泽普石化催化裂化装置节能优化分析研究

论文摘要

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。

论文目录

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