FCC装置外取热器爆管动态模拟研究

基于典型FCC(催化裂化)装置再生系统分析,提出了利用Aspen Dynamics软件建立外取热器爆管时再生系统再生压力的动态模拟模型。通过与某1.80 Mt/a中型FCC装置外取热器爆管后再生压力变化现场数据对比,模型的可靠性得到了验证。以通过验证的动态模拟模型对某新建3.50 Mt/a大型FCC装置外取热器爆管时的再生压力进行动态模拟研究,定量分析4种不同工况下外取热器爆管对再生压力的影响。研究结果表明:外取热器爆管后再生压力迅速上升,再生压力峰值随破口面积增加而增大,双动滑阀处于自动控制状态可以显著降低再生压力峰值;正常操作时应将双动滑阀投自动控制状态,以降低爆管后再生压力峰值,此状态能快速恢复再生压力至正常操作值,有利于装置的安全平稳运行。

催化裂化外取热器传热与流动特性的大型冷模实验

为了深入认识催化裂化外取热器内的传热和流动特性,在1套ф500mm×3.0m、内设9根竖直翅片取热管的大型催化裂化外取热器冷态模型中,采用和工业装置类似的传热机制,测量了不同操作条件下外取热器内取热管传热系数的变化规律,并结合床层密度轴、径向变化规律进行了分析。结果表明,取热管传热系数随表观气速(u)增大呈现先增大后减小的趋势,峰值点出现在0.4m/s时,这一趋势和床层从鼓泡到湍动的流域转变密切相关,工业设计中可以选用床层的起始湍动速度作为最佳操作气速;由于中心区域气泡和颗粒更为强烈的运动,因此中心处取热管的传热系数显著高于边壁区域取热管的传热系数,和床层中心稀、边壁浓的床层密度径向分布相对应;随着床层高度的不断降低,取热管传热系数呈现单调下降的趋势,因此改变床层高度可以作为调节外取热器取热负荷的一个有效手段。

重油催化裂化取热技术及其进展

介绍了重油催化裂化取热技术的现状及发展趋势。取热技术主要分为内取热技术和外取热技术 ,内取热器有垂直盘管式和水平盘管式两种 ,工业化的内取热技术始于 6 0年代 ,属稀相输送 ,因其磨损严重 ,运行寿命短 ,因而出现了外取热技术。现在工业应用的外取热器有上流式、下流式、气控式、返混式等。尽管各种类型的取热器有其自身的优势 ,发挥了重要作用 ,然而都有其一定的局限性。抚顺石油学院新开发出的输送管路式取热技术在平衡两器过剩热量的同时能有效地优化反应系统操作 ,实现高再生温度、高剂油比、高原料预热温度的“三高”操作 ,可提高转化率、掺渣比。

催化裂化装置外取热器运行异常分析

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司Ⅱ套催化裂化装置外取热系统自2011年改造后,出现难流化,难建立循环的现象,无法灵活调整外取热器产汽量,给生产造成很大影响。针对进料复杂多变、外取热器难以流化的现状,采取了外取热器单器流化的操作模式,以保证装置具备灵活的取热手段。分析认为外取热器筒体内流化风管的流化状态对外取热器流化有重要影响。装置检修期间,对外取热器进行了改造,主要改造内容是筒体内的流化风环。改造后,外取热器循环流化和产汽较之前有大幅度改善,为生产优化提供了保障。

外取热器工艺操作对长周期运行的影响及优化

介绍了中国石油化工股份有限公司金陵分公司3.50 Mt/a催化裂化装置再生器外取热器的结构、流程和应用情况。分析了影响外取热器长周期运行的工艺问题:一是催化剂流化失常的问题,影响催化剂流化的因素是流化风量和外取热下滑阀开度,风量过高、过低都会造成催化剂流化异常,应控制流化风量在合适范围,主要是控制大流化风量在4 000~5 000 m^3/h,并多采用滑阀开关来进行取热调节;二是外取热器汽包炉水品质的问题,影响因素有给水水质、排污效果和加药情况,为保障汽包炉水品质合格,要加强对给水水质、排污效果和加药情况的管理和监督,确保汽包正常运行,以保障外取热器的长周期运行。

