加工制造；2.造价低。缺点：1.壳壁受力不均匀，耐压程度差；2.封头深度最小。,碟型封头简图,.,78,支承式支座示意图,应用场合1塔径小于4000mm2塔总高度小于10m3塔高径比小于5,.,79,裙式支座示意图,应用场合主要用于塔径较大或较高的大塔中,.,80,简单蒸馏示意图,.,81,平衡蒸馏示意图,.,82,优、缺点结构简单，造价低；除沫效果较差。,优、缺点除沫效果好；结构复杂，造价较高。,.,83,防涡器示意图,（a）排液管直径D150mm,（b）排液管直径D150mm,.,84,滤焦器示意图,滤筒,排液管,塔体,滤孔,锥型帽,支承板（柱）,.,85,1浮阀塔板的种类（1）标准圆盘型浮阀塔板结构形式,.,86,工作原理,主要优缺点优点：生产能力较大；操作弹性大；分离效率高；塔板压降较小。缺点：阀片易脱落；阀片易卡死。,.,87,（2）ADV高效浮阀塔板（导向浮阀）结构形式,主要性能优势（同标准圆盘型浮阀塔板对比）处理能力大（提高30%以上）；操作弹性大（增加30%50%）；分离效率高（提高10%20%）；塔板压降较小（减少10%）。,（b）矩型（条型）,（a）圆盘型,.,88,2筛孔型塔板（1）普通筛孔型塔板结构形式及工作原理,主要优缺点优点：结构简单、造价低；压降较小。制造、安装、检修维护简便；缺点：操作弹性小；泄漏较严重；塔板孔道易堵塞。,.,89,（2）垂直筛孔型塔板结构形式及工作原理,主要优缺点优点：传质效率高；加工能力大；适应性强；操作弹性较大。缺点：结构较复杂，造价高；塔板压降较普通筛板高。,（a）垂直筛板结构图,（b）垂直筛板工作原理,.,90,（3）导向筛孔型塔板结构形式及工作原理,.,91,导向筛孔板主要优点生产能力大；塔板效率高；压降低；抗堵塞能力强；结构简单、造价低。,.,92,3固舌塔板结构形式,.,93,固舌塔板工作原理,固舌塔板工作原理图,.,94,固舌型塔板的优缺点优点：（1）生产能力大，板压降较小；（2）不易结焦，不易堵塞；（3）结构简单，造价低；（4）制造、安装及维修方便。缺点：（1）操作弹性小；（2）低气速下操作时，泄漏量较大；（3）不适用于塔径较小的塔；（4）塔板传质效率较低。,.,95,4浮舌塔板结构形式,阀片展开图,优缺点优点：（1）操作弹性大，塔板效率高；（2）处理能力大，塔板压降低。缺点：阀片易脱落、损坏。,.,96,5网孔塔板结构形式及工作原理,.,97,网孔型塔板的优缺点优点：（1）生产能力大，压降小；（2）传质效率高，雾沫夹带量小；（3）不易结焦、堵塞。缺点：（1）塔板易变形；（2）不适合小直径的塔；（3）开孔率增大时，操作弹性会显著下降。,.,98,6立体传质（CTST）塔板结构形式及工作原理,CTST塔板实物图片,.,99,立体传质塔板主要优点（1