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关于工艺论文范例 与重油催化裂化装置工艺操作预测有关专升本毕业论文范文

主题:工艺论文写作 时间:2024-02-13

重油催化裂化装置工艺操作预测,该文是关于工艺论文范例跟催化裂化装置和重油和工艺有关开题报告范文.

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`摘 要:应用流程模拟技术建立重催全流程模型以预测原料性质变化、反应温度变化、操作条件变化等情况下的产品分布变化趋势.并为发现装置实际生产中存在的问题,为进一步有针对性的优化操作、技术改进、催化剂性能分析等提供可靠的依据.节省了过去由试验探索最佳工艺条件所消耗的大量资金、时间和人力,实现从整个系统的角度来认识、分析、预测生产中的深层次问题,进行装置调优、流程剖析和过程综合.

关键词:重催;预测;反应温度;活性

一、前言

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.催化裂化技术虽然相对成熟,但相关催化剂和工艺研究仍需不断完善[1],如何增加装置操作灵活性;如何在现有的约束条件下,使得装置取得最大的经济效益和最佳的产品质量分布[2];如何掌握市场需求走向,研究生产,调整产品结构,提高企业经营管理效率和市场竞争力.这就需要装置技术人员提升技术水平.

随着流程模拟技术的推广应用,某石化公司技术人员利用FCC-SIM 和Petro-SIM 软件建立了包含反应再生、主分馏、吸收稳定部分在内的全流程模型,利用此模型,技术人员可以预测原料性质变化、反应温度变化、操作条件变化等情况下的产品分布变化趋势.并为发现装置目前实际生产中存在的问题,为进一步有针对性的优化操作、技术改进、催化剂性能分析等提供可靠的依据.

二、数据校正、核算、建模

某石化120 万吨/ 年催化裂化装置由反应再生系统、分馏系统、吸收稳定系统、烟气能量回收系统、热工系统、气体压缩机系统组成.原料采用常减压来的减压蜡油和减压渣油,产品有干气、液化气、汽油、柴油、油浆、焦炭.反应再生形式采用的是单提升管、两段再生器.

为了给模型提供详细操作数据和分析数据,装置进行了标定.通过标定技术人员掌握了装置物料平衡、设备运行、产品分布、能耗物耗、产品收率等方面的详细情况.

因测量手段不全或者设备问题使得实际测量数据不可避免的带有误差,使本应满足的化学反应计量、物料平衡和热量平衡等平衡关系不成立.因此技术人员对采集来的数据进行了人工校正、核算、有效性检查,剔除原始数据中存在的显著误差,并根据所得数据建立了包含反再、分馏、吸收稳定在内的全流程模型,详见图1.

三、预测研究

所建的重催模型鲁棒性高,适用范围广,收敛性好.利用此模型,技术人员可以预测原料性质变化、反应温度变化、操作条件变化、催化剂性能变化等变化情况下的产品分布变化趋势.

3.1 反应温度梯度研究

在催化裂化的装置运行中,反应温度是一个非常重要的指标,为了研究反应温度对剂油比、裂化热、产品收率等的影响,模型运行10 个案例,得出预测结果如图2 和图3 所示,从图中可以看出反应温度从485℃变化到530℃,裂化热、剂油比、标准转化率、干气、液化气、焦炭产率呈上升趋势;柴油、油浆产率呈下降趋势;汽油产率从44.552 wt% 增加到46.184wt%,当反应温度继续增加时,汽油产率呈下降趋势,反应温度为530度时,汽油产率降到44.912 wt%,汽油中烯烃含量从34.68wt%增加至53.66wt%;芳香烃含量从24.37wt% 增加至27.57wt%;汽油RON 从89.6 增加至94.024.因此可以得出如下结论 :当反应温度提高时,热裂化反应渐趋重要,产品中表现出热裂化产品的特征,产品的不饱和度增大,汽油中的烯烃和芳烃含量有所增加,汽油的辛烷值有所提高.但主要反应仍是催化裂化反应而不是热裂化反应.

3.2 原料重金属含量变化结果预测

催化裂化装置实际生产中,催化剂的毒物主要是铁、镍、铜、钒、钠等和碱性氮化合物.重金属在催化裂化催化剂上的沉积会降低催化剂的活性和选择性.其中以镍和钒的影响最为重要.镍起脱氢的作用,使催化剂的选择性变差;钒会破坏分子筛的晶体并使催化剂的活性下降.催化剂上的重金属主要来源于原料油和加工过程中的污染,因此,研究原料中镍和钒的含量对产品产率的影响就会变的很重要.

