反应岗生产工艺规程.docx

齐化集团有限公司 发布
2007-09-10实施
2007-09-01发布
反应岗
生产工艺规程

QH/GY－KJ－LY
Q/QH
齐化集团有限公司企业标准

编写：李树清
校对：李厚福
审核：张莹
复核：
审批：
目　　录

1、主题内容及适用范围 1
2、生产方式 1
3、产品说明 3
4、原材料质量标准 3
5、化学反应过程 4
6、工艺概况 5
7、生产工艺过程 6
8、生产工艺条件及生产控制指标 8
9、安全生产基本原则 8
10、生产能力 9
11、原材料、能量消耗定额 9

附录1、设备一览表 10

1.主题内容及适用范围
本标准制定了使用提升管反应器、沉降器、再生器、余热锅炉、外取热器的反应岗位生产工艺规程。
本标准适用于反应岗位生产工艺。
2.生产方式
2.1催化裂化反应机理
烃类的催化裂化反应机理是通过正碳离子中间体进行的。所谓正碳离子是指含有一个带正电荷的碳原子的烃离子。根据与带电荷正碳离子结合的烃基数目的不同，正碳离子可分为甲基正碳离子、伯正碳离子、仲正碳离子和叔正碳离子。
正碳离子的稳定性随下列次序递减：叔正碳离子>仲正碳离子>伯正碳离子>甲基正碳离子。
1、生成正碳离子的几种途径
（1）烷烃上与碳形成共键的氢可以与催化剂上的质子酸中心H+或非质子酸中心X-作用生成正碳离子。
（2）烯烃或芳烃与催化剂上的质子酸中心作用生成正碳离子。
（3）正碳离子和饱和烃反应时，发生氢转移反应，生成一个新的正碳离子。
2、正碳离子反应
（1）异构化
正碳离子的异构化是一个重要反应，它通过氢原子和碳原子的变位而发生的重排反应。氢原子的变位导致烯烃的双键异构化，氢变位上甲基则形成骨架异构化。
（2）裂化
直链的仲正碳离子在β位断裂生成一个烯烃和一个伯正碳离子。由于仲正碳离子更稳定，生成的伯正碳离子很快进行氢转移而生成仲正碳离子。
（3）环化
烯烃正碳离子能转化生成环状正碳离子。生成的环状正碳离子能吸取一个负氢离子生成环烷烃，或失去质子生成环烯烃。环烯烃再进行负氢离子和质子失去反应，直到生成芳烃。
（4）烷基化
正碳离子与烯烃和芳烃进行烷基化反应。
（5）氢转移
氢转移是催化裂化特征之一。氢转移反应由烯烃接受一个质子酸中心新成正碳离子开始。此正碳离子从“供氢”分子中抽取一个负氢离子生成一个烷烃。“供氢”分子则形成一个新的正碳离子，并继续反应。饱和烃、烯烃、环烯烃、氢化芳烃等都可作为“供氢”分子。
（6）缩合
缩合是新的C—C键生成、氢转移及分子量增加的反应。叠合也是一种缩合反应，属于缩合的特殊情况。催化裂化时不仅有缩合反应发生并且起到重要作用。焦炭生成就是一种缩合反应。从单烯烃生成焦炭的途径是首先环化、脱氢生成芳烃，一旦芳烃生成，就可与其他芳烃缩合生成焦炭。
2.2再生反应
催化剂上沉积的焦炭是一种缩合产物，它的主要成分是碳和氢，当裂化原料含硫和氮时，焦炭中也含有硫和氮。催化再生反应就是用空气中的氧烧去上述的焦炭。再生反应的产物是CO2、CO和H2O。
3.产品说明
催化裂化是炼油厂中提高原油加工深度、生产高辛烷值汽油、柴油和液化气的最重要的一种重油轻质化工艺过程。反应产物受原料油性质、反应温度、反应时间、催化剂类型及活性等各方面条件影响，其组成见下表。
表3-1 反应油气成分分析
项 目
含 量 (mol%)
H2O
5.58
H2
17.14
N2
1.16
CO2
0.19
CO
0.00
O2
0.07
H2S
0.07
C1
7.34
C2
2.85
C2=
2.69
C3
3.21
C3=
14.23
nC4
2.21
iC4
4.20
nc42
1.49
ic42
3.60
cc42
2.11
tC4
3.03
nC5
0.47
iC5
1.46
nc52
2.25
C5+
24.65
4.原材料质量标准
催化裂化工艺可以加工多种多样的重质原料，我厂以加工大庆常压渣油原料为主,其主要性质如下：
表4-1 大庆常压渣油性质
项 目
大庆常压渣油
比重(20℃)g／cm3
O．8974
残碳m％
4．5
元素分析m％

