催化裂化仿真模拟实训报告.doc

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JINGCHUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

荆楚理工学院

实习报告

学院：

化工与药学院班级：

一一级工艺一班

学生姓名：

刘俞靖学号：

2011402010118

实习地点（单位）：

实验楼A410机房

实习课程：

催化裂化仿真模拟

报告完成日期：

2014年12月5日

指导教师评语：

__________________________________________________________________________________________________________________________

成绩（五级记分制）:

教师签名:

目录

一、前言 3

二、催化裂化简介 4

三、催化裂化生产装置的冷态开车的操作 5

1、催化裂化装置流程说明 5

2、关于操作过程中需要注意的调节方法 6

（1）反应温度控制TRCA1001、PDRC1007 6

（2）沉降器料位控制WRCA1001、PDRC1009 6

（3）反应压力控制PRC1201 6

（4）再生压力控制PRC2001A、PRC2001B 6

四、实训收获 7

1、控制反应深度的主要条件 7

（1）转化率 7

（2）空速和反应时间 7

（3）剂油比 7

2、影响催化裂化反应深度的主要因素  7

（1）原料油的性质 7

（2）反应温度 8

（3）反应压力 8

（4）空速和反应时间 8

3、感想 8

9

一、前言

11月29、30两天，我们进行了石油化工中的催化裂化装置仿真模拟实训，仿真实验是以仿真机为工具，用实时运行的动态数学模型代替真实工厂进行教学实习的一门新技术。

仿真机是基于电子计算机、网络或多媒体部件，由人工建造的，模拟工厂操作与控制或工业过程的设备，同时也是动态数学模型实时运行的环境。

仿真实验为学生提供了充分动手的机会，可在仿真机上反复进行开车、停车训练，在仿真机上，学生变成学习的主体。

学生可以根据自己的具体情况有选择地学习。

例如自行设计、试验不同的开、停车方案，试验复杂控制方案、优化操作方案等。

可以设定各种事故和极限运行状态，提高学生分析能力和在复杂情况下的决策能力，而真实工厂决不允许这样做。

高质量的仿真器具有较强的交互性能，使学生在仿真实验过程中能够发挥学习主动性，实验效果突出。

二、催化裂化简介

催化裂化是炼油工业中重要的二次加工过程，是重油轻质化的重要手段。

它是原料油在适宜的温度、压力和催化剂存在的条件下，进行分解、异构化、氢转移、芳构化、缩合等一系列化学反应，原料油转化成气体、汽油、柴油等主要产品及油浆、焦炭的过程。

催化裂化的原料来源广泛、主要是常减压的馏分油、常压渣油、减压渣油以及丙烷脱沥青油、蜡膏、蜡下油等。

随着石油资源的日趋缺乏与原油的变重，处理的原料可以是全常渣或者是全减渣。

在硫含量较高时，则需用加氢脱硫装置处理，提供催化原料。

催化裂化具有轻质油收率高、汽油辛烷值较高、气体产品中烯烃含量较高等特点。

重油催化裂化反应再生联合装置，包括反再系统、催化裂化储备及输送系统、内取热系统、风机系统，其中主要设备有沉降器、再生器、取热器、催化剂罐、汽水分离器、烟气轮机、主风机、增压机等。

反应再生部分的作用是完成原油转化。

原料油通过反应器与催化剂接触并反应，不断输出反应产物，催化剂则在反应器和再生器之间不断循环使用，在再生器中通入空气烧去催化剂的积炭，恢复催化剂的活性，使催化剂循环。

烧焦放出的热量又以催化剂为载体，不断带回反应器，供给反应所需的热量，过剩热量由外取热器取出并加以利用。

分馏部分是根据反应油气各组分沸点不同，将它们分离成富气、粗汽油、轻柴油、回炼油、油浆，并保证产品干点、轻柴油凝固点和闪点合格。

吸收稳定部分是利用组分之间在液体中溶解度的差异把不同富气和粗汽油分离成干点、液液化气、稳定汽油。

能量回收部分是将反应放出大量的热量通过余热锅炉将热量回收起来重新利用，避免能量的浪费。

三、催化裂化生产装置的冷态开车的操作

1、催化裂化装置流程说明

混合原料油（90℃）从装置外自吸进入原料油泵，抽出后经原料油换热器加热至200℃左右，经原料油雾化喷嘴进入提升管反应器（R01）下部；自分馏部分来的回炼油和回炼油浆混合后既可以直接进入提升管反应器中部，也可以进入原料集合管，同原料一起进入提升管反应器下部，与700℃高温催化剂接触完成原料的升温、气化及反应，515℃反应油气与待生催化剂在提升管出口经三组粗旋风分离器得到迅速分离后经升气管进入沉降器六组单级旋风分离器，再进一步除去携带的催化剂细粉后，反应油气离开沉降器，进入分馏塔。

积炭的待生催化剂先经粗旋的汽提设施初步汽提后进入汽提段，在此与蒸汽逆流接触以进一步汽提催化剂所携带的油气，汽提后的催化剂沿待生斜管下流，经待生滑阀进入再生器（R02）的烧焦罐下部，与从二密相来的再生催化剂混合开始烧焦，在催化剂沿烧焦罐向上流动的过程中，烧去约90%左右的焦炭，同时温度升至约690℃。

