《石油化工設(shè)計手冊》(修訂版)共分四卷出版。第三卷"化工單元過程"分上下兩冊,上冊內(nèi)容有流體輸送機械,非均相分離,攪拌與混合,制冷與深度冷凍,換熱器,蒸發(fā),工業(yè)結(jié)晶過程與設(shè)備設(shè)計,蒸餾;下冊內(nèi)容有氣體吸收與解吸,液液萃取,吸附與變壓吸附,氣液傳質(zhì)設(shè)備,膜分離,干燥,化學(xué)反應(yīng)器,并列舉相應(yīng)的實際應(yīng)用實例。可以指導(dǎo)設(shè)計人員在相應(yīng)的化工單元過程設(shè)計中正確選取運用。
適合從事石油化工、食品、輕工等行業(yè)技術(shù)人員閱讀參考。
"十五"國家重點圖書的再次修訂出版,中石化集團、清華、北大、天大、浙大等知名學(xué)者聯(lián)合編寫,石油化工設(shè)計巨著
《石油化工設(shè)計手冊》(修訂版).(卷一):石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
《石油化工設(shè)計手冊》(修訂版).(卷二):標準·規(guī)范
《石油化工設(shè)計手冊》(修訂版).(卷三):化工單元過程(上)
《石油化工設(shè)計手冊》(修訂版).(卷三):化工單元過程(下)
《石油化工設(shè)計手冊》(修訂版).(卷四):工藝和系統(tǒng)設(shè)計
費維揚,院士,清華大學(xué),教授;王靜康,院士,天津大學(xué)教授;蔣維鈞,清華大學(xué)教授;施力田,北京化工大學(xué)教授;呂德偉,浙江大學(xué)教授等
第1章流體輸送機械
1.1泵
1.1.1概述
1.1.1.1泵的主要參數(shù)
1.1.1.2泵的分類及特點
1.1.1.3石油化工用泵的選用
1.1.1.4泵軸的密封
1.1.1.5泵用聯(lián)軸器及選用
1.1.2離心泵
1.1.2.1離心泵的有關(guān)參數(shù)
1.1.2.2泵的性能曲線
1.1.2.3管路系統(tǒng)的運行
1.1.2.4泵的氣蝕參數(shù)
1.1.2.5泵的功率和效率
1.1.2.6泵的比轉(zhuǎn)速
1.1.2.7離心泵的性能換算
1.1.2.8離心泵的型號與結(jié)構(gòu)形式
1.1.2.9離心泵選型的一般順序
1.1.2.10離心泵數(shù)據(jù)表
1.1.2.11離心泵選擇實例
1.1.3旋渦泵
1.1.3.1旋渦泵的工作
1.1.3.2旋渦泵結(jié)構(gòu)型式
1.1.3.3旋渦泵參數(shù)選擇
1.1.3.4旋渦泵結(jié)構(gòu)選擇
1.1.4混流泵
1.1.4.1混流泵原理
1.1.4.2PP系列化工混流泵
1.1.5軸流泵
1.1.5.1軸流泵的特點及主要結(jié)構(gòu)
1.1.5.2軸流泵主要參數(shù)的確定
1.1.5.3軸流泵的特性曲線和調(diào)節(jié)方法
1.1.5.4化工軸流泵的結(jié)構(gòu)選擇
1.1.6部分流泵
1.1.6.1部分流泵的基本原理和特點
1.1.6.2部分流泵的選擇計算
1.1.7螺旋離心泵
1.1.7.1螺旋離心泵結(jié)構(gòu)
1.1.7.2螺旋離心泵特點
1.1.7.3螺旋離心泵性能參數(shù)
1.1.8齒輪泵
1.1.8.1齒輪泵的特點
