（石大博士论文）20万吨固定床FCC轻汽油醚化装置设计

辽宁石油化工大学毕业设计（论文）用纸 20万吨∕年固定床FCC轻汽油醚化装置设计

摘 要

本文主要通过对国内外催化轻汽油醚化的各种工艺技术的研究，总结出FCC汽油经过醚化反应，汽油轻馏分中的活性烯转化为醚，可使辛烷值提高2～3个单位。由于FCC汽油轻馏分中烯烃约占总汽油中烯烃的90％，因此将活性烯转化为醚后，烯烃的质量分数减少约23％，改善安定性。辛烷值的提高也减少了体系调和高辛烷值汽油对重整汽油的需要量，从而降低了汽油中芳烃的质量分数，并增加汽油的氧含量，是提高催化汽油质量的有效途径之一。以国内几家催化裂化轻汽油醚化工艺技术和国外几家催化裂化汽油醚化工艺技术为研究对象，分析了各种工艺技术的流程及工艺特点。重点研究了催化轻汽油的选择加氢技术和醚化反应技术，并详细计算了20万吨/年催化裂化汽油的醚化装置设计的过程。重点研究了催化轻汽油的选择加氢、醚化反应和异构化技术，通过分析论证，总结出最佳的催化裂化轻汽油醚化工艺流程。

从工程设计方面重点探讨催化裂化汽油轻馏分醚化工艺中流程和设备选型方面的问题。主要包括分馏塔、加氢反应器、醚化反应器的装置设计。本设计采用固定床及两台反应器串联的工艺流程，过程简单，操作平稳，投资少，可大大改善了催化裂化汽油的质量。

关键词:催化裂化轻汽油；醚化；装置设计；工艺流程

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Abstract

Through the domestic and international catalytic light gasoline etherification of all kinds of technology research, summarizes the FCC paper FCC gasoline light distillates etherification change is to improve the quality of gasoline, meets the requirements of environmental protection ideal process. The FCC gasoline light fractions of the active ene into the ether, can make octane Numbers increased by 2 to 3 unit. Due to the FCC gasoline light olefins in the fraction of total gasoline olefins 90%, will therefore propylene activity into the ether, olefins quality score 23% reduction, improve the stability. The improvement of octane rating also reduce high octane value to attune to reforming the gasoline demand, so as to reduce the mass fraction of aromatics in gasoline.On the choice of catalytic light gasoline hydrogenation technology and etherification reaction technology, and detailed calculation 200000 tons/year FCC gasoline etherification device design process. On the choice of catalytic light gasoline hydrogenation, etherification reaction and isomerization technology, through the analysis, summed up the best of catalytic cracking light gasoline etherification process flow. From engineering design aspects discusses the FCC gasoline light distillates etherification process flow and the equipment selection problem. Including the design of fractionation tower, hydrogenation reactors, etherification reactor device. This design uses a series of fixed bed and two reactor process, the process is simple, smooth operation, less investment, can greatly improve the quality of the FCC gasoline.

Keywords: catalyticcracking light gasoline; etherification; device design; process

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目 录

摘 要 ............................................................ 1 Abstract .......................................................... 2 1 文献综述 ........................................................ 1

1.1 车用汽油质量现状与发展趋势 ................................ 1

1.1.1 汽车尾气对环境的影响 ................................. 1 1.1.2 车用汽油性质与尾气排放的关系 ......................... 2 1.1.3 欧美车用汽油标准的现状 ............................... 2 1.1.4 中国车用汽油标准的现状与趋势 ......................... 3 1.2 催化裂化汽油降烯烃技术 .................................... 4

1.2.1 催化裂化汽油中硫的存在形态与分布规律 ................. 4 1.2.2 催化裂化汽油中烯烃的分布规律 ......................... 5 1.3 催化裂化轻汽油醚化技术原理 ................................ 5

1.3.1 催化裂化轻汽油醚化主要反应 ........................... 5 1.3.2 反应条件对醚化反应的影响 ............................. 6 1.3.3 提高醚化反应转化率的途径 ............................. 7 1.3.4 醚化催化剂与影响醚化催化剂寿命的因素 ................. 8 1.4 催化裂化汽油选择性加氢脱二烯烃技术 ........................ 9

1.4.1 催化裂化汽油选择性加氢反应 ........................... 9 1.4.2 催化裂化汽油选择性加氢催化剂 ......................... 9 1.5 催化裂化轻汽油醚化技术 ................................... 10

1.5.1国外技术 ............................................ 10 1.5.2 国内的技术 .......................................... 13

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2 设计说明 ....................................................... 16

2.1 项目概括 ................................................. 16 2.2 设计依据 ................................................. 17 2.3 产品对比 ................................................. 17 2.4 原料与催化剂 ............................................. 18

2.4.1 主要原料 ............................................ 18 2.4.2 催化剂 .............................................. 21

3 工艺设计与计算 ................................................. 23

3.1概述 ...................................................... 23 3.2 工艺计算 ................................................. 24

3.2.1 分馏塔的设计 ........................................ 24 3.2.2 塔板流动性能的校核 .................................. 32 3.2.3 塔板负荷性能图 ...................................... 34 3.2.4 选择性加氢反应器的设计 .............................. 38 3.2.5 醚化反应器的设计 .................................... 38 3.3 工艺流程简述 ............................................. 40 4 设备选型 ....................................................... 41

4.1 设备选型原则 ............................................. 41 4.2 关键设备选择 ............................................. 41 4.3 设备维修 ................................................. 42

4.3.1 设备维修方案 ........................................ 42 4.3.2 维修人员要求 ........................................ 43 4.3.3 维修人员职责 ........................................ 44

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5 安全与环境保护 ................................................. 46

5.1 消防设计 ................................................. 46

5.1.1 危险性物质(甲醇)概述及其物化性质 .................... 46 5.1.2 事故发生的可能性及危险性分析 ........................ 48 5.1.3 消防安全措施 ........................................ 49 5.1.4 消防系统 ............................................ 49 5.2 生产安全 ................................................. 50

5.2.1 装置设计中采用以下保护措施 .......................... 50 5.2.2 劳动安全卫生 ........................................ 50 5.2.3 安全系统设计准则 .................................... 51 5.2.4 安全系统的设置 ...................................... 51 5.2.5 工业卫生 ............................................ 52

6 概算 ........................................................... 54

6.1 投资估算 ................................................. 54

6.1.1 投资估算编织说明 .................................... 54 6.1.2设备费用 ............................................ 55 6.1.3 项目投资和投资估算 .................................. 55 6.1.4 相关费用计算说明 .................................... 55 6.2 社会效益评价 ............................................. 56 总 结 ........................................................... 58 参考文献 ......................................................... 59 致 谢 ........................................................... 61

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