较低含炭的催化剂在烧焦罐顶部经大孔分布板进入二密相，在700℃条件下，最终完成焦炭的燃烧过程。

再生催化剂经再生斜管及再生滑阀进入提升管反应器底部，在干气及蒸汽的提升下，完成催化剂加速、分散过程，然后与原料接触。

再生器烧焦所需的主风由主风机提供，主风自大气进入主风机（B01），升压后经主风管道、辅助燃烧室及主风分布管进入再生器。

再生产生的烟气经二级旋风分离器分离催化剂后，再经三级旋风分离器进一步分离催化剂后进入烟气轮机（BE01）膨胀作功，驱动主风机（B01）。

从烟气轮机出来的烟气进入余热锅炉进一步回收烟气的热能，最后经烟囱排入大气。

当烟机停运时，主风由备用风机提供，此时再生烟气经三旋后由双动滑阀及降压孔板，降压后再进入余热锅炉。

开工用的催化剂由冷催化剂罐（V01）或热催化剂罐（V02）压送至再生器，正常补充催化剂可由催化剂小型自动加料器输送至再生器。

2、关于操作过程中需要注意的调节方法

（1）反应温度控制TRCA1001、PDRC1007

提升管出口温度TRCA1001与再生滑阀压降PDRC1007组成低值选择控制。

正常情况下，反应温度由温度调节器TRCA1001控制再生滑阀的开度，当再生滑阀开度过大，再生滑阀压降PDRC1007降低至低于TRCA1001的信号时，选择器将选择PDRC1007输出信号控制再生滑阀。

（2）沉降器料位控制WRCA1001、PDRC1009

沉降器料位WRCA1001与待生滑阀压降PDRC1009组成低值选择控制。

正常情况下沉降器料位调节器控制待生滑阀开度，当待生滑阀开度过大，待生滑阀压降调节器信号低于料位调节器的输出信号时，待生滑阀压降调节器控制待生滑阀开度。

（3）反应压力控制PRC1201

正常生产中，反应压力由气压机转速来控制，设有切换开关，决定气压机转速由反应岗位或气压机岗位控制。

当生产不正常时，可通过调节器PRC1201控制火炬、分馏塔顶蝶阀来调节。

（4）再生压力控制PRC2001A、PRC2001B

在正常生产时再生压力通过调节器PRC2001A进行两路分程控制双动滑阀的A阀和烟机入口蝶阀来实现。

在事故状态下，调节器PRCA2001B调节双动滑阀的B阀，起到快速卸压的作用。

四、实训收获

实际生产中更应该注意到控制反应的深度的问题与影响反应深度的因素。

1、控制反应深度的主要条件

（1）转化率

在催化裂化工艺中，往往要循环部分生成油，也称回炼油。

在工业上采用回炼操作是为了获得较高的轻质油产率。

因此，转化率又有单程转化率和总转化率之别。

（2）空速和反应时间

每小时进入反应器的原料量与反应器内催化剂量之比称为空速。

空速的单位为时-1，空速越高，表明催化剂与油接触时间越短，装置处理能力越大。

在考察催化裂化反应时，人们常用空速的倒数来相对地表示反应时间的长短。

（3）剂油比

催化剂循环量与总进料量之比称为剂油比，用C/O表示:

在同一条件下，剂油比大，表明原料油能与更多的催化剂接触。

2、影响催化裂化反应深度的主要因素 

（1）原料油的性质

原料油性质主要是其化学组成。

原料油组成中以环烷烃含量多的原料，裂化反应速度较快，气体，汽油产率比较高，焦炭产率比较低，选择性比较好。

对富含芳烃的原料，则裂化反应进行缓慢，选择性较差。

另外，原料油的残炭值和重金属含量高，会使焦炭和气体产率增加。

（2）反应温度

反应温度对反应速度，产品分布和产品质量都有很大影响。

在生产中温度是调节反应速度和转化率的主要因素，不同产品方案，选择不同的反应温度来实现，对多产柴油方案，采用较低的反应温度（450℃～470℃），在低转化率高回炼比下操作。

对多产汽油方案，反应温度较高（500℃～530℃），采用高转化率低回炼比。

（3）反应压力

提高反应压力的实质就是提高油气反应物的浓度，或确切地说，油气的分压提高，有利于反应速度加快。

提高反应压力有利于缩合反应，焦炭产率明显增高，气体中烯烃相对产率下降，汽油产率略有下降，但安定性提高。

提升管催化裂化反应器压力控制在0.3MPa～0.37MPa。

（4）空速和反应时间

在提升管反应器中反应时间就是油气在提升管中的停留时间。

反应开始阶段，反应速度最快，1秒后转化率的增加逐渐趋于缓和。

反应时间延长，会引起汽油的二次分解，同时因为分子筛催化剂具有较高的氢转移活性，而使丙烯，丁烯产率降低。

提升管反应器内进料的反应时间要根据原料油的性质，产品的要求来定，一般约为1秒～4秒。

3、感想

本次仿真实习对我们化工工艺班的学生来说可谓是意义重大，仿真实训通过建立动态数学模型，实时模拟催化裂化真实生产过程的冷态开车的现象和过程，再现了一个离线的、能够亲自动手操作的仿DCS操作界面，使学生能够对工艺过程的主要指标进行控制和调节。

它让我们提前体会到了坐在总控室操控工厂生产的感受，让我们感受到了整个工厂生产系于我身的责任感，工作中必须全神贯注，一点点的小差错都可能造成产品质量问题甚至事故危险。

通过本次实训我真正了解到步入社会后我们还有许多知识要学习，还有许多需要加强的地方，这次实习对我的即将投入工作也有很大的帮助，在以后的工作我还会学到很多东西。

有了这次实训的经验，毕业以后就可以更快、更好地融入新的环境，完成学生向职场人士的转换。

最后我要感谢学校和老师给我们此次宝贵的机会，让我真正学到了很多专业和社会实践知识。