1.1.8.2齒輪泵主要性能參數(shù)確定
1.1.8.3齒輪泵的選擇
1.1.8.4齒輪泵選型
1.1.9轉(zhuǎn)子泵
1.1.9.1WZB型外環(huán)流轉(zhuǎn)子式稠油泵
1.1.9.2HLB型滑片式動力往復(fù)泵
1.1.9.3HGBW型、HGB型滑片式管道泵
1.1.9.4NYP系列內(nèi)環(huán)式轉(zhuǎn)子泵
1.1.9.5WH型旋轉(zhuǎn)(外環(huán)流)活塞泵
1.1.10往復(fù)泵
1.1.10.1往復(fù)泵的分類與結(jié)構(gòu)
1.1.10.2往復(fù)泵的工作
1.1.10.3空氣室的類型
1.1.10.4往復(fù)泵類型選擇
1.1.11螺桿泵
1.1.11.1螺桿泵的工作原理和特點
1.1.11.2螺桿泵的參數(shù)
1.1.11.3三螺桿泵的主要性能參數(shù)確定
1.1.11.4螺桿泵的類型選擇
1.1.12射流泵
1.1.12.1射流泵的組成與分類
1.1.12.2射流泵的特點
1.1.12.3射流泵的參數(shù)確定
1.1.12.4射流泵的選擇
1.2風機
1.2.1概述
1.2.1.1風機分類及應(yīng)用
1.2.1.2風機主要性能參數(shù)
1.2.1.3風機選擇
1.2.2離心式風機
1.2.2.1離心式風機主要性能參數(shù)及性能曲線
1.2.2.2離心式風機無量綱性能曲線及選擇曲線
1.2.2.3離心式風機構(gòu)造與系列
1.2.2.4離心式風機類型選擇
1.2.3羅茨式風機
1.2.3.1羅茨式風機應(yīng)用范圍及特點
1.2.3.2羅茨式風機工作原理和結(jié)構(gòu)
1.2.3.3羅茨式風機熱力計算
1.2.3.4羅茨式風機主要結(jié)構(gòu)參數(shù)選取
1.2.3.5羅茨式風機類型選擇
1.2.4軸流式風機
1.2.4.1軸流式風機原理及性能特點
1.2.4.2軸流式風機結(jié)構(gòu)
1.2.4.3軸流式風機類型選擇
1.2.5混流式風機與斜流式風機
1.2.5.1混流式風機結(jié)構(gòu)與原理
1.2.5.2斜流式風機結(jié)構(gòu)與應(yīng)用
1.2.5.3GXF(SJG)系列斜流式風機
1.2.6噴射式風機
1.3壓縮機
1.3.1概述
1.3.1.1壓縮機的類型及應(yīng)用
1.3.1.2各類壓縮機的特點及比較
1.3.2活塞式壓縮機
1.3.2.1分類
1.3.2.2活塞式壓縮機結(jié)構(gòu)、參數(shù)及方案選擇
1.3.2.3熱力計算
1.3.2.4基礎(chǔ)確定條件及其數(shù)據(jù)估算
1.3.2.5氣體管路與管道振動
1.3.2.6冷卻系統(tǒng)及冷卻水量
1.3.2.7氣量調(diào)節(jié)、安全運轉(zhuǎn)自控
1.3.2.8活塞式壓縮機噪聲
1.3.2.9潤滑及無油潤滑壓縮機
1.3.2.10常用活塞式壓縮機型號編制和選擇
1.3.2.11常用氣體壓縮性系數(shù)圖(圖1-86~圖1-95)
1.3.3離心式壓縮機
1.3.3.1概述及主要結(jié)構(gòu)
1.3.3.2熱力方案確定
1.3.3.3操作性能
1.3.3.4調(diào)節(jié)及防喘振控制
1.3.3.5油路及密封系統(tǒng)
