催化裂化装置

1、催化裂化装置催化裂化是炼油工业重要的二次加工装置，是提高轻质油收率，生产高辛烷值汽油，同时又多产柴油的重要手段，随着重油催化工艺的实现，其地位更加倍增。作为一项传统的重油加工工艺，催化裂化实现工业化已经有60年的历史，其总加工能力超过加氢裂化、焦化和减粘裂化之和，是目前最重要的重油轻质化工艺。虽然曾多次受到加氢裂化工艺的竞争和清洁燃料标准的挑战，但由于催化裂化技术的进步，各种以催化裂化技术为核心的催化裂化“家族工艺”的不断出现，已经将催化裂化转变为“炼油化工一体化”的主体装置，催化裂化仍然保持了其在石油化工行业中的重要地位。我国的催化裂化技术与国际先进水平保持同步，进入21世纪以后，由于我国催

2、化裂化装置在炼厂地位的特殊性，技术发展的势头更猛，目前为止，基本解决了由于产品升级换代给催化裂化工艺带来的各种问题，而且在应对产品质量问题的技术开发过程中，拓宽了催化裂化产品的品种和范围，为确保催化裂化技术在未来石油化工中的核心地位提供了技术保证。催化裂化装置的工艺原理是在流化状态下的催化剂作用下，重质烃类在480-520 及0.2-0.3MPa(a)的条件下进行反应。主要包括：1).裂解反应：大分子烃类裂解为小分子，环烷烃进行断环或侧链断裂，单环芳烃的烷基侧链断裂。2).异构化反应：正构烷烃变成异构烷烃，带侧链的环烃或烷烃变成环异烷，产品中异构烃含量增加。3).芳构化反应：环己烷脱氢生成芳香

3、烃，烯烃环化脱氢生成芳烃。4).氢转移反应：多环芳烃逐渐缩合成大分子直至焦炭，同时一种氢原子转移到烯烃分子中，使烯烃饱和成烷烃。催化裂化装置的规模近三十年来逐步发展到350万吨/年(加工1000万吨/年原油)。加工的原料为常压蜡油、减压渣油以及蜡油加氢裂化尾油。原料主要性质项目比重硫wt%氮wt%残炭wt%镍ppm钒ppm铁ppm混合进料0.90280.08580.17957.9513.20.510.3装置由反应再生、分馏、吸收稳定（包括产品精制）、烟气能量回收几个部分组成。装置主要产品为液化气、汽油、重石脑油和轻柴油，副产部分干气和油浆。液化气去气体分馏装置。汽油进入汽油精制分馏装置改质。重

4、石脑油和轻柴油混合后作为柴油馏分至柴油加氢精制装置。装置主要产品技术指标表序号名 称主要技术指标去向备注1干气C31.0%（V）去PSA2H2S 20mg/Nm32液化气C20.3%（V）去气体分馏C51.0%（V）H2S 4ppmCOS 0.03ppm3汽油ATSM90%，142去汽油精制分馏C41%wt干点，1654重石脑油ATSM90%，1935轻柴油ATSM90%，3106重石脑油+轻柴油闪点，55去柴油加氢精制7油浆灰分，ppm200去罐区闪点，66-711.工艺技术方案：近几年，在催化剂和两器结构工艺的新技术应用方面发展很快。 A.如国内为提高柴汽比、降低催化裂化汽油烯烃含量、增产

5、丙烯，国内开发了多种催化裂化相关工艺，其中有多产异构烷烃的MIP工艺、多产柴油和丙烯的两段提升管工艺、灵活双效FDFCC工艺和多产液化石油气和柴油的MGD工艺等，这些新工艺在增产柴油、提高柴汽比、降低汽油烯烃含量、满足市场需求、适应汽油新标准要求、增产液化石油气和丙烯、提高企业经济效益等方面，发挥了重要作用。B.美国UOP公司是全球知名的催化裂化设计和技术专利商，自1940年以来，该公司已经拥有了215项催化裂化专利技术。中石油新建装置常采用UOP具有成熟应用经验的重叠式两段再生和提升管出口VSSSM快速分离技术。 重叠式两段再生2.工艺设备概况：A.反应器：沉降器：沉降器设计压力0.35MP

