内构件对提升管内气固流动特性影响的研究进展

提升管内气固沿轴径向分布不均匀的固有特性是影响气固接触效率及反应选择性的重要因素。本文就内构件对于提升管内气固轴径向的浓度分布、颗粒的混合及传热行为的实验研究工作进行了综述,不同研究者的研究结果表明,适宜的内构件能够改善提升管内气固分布状态,提高气固混合及传质传热效果,有利于提高反应速率和选择性。

提升管反应器油剂间传热传质及混合特性研究

以某炼厂180万t/a催化裂化装置提升管为模型,通过数值模拟研究了催化裂化初始原料油液雾(简称油雾)粒径对提升管反应器油剂间传热传质及混合特性的影响。结果显示,35μm油雾与70μm油雾相比,在低高度段油雾温度更低,且温度分布更加均匀;同一高度段油雾粒径越小油雾蒸发速度更快,35μm油雾达到98%蒸发量所需时间几乎是70μm油雾的一半;对于35μm油雾来说,催化剂在提升管中心的聚集效应较弱,在不同高度横截面上比70μm油雾的固含率低,且油气在横截面上分布的更加均匀,促使原料油与催化剂的均匀混合,有利于催化裂化反应,改善产品分布。

喷嘴布置对提升管内气-固流动特性及传热传质的影响

催化裂化提升管内良好的相间传热与传质、气-固流动特性可为催化裂化装置提供有利的反应环境。以某炼油厂1.80 Mt a催化裂化装置的提升管为模型,通过数值模拟方法研究了4种不同喷嘴布置对提升管内气-固流动特性及传热传质的影响。模拟结果显示:喷嘴数量为8、喷嘴倾角为30°的布置(布置B)下提升管内催化剂固含率分布和原料油的油气分布均优于其他布置;提升管内相间传热非常迅速,4种喷嘴布置下气-液-固三相温度场分布几乎一致,其中布置B下原料油雾滴分布相对较为均匀。通过对原料油雾滴蒸发情况进行评估,发现布置B具有最好的蒸发效果,有利于催化裂化反应的进行和改善产品分布。

双提升管催化裂解技术研究进展

综述了国内外双提升管催化裂解工艺技术进展,包括国内灵活多效催化裂解(FDFCC)系列技术、增强型催化裂解技术(DCC-plus)、两段提升管催化裂解多产丙烯技术(TMP)及国外Maxofin-FCC工艺、PetroRiser工艺及PetroFCC工艺。重点介绍了旨在解决催化剂与原料油精确匹配问题的双催化剂分区再生工艺技术,并指出今后的研发应注重:优化双提升管催化裂解分区再生装置的工艺参数,以降低操作难度;根据市场需求,实现不同技术方案在同一装置上的灵活切换,以加快工业化进程。

耦合流化床提升管边壁区固体流动的研究

为了研究耦合流化床边壁区固体颗粒的流动特性,采用压力传感器、PV-6型颗粒速度测量仪和PC6D型颗粒浓度测量仪测量了提升管轴向压降以及颗粒速度和浓度。结果表明:颗粒的下降速度为0.8~1.6m/s。固体循环量、表观气速的增加使颗粒下降速度增加,总结得到颗粒速度与截面平均固体浓度关联式。增加固体循环量、减小表观气速使边壁区固体浓度和流量增加,但返混比的变化相对较小,并拟合得到了固体浓度与截面平均固体浓度关联式。因此对于耦合流化床,可以通过改变操作条件来调节边壁区固体颗粒的流动特性。

提升管射流影响区内压力脉动特性研究

在提升管大型冷模实验装置中,采集了两种射流形式(射流向上倾斜和射流向下倾斜)提升管射流影响区内的压力动态数据,获得了压力脉动强度的轴、径向分布,并结合压力脉动信号的小波分解分析了不同射流形式对提升管内气固间作用规律的影响,建立了射流影响区内压力脉动特性与射流速度的联系。结果表明,与向上倾斜射流相比,向下倾斜射流使得提升管内压力脉动标准偏差整体数值增大约30%,而轴向、径向变化梯度均有所减小,气固混合过程的强度增大。小波分析结果表明,随着射流速度的增大,射流向上倾斜时,射流喷嘴入口截面附近区域小波能量整体数值将降低约25%,而在射流向下倾斜的射流影响区内小波能量整体数值将增大29%左右,其中ED4、EA8能量占比最大;向下倾斜的射流能有效增加射流影响区内高频压力脉动强度,有利于提高气固接触效果。