1.3.3.6常用離心式壓縮機技術(shù)參數(shù)
1.3.4軸流式壓縮機
1.3.4.1軸流式壓縮機原理及主要結(jié)構(gòu)
1.3.4.2軸流式壓縮機選定
1.3.4.3軸流式壓縮機特性及調(diào)節(jié)
1.3.5螺桿式壓縮機
1.3.5.1螺桿式壓縮機的特點及結(jié)構(gòu)
1.3.5.2螺桿式壓縮機主要參數(shù)選擇
1.3.5.3容積流量及內(nèi)壓力比的確定
1.3.5.4螺桿式壓縮機氣量調(diào)節(jié)
1.3.5.5螺桿式壓縮機型號選擇
1.3.5.6螺桿式壓縮機數(shù)據(jù)
1.3.6壓縮機噪聲控制
1.3.6.1壓縮機噪聲
1.3.6.2噪聲允許標準和控制措施
參考文獻301第2章非均相分離2.1概述
2.1.1液固分離過程
2.1.2氣固分離過程
2.2懸浮液性質(zhì)及預(yù)處理技術(shù)
2.2.1懸浮液性質(zhì)
2.2.1.1固體顆粒性質(zhì)
2.2.1.2液相基本性質(zhì)
2.2.1.3固液兩相體系的基本性質(zhì)
2.2.2預(yù)處理技術(shù)
2.2.2.1凝聚與絮凝
2.2.2.2調(diào)節(jié)黏度
2.2.2.3調(diào)節(jié)表面張力
2.2.2.4超聲波處理
2.2.2.5冷凍和解凍
2.2.3懸浮液增濃
2.2.3.1重力沉降
2.2.3.2旋液分離器
2.3離心機
2.3.1離心分離原理及分類
2.3.1.1離心力場中離心分離過程的基本特性
2.3.1.2離心分離過程分類及原理
2.3.2離心機生產(chǎn)能力計算
2.3.2.1離心沉降理論
2.3.2.2過濾離心機生產(chǎn)能力計算
2.3.2.3沉降離心機的生產(chǎn)能力計算
2.3.2.4沉降離心機、分離機生產(chǎn)能力的模擬放大
2.3.3離心機類型及適用范圍
2.3.3.1過濾離心機
2.3.3.2沉降離心機
2.3.3.3離心分離機
2.3.4離心機功率計算及有關(guān)工藝參數(shù)的選定
2.3.4.1啟動轉(zhuǎn)鼓件所需功率
2.3.4.2轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料達到工作轉(zhuǎn)速所消耗的功率
2.3.4.3軸承摩擦消耗的功率
2.3.4.4轉(zhuǎn)鼓及物料表面與空氣摩擦消耗的功率
2.3.4.5卸出濾餅消耗的功率
2.3.4.6機械密封摩擦消耗的功率
2.3.4.7向心泵排液所消耗的功率
2.3.4.8離心機、分離機的功率
2.4過濾機
2.4.1過濾分離原理
2.4.1.1概述
2.4.1.2不可壓縮濾餅和可壓縮濾餅
2.4.2過濾基本方程及過濾機生產(chǎn)能力計算
2.4.2.1過濾基本方程
2.4.2.2不可壓縮性濾餅的過濾
2.4.2.3可壓縮濾餅的過濾
2.4.2.4過濾機生產(chǎn)能力計算
2.4.2.5濾餅洗滌
2.4.3過濾機類型和適用范圍
2.4.3.1重力過濾設(shè)備
2.4.3.2加壓過濾機
2.4.3.3真空過濾機
2.4.3.4壓榨過濾機
2.4.4過濾介質(zhì)
2.4.4.1過濾介質(zhì)的分類
2.4.4.2過濾介質(zhì)的性能
2.4.4.3常用織造濾布的主要性能和使用場合
