PDF《催化裂化装置工业化》

中国石油天然气集团公司 科技管理部 催化裂化装置工业化 成套技术

2014 年 催化裂化装置工业化成套技术 , 为您重油高效转化提供全面优质的解决方案! 目? 录1简? 介

3 2 特色技术

4 3 典型案例

6 4 科研装备

7 5 资质标准

9 6 专家团队

12 中国石油天然气集团公司(简称 中国石 油集团 ,英文缩写 : CNPC)是根据国务院机 构改革方案,于1998 年7月在原中国石油天然 气总公司的基础上组建的特大型石油石化企业 集团,系国家授权投资的机构和国家控股公司, 是实行上下游、内外贸、产销一体化、按照现 代企业制度运作,跨地区、跨行业、跨国经营 的综合性石油公司,主要业务包括油气业务、 石油工程技术服务、石油工程建设、石油装备 制造、金融服务、新能源开发等.

中国石油天 然气集团公司

2013 年国内生产原油 1.13 亿吨, 生产天然气 888.4 亿立方米,加工原油 1.46 亿吨,全年实现营业收入 2.76 万亿元,实现利润

1880 亿元.

2013 年,中国石油在世界

50 家大石油公 司综合排名中位居第

4 位,在全球

500 家大公 司排名中位居第

5 位. 中国石油天然气集团公司履行资源、市场 和国际化战略,坚持 主营业务战略驱动,发 展目标导向,顶层设计 科技发展理念和 自 主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来 的 指导方针,以国家科技重大专项为龙头、公司 重大科技专项为核心、重大现场试验为抓手、 重大装备、软件、产品、标准为载体,持续推 进科技进步,提升科技创新能力,取得一大批 具有自主知识产权的先进实用技术. 催化裂化装置工业化成套技术就是具有代 表性的重大创新成果之一.

2 1简? 介3催化裂化装置是炼油厂最核心的装置之 一,我国催化裂化能力约占一次总加工能力的 40%.约70% 的汽油、30% 的柴油和 30% 的 丙烯均来自催化裂化装置,因此催化裂化工艺 是重油轻质化的重要手段之一. 经过几十年的积累,中国石油逐渐形成了 特有的研发、设计、生产相结合的催化裂化装 置工业化成套技术体系,形成了一系列核心技 术、 十几项专利和技术秘密. 其中代表性技术有: 两段提升管催化裂化 TSR 技术、两段提升管催 化裂解多产丙烯 TMP 技术、再生技术和节能减 排技术等.这些技术具有原料适应性广、轻油 收率高、产品指标好、能耗低和污染物排放少 等优势. 近10 年来,该项技术已在大庆石化、庆阳 石化、锦西石化等二十几项催化裂化装置中得 到推广应用,取得了良好的效果和口碑. 催化裂化装置工业化成套技术 反应技术 T S R 技术TMP技术烧焦罐再生强化技术单段逆流再生强化技术提升管后部直连技术冷热催化剂混合器技术径流型多管三级旋风分离技术节能降耗成套技术再生技术 提高轻收技术 节能减排技术

4 2特色技术 包含了多产汽柴油、提高总液体收率、多 产丙烯、再生强化、节能降耗和长周期运行等 多项技术,可帮助炼厂最大限度的提高目的产 品的收率及质量,帮助炼厂获取最经济有效的 盈利能力. 2.1? 两段调控催化裂化深度工艺技术 2.1.1? TSR 技术――两段提升管催化裂化工艺 TSR 技术设置两个单独的提升管反应器, 解决了提升管过长产品分布恶化,新鲜原料与 回炼油在同一个反应器内反应存在竞争的问题. 可有效抑制过度裂化,降低焦炭产率,提高轻 质油品收率和质量,可用在目的产品以汽柴油 为主的新建或改建装置上.与常规催化裂化技 术相比,液收有所提高,可以灵活调节柴汽比, 柴油收率可提高约

