催化裂化提升管进料段内油剂两相流动混合的优化及工业应用

通过冷模实验,揭示了催化裂化提升管进料混合段内存在两个问题,即在局部区域内颗粒相返混严重以及油剂两相浓度分布并不匹配-在油相浓度高(低)的位置,剂相浓度却较低(高).通过对实验结果的理论分析,提出了改善提升管内油剂两相接触、混合的思路,即利用和控制二次流,并借助于CS型催化裂化进料喷嘴对二次流实现"用其利,抑其弊",工业应用的结果清楚地表明CS喷嘴对提升管内油、剂两相流动、混合状况有明显地改善,可有效地提高液收率.

矢量优化技术在FCC进料喷嘴开发中的应用(Ⅰ)——“外部矢量”的优化

采用大型冷模实验，结合多种现代多相流测试技术，考察了FCC提升管内催化剂和原料油的流动、混合状况。通过引入4个新参数：射流相无量纲特征浓度（反映射流的扩散速度）、颗粒密度分布均匀性指标（反映催化剂颗粒分布的均匀程度）、颗粒相返混比（反映催化剂颗粒的返混）和特征浓度剂油比（反映剂油的浓度“匹配”），定量比较了不同喷嘴出口射流速度对提升管内多相流场的影响。从优化提升管内油．剂流动、混合效果的角度出发，对进料雾化喷嘴的两个“外部矢量”进行了优化：一是喷嘴出口射流速度应控制在65～70m／s，二是采用“气体内构件”来调控提升管内流场。工业应用的效果表明，进料雾化喷嘴“外部矢量”的优化切实有效。

矢量优化技术在FCC进料雾化喷嘴开发中的应用(Ⅱ)——喷嘴“内部矢量”的优化

分析了液体雾化的微观和宏观过程,为了使FCC进料喷嘴取得较好的雾化效果,在喷嘴内部流道中,可采用多级雾化技术,对各级雾化蒸汽进行"矢量优化",确定各级雾化蒸汽的速度和喷出角度,并结合计算机数值模拟以及冷模实验,提高油、汽两相速度的矢量差,以获得较大雷诺数和韦伯数。CS型进料雾化喷嘴在实际应用中取得了很好的效果。液体收率明显增加,提升管内焦炭、干气等不良副产物的产率得到了有效地抑制,证明了喷嘴内部"矢量优化"的设计方法行之有效。

催化裂化提升管进料段的优化

通过分析冷模实验的结果,并结合催化裂化提升管的实际操作情况,揭示了催化裂化提升管进料混合段内存在的问题:由于射流二次流的产生,在进料段内局部区域催化剂颗粒相返混严重并且油剂两相浓度分布并不匹配——在油相浓度高(低)的位置,剂相浓度却较低(高)。并介绍了一种能够有效地利用和控制二次流的CS型雾化喷嘴,工业应用的结果表明CS喷嘴对提升管内油、剂两相流动、混合状况有明显地改善,可有效地提高液收、降低结焦。