6、a，设计温度552；上部筒体直径7700mm，长度13400mm，球形封头。下部汽提段直径4200mm，长度7400mm，中间锥形过渡段长度2400mm。采用内集气室结构，上部为带密封罩快分和10台单级旋风分离器组成，旋风分离器为UOP指定产品；汽提段内部有七层圆盘形挡板；该设备采用热壁保温结构，因其操作温度较高，其壳体采用SA387 GR.11 or GR.12（15CrMoR）材料，内部的旋风分离器及内构件材质选用SA387 GR11 or GR12（15CrMoR），设备需要进行焊后热处理。再生器：再生系统有第一再生器和第二再生器，重叠式布置，设计压力0.35MPa，设计温度343。第一

7、再生器在上，直径为16000mm，筒体长度17600mm，椭圆形封头，内置 20 组一、二级旋风分离器，旋风分离器全部为UOP指定产品，采用内集气室结构。下部有4组树枝状空气分布管和一组烟气分布器。下部第二再生器直径8300mm，筒体长度14250mm，内有一组树枝状主风分布管；中间锥形过渡段长度6200mm。再生器内衬100mm厚隔热耐磨衬里，第二再生器空气分布管部位隔热耐磨衬里厚度125mm。其壳体采用SA516 GR.70（20R）材料，其内部的旋风分离器及内构件材质选用304（0Cr18Ni9），设备需要进行焊后热处理。B.塔：分馏塔设计压力0.35MPa，下部设计温度551，上部设计

8、温度343。塔体直径为8200mm，筒体长度为44200mm，塔体下部选用410S+ SA387 GR.11 or GR.12（0Cr13+15CrMoR）复合钢板，上部选用20R，复合钢板部分需要进行焊后热处理。塔内共设32层浮阀塔盘，6层圆形塔盘，塔盘的材质选用410（0Cr13）。吸收塔：设计压力2.0MPa，设计温度120。塔体直径为2800mm，筒体长度为30300mm，塔的壳体材料选用16MnR，设备需要进行焊后热处理。塔内共设40层浮阀塔盘，塔盘的材质选用410（0Cr13）。再吸收塔：设计压力1.9MPa，设计温度120。塔体直径为1700mm，筒体长度为16800mm。塔的壳

9、体材料选用16MnR。设备需要进行焊后热处理。塔的内件材质选用316（0Cr17Ni12Mo2），塔内填料高度10700mm。解吸塔：设计压力2.25MPa，设计温度190。塔体直径为4100mm，筒体长度为31000mm。塔内共设36层浮阀塔盘。塔的壳体材料选用16MnR。塔盘的材质选用410（0Cr13）。设备需要进行焊后热处理。稳定塔：设计压力1.45MPa，设计温度225。稳定塔为变径塔，上部筒体直径为3600mm，其筒体长度为12050mm，下部筒体直径为4200mm，其筒体长度为18850mm，壳体总长度32000mm。塔的壳体材料选用16MnR，塔内共设40层浮阀塔盘，塔盘的材质

10、选用碳钢。C.容器：外取热器直径为2800mm，壳程筒体长度8900mm，设计压力2.62MPa,设计温度343，有隔热耐磨衬里；管程设计压力4.95MPa，设计温度285。外取热器为UOP指定产品，整体交货。三旋直径为7240mm，筒体长度7300mm，设计压力0.35MPa，设计温度343。隔热耐磨衬里厚度100mm，三旋为UOP指定产品。新鲜催化剂罐直径为7200mm，筒体长度34000mm，设计压力：正压（顶部）0.45MPa，负压为全真空，设计温度343。设备的壳体材料选用16MnR。低金属平衡催化剂罐直径为7200mm，筒体长度34000mm，设计压力：正压（顶部）0.45MPa，

11、负压为全真空，设计温度343，设备的壳体材料选用16MnR。高金属平衡催化剂罐直径为10400mm，筒体长度34000mm，设计压力：正压（顶部）0.45MPa，负压为全真空，设计温度343。设备的壳体材料选用16MnR。D.冷换设备：油浆蒸汽发生器壳程设计压力4.7MPa，设计温度285；管程设计压力3.65MPa,设计温度410。壳体材料选用16MnR，管束材料选用410（0Cr13）。重循环油蒸汽发生器壳程设计压力4.7MPa，设计温度285；管程设计压力3.65MPa,设计温度335。壳体材料选用16MnR，管束材料选用410（0Cr13）。 3.机械设备概况：在350万吨/年重油催化

