催化裂化装置优化技术分析-收率与能耗.ppt
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1、,题目:催化裂化装置优化技术分析 收率与能耗,王文清,目录,催化裂化装置能耗分析 催化裂化装置节能措施 优化工艺提高催化装置产品收率 其他提高产品收率及降低能耗的措施 炼油厂能耗计算与评价方法,一、催化裂化装置能耗分析,催化裂化装置是我国炼油行业的主要二次加工装置,也是占炼油厂能耗比例最大的装置之一,催化装置能耗一般占炼油厂全厂能耗的30%50%。随着原油价格的不断攀升以及催化裂化原料的日益重质化,催化裂化节能降耗问题成为了提高催化裂化装置经济效益的关键问题,装置节能降耗的重要性尤为突出。表-1为某催化裂化装置近四年来的能耗分析数据。,一、催化裂化装置能耗分析,一、催化裂化装置能耗分析,从表1
2、可以知道催化裂化装置能耗主要分为烧焦、电消耗、水消耗、蒸汽消耗和低温输出热等几个主要方面,表-1是某装置四年内能耗组成表。从表-1可知,烧焦能耗是影响装置能耗的主要方面,占装置能耗的130%以上,因此如何降低生焦是降低装置能耗的主要途径。,一、催化裂化装置能耗分析,影响的催化裂化装置能耗的第二大因素是装置蒸汽输出量。由于重油催化裂化装置原料较重,生焦率高,焦炭在再生器中燃烧释放出的热量除提供裂化反应热外,还有大量的剩余,如何合理利用装置的高温位余热发生蒸汽,以蒸汽为介质回收热量、提高装置利用热能的能力是降低装置能耗的有效手段。,一、催化裂化装置能耗分析,催化裂化装置设有外取热器、油浆发生器、余
3、热锅炉、烟气轮机等,可以产生3.6MPa蒸汽或发电等措施回收催化剂的热能和烟气的热能及压力能、CO的化学能和油浆的热能,因此提高蒸汽发生装置、余热锅炉及烟气轮机的效率对降低能耗具有重要的意义。,一、催化裂化装置能耗分析,装置蒸汽消耗也在装置能耗中占有较大比例。其中,装置蒸汽消耗包括汽轮机透平动力蒸汽、烟机轮盘冷却蒸汽、原料油雾化蒸汽、汽提蒸汽、预汽提蒸汽、预提升蒸汽、防焦蒸汽和分馏塔汽提蒸汽以及伴热蒸汽等。因此,控制合理的再生温度,在生焦量不变的情况下多产生蒸汽;提高汽轮机效率;优化操作条件降低装置蒸汽使用量也是降低装置能耗的重要途径。,一、催化裂化装置能耗分析,装置电耗、水耗在装置能耗中占有
4、量相对较小,但也不能忽视。电耗主要包括主风机电耗和各机泵电耗,而影响电耗的主要因素为烟机回收效率的高低。水耗主要有循环水、除盐水和新鲜水组成,其中除盐水(除氧水)用于发生蒸汽,节能余地不大;循环水用于作冷却介质,新鲜水用于水洗水和生活用水,二者存在一定的节约空间。,二、催化裂化装置节能措施,2.1优化原料油性质,二、催化裂化装置节能措施,2.1优化原料油性质,表2为原料油性质对催化裂化反应生焦及能耗的影响数据。可以看出,催化裂化装置原料油性质较重时生焦率高、能耗较高。当原料油由全部渣油改为直馏蜡油、焦化蜡油和减压渣油混合进料且渣油掺炼比逐渐降低时,原料油性质变轻,装置生焦率变低,相应装置烧焦折
5、合能耗降低。,二、催化裂化装置节能措施,2.2选用高效原料油喷嘴,二、催化裂化装置节能措施,2.2选用高效原料油喷嘴,高效原料油喷嘴能够有效改善原料油雾化效果,有利于改善剂油接触,使原料油雾滴与催化剂均匀接触,原料油汽化速度快死区少,可以改善产品分布降低生焦率。表3为使用BWJ喷嘴前后生焦及能耗对比数据,由表可知BWJ喷嘴的雾化性能更佳。,二、催化裂化装置节能措施,2.3几种高效原料油喷嘴介绍,BWJ喷嘴是一种新型的催化裂化进料喷嘴。它节能、高效,采用较低的油压和使用较少的雾化蒸汽就能使原料油得到理想的雾化效果,是双流体的液体离心式喷嘴,其核心部位是气液两项旋流器。,KH型喷嘴是一种又称内混合