高通量提升管内颗粒团聚特性模拟研究

针对高通量循环流化床提升管内固体颗粒的团聚特性,基于OpenFoam开源软件,通过多项质点网格法(MP-PIC),采用考虑团聚作用的分区曳力模型(ZM)模拟三维提升管内的气固流动特性,并通过阈值法研究表征颗粒团聚特性的主要特征参数的分布规律。结果表明:团聚物的体积分数在提升管内呈现出强烈的不均匀分布现象,团聚物平均存在时间随提升管高度的增加而减小,而团聚物出现频率随之增大。从提升管的中心到边壁处,平均存在时间逐渐增大,而频率却逐渐降低,且表观流速和颗粒循环量对边壁区域的影响程度大于中心区域。团聚物的平均存在时间范围为5—45 ms,出现频率维持在4—34 Hz。

用于催化裂化的预汽提式提升管末端快分系统的研究及工业应用

在大型冷模试验装置上 ,系统地考察了带有密相环流预汽提器的提升管末端快分(CSC)系统的操作性能。结果表明 ,该系统能较好地实现气固的快速分离、催化剂的高效快速预汽提及油气的快速引出 ,系统各部分压力分布合理 ,当气体线速在 9～ 2 1m/s时 ,冷态下的气固分离效率高达 99%以上 ,并具有较好的预汽提效果。工业应用结果表明 ,CSC系统开工灵活 ,操作弹性大 ,气固分离效率高 (油浆固含量小于 2g/L) 。

传统催化裂化提升管反应器的弊端与两段提升管催化裂化

通过文献调研、实验研究和重油催化裂化工业装置现场采样,对传统重油催化裂化提升管反应器进行了研究。结果显示,传统重油催化裂化普遍存在反应时间过长、平均催化剂活性低和选择性差及不同反应组分之间存在恶性竞争等弊端。在此基础上,提出了两段提升管催化裂化新概念,并分析了其技术优势。

16m高气固提升管中的压力梯度与流动行为研究

在较宽操作条件范围内对16m高提升管中气-固两相流(空气-FCC颗粒)的压力梯度进行了实验测试，进一步揭示了快速流态化和密相气力输送这两种流动形态的动力学特征及其与操作参数的关系。结果表明，在表观气速增大的过程中气固提升管中的轴向压力梯度并非总是不断趋于均匀分布；提升管高度对从快速流态化到密相气力输送状态的过渡有重要影响，对于给定的表观气速，提升管高度增加将使过渡点所对应的颗粒循环量和床层颗粒浓度都减小。本实验条件下所有过渡点对应的床层颗粒浓度较为一致，平均为0.0104，并由此得到过渡点操作参数Ug与Gs的关联式。本文研究表明，在以往工作基础上进一步研究提升管高度对流动行为的影响极有必要。

吉林常压渣油在提升管内催化裂解的反应规律

在XTL-5小型提升管催化裂化实验装置上,以吉林常压渣油为原料,进行了催化裂解多产丙烯的实验,考察了反应温度、停留时间、催化剂类型对丙烯收率的影响。实验结果表明,提高反应温度、适宜的停留时间和采用多产丙LTB-2烯催化剂均可提高丙烯的收率,其中适宜的反应条件是反应温度530℃、停留时间1.4s左右。采用LTB-2催化剂,在第一段提升管反应温度530℃、m(LTB-2催化剂)∶m(常压渣油)(剂油比)为6.70、停留时间1.36s,第二段提升管反应温度530℃、剂油比7.21、停留时间1.8s左右的操作条件下,进行两段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)工艺的模拟实验。模拟实验结果表明,TMP工艺可使丙烯收率达到22.67%,同时兼顾汽油、柴油的生产。

提升管加床层反应器提升管段下行颗粒的分布及其对流动的影响

在提升管加床层大型冷态实验装置上,采用PV-4A光纤速度仪测量了提升管段颗粒流动状况,考察了下行颗粒分布及其对流动的影响。结果表明,沿提升管轴向向上,在中下部的加速区和充分发展区,下行颗粒主要分布在无量纲半径r/R≥0.90的近壁区,下行颗粒分率主要受固/气比影响,大固/气比时的截面平均下行颗粒分率大于小固/气比时的截面平均下行颗粒分率;在出口约束区,下行颗粒主要分布区域扩大为r/R≥0.70,下行颗粒分率增加,且主要受出口约束阻力影响,随出口约束阻力增加而增大。从径向看,下行颗粒主要影响近壁区的颗粒速度,考虑下行颗粒影响后,充分发展区的截面平均颗粒速度约为未考虑时的0.8倍,在约束区和加速区较0.8倍略有增大。通过对实验数据的分析,得到了提升管段局部和截面平均颗粒速度在考虑下行颗粒前后的定量换算关联式。