催化裂化再生催化剂取热技术研究进展

作为催化裂化过程热量平衡的有效调节手段,再生催化剂取热技术已广泛应用于工业过程中。在总结国内外已有研究的基础上,概述了再生催化剂取热技术的发展历程,分别介绍了外取热技术的分类及工作原理、再生催化剂调温技术和传热强化技术及其研究进展。通过分析发现,取热器的控制性热阻为换热管外部流化区域。因此,根据取热负荷公式,分别从传热温差、传热面积和传热系数3个方面介绍了传热强化技术的进展。重点阐述了环流床传热强化技术,该技术通过借鉴气-固环流思想,能够有效增大颗粒团在换热表面的分率和减小颗粒团的平均停留时间,从而提高传热系数,强化传热过程。

RFCC装置外取热器产中压蒸汽盐含量问题的研究

研究了催化裂化装置(RFCC)外取热器汽产中压蒸汽盐含量问题。吉林石化公司炼油厂Ⅰ套140万t/a催化裂化装置实施外取热器汽包改造、余热炉使用新型吹灰器、加强锅炉给水质量等措施,解决反应系统外取热器汽产3.5 MPa中压蒸汽盐含量高问题,避免了大型机组蒸汽透平叶轮因积垢频繁切换清洗,实现了大机组的长周期运行,消除了生产瓶颈问题。

重油催化裂化装置外取热器管束、衬里损坏原因分析及处理对策

介绍了催化裂化装置外取热器在运行过程中发生的管束泄漏及衬里损坏等故障情况,对产生故障的原因进行了分析,找出了产生故障的主要原因,并采取了处理对策。现已进行了10年,没有再发生管束因磨损穿孔而发生泄漏的事故,解决了外取热器的磨损问题。

气控式外循环外取热技术的工业应用

介绍了重油催化裂化装置外取热技术在国内外的应用现状及发展趋势，并重点讨论了气控式外取热器。介绍了洛阳石油化工工程公司设计的气控式外取热器在长岭炼油化工总厂重油催化裂化装置上的工业试验标定结果。应用外取热器可提高渣油掺炼率，对操作参数和产品质量无不良影响。还介绍了气控式外取热器在其它装置的工业应用情况。最后对气控式外取热器进行了技术评价，认为具有流程简单、运行可靠、操作灵活、节省投资等特点，它的推广应用必将带来良好的社会效益和经济效益。

催化裂化再生器外取热器换热过程理论分析

从热量来源 (不从传热 )角度在理论上对目前催化裂化再生器各种外取热器作了分析 ,给出了对流热和“扩散热”的计算式。研究了各种外取热器的换热效率及计算方法 ,并找出了取热器内温度明显低于再生温度 (即使在入口处也如此 )的原因 ,进而提出了改进措施。研究结果表明 ,取热器本体内传热基本上受“扩散”控制 ;催化剂循环对取热器的作用主要归于对供剂起始温度的影响 ;用流化气体使供剂管路内催化剂扩散可提高取热量 ;各种外取热器的性能差别主要表现在供剂温度上 ;供剂管路的设计和操作状态 ,对取热器内温度可产生达 10 0℃的改变 ,从而影响取热器的负荷。

催化裂化再生器外取热器分类及换热性能分析

从换热过程的内在规律出发，将已投用的外取热器分为阀控上流式、阀控下流式、气控下流式、无循环式 共４种形式；提出了热量分解概念，外取热器热量由对流热和当量“扩散热”两部分组成。已投用的外取热器中，气 控式设备效率最高，单位外取热器设备体积取热量为 ０、４５ ＭＷ／ｍ~３，其他形式为 ０．３ ＭＷ／ｍ~３，再考虑滑阀造价，气控 式投资明显低于阀控式；对应同样的流化气速和催化剂循环量，气控式能提供更高的催化剂温度及更大的换热强 度；各种取热器均可用肋片强化，肋片效率一般在０．７左右。

重油催化裂化装置多掺炼渣油技术改造分析

总结了重油催化裂化装置多掺炼渣油技术改造后的运行工况 ,对比分析了装置改造前后装置掺渣能力、再生器烧焦能力、焦炭组成和装置热平衡等方面的区别 ,通过压力平衡和热平衡核算 ,重点分析了外取热器运行工况 。

加氢改质装置掺炼焦化汽柴油运行总结

为解决加氢改质装置负荷低、焦化汽柴油加工流程长、加工费用高的问题,中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司通过技术改造将焦化汽柴油并入加氢改质装置加工。加氢改质装置新增焦化汽柴油过滤器和脱丁烷塔塔顶水冷器,并调整了催化剂装填方案和生产方案。加氢改质装置掺炼焦化汽柴油后,反应一床层温升增加近一倍,各产品性质均有向好趋势,循环氢纯度有所下降,铵盐结盐点前移,装置结盐腐蚀风险增大,但总体运行稳定。通过分析掺炼前后运行条件和产品性质,提出加氢改质装置掺炼焦化汽柴油的可行性、存在问题及解决措施,探索出新的焦化汽柴油加工路线。