6、式双喉道进料喷嘴。原料油以较低的流速从侧面进入混合腔,雾化蒸汽进入第一喉道加速到超音速,冲击液体,利用气液速度差,使原料油得到第一次破裂。破裂后的气液,二、催化裂化装置节能措施,2.3几种高效原料油喷嘴介绍,混合相在通向第二喉道,在第二喉道气液两相进一步得到加速,利用气液两相新的速度差产生的气动压力作用产生第二次破碎,使进料雾化。,LPC-1型喷嘴采用弹孔鸭嘴型结构,雾化蒸汽经喉管加速后沿轴向进入混合室,原料油经喉嘴按一定角度从混合室侧面进入,出口为扁开孔并带有锋利的锐边,雾化油流呈扇状薄层喷出。,二、催化裂化装置节能措施,2.4改善提升管反应器底部起始区催化剂分布,提升管底部区对整个装置操作
7、效果具有极其重要的意义。原来馏分油提升管催化裂化装置进料是在提升管的最底部,原料与流化分布不均匀、返混较严重的催化剂接触,影响反应选择性,焦炭产率大。现将进料位置提高56米,设计出预提升段,催化剂在预提升段急剧加速,返混减至最小,密度分布均匀,使催化剂与原料充分混合,产品分布得到改善,焦炭产率降低。,二、催化裂化装置节能措施,2.5调整油浆收率,降低装置生焦率,常规催化裂化采用油浆全回炼的方式,以增加轻质油收率,在热量不足的情况下,油浆回炼还会增加生焦量,维持系统热平衡;重油催化裂化的油浆,大的部分是二环至四环的芳烃,油浆回炼会增加焦炭产率。因此,重油催化裂化装置根据原料油性质、对产品的方案的
8、要求及装置处理能力,通过外甩一定油浆量,来调整合适的产品收率及合适的生焦量,最大限度降低装置能耗。,二、催化裂化装置节能措施,2.6改造余热锅炉,提高中压蒸汽总量及品质,催化裂化装置配套的余热锅炉,主要利用再生烟气的余热给外取热器和油浆发生器产生的中压饱和蒸汽过热,有些余热锅炉利用余热加上部分助燃瓦斯还可以产生中压蒸汽。但是,实际运行过程中存在炉膛压力偏高、再生烟气处理能力不足以及受热面积灰严重、排烟温度偏高、余热锅炉效率等问题产生。,二、催化裂化装置节能措施,2.6改造余热锅炉,提高中压蒸汽总量及蒸汽品质,大庆石化公司1.0Mt/a重油催化裂化装置于2007年对余热锅炉系统进行改造,改造措施
9、为(1)更换过热器,采用模块化箱体结构过热器,增强锅炉的过热能力; (2)增设喷水减温器,调节过热蒸汽温度; (3)合理设置吹灰器,达到有效清除受热面积灰,提高过热器过热能力。,二、催化裂化装置节能措施,2.6改造余热锅炉,提高中压蒸汽总量及品质,改造后的余热锅炉节能效果明显,可以回收全部的再生烟气物理显热,使全部饱和蒸汽进行过热,充分进行再生烟气的热量回收利用。原来,余热锅炉的实际过热蒸汽量为3040t/h,催化装置改造后全部饱和蒸汽量为6366t/h,因此改造后可多过热回收中压蒸汽30t/h。另外,还彻底根除了省煤器腐蚀问题,避免了余热锅炉停炉抢修等隐患问题。,二、催化裂化装置节能措施,2
10、.6改造余热锅炉,提高中压蒸汽总量及品质,改造后的余热锅炉节能效果明显,可以回收全部的再生烟气物理显热,使全部饱和蒸汽进行过热,充分进行再生烟气的热量回收利用。原来,余热锅炉的实际过热蒸汽量为3040t/h,催化装置改造后全部饱和蒸汽量为6366t/h,因此改造后可多过热回收中压蒸汽30t/h。另外,还彻底根除了省煤器腐蚀问题,避免了余热锅炉停炉抢修等隐患问题。,二、催化裂化装置节能措施,2.7催化与气分装置进行热联合,催化裂化装置温度较高,且有大量的低温热可以输出,低温热的合理利用是降低催化能耗的关键,气体分馏装置温度较低,需要外部供人热量,是很好的低温热阱。而在大系统范围内进行热匹配,也就
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- 催化裂化 装置 优化 技术 分析 收率 能耗
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