2.4.4.4金屬過濾介質(zhì)
2.4.4.5過濾介質(zhì)的選用
2.4.5助濾劑
2.4.5.1助濾劑的性能
2.4.5.2助濾劑的選用
2.5固液分離設(shè)備的選型
2.5.1選型的依據(jù)
2.5.1.1物料特性
2.5.1.2分離任務(wù)與要求
2.5.1.3各種類型分離機械的適應(yīng)范圍
2.5.2初步選型
2.5.2.1表格法選型
2.5.2.2圖表法選型
2.5.3采用不同分離設(shè)備的互相匹配
2.5.4選型試驗
2.5.4.1沉降試驗
2.5.4.2過濾試驗
2.5.4.3實驗中取樣品應(yīng)注意的問題
2.5.5小型試驗機試驗
2.6氣固過濾器
2.6.1袋式過濾器的分類和性能
2.6.1.1袋式過濾器分類
2.6.1.2袋式過濾器的性能
2.6.2袋式過濾器的濾料
2.6.2.1濾料的特性指標
2.6.2.2濾料的結(jié)構(gòu)類型及特點
2.6.2.3濾料的種類
2.6.3袋式過濾器的清灰方式
2.6.3.1機械振打清灰
2.6.3.2反吹風清灰
2.6.3.3脈沖噴吹清灰
2.6.4袋式過濾器的結(jié)構(gòu)型式
2.6.4.1脈沖噴吹袋式過濾器
2.6.4.2反吹風清灰袋式過濾器
2.6.4.3扁袋過濾器
2.6.4.4氣環(huán)反吹袋式過濾器
2.6.5袋式過濾器的選擇設(shè)計
2.6.5.1袋式過濾器選擇設(shè)計步驟
2.6.5.2袋式過濾系統(tǒng)設(shè)計中的幾個問題
2.6.6顆粒層過濾器
2.6.6.1顆粒層過濾器的分類及特點
2.6.6.2顆粒層過濾器的性能和主要影響因素
2.6.6.3顆粒層過濾器的結(jié)構(gòu)型式
2.7旋風分離器
2.7.1旋風分離器工作原理
2.7.1.1旋風分離器內(nèi)氣體流動特點
2.7.1.2旋風分離器內(nèi)顆粒的運動與分離機理
2.7.1.3影響旋風分離器性能的因素
2.7.2石油化工常用旋風分離器設(shè)計
2.7.2.1常用旋風分離器類型
2.7.2.2PV型旋風分離器的優(yōu)化設(shè)計方法
2.7.2.3E-Ⅱ型旋風分離器的設(shè)計方法
2.7.3多管式旋風分離器
2.8洗滌分離過程
2.8.1洗滌分離過程的基本原理與分類
2.8.2文氏管洗滌器
2.8.2.1文氏管洗滌器的類型
2.8.2.2文氏管洗滌器的捕集效率
2.8.2.3文氏管洗滌器的壓降
2.8.2.4文氏管洗滌器的設(shè)計
2.8.3噴淋接觸型洗滌器
2.8.3.1噴淋塔
2.8.3.2離心噴淋洗滌器
2.8.3.3噴射洗滌器
2.8.4其他型式洗滌器
2.8.4.1動力波洗滌
2.8.4.2沖擊式洗滌器
2.8.4.3湍球塔
2.8.4.4強化型洗滌器
2.8.5液沫分離器
2.8.5.1慣性捕沫器
2.8.5.2復(fù)擋除沫器
2.8.5.3旋流板除沫器
2.8.5.4纖維除霧器
2.9靜電除塵器
2.9.1靜電除塵器基本原理
2.9.1.1氣體的電離
2.9.1.2氣體導(dǎo)電過程
2.9.1.3收塵空間塵粒的荷電
2.9.1.4荷電塵粒的遷移和捕集
2.9.1.5被捕集粉塵的清除
2.9.2靜電除塵器的工藝設(shè)計與主要參數(shù)的確定
2.9.2.1粉塵特性的影響
2.9.2.2煙氣性質(zhì)的影響