R2R工艺的特点

介绍了法国TOTAL公司和IFP联合开发的R2R重油催化裂化工艺的特点及应用情况。

外取热器翅片管热应力分析及结构优化

由于外取热器壳程的烟气温度很高,使得翅片管温度梯度大,产生很大的热应力。通过调整翅片管不同的结构型式及取热强度,采用有限元方法对翅片管在温度及内压两种载荷工况作用下的15个结构模型进行了计算和分析,指出了设计时需要考虑的要点,从而为工程设计的结构优化提供技术参考。

重油催化裂化装置外取热器应用

介绍中国石化工股份有限公司广州分公司重油催化裂化装置再生器外取热器的结构、流程和应用情况,以及开工运行过程中出现的问题和解决对策。根据生产数据核算外取热器取热情况,结合装置原料多变的实际,认为其取热范围偏窄。核算外取热器能力与主风机改造后能力的匹配关系,得出了现有外取热器取热量偏小的结论,提出了进一步提高取热量的改进措施。

折流式外取热器内传热强化特性

为解决流化催化裂化(FCC)外取热器的取热负荷不足问题,提出了一种新型折流式外取热器,即在工业常用的下流式外取热器的基础上,沿催化剂流动方向增设若干折流板。通过大型冷模实验分别测量了下流式和折流式外取热器密相区和稀相区的传热系数,结果表明:在密相区和稀相区,折流式外取热器的传热系数均大于下流式外取热器,其中密相区和稀相区的传热系数的相对增长量分别为26.9%~267.9%和31.6%~152.5%。在折流式外取热器的密相区,传热系数得到强化,主要是因为颗粒径向流动的增加、密相床层的轴向混合的增强和气泡尺寸的变小;在稀相区,主要是由于颗粒流沿折流板以"折流"形式流动,增长了颗粒的过流路径,同时折流板上的开孔使催化剂分布更加均匀,提高了颗粒与换热管的接触分率。由于下流式和折流式外取热器内密相区传热系数均远大于稀相区,因此密相区为主要换热区域。建立了2种外取热器的密相区传热系数关联式,其计算值与预测值间相对误差小于20%。

粉体流冷却器在催化剂生产上的应用

在催化剂的生产中,产品的冷却是关键环节之一,直接影响着生产线的连续平稳运行,能否保证催化剂成品的质量、外观,满足催化剂性能的需要,催化剂冷却器的选择是至关重要的,文章对新型Solex粉体流催化剂冷却器工作原理和性能特点作了简单的介绍和评述,并与传统的冷却技术进行比对。

4.1Mt/a柴油加氢装置国Ⅴ标准长周期潜能分析

研究了国Ⅴ柴油质量标准下,国内某4.1Mt/a柴油加氢装置长周期运行潜能。根据催化剂反应温度工业数据,测算该装置一反催化剂平均失活速度0.0306℃/d、二反催化剂平均失活速度0.0284℃/d。一反、二反床层压降上升趋势平缓,压降不会成为装置长周期运行的制约因素。对高压空冷腐蚀情况进行测算,高压空冷的腐蚀系数Kp值为0.24,空冷入口流速2.52m/s,出口流速2.00m/s,管束内平均流速1.43m/s。综合以上分析认为:该柴油加氢装置长周期运行时长可达1364天。

外取热器连接管道衬里失效分析

中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司1.4 Mt/a重油催化裂化装置外取热器入口斜管衬里结构采用龟甲网双层隔热耐磨衬里,返回管衬里结构为侧拉环双层隔热耐磨衬里。在装置运行过程中经常会出现热点,甚至于管壁受损泄漏,损坏形式主要是衬里掏空、龟甲网变形、开裂和衬里脱落入口斜管与外取热器连接处龟甲网开裂以及入口斜管与再生器连接处衬里脱落。由于流速高,催化剂冲刷磨损严重,极为容易造成设备损坏,通过分析衬里失效的几方面原因,从外取热器结构、铆固钉排布衬里、施工质量、衬里结构设计等方面制定解决方案,使设备达到装置长周期运行的目的。