催化裂化汽提技术的发展

催化裂化汽提设备(汽提器)是催化裂化装置的重要组成部分,高效汽提技术对催化裂化装置的经济效益和稳定操作都具有重要意义,能够有效地降低焦炭产率,节能降耗。随着FCC原料的重质化和劣质化以及装置大型化,对汽提器的要求也更加苛刻。对国内外汽提技术研究发现,这些技术均是通过不同途径,有效改善了汽提器内气固接触效率、增加气固接触时间和多段汽提技术,以提高汽提器效率。通过总结这些专利和技术,提出了今后汽提器的发展趋势。     

重油催化裂化装置汽提段及汽提工艺研究进展

重油催化裂化装置沉降器内汽提段的作用越来越受到重视,因为高效的汽提段可以降低焦炭的产率。国内外对汽提段的挡板型式、挡板倾角、裙板结构、蒸汽喷嘴分布等进行了改进,设计了预汽提及多段汽提,增加水蒸气和催化剂的接触面积。考察了汽提温度、时间、水蒸气量等汽提工艺条件对汽提效率的影响,认为汽提段存在重油液相分的化学反应,应对重油催化裂化汽提段结构和汽提工艺进行优化,以提高汽提效率,减少装置结焦。     

催化裂化汽提器在国内外研究进展

汽提器是催化裂化装置的一个重要组成部分,整个催化裂化装置的稳定性和经济效益是由催化裂化汽提性能的优劣决定的,开发效率更高的汽提器是现在一项比较急迫的任务。本文简单的介绍的催化裂化汽提器以及催化剂和蒸汽在汽提器内的运动状况,综述了汽提器的发展,对环形挡板汽提器、环流汽提器、填料汽提器进行的总结。     

重油催化裂化装置提升管反应器及汽提段的技术改造

介绍了东明石化集团有限公司140kt/a催化装置在2001年6月份的大修中，采用洛阳高新柯恒石化技术有限公司的CCK系列喷嘴及高效汽提技术对装置提升管反应器和汽提段进行改造的情况。改造后生焦量明显下降，汽担效果有所改善。再生床层温度下降了18℃，焦炭中H／C比下降了2．76％，干气中H2／CH4比下降了0．15，在投用直馏汽油改质的情况下，产品总液收增加了1．14％。     

散装填料汽提器流态化试验研究

用散装塑料阶梯环代替传统汽提段内构件,采用氢气示踪法在Ф90×1 000 mm的有机玻璃装置内研究了汽提气表观线速和催化剂循环量对汽提效率、床层膨胀率和床层平均密度的影响规律,并在同样的操作条件下和空筒汽提段进行了对比。试验中还对比考察了两种汽提段内汽提气的停留时间分布及流动差别。试验结果表明：填料汽提段和空筒汽提段相比不仅具有较高的汽提效率,而且能允许更高的催化剂循环量;提高了床层的有效利用率;填料的加入使汽提气的流动返混程度有所减小。     

化学汽提新工艺

用自制的小型固定流化床,以掺入减压渣油、油浆的原油为原料进行化学汽提研究。以相对可汽提碳、汽提气体相对产率、再剂含碳量为评价指标,对比分析化学汽提与水蒸气汽提工艺气体产物组成、汽提效率的差别,考察再剂加入比例、加入温度、反应温度、剂油比对化学汽提效率、汽提温度的影响。结果表明,化学汽提效率随再剂加入比例、加入温度的增加先增大后趋于平缓,随反应温度增加而减小,随剂油比增大而增大;提高再剂加入比例、加入温度时,重质原料汽提温度增幅小于轻质原料。采用化学汽提工艺能改变气体产物分布,使汽提效率提高约20%,再剂含碳量降低7%以上。     