2.9.2.3工藝系統(tǒng)設(shè)計
2.9.2.4原始參數(shù)
2.9.2.5主要參數(shù)的確定
2.9.3靜電除塵器類型及適用范圍
2.9.3.1靜電除塵器類型
2.9.3.2靜電除塵器的適用范圍
2.9.3.3在石油化工生產(chǎn)中的應(yīng)用
參考文獻477第3章攪拌與混合
3.1概論
3.1.1攪拌釜的結(jié)構(gòu)
3.1.1.1釜體
3.1.1.2攪拌器
3.1.2攪拌釜的流場特性
3.1.2.1流型
3.1.2.2速度分布
3.1.2.3湍流特性
3.1.3攪拌效果的量度及其影響因素
3.1.4攪拌與混合常用無量綱數(shù)群及其意義
3.2攪拌槳的類型及其特性
3.2.1中低黏度流體攪拌槳
3.2.1.1徑流型攪拌槳
3.2.1.2軸流型攪拌槳
3.2.2高黏度流體攪拌槳
3.2.2.1錨式及框式槳
3.2.2.2螺帶式及螺桿式
3.3低黏度互溶液體的混合
3.3.1過程的特征及其基本原理
3.3.2槳型的選擇
3.3.3設(shè)計計算
3.3.4多層槳
3.4高黏度液體的混合
3.4.1高黏度液體的混合機理
3.4.2高黏度攪拌槳的混合性能
3.4.2.1混合性能指標
3.4.2.2各種攪拌槳的混合性能
3.4.3非牛頓流體的混合
3.4.3.1非牛頓流體的分類
3.4.3.2非牛頓流體性質(zhì)對混合的影響
3.4.4攪拌槳型式的選擇
3.4.5牛頓流體的攪拌功率
3.4.5.1錨式攪拌槳的攪拌功率
3.4.5.2螺帶式攪拌槳的攪拌功率
3.4.5.3多種型式高黏度攪拌槳的KP值
3.4.6非牛頓流體的攪拌功率
3.4.6.1賓漢塑性流體的攪拌功率
3.4.6.2觸變性流體的攪拌功率
3.4.6.3黏彈性流體的混合及功率
3.5固-液懸浮
3.5.1過程特征及其基本原理
3.5.1.1固體顆粒懸浮狀態(tài)
3.5.1.2固體顆粒的沉降速度
3.5.1.3固-液懸浮機理
3.5.2攪拌設(shè)備選擇
3.5.2.1攪拌器的型式
3.5.2.2槳葉參數(shù)的確定
3.5.2.3攪拌釜的結(jié)構(gòu)
3.5.3攪拌器的工藝設(shè)計
3.5.3.1懸浮臨界轉(zhuǎn)速
3.5.3.2工藝設(shè)計
3.5.3.3固-液懸浮攪拌器設(shè)計實例
3.5.4帶導(dǎo)流筒的攪拌釜
3.5.4.1流動特性
3.5.4.2攪拌槳型式
3.5.4.3導(dǎo)流筒直徑與釜直徑之比
3.5.5固-液傳質(zhì)
3.6氣液分散
3.6.1過程特征
3.6.1.1通氣式氣液攪拌器及其釜體結(jié)構(gòu)
3.6.1.2自吸式氣液攪拌器及釜體結(jié)構(gòu)
3.6.2氣液攪拌釜的分散特性
3.6.2.1攪拌釜內(nèi)的氣液流動狀態(tài)
3.6.2.2較大通氣速度
3.6.2.3氣泡直徑、氣含率和比表面積
3.6.3氣液攪拌釜的傳質(zhì)特性
3.6.4攪拌器型式的選擇
3.6.5通氣時的功率計算
3.6.5.1通氣功率
3.6.5.2不通氣時的功率確定
3.7液液分散
3.7.1過程特征
3.7.2液-液攪拌釜的分散特性
3.7.3槳型選擇與釜體結(jié)構(gòu)
3.7.4達到要求的分散程度所需的攪拌功率
3.8氣液固三相混合
3.8.1過程特征