12、裂化联合装置中，机械设计的主要内容包括：A. 一套主风机能量回收机组及其辅助设备，其中包括：轴流式压缩机、烟气轮机、齿轮箱、电动机、联轴器及润滑油站等。主风机设计参数：工 况单 位额定工况备注介质空气标准状态流量（湿基）Nm3/min8500入口压力MPa(a)0.1入口温度22.3出口压力MPa(a)0.415出口温度207平均分子量kg/kmol28.2轴功率kW32876主风机拟选用陕西鼓风机厂引进瑞士苏尔寿公司技术设计、制造的AV型全静叶可调轴流式压缩机。陕西鼓风机厂已有100多套配套经验，在大连石化及兰州石化350×104t/aFCCU中已有成功的案例，不存在试验或试制的问

13、题，主风机立足国内是可靠的。烟气轮机设计参数：工 况单 位额定工况备注介质再生烟气流量Nm3/h379485入口压力MPa(a)0.241入口温度686出口压力MPa(a)0.010出口温度550轴功率kW22100该烟机入口压力较低，轮盘直径较大，所以初步考虑该烟机引进。异步电动/发电机：本机组被拖动的主风机轴功率32876kW，主电机拟选用20000kW，四级，大启动力矩，低启动电流的异步电动机。机组启动时，先开备机，待烟气合格后，引入烟气，由烟机启动主风机，待主风机组转速被拖动到预先设定的转速时，再启动电机，由烟机和电机合力将主风机组拖动到100转速。该电机可选用上海电机厂或南阳防爆集团

14、的相应产品，以上两厂在类似的场合均有成功的业绩。该电机立足国内是可行的。齿轮箱。型式：平行轴，双斜齿，渐开线，硬齿面。传递功率：20000 kW。齿轮箱为高速重载型式，结构型式为平行轴双斜齿，硬齿面，该设备需要引进。 B.一套备用主风机组及其辅助设备，其中包括：轴流式压缩机、齿轮箱、电动机、联轴器及润滑油站等。主风机设计参数：工 况单 位额定工况备注介质空气标准状态流量（湿基）Nm3/min5000入口压力MPa(a)0.1入口温度36出口压力MPa(a)0.361出口温度187平均分子量kg/kmol28.2轴功率kW16418.4主风机拟选用陕西鼓风机厂引进瑞士苏尔寿公司技术设计、制造的A

15、V型全静叶可调轴流式压缩机。异步电动：本机组被拖动的备用主风机轴功率16418.4kW，电动机拟选用20000kW，四级，大启动力矩，低启动电流的异步电动机。该电机可选用上海电机厂或南阳防爆集团的相应产品，以上两厂在类似的场合均有成功的业绩。该电机立足国内是可行的，电机采用变频软起。齿轮箱：型式：平行轴，双斜齿，渐开线，硬齿面。传递功率：20000 kW。齿轮箱为高速重载型式，结构型式为平行轴双斜齿，硬齿面，该设备需要引进。C.一套催化富气压缩机组，其中包括离心式压缩机、背压式汽轮机、干气密封、中间冷却器、气液分离器、汽封冷却器及联轴器等。离心式压缩机设计参数：工 况单 位额定工况备注介质富气

16、标准状态流量（湿基）Nm3/min1683.3入口压力MPa(a)0.133入口温度40出口压力MPa(a)2.152出口温度118平均分子量kg/kmol40.1轴功率kW13000该压缩机压比较大，所以初步考虑该机引进。背压式汽轮机设计参数。项 目单 位正常工况其它工况进汽压力MPa(g)3.6排气压力MPa(g)1.0进汽温度420背压式汽轮机拟选用杭州汽轮机股份有限公司引进德国西门子公司技术设计、制造的多级工业汽轮机。杭州汽轮机股份有限公司生产的背压式工业汽轮机最大能力已达25000 kW；凝汽式工业汽轮机最大能力已达80000 kW，汽轮机立足国内也是可行的。D.两台增压机，其中包括

