油页岩流化干馏物料流态化试验

对油页岩流化干馏工艺中页岩粉、页岩灰和半焦三种物料进行了基本物性分析,并对其流态化特性进行了系统的冷模试验研究,结果表明:三种物料具有非球形、宽筛分和非正态分布等特点,其起始流化速度分别为:页岩粉约为0.043 m/s,页岩灰约为0.04 m/s,半焦约为0.032 m/s;带出速度分别为:页岩粉和页岩灰约为0.7 m/s,半焦约为0.55 m/s。三种物料在流化过程中会出现床层的局部颗粒离析分层现象,床层密度沿床层高度有所降低,床层密相密度为350 kg/m~3～800 kg/m~3;三种物料在流化过程中容易形成床层沟流和大颗粒架桥、气体短路,从而导致流化极不均匀,在床层和提升管中均需要较高气速和循环量才能维持操作,与通常的FCC细粉流态化有很大区别。     

新疆油砂直接流化床焦化中试装置的工艺方案

以新疆油砂为原料,采用油砂直接流化床焦化新技术,对10kt／a油砂直接流化床焦化的中试装置进行了工艺计算。结果表明,焦化反应器适宜的操作条件为：温度490℃,压力200kPa,表观气速0．4m／s。烧焦器适宜的操作条件为：温度690℃,压力180kPa,密相床层表观气速0．8m／s,稀相床层表观气速0．4m／s。由焦化反应器和烧焦器的物料平衡和热量平衡计算可知,循环热砂量为3533．10kg／h,进料油砂含油量为118．25kg／h,产品产量为100．52kg／h,系统补热消耗的标准油量为21．83kg／h,表明采用该装置和方法具有显著的经济效益。     

苯与丙烯烷基化固定床反应器气液分布的研究

对苯与丙烯烷基化气液固反应器的分布系统进行了研究。在对工业装置的气液分布系统进行分析后,提出了扩产1 6倍的分布器设计方案;惰性床层液相混合与传质的计算结果表明,液相中丙烯浓度在惰性床层约0 4m处达到平衡,惰性床层中传质速率很快。按照等动量放大法设计的气体分布器,反应器生产能力提高前后的压降不会有大的变化。颗粒大小对摩擦压降变化敏感,而较之摩擦压降,持液静压对总压降的贡献可以忽略。压降的计算结果与工业装置实际值基本一致。     

聚酯切片流态化特性的研究

聚酯切片的含水量和结晶度明显影响后续的固相缩聚过程,采用特殊流化床进行干燥和结晶处理是发展方向。在内径为85 mm的流化床中对聚酯切片的流态化特性进行了冷态模拟实验研究,测定了聚酯切片的起始流化速度和床层膨胀比,并通过对床层的压力脉动进行功率谱分析,考察了聚酯切片的流态化动力学特性和流型转变。实验结果表明,所研究的聚酯切片属于Geldart D类颗粒,起始流化速度为0.66 m/s。对床层压力脉动进行快速傅里叶变换分析的结果表明,聚酯切片的流化状态不稳定,首先形成节涌流态化;当流化气速大于3 m/s时,形成湍动流态化。当流化床处于湍动流态化状态时,气体与聚酯切片间传热传质效率高,可实现快速干燥和结晶。     

流化床反应器压力监控方案探讨

有机硅单体合成工艺是气-固两相的反应过程,由于硅粉的硬度大而且反应的附加物有黏性,经常出现磨损和堵塞造成生产装置检修频率高,操作状况难,现场检测仪表经常处于瘫痪状态。简单介绍有机硅单体合成流化床反应工艺过程及其对测量控制的要求,剖析流化床理想流化状态的床层压降是一个固定值,得出床层是否处于理想流化状态,可以通过测量床层压力来间接判断。详细叙述了吹气法测量流化床压力方法和具体实施方案。     

循环流化床固-固换热系统传热规律

在自制的循环流化床固-固换热设备中,以催化裂化平衡催化剂[平均粒径60μm,堆密度980 kg/m3,比热1.01 kJ/(kg.K),临界流化速度0.002 1 m/s]为原料,对系统的循环特性及传热规律进行了研究,考察了床层密度、提升风量、床层温度、催化剂粒径等因素对传热的影响。结果表明,随着提升风量增加,表观气速增大,床层密度下降,传热系数下降;提高床层温度,减小催化剂的粒径,传热系数增加。     