3.8.2氣液固三相攪拌釜的混合特性
3.8.2.1功率特性
3.8.2.2臨界懸浮特性
3.8.2.3氣含率特性
3.8.3氣液固三相攪拌釜的傳質(zhì)特性
3.8.3.1影響傳質(zhì)的因素
3.8.3.2固相對傳質(zhì)的影響及機理
3.8.4攪拌槳的選型
3.9攪拌釜的傳熱
3.9.1攪拌釜內(nèi)壁傳熱膜系數(shù)h的計算
3.9.1.1渦輪類攪拌槳、帶擋板釜
3.9.1.2渦輪類攪拌槳、無擋板釜
3.9.1.3三葉推進式攪拌槳
3.9.1.4六葉后彎式攪拌槳
3.9.1.5MIG攪拌槳
3.9.1.6螺帶式攪拌槳
3.9.1.7用單位質(zhì)量功耗關(guān)聯(lián)的湍流攪拌傳熱關(guān)聯(lián)式
3.9.2攪拌釜內(nèi)盤管外側(cè)傳熱膜系數(shù)hc的計算
3.9.2.1渦輪攪拌槳,無擋板釜
3.9.2.2渦輪攪拌槳,有擋板釜
3.9.2.3三葉推進式攪拌槳
3.9.2.4六葉后彎式攪拌槳盤管壁的傳熱膜系數(shù)h0c
3.9.2.5雙層盤管的傳熱
3.9.3攪拌釜內(nèi)垂直管外壁傳熱膜系數(shù)hc的計算
3.9.4攪拌釜內(nèi)垂直板式蛇管的傳熱膜系數(shù)hc的計算
3.9.5計算實例
3.10攪拌釜的CFD模擬
3.10.1攪拌釜的CFD方法
3.10.1.1控制方程的離散
3.10.1.2旋轉(zhuǎn)槳葉的處理
3.10.2動量傳遞特性的CFD模擬
3.10.2.1單相流場
3.10.2.2多相流場
3.10.3熱量傳遞特性的CFD模擬
3.10.4質(zhì)量傳遞特性的CFD模擬
3.10.4.1相內(nèi)質(zhì)量傳遞
3.10.4.2相際質(zhì)量傳遞
3.10.5化學(xué)反應(yīng)的CFD模擬
3.11攪拌釜的放大
3.11.1引言
3.11.2幾何相似放大時攪拌性能參數(shù)的變化關(guān)系
3.11.3互溶液體混合過程的放大
3.11.3.1幾何相似放大
3.11.3.2非幾何相似放大
3.11.4氣液分散、液液分散過程的放大
3.11.5固液懸浮過程的放大
3.11.6攪拌釜放大的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計新方法
3.11.7攪拌釜設(shè)計工藝數(shù)據(jù)表
主要符號說明
參考文獻
第4章制冷與深度冷凍
4.1蒸氣壓縮制冷
4.1.1單級蒸氣壓縮制冷循環(huán)
4.1.1.1單級壓縮制冷機的組成和工作原理
4.1.1.2溫熵圖和壓焓圖
4.1.1.3理想制冷循環(huán)的熱力計算
4.1.1.4實際制冷循環(huán)
4.1.1.5單級蒸氣壓縮制冷機的性能與工況
4.1.2分級壓縮制冷循環(huán)
4.1.2.1一級節(jié)流、中間冷卻的兩級壓縮循環(huán)
4.1.2.2兩級節(jié)流、中間冷卻的兩級壓縮循環(huán)
4.1.2.3兩級壓縮制冷循環(huán)的中間壓力
4.1.3復(fù)疊式制冷循環(huán)
4.1.4混合制冷劑單級制冷循環(huán)
4.1.5制冷壓縮機的型式及其性能圖表
4.1.5.1活塞式制冷壓縮機
4.1.5.2螺桿式制冷壓縮機
4.1.5.3離心式制冷壓縮機
4.2吸收制冷
4.2.1吸收制冷基本原理