C
86.26
H
12.91
S
0.14
V
0.27
粘度mm2/s
30．02
100℃
30.02
80℃
54..2
金属含量ppm

Ni
5．2
V
<0．1
Cu
<0．1
Na
5．5(要求<1)
族组成m％

饱合烃
56.4
芳烃
25.9
胶质
17.6
沥青质
0.1
表4-2 催化剂性质
项 目
新鲜剂
平衡剂
设计采用
微反活性(790℃，8)
69
67
67
比表面积m2／g
257
103
110
孔体积ml／g
0．31
0．27
0．29
充气密度kg／m3
700
880
820
骨架密度kg／m3

2400
沉降密度kg／m3

830
压紧密度kg／m3

880
颗粒密度kg／m3

1420
筛分组成(W％)

O一19μm
<5．0
2．8
2
20--40μm
15—20
13．6
13
40--80μm
>55
62．9
65
>80μm
20—25
17．2
12
比热KW／kg°C

1．193
5.化学反应过程
5.1石油馏分的催化裂化
石油馏分为复杂的烃类混合物，在裂化条件下，各种单体烃的反应都在进行并发生许多交错反应，因而形成复杂的反应体系。在体系中，C—C键断裂是最基本的一次反应，然后在此基础上发生各种二次反应。石油馏分催化裂化中较重要的二次反应有两类：一类反应是在C—H和C—C键都参与的反应，这类反应如双键位移、双键几何异构、氢转移、环烷脱氢、烯烃饱和等；另一类反应是在C—C键上进行，这类反应有烯烃叠合、芳烃缩合、烯烃骨架异构化、烯烃芳构化、烷基转移及烷烃歧化等。值得注意的是，以上各类二次反应除少数外（环烷脱氢、芳烷缩合、烷基转移），都是通过烯烃或烯烃参与而进行的。这样，正碳离子是催化裂化一次反应的中间体，而由一次反应产生的烯烃，则基本上成为催化裂化二次反应的中间体。
在石油馏分催化裂化的各类反应中，在一般裂化条件下，以C—C键断裂的一次反应的速度最快和反应最完全，而且不受化学平衡的限制，可以连续反应下去直至生成不易断裂的小正碳离子；一些氢转移、异构化、环化、脱烷基及烷基转移、环烷脱氢等处于中间速度，反应只部分进行而远未达到化学平衡；至于其他如芳构化、歧化、叠合、缩合等反应则最难进行，而烯烃的叠合及芳烃的缩合则以较低的温度有利。
5.2催化剂再生反应
由于焦炭本身是许多种化合物的混合物，而且没有明确的组分，因此，无法写出再生反应的化学计量反应方程式，只能用下式笼统地表示:
焦炭+O2→CO+CO2+H2O
6.工艺概况

蒸汽至管网
脱氧水
主风
烟气
待生催化剂
油气去分馏
脱氧水
蒸汽至管网
进料
烟气排放
再生催化剂

沉
降
器

再
生
器

提

升

管
催化剂
辅助
燃烧室
催化剂
余热炉
外
取
热
主要流程框图

7.生产工艺过程
常压渣油自常压塔底抽出，经常压渣油一原油换热器(二)(E312)、常压渣油一原油换热器(一)(E311)等设备冷却到180°C后，作为原料油进入本装置原料油罐(V307)。原料油由原料油罐进原料油泵(P301AB)升压，与回炼油经原料混和器(M1301)混合后，分四路经原料油雾化喷嘴进入提升管反应器(R201A)，在此与700℃高温催化剂接触并迅速升温、汽化，再与催化剂沿提升管向上流动的同时原料不断发生催化裂化反应，生成各种气相产物，同时生成焦炭盖在催化剂表面，使其逐渐丧失裂化活性，成为待生催化剂。535℃反应油气与待生催化剂在提升管出口处经粗旋迅速分离。进入沉降器(R201B)，然后油气再经两组单级旋风分离器进一步除去携带的催化剂细粉，最后离开沉降器进入分馏塔。
待生催化剂经粗旋及沉降器单级旋风分离器料腿进入位于沉降器下部的汽提段，在此与蒸汽逆流接触以置换催化剂所携带油气，汽提后通过待生塞阀套筒进入再生器(R20lc)的密相床。在700℃左右的再生温度，富氧(3％)及CO助燃剂的条件下进行逆流完全再生，烧焦过程中产生的过剩热量由外取热器(R202)取走，即再生器部分催化剂由外取热器入口管进入取热器管程中，在流化风的作用下，呈密相向下流动，在流经翅片管束间降温的同时，取热管内发生1.0MPa级蒸汽，冷却后的催化剂经外取热器提升管由提升风送回再生器密相床层。外取热器的负荷调节可通过改变外取热器底部流化风量和外取热器提升管提升风量来实现。当外取热器发生死床时，用非净化风代替增压风来启动外取热器。再生后含碳量小于0.15％的再生催化剂通过再生斜管及再生单动滑阀，进入提升管反应器底部，以蒸汽和干气作提升介质完成催化剂加速分散过程，然后与雾化原料接触。
再生器烧焦所需的主风由主风机提供，其中部分主风经增压机升压后，分别作为外取热器流化风、提升风及待生套筒流化风。
再生器产生的烟气，由三组两级旋风分离器分离催化剂，然后进入余热锅炉产生1.0MPa级蒸汽，从而回收烟气热能，使烟气温度降到200℃以下，经烟囱排放大气。
桶装金属钝化剂由钝化剂吸入泵(P201)送至化学药剂罐(V218)，经钝化剂注入泵(P202AB)抽出后与原料油混合进入提升管反应器。开工用的催化剂由冷催化剂罐(V201)用净化压缩空气输送至再生器，正常补充催化剂可由催化剂小型加料线用净化压缩空气压送至再生器。CO助燃剂由CO助燃剂加料罐管线输送至再生器。为保持催化剂活性和催化剂上重金属含量不超过允许值，需定期从再生器内卸出部分催化剂．并用非净化压缩空气输送至催化剂罐(V202)。
8.生产工艺条件及生产控制指标
表8-1 反应岗位工艺运行指标
序号
设备名称
工艺条件名称
单位
控制范围
计量仪表
记录周期
1
提升管
重油提升管出口温度
℃
525±2