17、离心式压缩机、电机、润滑油站等。增压机组离心式鼓风机设计参数：工 况单 位额定工况备注介质空气标准状态流量（湿基）Nm3/min500入口压力MPa(a)0.381入口温度195出口压力MPa(a)0.431出口温度220平均分子量kg/kmol28.2轴功率kW300增压机拟选用单极悬臂离心式鼓风机，此机组国产。E.两套油浆循环泵组，其中一套为汽轮机驱动，主要包括离心式泵、背压式汽轮机、润滑油站及汽封冷却器等；另外一套为电机驱动，主要包括离心式泵以及电机等。油浆循环泵设计参数：工 况单 位正常工况额定工况备注介质油浆油浆流量Nm3/min11601400入口压力MPa(g)0.186入口温度

18、350出口压力MPa(g)0.613相对密度0.827粘度cP0.567350NPSHam7.2350油浆循环泵为中心线支撑式单级悬臂离心泵（APIOH2）。泵入口为轴向，出口垂直向上，壳体为中心线支撑。轴封采用API682标准的单端面波纹管集装式机械密封，密封冲洗为API682Plan32。材料等级API610 C6等级。此泵组整套从国外引进。F.特殊阀门部分。特殊阀门主要包括：再生单动滑阀、待生单动滑阀、外循环单动滑阀、外取热单动滑阀（两台）、烟气高温蝶阀（共三台，其中两台调节，一台切断）、烟气旁路高温蝶阀（共两台）和阻尼单向阀（共三台）等。G.特殊阀门部分：特殊阀门主要包括：再生单动滑阀

19、、待生单动滑阀、外循环单动滑阀、外取热单动滑阀（两台）、烟气高温蝶阀（共三台，其中两台调节，一台切断）、烟气旁路高温蝶阀（共两台）和阻尼单向阀（共三台）等。设备名称设备编号型号规格质量t台数国内/外订货备注再生单动滑阀M1131国外待生单动滑阀M1151国外外循环单动滑阀M1111国内外取热单动滑阀M106/M1082国内烟气高温蝶阀3国外烟气旁路高温蝶阀2国外阻尼单向阀3国内H.机械设备汇总表：设备名称设备编号型号规格驱动机类型质量t台数国内/外订货备注主风机组烟机电动机2451套主风机K4021国内烟气轮机K4011国外齿轮箱1国外电动机1国内备用主风机组电动机1951套备用主风机K403

20、1国内齿轮箱1国外电动机1国内富气压缩机组汽轮机1701套离心式压缩机K3011国外背压式汽轮机1国内增压机组电动机2×302套国内油浆循环泵组电动机或汽轮机7.5102套国外离心式泵P203A/B2国外电动机7.51国外背压式汽轮机101国外循环水泵组电动机或汽轮机32246套国外离心式泵P101A/B/CP102A/B/C6国外电动机4×84国外背压式汽轮机2×122国外4.附表 装置主要设备表：主要工艺设备台数台（套）2991反应器台（套）52塔类个123容器类个254冷换类台（套）665空冷类台（套）376机泵类台（套）1447压缩机类台（套）68加热炉类

21、台（套）4A 反应器序号设备名称规 格介质名称操 作 条 件数量重 量，t材质备注温度压力MPa(g)单重总重1反应再生两器1其中包括：提升管反应器500-530沉降器7700×13400500-530沉降器单级旋风分离器710汽提段4200×7400500-530提升管出口快分500-530一段再生器16000×17600710二段再生器8300×14250710再生器两级旋风分离器7102外取热器2800×770071023液化气羰基硫水解反应器3000×17200×20（切） 液化气，硫化氢401.51JX-6B脱硫剂

22、立式4液化气脱硫化氢反应器3000×17200×20（切） 液化气，硫化氢401.51JX-2A脱硫剂立式合 计5B 塔类序号设备名称规 格介质名称操 作 条 件数量重 量，t材 质备注温度压力MPa(g)单重总重1分馏塔8200×44200油气、汽油、重油100-36012重石脑油汽提塔1100×11300重石脑油16013轻柴油汽提塔1700×11700轻柴油20014吸收塔2800×30300油气、汽油50-6015解吸塔4100×31000油气、汽油70-13016再吸收塔1700×16800油气、轻柴油4