4.2.2氨水吸收式制冷機
4.2.2.1氨水溶液的性質(zhì)
4.2.2.2單級氨水吸收式制冷機的基本工作循環(huán)過程及在h-ξ圖上的表示
4.2.2.3單級氨水吸收式制冷機的熱力計算
4.2.2.4兩級氨水吸收式制冷機
4.2.3溴化鋰吸收式制冷機
4.2.3.1溴化鋰水溶液的性質(zhì)
4.2.3.2單效溴化鋰吸收式制冷機的基本工作循環(huán)過程與h-ξ圖
4.2.3.3單效溴化鋰吸收式制冷機的熱力計算
4.2.3.4雙效溴化鋰吸收式制冷機
4.2.3.5溴化鋰吸收式制冷機組的型式與選型
4.2.3.6溴化鋰吸收式制冷機的設(shè)計計算
4.3深冷與氣體液化
4.3.1深冷的制冷原理
4.3.1.1節(jié)流膨脹
4.3.1.2作外功的等熵膨脹
4.3.2氣體液化的林德循環(huán)
4.3.2.1一次節(jié)流的簡單林德循環(huán)
4.3.2.2具有氨預(yù)冷的林德循環(huán)
4.3.2.3二次節(jié)流膨脹的林德循環(huán)
4.3.3具有膨脹機的氣體液化循環(huán)
4.3.3.1克勞德循環(huán)
4.3.3.2海蘭德循環(huán)
4.3.3.3卡皮查循環(huán)
4.3.4氣體液化和分離方法
4.3.4.1空氣
15.6 沸騰床反應(yīng)器
15.6.1 概述
目前全球渣油加氫處理/加氫裂化加工能力約為1.54億噸/年,其中75%為固定床加氫處理裝置,25%為沸騰床加氫裂化裝置[[[1]姚國欣.渣油深度轉(zhuǎn)化技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀、進展和前景.石化技術(shù)與應(yīng)用,2012,30(1):1-12.]]。固定床加氫處理裝置主要用于渣油催化裂化原料油的加氫預(yù)處理,雖然轉(zhuǎn)化率可以達到35%~45%,但由于要兼顧脫硫、脫殘?zhí)俊⒚摻饘俸褪狗紵N飽和的需要,所以一般轉(zhuǎn)化率只有15%~20%。此外,固定床加氫處理裝置還有兩大缺陷:a.只能加工金屬質(zhì)量分數(shù)小于20010-6的渣油,也很難將高硫渣油的含硫質(zhì)量分數(shù)降至(100~200)10-6(催化裂化裝置需要生產(chǎn)含硫質(zhì)量分數(shù)小于1010-6的清潔汽油組分);b.催化劑用量很大,空速很低,投資較大,所以工業(yè)應(yīng)用的局限性很大。渣油沸騰床加氫裂化的優(yōu)點是可加工高硫、高殘?zhí)俊⒏呓饘俸苛淤|(zhì)渣油,一般轉(zhuǎn)化率可以達到55%~70%,有的可以達到80%,脫硫率可以達到60%~85%;缺點是裝置投資大,操作技術(shù)復(fù)雜。沸騰床加氫裂化技術(shù)的問題除裝置投資大、操作技術(shù)復(fù)雜外,就是渣油轉(zhuǎn)化率不高,仍會產(chǎn)生25%~45%燃料油(未轉(zhuǎn)化渣油),渣油沒有得到高效清潔利用。
