FCC再生立管内的气-固流动状态及其对反应温度的影响

在1.0 Mt/a的FCC装置上,测量不同加工量时再生立管内的压力分布和松动风量,记录再生立管内催化剂密度和反应温度的变化,分析再生立管不同区域内气泡和乳化相的运动状态及其对提升管反应温度的影响。结果表明：再生立管的上斜管和下斜管内催化剂流态为密相流化态,轴向压力梯度高;中部垂直管内催化剂堆积密实,催化剂流态为过渡填充流态,轴向压力梯度低。再生立管内气泡的运动状态取决于松动风流量、催化剂密度和催化剂循环流量。再生立管底部滑阀前气泡的运动状态直接影响反应温度的稳定性,尤其是当松动风量超过催化剂携带能力时,形成的大气泡直接影响催化剂循环量,造成反应温度发生波动。根据生产数据,建立了一种工业FCC装置组合再生立管流态模型,可指导再生立管流态判断和操作调整。     

FCC装置催化剂流经输送问题的分析

吉林化学工业股份有限公司炼油厂ＦＣＣ装置反应再生系统完成适应原料油重质化改造后，催化剂流化输送极不稳定，其关键问题是两器间催化剂循环量不稳定。根据装置改造后开车初期存在的问题，更换了催化剂，再生立管的松运输上蒸汽改为５０ｋＰａ非净化风、对两器内部结构特别是淹流管入口进行了改动。采取这些措施后，反应再生系统催化剂输送流动得到了较彻底的改善。     

FCC再生立管输送催化剂不畅的原因分析

摘要：中国石油天然气股份有限公司克拉玛依石化分公司的0.8Mt/a催化裂化装置运行中出现了再生立管输送催化剂不畅的问题,表现为立管的推动力和滑阀的压降均低于设计值,同时提升管的反应温度发生波动变化。通过对比再生立管测量的轴向压力分布与原设计压力分布,表明立管内没有形成流化料柱,蓄压能力严重不足。这是松动风点堵塞和松动风量不足造成的,造成了立管内部出现失流态化架桥等。通过疏通堵塞松动点,调整松动风量,一定程度提高了立管的推动力和滑阀的压降。     

催化裂化装置输送斜管内催化剂流化状态分析

斜管是催化裂化装置催化剂循环的输送管,催化剂在斜管内保持良好的流化状态是装置平稳运行的关键之一。在某3.3 Mt/a 催化裂化装置上,通过测量再生斜管的轴向压力分布和滑阀前催化剂的表观密度,分析斜管内气体和催化剂的流动状态。结果表明：斜管下部形成了填充流,摩擦损失压降显著上升,是轴向压力分布发生逆转的主要原因。根据斜管内气体流动方向,将斜管流化状态划分为3个区,Ⅰ区为负压差脱气段;Ⅱ区为负压差持气段;Ⅲ区为正压差持气段。通过调整合适的松动风量,可以改变催化剂的流化状态。     

垂直-倾斜组合立管中催化剂下料特征分析

以催化裂化装置典型的垂直-倾斜组合立管(Φ80 mm×3600 mm)为研究对象,通过试验分析在不同催化剂质量流率下立管内催化剂颗粒的流动状态及其演变过程;并通过分析立管内轴向时均压力和动态压力特性,对催化剂颗粒的流态进行辨识.结果表明:随着催化剂质量流率的增加,立管内催化剂颗粒由稀相流态过渡为密相流态,轴向压力梯度逐...     

FCC催化剂再生中NOx的生成与排除

FCC催化剂再生过程中产生大量NO_x。德国慕尼黑技术大学对烟气中NO_2的生成机理进行了研究。结果认为,烟气中的NO_2含量与反应过程中的水分压、氧气浓度及反应温度有很大关系。使用NMR、元素分析、LD-/MALDI-TOF-MS等大量的物理化学技术对碳进行表征。通过程序升温吸附和氧化试验,研究FCC再生过程中的表面化学。研究表明,积碳的待生催化剂,在350℃以上     