工业RFCC汽提段内颗粒混合情况的CFD模拟

用计算流体力学方法对人字型挡板、盘环型挡板和两段环流3种工业重油催化裂化(Resid Fluid Catalytic Cracking,RFCC)汽提段内的气固两相流动进行了模拟研究,考察了汽提段内的颗粒体积分数分布情况;结合模拟示踪技术得到了催化剂出口处颗粒的停留时间分布(RTD),通过对RTD曲线进行分析,得到了表征汽提段内颗粒混合特性的参数,平均停留时间(tm)、无因次方差(σθ2)、Peclet准数(Pe),以及死区、活塞流区和全混流区的体积分数。模拟结果表明,环流汽提段外环区和内环区间存在密度差,是催化剂环流流动的推动力。人字形挡板汽提段内的tm最小,σθ2最大,Pe值最小,同时死区体积达到了汽提段体积的40%,而活塞流区体积仅占15.8%,说明其中颗粒的返混非常剧烈,汽提效率最低。相对于盘环型挡板汽提段,两段环流汽提段内颗粒的σθ2较大,Pe较小,颗粒的整体返混程度高于盘环型挡板汽提段。但从死区模型的分析看,活塞流流动的增强有利于促进气固间的传质,死区体积增大则是由于环流流动的增强所导致的,这些都有利于提高汽提效率。两段环流汽提段内活塞流区体积为26.8%,死区体积占32.3%,都大于盘环型挡板汽提段,使环流汽提段的汽提效率更高。     

催化裂化汽提器技术研究进展

介绍了近年来催化裂化装置汽提器的研究现状,主要包括挡板汽提器的气固流态化行为,环流汽提器和填料型汽提器.叙述了气固两相在后两种汽提器内的流动特点,并指明了汽提效率优于挡板汽提器的原因.填料型汽提器在高催化剂循环通量条件下仍可有效降低再生器烧焦量,正适合原油重质化和利用催化裂化生产低碳烯烃的发展趋势.     

催化裂化新型环流汽提器的大型冷模实验

采用氧气示踪的方法在φ486mm×8000mm的有机玻璃床内对三种不同结构的催化裂化用催化剂汽提器(空筒结构、盘环形挡板结构和两段环流结构)在不同的工况下进行了系统的汽提效率模拟冷态对比实验。最终发现在实验条件下,新型环流汽提器具有更高的汽提效率,和空筒结构相比,最多可减少82%的可汽提焦炭量;和现有工业装置最常用的盘环形汽提结构相比,最多也可以减少48%的可汽提焦炭量。同时该型汽提器还具有结构简单的优点,易于在现有工业装置上改造和推广。     

催化剂汽提器内气固传质特性的研究

采用氧气示踪的方法在f 486×8000mm的有机玻璃床内对普通流化床汽提器和盘环形挡板汽提器进行了系统的气固相传质冷态模拟实验,得出了不同汽提线速和催化剂质量流率下上述两种催化剂汽提器内油气浓度轴向分布的变化规律。根据其油气浓度轴向分布的特点,结合鼓泡流化床两相理论以及一系列的假设,提出了针对这两种汽提器的一维传质模型。由实验结果待定了一维传质模型的模型参数,获得了计算两种汽提器轴向油气浓度分布的半经验的指数关联式。该关联式和实验数据比较吻合,相对误差均在10%以内。由该关联式可进一步计算出汽提器的汽提效率,可以为工业汽提器工艺参数的优化以及工程设计提供参考。     

RFCC化学汽提过程的模拟研究

采用欧拉模型耦合反应模型对重油催化裂化环流汽提段内的化学汽提过程进行了模拟研究,考察了汽提段内的颗粒体积分数分布、油气组分分布以及高温再生剂的加入对汽提效果的影响,并与实验值进行了对比。结果表明模拟结果与实验数据基本吻合。模拟得到的汽提段底部颗粒体积分数约为0.3～0.45,而在上部迅速降低至0.2左右。由汽提段底部向上,气体组分和汽油组分含量（质量分数）显著增加,在床层上部达到了20%左右,重组分含量显著降低至床层上部的约30%,而柴油组分含量保持在30%左右变化不大。随着再生剂的加入,汽提段顶部气体组分和汽油组分的含量增加,重组分和柴油组分的含量减小,当再生剂加入量为60%时,重组分含量降至18%。     

