溢流碎流型气液分配器的开发研究

国内在役和设计的加氢反应器内构件多数使用抽吸型气液分配器的分配技术。洛阳石油化工工程公司对抽吸型和溢流型气液分配器的特点进行了技术分析,开发出一种具有碎流板结构的溢流碎流型气液分配器。在主体为直径600 mm的有机玻璃塔实验装置上,采用空气和水介质,将溢流碎流型气液分配器与典型的抽吸型气液分配器进行对比实验,结果表明,溢流碎流型气液分配器的压力降比抽吸型的低,对液相的分配均匀性比抽吸型的好,操作弹性比抽吸型的大。

新型加氢反应器内构件的研究

在专用的加氢反应器试验装置上,中国石化集团洛阳石油化工工程公司设备研究所开发了新型加氢反应器内构件:ERI型入口扩散器、ERI型和BL型气液分配器、ERI型和BL型急冷箱,并将这些内构件与美国联合油公司开发的UOC型反应器内构件进行了比较。与UOC型内构件相比,ERI型入口扩散器液体分配曲线较平缓,压力降较低;ERI型和BL型气液分配器的液体分配曲线平缓,在压力降方面ERI型最低、UOC型居中、BL型较高;ERI型和BL型急冷箱的温度分布不均度均比UOC型的低,在压力降方面ERI型最低,UOC型居中,BL型最高。

BL型气液分配器的试验研究

气液分配器是加氢反应器的重要内构件之一。在对国内引进的联合油(Union Oil)型气液分配器结构剖析的基础上,开发出一种具有碎流板结构的BL型气液分配器。在专用的加氢反应器内构件试验装置上,将BL型气液分配器与联合油型气液分配器进行对比试验。结果表明,BL型气液分配器综合分配性能优于联合油型气液分配器。

BL型急冷箱的试验研究

急冷箱是加氢反应器重要内构件之一。在对国内引进的联合油型急冷箱结构剖析的基础上,开发研究出结构独特的BL型急冷箱。在专用的加氢反应器内构件试验装置上,将BL型急冷箱与联合油型急冷箱进行对比试验。结果表明,BL型急冷箱的混合传质性能及混合传热性能优于联合油型急冷箱。

加氢反应器内构件急冷箱的试验研究

通过对联合油型急冷箱结构进行研究,开发出结构合理的新型急冷箱。在加氢反应器内构件实验装置上,将新型急冷箱与联合油型急冷箱进行对比实验。结果表明:新型急冷箱的综合性能优于联合油型急冷箱。

导流浮阀塔板的开发及其应用

介绍了洛阳石油化工工程公司设备研究所开发的导流浮阀塔板的结构特点、冷模试验结果及工业应用情况。与传统的F1浮阀塔板相比 ,在液流强度为 6 0m3 / (m·h)时 ,导流浮阀塔板压降在阀全开前低 80～ 10 0Pa ,在阀全开后低 30 0～ 4 0 0Pa ;泄漏小约 10 % ;板效率高约 10 % ;且雾沫夹带少、操作弹性大、导流作用显著。与具有导流作用的导向浮阀塔板相比 ,良好的流体力学性能和传质性能更为突出。工业应用结果表明 ,采用新的导流浮阀塔板对塔器装置进行技术改造后 ,改善了产品分割质量 ,提高了轻质油拔出率。

加氢反应器内构件——急冷箱的试验研究

急冷箱是加氢反应器的重要内件。洛阳石化工程公司设备研究所在认真分析UOP急冷箱的基础上,对其结构进行了改进,开发出了新型急冷箱(已获专利)。经过流体力学、传质、传热性能对比试验、分析,新型急冷箱结构性能优良。

加氢反应器内件——急冷箱的性能研究

通过试验研究,对新型急冷箱结构进行了分析,从流体力学、传质、传热三方面进行了性能综合评价,并与国外急冷箱进行了比较,结果表明新型急冷箱结构性能优良。

加氢反应器气液混合分配系统浅析

对国内外多家公司或单位(包括国外的UOP公司、CHEVRON公司、SHELL公司、BP公司、TEXACO公司、M.W.KELLOGG公司和HALDOR TOPSOE化工设备公司,国内如洛阳石油化工工程公司、中国石化工程建设公司及抚顺石油化工研究院)不同结构形式的加氢反应器气液混合分配系统进行了介绍,分析了早期结构的不足之处。说明了当前国内外几种具有代表性的气液混合分配系统结构上的改进,对其混合机理进行了分析,指出了分配系统今后的发展趋势。