FCC催化剂基质的直链烃反应性能

以n-C7^-1和n-C^016为模型化合物，考察了多种FCC催化剂基质的直链烃反应性能，并与孔性质和表面酸性进行了关联。结果表明，除无定形Al2O3／SiO2凝胶外，其它基质不易裂化直链烃，高岭土和SiO2／Al2O3凝胶具有较好的烯烃骨架异构化性能。裂化活性高的基质也具有较高的氢转移与芳构化性能，但骨架异构化和双键位移反应性能差。水热处理后，基质的裂化和氢转移活性大幅度降低，异构化成为主导反应。基质的孔结构特性对直链烃反应性能影响较小，表面酸性是影响直链烃反应性能的关键因素。以弱L酸为主的基质仅能催化直链烯烃双键位移反应。骨架异构化需要稍强的酸性，而氢转移和裂化则需要更强的酸性。B酸和L酸对氢转移反应都有促进作用．但B酸的作用更大。含较多B酸的基质更容易进行烯烃芳构化。     

FCC复活催化剂在重油催化裂化装置的工业应用

石油资源的重质化和劣质化,导致催化裂化(FCC)催化剂重金属污染问题日益突出。国内的FCC催化剂因失活多为一次性使用,需定期卸出废催化剂(即平衡催化剂)。大庆石化公司二套重油催化裂化装置试用某公司生产的FCC复活催化剂,应用结果表明,该复活催化剂可以部分替代新鲜催化剂进入装置使用,每年减少固体废弃物排放139.5 t,节约新鲜催化剂成本36.3万元,提高了行业整体经济效益。     

催化剂分离技术提高FCC装置汽油产量

磁猫 (MAGNACAT)是使用简便、具有高强度永久磁铁的装置 ,它被用来分离和去除流化床催化裂化装置 (以下简称为FCC)废料中使用时间最长、含有大量金属覆盖物及低活性的催化剂。磁猫装置于 1 996年在MarathonAshlandPetroleumLLC的Canton炼油厂开始使用。磁猫是根据催化剂使用时间长短和其金属含量采用磁技术来分离达到平衡的催化剂 ,这种分离去除失效催化剂的技术 ,可以增加汽油产量 ,降低氢气产量 ,改善焦炭选择性以及减少催化剂及辅助物用量。     

Post-riser Regeneration Technology in FCC Unit

In our present work, a post-riser regeneration technology (PRRT) for fluid catalytic cracking (FCC) units was developed to deal with increasingly heavier feedstock and hereby the larger amount of coke deposited on the catalyst particles during reaction. This technology can make full use of the advantages of riser regenerator, such as high coke-burning efficiency and low residual carbon, and at the same time overcome its disadvantages, such as difficulty in starting combustion. The average particles concentration on the cross section of the system was studied on a large scale cold model experimental set-up. Also a necessary software was developed by combining the hydrodynamics research results in our work with the coke-burning kinetics model and the heat and mass transfer model developed by previous researchers. The simulation results showed that the PRRT could increase regeneration capability by 16.28%-26.24% over the conventional turbulent fluidized bed regenerator under the similar operation conditions, and that the residual carbon could be kept below 0.1 wt %.     

FCC再生低碳排放供氢工艺探索研究

 再生器是催化裂化（FCC）工艺中二氧化碳（CO₂）排放的主要单元。随着掺渣比的增加,再生单元热量过剩,CO₂排放随之增加。利用部分焦炭生产合成气或 H2,不仅可以供氢,而且能够收集 CO₂、硫等有害物,减少排放。实验数据显示,在700℃左右气化待生剂上的焦炭,气体产物有效组分（CO+H₂）体积分数大于55%。对于加工2.0 Mt/a 原料油的重油催化裂化装置（RFCCU）来说,如果焦炭产率为10%,气化反应65%的焦炭,则具有生产9.8 kt/a H₂的潜力,如果分离系统回收CO₂,则可减少碳排放约60%。     