5 个百分点,经济效益显著. 2.1.2? TMP 技术――两段提升管催化裂解增产 丙烯工艺 TMP 具有丙烯收率高、干气产率低、汽油 辛烷值高、 柴油密度低、 干气中乙烯含量高 (45% ? 50%)的特点.该工艺可加工直馏蜡油、常 压渣油、减压渣油、焦化蜡油、脱硫渣油、焦 化石脑油等各类原料,可用在目的产品以丙烯 为主并兼顾汽柴油的新建或改建装置上. 2.2? 再生烧焦强化技术 2.2.1? 烧焦罐再生强化技术 在传统烧焦罐再生基础上,通过优化配置 主风分布、催化剂分布、流化整流等一系列强 化烧焦措施,大幅提高再生过程烧焦效率.由 于其性能优异且对催化原料有很好的适应性, 可应用在新建或改造装置上,适用于各种催化 原料.实现催化剂在烧焦罐内完全再生,再生 温度低,系统藏量小,系统压降低,可最大程 度保护催化剂活性,催化剂输送系统稳定可靠, 主风机流量不用调节,主风机组可全年处于发 电状态. 2.2.2? 单段逆流再生强化技术 单段逆流再生就是使用一个流化床再生器 一次完成催化剂的烧焦过程.通过优化配置主 风分布、催化剂分布、流化整流等一系列强化 烧焦措施,可大幅提高再生过程烧焦效率.可 应用在新建或改造装置上,适用范围广,尤其 是重金属钒含量较高的原料.再生温度不大于 700℃,再生催化剂定碳可达到 -0.1wt%.

5 2.3? 降低干气产率、提高轻油收率 的单项技术 2.3.1? 提升管后部直连技术 采用提升管后部快分直连技术,可以大大 缩短油气的停留时间,减少二次反应,同时可 避免沉降器结焦.这项技术与国内外同类技术 相比有不增加额外蒸汽消耗,开、停工及正常 生产不存在跑剂问题等优势,是重油催化长周 期运行重要的保障技术手段之一.可应用在新 建或改造装置上,适用于一根或多根提升管的 催化裂化装置. 2.3.2? 冷热催化剂混合器技术 来自再生斜管的热催化剂与从外取热器引 出的一股冷催化剂进行混合,可很好地实现降 低再生催化剂温度的目的.可保证冷、热两股 催化剂混合均匀,防止偏流温差对反应造成不 良影响,使得参与反应的再生催化剂的温度不 受再生烧焦条件的限制,并配合先进的混合温 度在线控制方案,实现参与反应的再生苛刻度 无极调节.适用于带外取热器的催化裂化装置. 可降低干气产率

1 个百分点,轻油收率相应提 高. 2.4? 减少催化剂细粉排放的环保技 术――径流型多管三级旋风分离技术 解决了常规三级旋风分离器单管综合效率 低的问题,使单管综合效率大幅提高.在三旋 压降不变的前提下实现三旋出口粉尘含量低于 90mg/Nm3 .该设备可适用于各种再生型式的催 化裂化装置. 2.5? 节能降耗成套技术 充分剖析装置能耗的构成,从提高焦炭燃 烧热的回收利用率、提高低温余热的回收利用 率、降低产品分离的能量消耗这三个重要方面 着手,开发了相应的节能成套技术.采用节能 降耗成套技术对装置进行优化后,装置能耗通 常可降低

5 ? 10kg 标油 / 吨催化原料.这项技 术可全部或部分应用于新建或改造项目上,降 低装置的运行成本. 3典型案例

6 3.1? TSR 技术应用案例 该技术已在中国十几套催化裂化装置上实 现了长周期运行.与常规催化裂化技术相比, 液收有所提高,可以灵活调节柴汽比,柴油收 率可提高约

5 个百分点,柴油十六烷值可提高 约3个单位, 汽油烯烃含量可降低到 30v% 以下, 经济效益显著,因此具有良好的推广价值. 3.2? TMP 技术应用案例 TMP 技术在中化弘润石化 80*104 t/a 装置 上进行了工业应用,以直馏蜡油为原料,同时 回炼部分焦化装置的焦化石脑油,设计指标丙 烯收率达到 19.82%,总液收 78%,干气+焦 炭的产率之和为 15.5%,汽油研究法辛烷值大 于90,该技术可在多产丙烯的同时对焦化石脑 油进行改质,以提高焦化石脑油的辛烷值. 3.3? 烧焦罐再生强化技术应用案例 烧焦罐再生强化技术应用在玉门石化80*104 t/a 催化裂化改造项目中,改造后再生 温度由 710℃降低到 690℃以下,大大减少了重 金属钒对催化剂的破坏作用,同时较低的再生 温度有利于提高反应的剂油比、降低干气产率、 提高轻油收率.改造后,该装置催化剂消耗由 2.2kg/t 原料降低到 1kg/t 原料,干气产率降低

1 个单位,轻油收率提高

1 ?

2 个单位. 3.4? 提升管后部直连技术应用案例 提升管后部直连技术应用在庆阳石化160*104 t/a 两段提升管催化裂化改造项目中, 改造后提升管后部油气停留时间大大缩短,减 少了不利的二次反应.粗旋、顶旋料腿溢出的 油气和汽提段的汽提油气直接从沉降器底部的 导气管导入顶旋内,消除了沉降器结焦的可能. 通过改造,在蒸汽不增加前提下解决了沉降器 结焦问题,干气产率降低了 0.5 ?