曳力模型及镜面系数对鼓泡床气固流场的影响

为获悉曳力模型和镜面系数(ψ)对鼓泡床内流动特性的影响规律,利用颗粒动力学理论和欧拉双流体模型对鼓泡床内气固流场进行了数值模拟,考察了床层膨胀率、压降以及颗粒速度特性。实验结果表明,De Felice模型对于床层压降预测效果最好,Wen-Yu模型的固含率径向分布和颗粒速度矢量预测与实验值误差较大,Gidaspow与De Felice模型床层膨胀量接近,而De Felice模型的径向速率分布与实验值最接近;随着鼓泡床内表观气速的增加,De Felice模型对床层膨胀率的预测愈加接近实验值;随着ψ增大,壁面附近固含率较高,曲线波动梯度增大;当ψ=0.1时,固含率分布与实验值最接近,表明颗粒与壁面动量互换效果最好。     

硫磺回收装置过程气系统压降的影响因素及控制措施

目的降低硫磺回收装置过程气系统压降,保持装置长周期运行。 方法结合10×10⁴ t/a克劳斯+尾气处理工艺的硫磺回收装置工艺特点及标定工况,通过对装置典型设备及管道压降的研究计算和数据比对,找出装置过程气系统压降的影响因素。同时,根据生产实际对过程气系统压降的影响因素进行全面分析,提出降低系统压降的方法和措施。 结果通过查图及计算等方法得到装置主要设备及管道压降的具体数值:①反应炉烧嘴压降为1.5 kPa;②每台换热设备压降约为1.0 kPa,过程气系统换热设备总压降为6.0 kPa;③反应器床层压降计算值仅74 Pa,具备很好的低压降性能;④急冷塔填料湿塔压降为760 Pa,吸收塔填料压降为2.3 kPa;⑤单个丝网除沫器压降为164 Pa,系统中丝网除沫器总压降为1.1 kPa;⑥过程气管道系统压降约3.0 kPa,每增加1 m管道,系统压降会增加15 Pa。过程气系统压降受到过程气总量、反应炉烧嘴、换热设备、反应器、塔设备、丝网除沫器及系统管道的影响。 结论通过提升硫磺回收装置原料性质、精准控制制硫炉配风、保护反应器催化剂性能、稳定塔设备操作工况等,可保持较低的硫磺回收装置过程气系统压降,为装置长周期运行创造条件。      

分析技术在气固流态化研究中的应用

介绍了基于分形技术对气固流化床起始流化速度估计及颗粒结块故障诊断方法进行的研究。采用R／S分析法从压力波动信号的时间序列中提取出反映信号自相似性的Hurst指数H值,研究了它从固定床向流态化转变过程中的变化并根据这种变化来估计起始流化速度,同时利用它对颗粒结块故障进行了研究。实验结果表明,信号的H值能较为明显地反映从固定床向流态化的转变,也对结块敏感,运用H值可望进行气固流床起始流化速度的估计和结块故障的诊断。     

加压大型鼓泡床反应器中气泡上升速率的研究

在内径0 3m、高6 6m的加压鼓泡床反应器内采用床层塌落技术测量气泡上升速率。在液体粘度(1 43～3 54)×10-3Pa·s、液体表面张力(49 9～70 0)×10-3N/m、系统压力0 1～1 6MPa、表观气速0 06～0 28m/s范围内,考察了表面张力、粘度、压力、表观气速对大小气泡上升速率的影响。结果表明,大气泡上升速率随表观气速的上升而上升,而小气泡速率受表观气速的影响非常小。     

液-固流态化固体颗粒床层膨胀指数研究

将文献上介绍的各种计算液-固流态化系统床层膨胀指数的方法进行比较归纳,提出了一种计算床层膨胀指数的新方法,并与郭慕孙给出的实验实测结果进行对比,说明新方法有更好的精度,最大偏差小于6.07%,均方差为2.05%。新方法对球形颗粒和非球形颗粒床层膨胀指数计算有统一的形式。     

Two Phase Flow Pressure Drop for the Coalescence of Secondary Dispersions in Ballotini Glass Particulate Beds

Steady state and unsteady state operation of ballotini glass particulate bed coalesces were studied for separation of oil-in-water secondary dispersions at constant temperature. The study was made of pressure drop during two-phase flow to determine the pressure drop characteristic of the porous media (i.e., spherical ballotini glass particulate beds) for coalescence. The main variables affecting the two-phase flow pressure drop are inlet drop size, properties of dispersed and continuous phases, superficial velocity, phase ratio, particle size, bed depth, bed material, packing arrangement, wettability of the packing, bed voidage or porosity, and sphericity or shape of particles.     