3.2.1 原料镍含量变化结果预测

原料镍含量变化预测结果如图4 和图5 所示,

原料镍含量从8.54ppm 变化到50ppm,催化剂补充量从 8.0t/d 增加到10.1 t/d;干气产率从4.136wt% 增加到4.742wt%.液化汽产率从16.967wt% 降低至15.769wt%.焦炭产率从9.2wt% 增加9.43wt%.

在催化裂化反应条件下,镍沉积在催化剂上,并转移到分子筛上,但不破坏分子筛,仅部分中和催化剂的酸性中心.使催化剂的选择性变差,液体产品收率下降,产品的不饱和度增高,气体中的氢含量增大,因为装置操作时保持平衡剂活性不变,以增加新鲜催化剂补充量来维持平衡剂的活性,所以结果中汽油、柴油、油浆等产率的变化不太大,只是剂耗变大了.

3.2.2 原料钒含量变化结果预测

在催化裂化反应中钒极易沉积在催化剂上,再生时钒转移到分子筛位置上,与分子筛反应生成低共熔点化合物,破坏催化剂的基体,破坏分子筛的晶体并使催化剂的活性下降,原料钒含量从10ppm 变化到70ppm,预测结果图6 所示,装置操作习惯是保持平衡剂的活性不变,所以,干气、液化气、汽油、柴油、油浆、焦炭等产率的变化不太大.平衡剂钒含量从 4860ppm 增加到12715ppm.催化剂补充量从 6.6t/d增加到16.8 t/d,增加了将近两倍.剂耗变得很大.

3.2.3 原料氮含量变化对产率的影响

原料中的含氮化合物,特别是碱性氮化合物量多时,会吸附在催化剂的酸性中心上起中和作用,引起催化剂中毒,使催化剂的活性和选择性降低.原料氮含量从0.07wt% 变化到1wt%,对应产品收率的变化曲线如图7 所示.

原料氮含量从0.07wt% 变化到1wt%,干气、液化气、汽油产率降低,焦炭产率稍有降低,柴油和油浆产率上升.标准产率下降;而平衡剂活性变化不大.这说明原料中的含氮化合物,特别是碱性氮化合物吸附在催化剂的酸性中心上,造成暂时失活,吸附在酸性中心的碱性氮在再生器中烧掉,催化剂的活性随即恢复.大部分氮化合物残留在催化裂化的液体产物中,严重影响产品的安定性, 使催化剂的选择性变差,汽油产率降低,辛烷值降低;标准收率降低.

四、催化剂活性变化对产率的影响

大多数工业催化剂在使用中处于高温和有水蒸气的环境中,使催化剂原始粒子结构和排列改变,以致表面积变小,孔分布变粗,在经历了一段时间以后活性和选择性都会降低,在实际工业装置中,为使装置催化剂活性维持在所需的水平,新鲜催化剂不断地补充和卸出.本预测案例就是在固定原料和操作条件下,将平衡剂活性从54 变化到70,得出产率预测结果如图8 所示:

平衡剂活性从54 变化到70,标准转化率、干气、液化气、焦炭转化率增加;柴油、油浆转化率降低;汽油转化率先增加到达拐点后降低.催化剂活性越高,转化率就越高.随着转化率的提高,汽油的选择性急剧下降,而生成了大量的气体和焦炭.大量的气体将使原设计的气压机、吸收稳定系统以及气体处理装置超负荷运行,甚至严重破坏平稳操作,损坏设备.大量的焦炭将增加再生器的烧焦负荷,受到主风机功率和再生温度的限制,就必须降低进料量,这样虽然提高了转化率,但是提高到一定程度,目的产品的转化率就会下降,副产品的转化率就会增加.因此,对于每一个装置,都有一个能最大限度的提高催化裂化装置经济效益的最佳催化剂活性.如高于这个最佳活性,通常要调整装置的操作条件以适应较高的活性,这会造成明显的经济损失.

五、结语

利用流程模拟技术对重催装置操作条件、产品分布、催化剂性能进行预测节省了过去由试验探索最佳工艺工况条件所消耗的大量资金、时间和人力,实现从整个系统的角度来认识、分析、预测生产中的深层次问题,进行装置调优、流程剖析和过程综合,达到掌握市场需求走向,研究生产,调整产品结构,提高企业经营管理效率和市场竞争力的目的.

上文结论:此文是一篇关于对不知道怎么写催化裂化装置和重油和工艺论文范文课题研究的大学硕士、工艺本科毕业论文工艺论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料.

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