加氢反应器安全运行探讨

分析了加氢反应器主要的腐蚀损伤形式和出现部位,提出了相应的安全防护措施;讨论了催化剂在装填及运行时的安全隐患及解决办法;另外对内构件安装做出了技术要求。

催化裂化主分馏塔扩能改造

介绍了催化裂化主分馏塔技术,其特点在于综合了高效导流浮阀塔盘、TFDJ塔盘、LVG塔盘三者的优点, 根据催化裂化主分馏塔各段不同的汽液负荷及结盐、结焦情况,采用不同的塔盘。采用该技术后结盐、结焦堵塞塔 盘的状况基本消除,液化石油气收率提高了2.39个百分点,在汽油回炼量增加20t／h的情况下,该装置的处理能力 仍能由原来的1.06Mt／a提升到1.16Mt／a,且产品质量良好。

固定床反应器中气液分配器的流体力学性能

设计了一种底部带有碎流板的新型管式气液分配器。以水和空气代替工业上的原油和氢气进行冷模实验。实验过程为:水由水箱经水泵抽出,经液体流量计计量后进入实验塔上部的气液扩散器,气液两相流经急冷箱冷却后同时向下通过分配器。进入到接液装置的液体通过橡胶管导入到放置在地面上的17个标有编号的量筒中,未进入接液装置的液体流入水箱,气体则排放到大气中。最后用U形管差压计测量分配器的压力降。实验研究了该分配器的分配性能、压力降损失、气液相操作弹性和分布不均度,优化并确定该分配器的结构形式和结构参数。结果表明,该分配器的最佳工作条件为:液相量为0.3m^3/h左右,气相量为20~30m^3/h。

气液鼓泡床泡罩式气体分布器流场的CFD模拟

采用ANSYS FLUENT商用CFD软件对气液鼓泡床内泡罩式气体分布器单体进行了数值模拟。以Ug=12.34m/s的入口速度对计算模型进行单相三维稳态模拟。研究了泡罩内径、泡罩齿片和入口管开孔分别对塔内不均度和泡罩式气体分布器的压降影响规律。研究表明,随着泡罩内径的增加,塔内不均度和分布器压降减小;泡罩齿片加宽,齿片对气体的阻力增加;齿片间距增加,齿片对气体的阻力减小;入口管开孔数对塔内不均度没有任何影响。开孔数很少时,开孔数量的增加使分布器的压降减小,然而开孔数增加到一定数量时,开孔数对分布器的压降影响甚微。对泡罩式气体分布器进行了结构优化。

鼓泡床反应器中气液分配器对气含率的影响

以水和空气分别模拟工业上的重质原油和氢气迚行冷模试验，考察鼓泡床反应器新型气液分配器对气含率的影响，迚而优化幵确定气液分配器的结构形式和结构参数。试验结果表明，气液分配器对总体平均气含率的影响，随表观气速的增大基本呈线性增长，与其他鼓泡床迚料内构件结构的影响基本一致，幵且稍高一些（3%-5%）。对局部气含率的影响：轴向上，在测试范围内，轴向位置越高，气含率越高，主要和泡罩式气液分配器结构有关；径向上，气体在床层中分布不均匀，中间多，近壁少，同一高度时，中心处气含率一般为近壁气含率的1.5-2倍。

气相加氢分配器的技术开发

依据气相加氢工艺的相关特点,设计了气相加氢分配器,主体为管式结构,结构简单,安装方便。主要通过侧隙出口和底板出口实现气相物流的均匀分布,流体流动稳定,阻力较小。在600 mm固定床冷模试验装置中,通过冷模试验测试了单个分配器结构参数(底板开孔结构和开孔尺寸)对分布效果的影响,优选出结构参数相对合理的气相加氢分配器,得到分配器的局部阻力系数,同时应用计算流体力学模拟软件CFX12.0对分配器进行了数值模拟,并在1 600 mm冷模试验装置中,考察了分配器组合分布特性。结果表明:用于气相物流场合时,通过采用合理的分配器结构参数,气体分布均匀,流动阻力较小,多分配器匹配较好,整体分配性能较好。