國外,1968年沸騰床加氫工藝實現(xiàn)了工業(yè)化。沸騰床是原料和氫氣自反應(yīng)器下部向上流動,借助液體流速將粒狀催化劑保持沸騰狀態(tài)膨脹到一定高度,使進料、氫氣和催化劑達到充分接觸,反應(yīng)產(chǎn)物上逸與催化劑分離而流出反應(yīng)器。為了保持一定的液體線速度,采用液體循環(huán)泵使流體在反應(yīng)器系統(tǒng)循環(huán), 催化劑在運轉(zhuǎn)過程中可隨時加入和排出。固定床和沸騰床工藝的主要特點見表15-88[[[2]陶宗乾.固定床與沸騰床渣油加氫工藝比較研究.撫順烴加工,1995,21(1):1-12.]]。
由于沸騰床脫硫效率不高,故在制取低硫燃料油時未能顯示出什么優(yōu)點。而作為深度裂解操作制取輕質(zhì)產(chǎn)品時,則由于未轉(zhuǎn)化尾油中含硫及殘?zhí)恐岛芨撸y以很好利用。深度裂解時,易造成反應(yīng)器結(jié)焦,有時必需將其中的高分子物"生焦前驅(qū)體"脫除后方可進行循環(huán)深度裂解,因此工業(yè)上應(yīng)用時多在轉(zhuǎn)化率低于65%的情況下操作。然而即便在65%轉(zhuǎn)化率下操作時,未轉(zhuǎn)化尾油中的殘?zhí)恐狄草^高,一般在20%以上。當作為焦化原料時,則其產(chǎn)焦量將接近40%,液體產(chǎn)率只50%左右,使過程不夠經(jīng)濟。由于未轉(zhuǎn)化尾油中含硫量一般為1.5%,導(dǎo)致焦化裝置產(chǎn)的焦碳中含硫量也偏高(一般可達2.5%~3.0%)。故利用沸騰床工藝提供下游深度加工的原料也不很理想。然而,20世紀80年代重油催化裂化實現(xiàn)了工業(yè)化,到1984年HOC、RCC、RFCC等工藝相繼建成了4套工業(yè)裝置。利用沸騰床加氫的>343℃常渣與加氫脫硫的蠟油餾分混合后,可符合重油催化裂化的原料要求。采用這種方法可以避免生成大量含硫焦炭,同時液體收率和產(chǎn)值也較高,經(jīng)濟性較好。因此沸騰床工藝的加氫尾油有了較好的利用途徑。
由于世界上劣質(zhì)含硫重質(zhì)原油的量有增長的趨勢,而沸騰床工藝在處理劣質(zhì)渣油方面有其優(yōu)越性,因之也促使這項技術(shù)得到應(yīng)用。另外,經(jīng)過多年生產(chǎn)實踐及科研開發(fā),無論從技術(shù)上還是經(jīng)濟上沸騰床工藝也有了很多改進。例如反應(yīng)器中的氣液分配和催化劑料面控制,催化劑的加排技術(shù),循環(huán)氫的低壓提純等,使該技術(shù)的操作成熟性、安全性及經(jīng)濟性有了明顯的提高。
表15-88 固定床和沸騰床工藝的主要特點
總之,因渣油沸騰床反應(yīng)器采用上流式反應(yīng)器結(jié)構(gòu),催化劑床層處于運動狀態(tài),不存在雜質(zhì)堵塞床層問題,避免了床層壓降的增大;反應(yīng)器內(nèi)部基本處于等溫狀態(tài),不會產(chǎn)生局部過熱;催化劑可隨時在線添加和移出。這些特點使渣油沸騰床加氫裂化技術(shù)可以加工更加劣質(zhì)的原料,如加工金屬含量在200~800g/g范圍內(nèi)的渣油餾分,轉(zhuǎn)化率可達到45%~85%。因此,該技術(shù)能夠處理固定床渣油加氫工藝難處理的各種重質(zhì)原油的渣油、油砂瀝青油、頁巖油甚至溶劑精制煤漿等原料,從而擴寬了加工原料的范圍,增強了劣質(zhì)原油加工的適應(yīng)性。
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