2
提升管
汽油提升管出口温度
℃
500±2

3
沉降器
沉降器压力
Kg/cm2×10
0.11~0.14

4
沉降器再生器
两器压差
Kg/cm2×10
20~40

5
再生器
烧焦罐温度
℃
640~710

6
再生器
稀相温度
℃
≯730

7
沉降器
沉降器藏量
吨
3.0~5.0

8
余热锅炉
炉水碱度
㎎N/L
7~14

9 .安全生产基本原则
1、要确保在岗操作员的数量，不得低于定员人数。
2、辅助燃烧室在开工过程中，从点火到熄火的整个过程，都要有专人在现场看火操作。
3、辅助燃烧室在点火升温过程中，炉膛温度、分布管下温度，在现场在操作室都要能显示，操作室要有这两点温度记录仪。
4、定期试验单动滑阀、放火炬阀、各类声光报警、瓦斯报警。
5、对高温部位定期进行热点检查监测。
6、定期吹扫油浆紧急放空线，保证后路畅通。
7、仪表在处理一、二次表之前，与操作员联系，操作员采取措施后才可执行。
8、仪表工处理系统自保等重要仪表时，须经车间值班人员同意，制定方案，并到现场才可进行。
9、定期检验消防器材，防毒面具等安全急救措施。
10、进入塔、容器、地下油井、地下阀井应先进行含毒、含氧分析，并有专人现场监护。
11、车间要建立“事故隐患通知单”。对设备仪表和生产过程中存在的问题，应及时填写上报执行部分。
12、本要点是从安全角度对“技术操作规程”的补充，各部门根据本单位经验制定，还可以增加内容，为了确定安全生产，必须严格执行公司颁发的各项安全生产制度。
10 .生产能力
装置规模
设计公称能力：20×104t／a
实际处理能力：20×104t／a
装置年开工时数：8000小时
11.原材料、能量消耗定额
表11-1 水用量
序号
使用地点
脱氧水(t/h)
循环水(t/h)
1
特殊阀门

4
2
产汽系统
1.9/8.8

表11-2 蒸汽用量
序号
使用地点
最大(㎏/h)
正常(㎏/h)
1
提升管底放空吹扫蒸汽

25
2
沉降器顶放空吹扫蒸汽

35
3
沉降器防焦蒸汽

80
4
汽提蒸汽

850
5
预提升蒸汽

500
6
汽提段锥体松动风

135
7
待生立管上部松动风

50
8
原料油雾化蒸汽

1900
9
油浆雾化及吹扫蒸汽

250
10
燃烧油雾化及吹扫蒸汽
380
50
11
再生立管松动风

50
12
催化剂罐抽空用汽
7500
0
13
再生滑阀吹扫蒸汽

10
14
待生塞阀吹扫蒸汽

10
15
双动滑阀吹扫蒸汽

200
表11-3 压缩空气用量
序号
使用地点
非净化(标) m³n/h
净化(标) m³n/h
正常
最大
正常
最大
1
反再系统流化松动风
1396
3130
5

2
机械特阀吹扫动力用风

160
220
3
余热锅炉用风
60

30
30
附录1：设备一览表
附录1-1 设备一览表
序号
位号
名称
规格
数量
1
R201A
提升管反应器
Ф850／Ф750
1
2
R201BC
同轴式沉降器再生器
Ф3800／Ф5800／Ф4400
1
3
R202
外取热器
Ф900
1
4
F201
辅助燃烧室

1
5
V201
冷催化剂罐
Ф3200×19068×14／16
1
6
V202
热催化剂罐
Ф3200×19068×14／16
1
7
V206
助燃料剂加料罐
Ф400×1403×6
1
8
V209
催化剂加料斗
Ф1524×1524×6
l