循环流化床内床层密度及压力平衡的研究.docx

emicalogy1997循环流化床内床层密度及压力平衡的研究北京焦化大学物理安装工程系,110021)710ƒ870mm15475mm小型冷态紊流化试验装置内模拟催化裂化装置的反应再生器系统,测量了大密度催化剂CR的床层密度及压力分布,通过对试验数据的回归,得出密度分布的经验公式,在压力分布数据基础上,建立系统的压力平衡,使操作按预定方向进行。关键词:大密度催化剂CR反应器——再生器系统压力平衡轴向密度分布70年代以来,国际能源紧张,催化裂化原料趋向重质化,所以研发出适宜重质油催化裂化催化剂,如英国的Sup其堆积密度在gƒmL范围,称其为大密度催化剂。这些催化剂具备比表面积小,堆积密度大,磨蚀少,活性高等优点。对这些催化剂在流化床内的研究,过去大都在大型床内进行,因为各人研究方式和装置规模的差别循环流化床,使其结果相差较大,非常是这些大密度催化剂的流动功耗不如小密度催化剂,其在循环流化床内的密度分布与大型床是有差别的大型床内因为装料高度小,固体颗粒的循环量小,故得出的规律有局限性,将那样的结果适于工业生产规模的装置不能反映实际状况。本研究在小型冷态紊流化实验装置模拟催化裂化反再生器系统内进行。通过对CR催化剂在较大规模装置内的轴向密度分布及压力平衡测量,得出不同催化剂循环硬度,不同装填高度,不同气速下轴向密度关联式及压力平衡,为生产装置的设计提供参考。

试验装置及步骤本研究所用冷态循环流化床装置及步骤如图其主要规格如下增强管:110mm5500mm710ƒ870mm15475mm5000mm5275mm75mm5000mm50mm5000mm系统中除旋风分离器,缓冲缶,进、出气管子外,全部为透明有机玻璃制。油气、再生器的烟气用室温下空气模拟,所用催化剂CR1996-03-01收到定稿,1996-05-27收到更改稿。联系人及第一作者:**流化床内床层密度及压力平衡的研究39路踏入增强管上方模拟提高油气,另一路踏入再生器由上部供给。再生器中被流化的固体颗粒沿再生斜管、蝶阀踏入增强管,被提高风增强到沉降器底部,经增强管出口处“快速分离器”分离后借助重力下降到沉降器密相区,腿返回沉降器密相床层,氢气夹带的极少量细粉颗粒催化剂沿升食道上升踏入袋滤膜返回再生器,产生催化剂的“两器(反应器再生器)循环。空气排入大气。整个系统靠自身压力平衡调节。CRC—1新鲜催化剂特征TableCharactercatalystimentaratu消声器;10—再生器;62.150390326732.沉降器;11—提升管;12—旋风分离器新鲜催化剂的筛分组成表TableScreerrigncatalyst净重组成,检测方式和试验条件311压力和压力差的测量各点压力和压力差用形管液位计测量。

整个系统在再生器内共设21增强管共设沉降器顶、底部,旋风分离器出口各设312催化剂循环硬度的测量控制沉降器待生碟阀的开度用秒表计时,调用时间间隔对应的截40物理反应安装工程与工艺1997313试验条件提高风量:200沉降器内流化风量:120试验结果及讨论催化剂的轴向密度分布全部高度内的密度分布。其它装料高度,循环硬度下的分布规律与图可知:床层颗粒密度随床高降低而变粒密度很小,且在一定高度后,几乎无变化;随高度降低密度变化巨大,增长很快。412气速对循环床催化剂密度分布的影响为相似催化剂循环硬度,不同气速时催化剂轴向密度分布。ialdensityistrbullrange催化剂密度随气速降低而降低;床层中二氧化碳量多。床内气泡增多,缝隙率变大,但因为氢气密度远大于催化剂固体密度,因此颗粒密度随气速降低而变小。而稀相段,气速降低,密相段上升的气泡多,速率也推动,气泡在床面断裂时有效气速降低,有更多催化剂被夹带上升,使稀相段颗粒密度随气速降低而减小。413催化剂循环硬度对流化床稀、密相密度分布的影响为相似表观气速,不同循环硬度时、流化床内稀、密相密度分布。由图可知:同一装料高度,相似气速时,催化剂循环硬度降低,床层密度降低,且稀密相规律一致。