两段提升管催化裂解多产丙烯技术的工业试验

丙烯是重要的基本有机化工原料,低烯烃含量的高辛烷值汽油也是市场急需的产品。两段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)技术是以重油为原料,在多产丙烯的同时,兼顾低烯烃含量的高辛烷值汽油的生产。TMP技术的工业试验表明,采用LCC-200催化剂,以大庆常压渣油(AR)为原料,在一段提升管回炼混合C4,二段提升管回炼轻汽油的情况下,丙烯的收率和总液收分别达到19.64%,81.57%;干气收率仅为4.68%,其所含乙烯质量分数为45.93%,是制乙苯的理想原料;稳定汽油产品的研究法辛烷值为96.5,轻柴油收率仅为13.36%。

两段提升管催化裂化工业装置的操作条件优化

对中国石油玉门油田分公司80万t/a两段提升管催化裂化(TSRFCC)装置进行了操作条件优化.优化结果为:原料油预热温度250℃,一段提升管出口温度510℃,二段提升管出口温度525℃,原料掺渣比约35%,所产总油浆的3%～4%(质量分数)外排,粗汽油回炼时从二段提升管油浆回炼喷嘴的上方进料,采用LV-23型FCC催化剂.在此优化条件下操作,装置的总液体收率约为81.94%,催化剂单耗为3.58 kg/t.

0.5Mt/a两段提升管催化裂解装置运行现状浅析

本文介绍了大庆宏伟庆化石油化工有限公司的0.5Mt/a两段提升管催化裂解装置从开工投产到目前的实际运行状况,通过历年的技术改造及催化剂的换型及配方调整,装置产品分布较开工初期呈现明显提升态势,在相近工况下(油浆掺炼占比13%),一段重油丙烯收率达到10.58m%,提高1.57%,装置综合效益明显提升。

石油炼制催化裂化提升管技术

着重探讨石油炼制催化裂化提升管技术,分析其主要价值和类型,并比较不同类型的提升管技术的优缺点,提出优化策略和未来展望。

催化裂化装置采用两段提升管技术的改造及效果

为降低催化裂化汽油烯烃含量和提高轻质油收率,对0.8 Mt/a重油催化裂化装置进行了采用两段提升管反应器催化裂化技术的改造。改造中除反应沉降器和提升管反应器改动较大外,其余设备改动很小。改造后装置采用了汽油回炼方式。改造后装置的标定结果表明,两段提升管反应器与LBO-16L降烯烃催化剂配合,在保证汽油烯烃体积分数小于35%的前提下,产品分布较好,轻质油收率和柴汽比较高。但是在汽油回炼量较大(20 t/h)的情况下,汽油烯烃含量才达到要求。

中色非矿副井提升管控系统的设计与研究

矿井提升不仅是矿山企业重要的作业单元,也是矿山的咽喉,而副井提升更是承担了人员、物资上下井的重要任务,对矿山的整个生产衔接起到了关键作用,因此对副井提升系统的管控化设计至关重要,它是矿山能否高效运作的基础。通过副井提升管控系统的设计和建设,矿山可以实现提升系统的在线监视与控制、作业轨迹和作业序列的数据分析与管理、关键设备的预维护监控,以及副井提升系统自动化、智能化的全集成管控运行。

两段提升管催化裂化汽油回炼方式的对比

辽河石化分公司应用两段提升管催化裂化技术对催化裂化装置进行了改造,并增设了两种催化裂化汽油(轻馏分汽油和全馏分汽油)回炼改质措施。工业应用表明,在汽油烯烃含量接近目标值(目标值为体积分数39%)时,汽油回炼量小,此时回炼轻馏分汽油有利于目的产品收率的提高;当汽油烯烃含量与目标值相差较大时, 汽油回炼量大,此时回炼全馏分汽油有利于汽油辛烷值不受损失。

两段提升管催化裂解多产丙烯研究

在分析两段提升管催化裂化特点的基础上,提出了重油两段催化裂解多产丙烯兼顾汽油和柴油生产的技术思路,以大庆常渣为原料,采用专门研制的LTB-2催化剂,在提升管反应装置上进行了实验。结果表明,在实验条件下,大庆常渣经两段提升管催化裂解反应,在丙烯收率达到22%的情况下,干气收率只有5.37%,总液收率仍然可以超过82%,并且汽油的烯烃含量低、芳烃含量高,为高辛烷值汽油调和组分;生成的柴油密度在890kg/m3左右,计算十六烷值在30左右,与通常的催化柴油性质相当。重油经两段提升管催化裂解,可在多产丙烯的同时,兼顾汽油和柴油的生产。