23、517稳定塔3600/4200×32000油气、汽油60-19018干气胺吸收塔1300×15200干气、胺液5019液化气胺吸收塔2500×18000液化气、胺液40110干气脱硫塔1800×18200×18(切线)催化干气461.59119.519.5KCS11液化气脱硫抽提塔2800×18000×22(切线)液化气401.62124.524.5KCS12碱液氧化塔1200×13400×9(切线)碱液、空气751.051CS合 计12C. 容器类序号设备名称规 格介质名称操 作 条 件数量重 量，t材

24、质备注温度压力MPa(g)单重总重1新鲜催化剂罐7200×34000催化剂40真空度700mmHg-0.51立式2低金属平衡催化剂罐7200×34000催化剂、烟气400真空度700mmHg-0.51立式3高金属平衡催化剂罐10400×34000催化剂、烟气400真空度700mmHg-0.51立式4ZSM-5储罐3900×11700催化剂400.51立式5外取热器蒸汽发生器A汽包2800×7700蒸汽、脱氧水2424.31卧式6外取热器蒸汽发生器B汽包2800×7700蒸汽、脱氧水2424.31卧式7原料油缓冲罐4200×1

25、3000原料油1700.41卧式8分馏塔顶油气分离器5300×13300油气、汽油401卧式9气压机入口分液罐3600×3900油气、汽油401立式10气压机中间分液罐3200×3400轻汽油401立式11气压机出口油气分离器5000×15600油气、汽油401卧式12干气分液罐1300×2500油气、轻柴油501立式13稳定塔顶回流罐3300×9200液态烃501卧式14脱硫干气分液罐1600×2700脱硫干气401立式15液化气气液分离器2400×9200液化气401卧式16催化剂储罐1100×190

26、0催化剂6861立式17催化剂回收罐4000×9500催化剂2951立式18净化干气分液罐1600×27000(切线)净化干气、胺液401.51KCS立式19液化气胺液分离器2400×92000(切线)液化气，胺液401.421KCS卧式20一级碱抽提沉降罐2700×4900×21(切线)液化气、碱液401.81CS立式21二级碱抽提沉降罐2700×4900×21(切线)液化气，碱液401.81CS卧式22水洗碱沉降罐2700×6100×21(切线)液化气，碱液401.81CS卧式23剂碱分离罐2700&

27、#215;3100×20(切线)碱液，二硫化物，空气751.051CS卧式24驰放气分液罐600×1200×6(切线)硫化氢、空气751.051CS立式25废碱中和器900×2400×8(切线)液化气701.051CS立式合 计25D 冷换类序号设备名称规 格介质名称操 作 条 件数量重 量，t材 质备注温度压力MPa(g)单重总重1原料油轻循环油换热器BES1100-2.5-325-6.0/25-4I管程轻循环油208-1830.88142串2并壳程原料油161-1831.252原料油产品油浆换热器BES500-4.0-55-6.0/25-4

28、I管程油浆288-1862.36233串壳程原料油170-2191.2343原料油重循环油换热器BES1200-2.5-380-6.0/25-6I管程重循环油304-2571.1344并壳程原料油186-2560.8134产品油浆冷却器BES900-2.5-210-6.0/25-4I管程循环水34-440.511台壳程油浆186-792.2415油浆蒸汽发生器BES1600-4.0-722-6.0/25-4管程油浆350-2740.67343并1备壳程脱氧水152-2534.136轻柴油冷却器BES1000-2.5-260-6.0/25-6I管程中压蒸汽104-1546.88222串壳程轻柴油

29、201-1240.9787重石脑油冷却器AES800-2.5-145-6.0/25-6I管程循环水34-440.511台壳程重石脑油50-400.868分馏塔顶油气冷凝冷却器BJS1500-2.5-605-6.0/25-6（B=450）管程循环水34-440.588并壳程油气50-400.0739原料油开工加热器BES1500管程低压脱过热蒸汽192-1780.8511台壳程原料油90-1710.41210重循环油蒸汽发生器BJS1200-4.0-378-6.0/25-6管程重循环油304-2740.39211台壳程脱氧水104-2534.11411轻循环油-热水换热器AES800-2.5-1