这是由于相似气速,循环硬度降低,单位时间内通过单位截面积上的催化药量增多,因此颗粒密度降低。用本研究的试验数据,结合别人的研究结果剖析可知:影响床层颗粒密度的诱因、颗粒循环硬度Gs、气体与颗粒密度、粒径、床层高度等。用数值估算,回归得到不同循环硬度时,轴向密度分布公式循环流化床内床层密度及压力平衡的研究41ensityistrbusedenselaye相似气速时,稀、密床层密度分布ensitysedenselaye轴向密度分布的回归结果TableRegressaxiaistribution930518.8017.70824019.8042物理反应安装工程与工艺19978m由相关系数以及误差阐明该结果可供工业装置设计参考。414循环床系统的压力平衡催化裂化装置内只有确立反应器再生器的压力平衡,能够保证气、固朝着预定方向流动,并保证生产中再生器内所进行的腐烂反应所需的反应含量,使整个系统正常运行。本研究检测了大量压力分布数据,以构建不同不同催化剂藏量,不同为其二例。下的压力平298kgƒm906906kgƒm压力分布与压力平衡图(Gsressurebalancefosystem循环流化床内床层密度及压力平衡的研究4341411提高线路压力平衡以增强管上方为基准的反再系统的推进力与阻力的关系。

推进力包括:再生器底部绝压、稀相段静压和密相段静压。阻力包括:斜管静压,增强管压降沿程磨擦阻力与管件等局部阻力)增强管出口阻力,沉降器底部绝压。41412循环线路压力平衡以沉降器上方为基准,推行沉降器与再生器的压力平衡。推进力包括:沉降器底部绝压循环流化床,沉降器压降。阻力包括:斜管静压,再生器的密相和稀相静压,再生器底部绝压。时的压力分布和压力平衡图。由图可知:在相似操作条件下,两线路的推进力和阻力基本相即系统达到压力平衡。由图剖析可知:Gs相似,提高,再生器上方压力提高同时,上方压力提高更快,即再生器顶部和底部压差变小;而增强管内顶部和底部压差变大。U较小时,密相段压力变化大,相似,Gs降低,再生器内压力降低,上方压力亦降低,底部和顶部压差变小,增强管顶部和底部压差变大。降低,密相床高度变低。由以上剖析:若使操作按预定方向进行,必调节压力平衡,即再生器内压差的提高必导(增强管)反应器压差的减少。反之亦然。测量了催化剂在不同循环硬度、不同气速条件下的循环流化床内颗粒密度的轴向分布。由试验数据回归,得到操作条件下的颗粒密度经验关联式,供生产规模装置设计参通过压力分布测量,推行循环流化床反回归公式中的常数44物理反应安装工程与工艺1997西安:西安石油焦化安装工程公司设备研究所,19931FCC催化剂在小型流化床自由空域内夹带及细度分布的研究第六届全省紊流化大会选集,19931《催化裂化》,1990,西安:西安石油焦化安装工程公司设备研究所,1990致谢本研究是在西安石化安装工程公司设备研究所王祝安高工悉心指导,体帮助,一室教授乔世森高工大力支持下完成的,在此对她们表示深深的歉意,并期望重新愉快合作。

STUDYENSITYNDPRESSUREBALINGFLIDIZEDBEDZhipfúyanstituteemicalogy,ShenyaneddensityressurelargedensitycatalystCReendeterm710ƒ870mm15475mmreacsystemlargescalecatalyregressinimentadata,threladensitysystemressurelancedetermseduporessuretedaccordredetermrgedensitycatalystCRsystemressurelance燃气锅炉,density