基于有限元模型的深基坑开挖对邻近桥梁的影响分析

为研究狭长深基坑开挖对邻近建筑物的影响特征并评价其安全性,以杭州市实际深基坑工程为例,采用Midas GTS软件建立有限元模型,研究狭长深基坑开挖时邻近高架桥的响应性状,考虑深基坑施工工序行为以及基坑-地基-基坑-上部结构共同作用,计算基坑开挖引起邻近绕城高架桥的变形值,继而评价邻近建筑物的安全。研究结果显示,随着基坑开挖的不断进行,桥梁结构沉降变形越来越大,基坑开挖完成及主体回筑后桥梁墩台顶的均匀沉降最大值为8.5mm;桥墩顶的水平位移最大值为2.3mm;桥墩顶间差异沉降最大值为1.21mm,均满足规范要求。本次研究可为数值模拟在狭长深基坑工程中的应用提供一定的借鉴。

浆态床动态错流过滤技术的研究

浆态床反应器是煤炭间接液化工艺中的核心装置之一,为保障反应器长周期安全运行,必须将反应器中的合成油连续有效地从固液两相中分离出来,采取动态错流过滤可以达到这一目的。根据固液动态错流过滤的基本原理和滤饼的特性,提出了一种新型动态错流过滤技术方案。对其进行了模拟研究,结果表明:通过内构件控制过滤管外侧液体流速,形成两相过滤,可以保证过滤面外流场均匀,进而使滤饼动态均匀,提高了过滤效果。结合模拟研究结果并通过理论分析认为,在浆态床费托合成(F-T合成)反应器内采用梯级金属粉末烧结过滤管和动态错流过滤技术,可以实现合成油与催化剂油浆的连续有效分离。

气相加氢入口扩散器的试验研究

根据气相加氢工艺的相关特点,设计了主体为管式结构的气相加氢入口扩散器,通过侧开孔和分布板实现了气相介质的均匀分布,具有结构简单及安装方便的显著特点。在1 600mm固定床冷模试验塔中,对此入口扩散器结构参数对分配性能和压降的影响进行了测试,优选出了结构参数相对合理的气相加氢入口扩散器。试验结果表明,用于气相介质场合时,通过采用合理的入口扩散器结构参数,可以达到分配性能较好、压降较小的目的。

浆态床反应器气体分布器的性能研究

在大型浆态床反应器冷模试验装置上,考察了新型气体分布器对反应器内流体力学性能的影响,主要从平均气含率、局部气含率、气泡尺寸及影响区的变化规律进行研究。同时对浆态床反应器内的气液两相流动状况进行了数值模拟研究,并将模拟结果与大型冷模试验结果对比分析,二者吻合较好,验证了数值模拟所用的k-ε双方程模型和欧拉多相流模型的可靠性与结果的可信性。结果表明,反应器内各个区域的气含率各不相同,但随表观气速的增加而增大;分布器轴向影响区域为高度200~300 mm,径向影响区域为直径140~150 mm;分布器的逆流速度一般小于10 m L/s;反应器下沿内部附近存在较大的涡旋,在实际操作过程中应当设计最佳的分布器结构和内构件的布置方式,消除涡旋,改善物料的接触效果和停留时间分布。

旋流式急冷箱性能试验研究

介绍了中石化洛阳工程有限公司开发的一种新型旋流式急冷箱,并将其与UOC型急冷箱进行了比较。对比分析了2种急冷箱的结构特点与工作原理,旋流式急冷箱设置的内混合环板和外混合环板强化了气液混合物的碰撞接触效果。在同一试验装置上从压降、传热和传质3个方面对旋流式急冷箱和UOC型急冷箱的性能进行了试验研究,运用气液混合物的温度分布不均匀度σ及液相体积传质系数KLa来量化衡量2种急冷箱的性能。研究结果表明,旋流式急冷箱的综合性能优于UOC型急冷箱。