反应——再生系统工艺计算
石油大学．卢春喜
1998年 5月
目录
再生器物料平衡和热平衡计算 
     1．燃烧计算 
     2．再生器热平衡 
     3．再生器物料平衡 
     4．附注 
提升管反应器的设计 
基础数据 
提升管直径和长度计算 
再生器的工艺计算 
旋风分离器系统的压力平衡 
旋风分离器工艺计算 
两器压力平衡  
催化剂循环量的几种计算方法 
                   第二章 反应——再生系统工艺计算
第一章介绍了催化裂化过程的基本原理和一些有关的生产、科研的数据和经验，催化裂化的工艺设计计算就是综合运用这些基本原理和经验。诚然，要具体设计一个催化裂化装置仅靠这些知识是很不够的，还必须参阅更多的资料，了解更多的生产经验和科研成果。这一章的主要目的是通过几个具体的例子掌握反应——再生系统工艺计算的基本方法。
还有一点必须强调的是，由于对催化裂化反应、再生过程和流态化等问题还没有完全认识，因此在工艺设计中常常是依靠经验而不是理论计算。即使有些设计计算可以依靠某些计算公式或计算方法，但是仍然要十分重视用实际生产数据来比较、检验计算结果。
在工艺设计计算之前，首先要根据国家的需要和具体条件选择好原料和生产方案，例如主要是生产柴油方案还是生产汽油—气体方案。第二步是参考中型试验和工业生产数据，制定总物料平衡和选择相应的主要操作条件。
催化裂化反应——再生系统的工艺设计计算主要包括以下几部分：
   （1）再生器物料平衡，决定空气流率和烟气流率
   （2）再生烧焦计算，决定藏量。
   （3）再生器热平衡，决定催化剂循环量。
   （4）反应器物料平衡、热平衡，决定原料预热温度。结合再生器热平衡决定燃烧油量或取热设施。
   （5）再生器设备工艺设计计算，包括壳体、旋风分离器、分布板（管）、溢流管（淹流管）、辅助燃烧室、双动滑阀、稀相喷水等。
   （6）反应器设备工艺设计计算，包括汽提段和进料喷嘴的设计计算。
   （7）两器压力平衡，包括催化剂输送管路。
   （8）催化剂贮罐及抽空器。
   （9）其它细节，如松动点的布置、限流孔板孔径等。
下面分别对其中的主要内容予以说明：
再生器物料平衡和热平衡计算
某提升管裂化装置的再生器主要操作条件如表2——1
          表2——1再生器主要操作条件		再生器顶部压力，  巴（表）            1.42		再生温度，        ℃                  650		烟气组成，        %（体）		O2                                                          0.5		CO2/CO                               1.5		焦碳组成，        H/C（重）          10/90		再生剂含碳，      % （重）             0.3		主风入再生器温度，℃                  140		待生剂温度，      ℃                  470		大气温度，        ℃                  25		大气压力，        大气压              1.0		空气相对湿度，    %                  50		烧焦炭量,   吨/时                      11.4		
再生器物料平衡和热平衡计算如下:
燃烧计算
（1）烧碳量及烧氢量
 由  烧焦量=11.4×103公斤/时， 焦碳中 H/C=10/90
 故  烧碳量=11.4×103×0.9=10.26×103  kg/h=855 千摩/时
     烧氢量=11.4×103×0.1=1.14×103 kg/h =570 千摩/时
 ∵  烟气中  CO2/ CO (体)=1.5
 ∴  生成CO2的C为：
     855×1.5/(1.5+1)=513  千摩/时=6156  kg/h
     生成CO的C为：
     855－513=342  千摩/时=4104  kg/h
（2）理论干空气量
     碳烧成C O2需要O2量=513×1=513  千摩/时
     碳烧成C O需要O2量=342×1/2=171  千摩/时
     氢烧成H2 O需要O2量=570×1/2=285  千摩/时
     理论需氧气量=513+171+285=969  千摩/时=31000  kg/h
     理论需Ｎ2量=969×（79/21）=3650  千摩/时=102200 kg/h
     所以理论上干空气量=969+3650=4619  千摩/时
     或    31000+102200=133200 kg/h
（3）实际上干空气量
     烟气中过剩氧为  0.5％　（Ｖ），即0.5％(ｍol)
 所以：  0.5％= O2（过）/[ C O2+ C O +Ｎ2（理）+Ｎ2（过）+ O2
反应——再生系统工艺计算.doc