30、60-6.0/25-4I管程热水75-1101.022串壳程轻柴油205-1100.47912重石脑油-热水换热器BES1100-1.6-320-6.0/25-6I管程热水75-1101.033并壳程重石脑油143-1240.53913气压机中间冷却器BJS1500-2.5-635-6.0/25-4（B=450）管程循环水34-440.542并2串壳程富气55-400.45714气压机出口冷却器BJS1500-2.5-635-6.0/25-4（B=450）管程循环水34-440.542并2串壳程富气55-401.79315吸收塔二中冷却器BES1100-2.5-315-6.0/25-6I管程循

31、环水34-440.511台壳程汽油44-402.03616吸收塔一中冷却器BES1100-2.5-315-6.0/25-6I管程循环水34-440.511台壳程汽油47-402.017贫吸收油富吸收油换热器BES1200-2.5-380-6.0/25-6I管程轻柴油163-930.7622串壳程富吸收油54-1210.49218贫吸收油冷却器BES1000-2.5-260-6.0/25-6I管程循环水34-440.522并壳程轻柴油93-400.68719稳定汽油冷却器BES1400-2.5-515-6.0/25-6I管程循环水34-440.522串壳程稳定汽油51-401.14620解吸塔进

32、料换热器BES1200-2.5-400-6.0/25-2I管程稳定汽油128-951.25311台壳程凝缩油40-612.12121解吸塔底重沸器（一）BJS1000-2.5-269-6.0/25-4管程低压脱过热蒸汽192-1810.84811台壳程脱乙烷汽油135-1621.91422解吸塔底重沸器（二）BJS1600-2.5-688-9.0/25-6管程稳定汽油182-1281.28911台壳程脱乙烷汽油108-1221.94523稳定塔进料换热器BES1200-2.5-380-6.0/25-6管程轻柴油187-1560.83811台壳程脱乙烷汽油125-1281.36124稳定塔底重沸

33、器（一）BJS1600-2.5-688-9.0/25-6管程轻循环油205-1800.84833台壳程稳定汽油166-1741.28125稳定塔底重沸器（二）BJS1600-2.5-688-9.0/25-6管程重循环油265-2270.44311台壳程稳定汽油182-1931.28126液态烃冷却器AES800-2.5-145-6.0/25-6I管程循环水34-440.522串壳程液态烃50-401.92627干气冷却器管程循环水34-400.511台壳程干气42-401.65328脱硫干气冷却器管程循环水34-430.511台壳程脱硫干气46-401.54229净化干气冷却器BJS800-2

34、.5-170-6/25-2管程循环水32400.5269406940×2KCS61.6kW负荷壳程净化干气46401.542KCS30碱液加热器BES600-2.5-90-6/25-2管程蒸汽1430.3141604160CS617KW热负荷壳程碱液40751.05CS31碱液冷却器BES800-2.5-170-6/25-2管程循环水32400.5174707470CS635KW热负荷壳程碱液7540CS合 计66F.空冷类 序号设备名称规 格管程操作介质名称管程操作条件数量重 量，t材 质备注温度压力MPa(g)单重总重1轻柴油空冷器P9×6-6-443.2-25L-14

35、.3/L-3轻柴油124-510.79944并2重石脑油空冷器P9×6-6-443.2-25L-14.3/L-3重石脑油134-500.7911台3分馏塔顶空冷器P9×6-6-443.2-16L-15.9/L-2油气89-500.0851414并4气压机中间空冷器P9×6-6-398.7-25L-21.9/L-1汽油77-510.48133并5气压机出口空冷器P9×6-6-396.5-25L-23.7/L-2汽油72-511.81833并6稳定汽油空冷器P9×6-6-443.2-25L-14.3/L-3稳定汽油99-511.09166并7稳定塔顶空冷器P9×6-6-396.5-25L-23.7/L-2液化气64-491.20266并合 计37G.机泵类序号机泵名称机泵类型介质名称压力MPa(a)入口/出口温度流量m3