催化裂化待生剂分配器性能的冷模实验评价

高效待生剂分配器对改善催化裂化再生效果具有显著的影响。设计并建造了一套能够评价待生剂分配器性能的冷模实验装置,检验了依据现有工业设计方法制造的船型和管式分配器模型以及无分配器时的颗粒横向分配性能,对比了3种再生器待生剂入口结构性能的优劣,并找出了它们存在的缺陷。结果表明,在大型工业装置中,管式分配器是唯一能够显著改善颗粒横向分配均匀性的待生剂分配器,但它必须消耗大量的输送风,会因此增加装置能耗,并对待生管路的颗粒输送能力产生不利影响;船型分配器对颗粒横向分配均匀性的改善作用十分有限,尤其是在大型工业装置中。对于所有待生剂入口结构,增加输送风量能够显著改善颗粒横向分配的均匀性,增加松动风量也能改善船型和管式分配器的性能,但总体上效果不如增加输送风显著,而增大催化剂循环量后,3种待生剂入口结构的颗粒横向分配均匀性均有一定程度的恶化。由于受管内气 固相流型转变的影响,管式分配器存在一个临界输送气速,在此临界气速以上,颗粒横向分配均匀性可以显著改善。上述研究结果可为工业待生剂分配器的优化设计以及新型高效待生剂分配器的开发提供借鉴。     

FCC催化剂的分离再生回用技术展望

从炼油厂催化裂化生产中面,临的重金属影响催化剂选择性和活性的实际出发,介绍了催化裂化废催化荆脱金属回收的必要性以及化学再生技术和磁分离技术脱金属回收方法的原理和发展历程。其中采用磁分离技术处理金属污染的平衡催化荆是回收FCC废催化剂的发展趋势。最后指出,随着FCC技术的发展对催化裂化废催化剂的分离、回用及再生技术的研究将成为重点。     

A Study on the Effect of Hydrogenated Residual Oil Four-Component Properties on Sulfur Distribution of Light Oil in the FCC Process

Abstract

Based on the data of a hydrogenated residual oil fluid catalytic cracking (FCC) process in a petrochemical company, the effect of hydrogenated residual oil four-component (saturates, aromatics, resins, and asphaltenes; SARA) property on sulfur distribution of light oil in an FCC process was reviewed and a conjunction formula between sulfur distribution of light oil and SARA property was established. The associated results indicated that sulfur distribution of light oil in the FCC process was reduced as the saturate, aromatic, and resin component of hydrogenated residual oil increased, and the effect factor decreased in the order, saturate > aromatic > resin. On the other hand, the enhancement of the asphaltene component made the sulfur distribution of light oil increase slightly. In addition, the conjunction formula was used to predict sulfur distribution of light oil by the other hydrogenated residual oil feedstock and the calculated sulfur distribution of light oil was in good agreement with the actual data; all the predicted relative errors were less than 5% and the mean relative error was 2.98%. The results showed that the established conjunction formula possessed good predictive features and reliability.     

FCC再生工艺类型及催化剂输送特点的分析

流化催化裂化（FCC）装置中的再生工艺依据催化剂和空气的流动路线存在着多种类型。总结了不同再生工艺的操作特点,包括单段再生、两段再生和快速流化床再生;并针对两段再生工艺,基于催化剂和主风气体的流动路线变化,分析了并列、串联并流、串联逆流3种两段再生工艺中催化剂流化和输送的特点。结果表明：3种再生工艺中催化剂的流动路线分别是N型、α型和C型;而气体流动路线形式包括单路、双路或多路,但始终是上行的。此外,再生器的结构和内部的催化剂流态也存在较大的差异,催化剂流动路线的压力平衡分布也不同。这些直接影响到立管进出口的催化剂的流动和催化剂的输送。最后以此分析对现场催化裂化装置上发生的立管输送催化剂不畅的故障原因进行了探讨,以期能有助于催化裂化装置再生工艺的设计和生产调整。     

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%。     

Commercial Application of FCC Catalyst RSC-2006

SINOPEC Research Institute of Petroleum Processing has developed a FCC catalyst to crack heavy oil feedstock to improve high-value products yield, and its commercial application has been conducted successfully in RFCCU at SINOPEC Jingmen Branch Company. This catalyst has revealed its excellent bottoms crackability and coke selectivity. Commercial application tests showed that the slurry yield decreased by 2.84%, and the coke make dropped by 0.64%, with the total yield of LPG, gasoline and diesel increased by 3.99%.