污水汽提装置改造

对南阳石蜡精细化工厂催化裂化装置污水汽提系统进行了分析、论证,通过增加小型焚烧炉、旋流分离器、酸性气分／压液罐,将原筛孔塔盘更换为填料塔盘,对工艺流程进行了改造。改造后,污水汽提塔运行平稳,增加了处理量,污水排放完全达标,同时熄灭了火炬,节约了成本,使总排口污水达到国家标准。     

原油催化裂化高效汽提技术的研究进展

随着生产能力的扩大及加工原油中重质油含量的提高,催化裂化装置汽提段引起了人们的重视.高效汽提技术可以有效降低焦炭产率,减轻再生器负荷,在节能降耗中有着重要的意义.国内外关于汽提设备技术方面专利有许多,多是对传统环形挡板进行了改造,并提出了一些新型汽提设备.汽提工艺参数的优化也是提高汽提效率的重要因素.预汽提和多段汽提技术强化了催化剂和水蒸气之间的接触,提高了汽提效率.     

工业催化裂化汽提器内气固停留时间的数值模拟

在双流体模型以及团聚修正曳力模型的基础上,采用停留时间分布(RTD)模型,对工业催化裂化装置汽提器内气体和催化剂的停留时间进行了模拟计算,得到了人字型挡板、盘环型挡板和两段环流汽提器内气固两相的RTD特征。三种结构汽提器中气体的RTD曲线都呈现很不平滑的多峰分布,而催化剂颗粒的RTD曲线则呈现平滑的单峰分布,气体及催化剂颗粒的RTD曲线都出现了拖尾现象。模拟结果表明,三种汽提器内气体及颗粒的流动明显偏离平推流,催化剂的返混程度比气体强。与人字型挡板相比,盘环型挡板改善了汽提器内气固接触效果,从而提高汽提效率;与人字型挡板和盘环型挡板相比,两段环流汽提器不但改善了气固接触效果,还延长了催化剂颗粒的停留时间,并且降低催化剂的返混程度,模拟结果解释了工业两段环流汽提器汽提效率最高的原因。     

PVC汽提工艺浅析

对聚氯乙烯汽提及回收系统予以介绍,具体分为任务、工艺原理、浆料汽提方法和影响塔式汽提的因素几部分。     

同轴式催化裂化装置旋风系统及汽提段更换

中国石化集团公司洛阳石化分公司140万t/a同轴式重油催化装置反再系统主体设备,因设备老化、衬里磨损、料腿堵塞等问题,需在停工期间完成沉降器粗旋系统及再生器旋风系统的更换。根据现场施工环境及工期要求,采用沉降器封头与4台单级旋风分离器进行整体保护性拆卸,对沉降器左右粗旋及大过渡段、汽提段、待生立管及一二级旋风系统拆除更换后恢复的施工方案,不仅大大节省了装置的停工检修时间,而且保证了两器内件安装一系列苛刻技术指标达到要求,取得了良好的效果。     

PVC汽提技术的改进

介绍了在PVC生产装置中应用的微负压折流板汽提塔的技术特点、工艺流程及运行过程中出现的问题和解决措施。     

催化裂化填料式汽提器效率研究

针对新型导向板式填料汽提结构,实验考察了填料结构参数-导向板倾斜角、导向板间距、填料间距及填料组间距对汽提效率的影响。和改进的盘环形挡板结构相比,填料式汽提器在汽提效率、处理量、操作稳定性以及操作弹性等方面均具有明显的优势,在相同操作条件下汽提效率可提高约25％,处理量可提高约50％。     

催化裂化汽提过程的研究方法进展

介绍了近年来催化裂化汽提过程研究方法的现状,主要包括冷态模拟、热态模拟和计算机模拟(流体动力学)。阐述了3种研究方法的相关实例,指明了各类研究方法的优缺点,并详细阐述了冷态模拟和计算机模拟的改进历程,根据现有研究方法的优缺点提出了新的发展方向。