1 个百分点, 轻收收率提高 0.5 ?

1 个百分点. 4科研装备

7 先进的计算机网络平台应用系统,实时高效的网络通讯,广泛应用于设计和管理.拥有 PIMS、PRO Ⅱ、AspenPlus、PDMS 等各种工程设计软件

100 余种 , 可以满足国内外不同业主的要求. 名称软件类别PIMS 工厂计划优化管理系统,功能强大,用户友好的过程工业用的经济计划软件包.它采用线 性规划(Linear Programming)LP 技术来优化过程工业企业的运营计划.它可应用于 : 1. 生产作业计划优化 ;

2. 后勤及供应链管理 ;

3. 技术评价 ;

4. 工厂各单元规模估算及扩产研究 Pro/ Ⅱ、Aspen plus、 Aspen HYSYS 生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟软件 Aspen Energy Analyzer 基于过程综合与集成的夹点技术的计算软件.它应用工厂现场操作数据或者流程模拟计算 的数据为输入,来设计能耗最小、操作成本最低的化工厂和炼油厂过程流程.典型应用如 下:1. 老厂节能改造的过程集成方案设计 ;

2. 老厂扩大生产能力的 脱瓶颈 分析 ;

3. 能量回收系统(例如换热器网络)的设计分析 ;

4. 公用工程系统合理布局和优化操作(包括加热炉、蒸汽透平、燃气透平、制冷系统等模 型在内) Smart Plant P&

ID 是以数据库为核心、以规则为驱动的智能 PID 设计系统 Dynsim Dynsim 是一个功能全面的、基于严格计算的、成熟的动态过程模拟系统,运用基于机理的 技术和严格的热力学数据,提供准确可靠的计算结果,用于解决从工程分析、控制系统校 核到操作员培训系统等工作中遇到的最棘手的动态模拟问题 PDS、PDMS 工厂三维布置设计管理系统,该软件具有以下主要功能特点 : 1. 全比例三维实体建模 ;

2. 通过网络实现多专业实时协同设计、真实的现场环境,多个专业组可以协同设计以建立 一个详细的 3D 数字工厂模型,每个设计者在设计过程中都可以随时查看其它设计者正在干 什么 ;

3. 交互设计过程中,实时三维碰撞检查,PDMS 能自动地在元件和各专业设计之间进行碰撞 检查,在整体上保证设计结果的准确性 ;

4. 拥有独立的数据库结构,元件和设备信息全部可以存储在参数化的元件库和设备库中, 不依赖第三方数据库 ;

5. 开放的开发环境,可方便地输出符合传统的工业标准的图纸

8 名称软件类别CAESAR Ⅱ CAESARII 是压力管道应力分析专业软件.它既可以分析计算静态分析,也可进行动态分析. 向用户提供完备的国际上的通用管道设计规范,使用方便快捷 HTRI、HTFS 换热器及燃烧式加热炉的热传递计算及其他相关的计算软件 Flare-Net 用于火炬系统的稳态设计、计算及消除瓶颈 PFR FRNC-5PC 加热炉模拟和结构设计 ANSYS 设备应力分析 STADD/CHINA2006 钢结构计算 P3E/C 项目计划管理 Project Wise 文档管理 POWERON 总承包管理 科研装备 5资质标准

9 5.1? 资质 拥有工程设计综合资质甲级、 工程勘察类 (岩土工程、 工程测量) 甲级、 工程造价咨询甲级资质. 拥有压力管道设计和

一、

二、三类

15 个品种的压力容器设计资质.

10 5.2? 标准 熟悉各类国内外标准规范,设计严格执行业主提出的标准. 制定和参与编制的标准 标准编号 标准名称 / 规划项目名称 主编 / 参编 GB/T9112-2010 钢制管法兰、类型与参数 参编 GB/T9125-2010 管法兰连接用紧固件 参编 GB/T9124-2010 钢制管法兰 技术条件 参编 GB/T 13402-2010 大直径钢制管法兰 参编 HG/T20653-2011 化工企业化学水处理设计技术规定 参编 Q/SY1303-2010 石油化工企业防渗处理设计通则 主编 中油计字(2005)519 号 石油建设安装工程费用定额 参编 Q/SY 1373-2011 炼化固定资产投资项目初步设计节能篇(章)编写规定 主编 Q/SY 1579-2013 炼油化工固定资产投资项目初步设计节水篇(章)编写规定 主编 Q/SY 1064-2010 固定资产投资项目可行性研究及初步设计节能节水篇(章)........