丙烯腈反应器两级旋风分离器可行方案

分析了在丙烯腈反应器内采用两级旋风分离器替代沿用已久的三级旋风分离器可行性.以PV型旋风分离器为模型,提出了4种可行的两级串联旋风分离器,并对各两级旋风分离器以及原三级旋风分离器的性能进行了综合分析比较.指出了开发高效、低阻且更加适合于现有反应器扩能的新型两级旋风分离器的几点建议.     

喷射式超重力旋转床的流体力学与传质性能的研究

采用空气-水物系和乙醇-水物系在喷射式超重力旋转床(简称喷射式旋转床)(转子直径为260mm,高45mm)中进行流体力学与传质性能实验,考察了F因子、喷淋密度和转子转速对喷射式旋转床压降和传质性能的影响。实验结果表明,喷射式旋转床压降随F因子、喷淋密度和转子转速的增加而增加;由实验数据回归得到压降关联式,干床压降的平均误差为8.7%,湿床压降的平均误差为10.5%;等板高度随转子转速和F因子的增加而减小,装有液体分布器时的等板高度比无液体分布器时的等板高度降低20%～50%。喷射式旋转床具有压降低和传质效率高的特点,尤其适用于高真空和热敏性物料的分离。     

流化床气体分布板结构对流化特性的影响

In the present paper, the experimental method and computational fluid dynamics (CFD) method were used to investigate the effect of gas distributors with different orifice size and orifice pitch on fluidization characteristics in gas-solid fluidized bed. The distributor pressure drop, bubble evolution, bed pressure drop and the distribution profile of solid volume fraction were investigated with using the four types of gas distributor plates. Euler- Euler two fluid model(TFM) approach based on the kinetic theory of granular flow (KTGF) and Standard k-epsilon turbulence model were employed in the numerical simulation with using ANSYS Fluent 15.0. The results showed that the orifice size and orifice pitch of gas distributor plate have the significant influence on the flow characteristics in gas-solid fluidized bed. With decreasing orifice size and orifice pitch of gas distributor plates under the same opening area, the distributor pressure drop, the initial bubble size and height of dead zone just above distributor was decreased, and the bed pressure drop was more increased than that of the larger orifice size and orifice pitch of distributors, the distribution of solid volume fraction was also more homogeneous for the small orifice size.     

加氢装置反应器床层阻垢剂的研制

从加氢反应器积垢组成分析出发,研究了床层结垢、压力降升高的原因。从机理出发研制了分别以降压和阻焦为主要功能的阻垢剂,并将该剂在中国石油化工股份有限公司济南分公司量整预加氢装置上进行了工业试验。10mL固定床反应器上的实验结果表明,该阻垢剂具有显著的降压和阻焦功能。当加剂量为100～130μg／g时,压力降降低幅度达100kPa左右,是起始压力降的27％～35％,降压效果显著;当加剂量为30μ∥g左右时,可维持床层压力降不升高,且该剂的加注对预加氢催化剂和产品质量不会造成影响。     

工业反应器中催化剂床层压力降的模拟计算

通过在实验装置上测定室温下氮气流经催化剂床层的流动阻力,运用流体力学原理来模拟工业反应装置中气体流经该催化剂床层的压力降,得出了气体流经催化剂床层的压力降与气体流速、密度、粘度和催化剂装填高度的函数关系式。     

垂直立管中料层平衡高度的控制与操作

对催化裂化装置中,垂直立管中催化剂料层高度的变化对立管中催化剂的输送操作及料封的影响进行了考察。研究发现,催化剂在垂直立管中的流动可分为"脱气"和"持气"两种状态。实验结果表明,催化剂在立管中稀相流动时,压降降低,轴向压力分布有较好的线性关系,利于稳定操作和提高催化剂的循环速度。当立管中催化剂料层平衡高度较小时,"脱气段"较短,因而有利于催化剂在立管中的循环下移。因此,催化剂在立管中的输送宜采取控制一定料面高度的半充满操作方式,使催化剂在立管中形成空管或稀相流化与临界移动床下输共存的流动形式,使之既可保证立管下端良好的料封,又能满足整个装置系统稳定运行所要求的催化剂的输送循环。     

防止加氢装置固定床反应器压力降过快升高的对策

讨论了加氢装置固定床反应器压力降升高过快的原因及产生的位置。为了减少催化剂床层上造成压力降升高的灰垢沉积 ,提出采用特殊的催化剂系统解决压力降问题 ,如催化剂床层采用尺寸梯度和活性梯度的装填方式 ,应用具有大孔体积的保护剂等。