乙烯裂解炉辐射段流动、传热和燃烧数值模拟研究进展

介绍了乙烯裂解炉辐射段流动、传热和燃烧数值模拟研究的发展过程,对湍流模型、模型建立和网格生成、辐射传热模型及湍流燃烧模型的研究历程进行了系统的回顾,对裂解炉管外流动、传热和燃烧数值模拟方法今后研究的方向及重点提出了建议。     

半干法双循环催化裂化烟气净化技术开发与应用

为了提高常规半干法工艺的稳定性和可靠性,创新开发了半干法双循环催化裂化烟气净化技术。通过研究脱硫灰颗粒的流动特性,确定了半干法脱硫反应器的气速范围;创新开发的半干法双循环烟气净化工艺和反应系统技术,提高了脱硫剂的循环强度及利用率,外排脱硫灰颗粒中Ca(OH)₂质量分数由6.00%降低至2.74%,钙硫比降低了15%。经专业鉴定外排脱硫灰颗粒为一般固体废物,具有无害化利用价值。该技术已在清江石化成功应用,装置操作平稳、运行可靠、脱硫除尘效率高、无废水排放,满足GB 31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》及超低排放指标对SO₂和颗粒物的要求,投资和操作费用低。     

空气过剩系数对瓦斯燃烧器燃烧和NOx排放性能影响的三维模拟计算

以某公司一种瓦斯燃烧器为几何模型,对燃烧器和稳焰锥附近的复杂结构未作简化,以实际瓦斯气为燃料,用标准的k-ε湍流模型、双δPDF气相燃烧模型和蒙特卡洛辐射传热模型对燃烧器的流动及燃烧性能进行全尺寸数值模拟,得到燃烧器内温度分布、火焰长度和NOx浓度分布,计算结果表明空气过剩系数对火焰温度、火焰长度和NOx的生成量具有显著的影响,NO的生成量主要与温度分布和氧气浓度的分布有关.     

热端阈值问题换热网络设计与应用

提出了确定热端阈值问题换热网络最大热集成热量的方法和考虑热集成的热端阈值问题换热网络的设计方法。确定最大热集成热量后,建议将热端阈值问题换热网络分为自匹配与热集成2个部分分别实施优化改进。对某催化裂化装置换热网络实施优化改进,改进后装置冷公用工程负荷减少约11.5%,同时增产3.8 MPa蒸汽约10.0 t/h;或减少发生3.8 MPa蒸汽约34.5 t/h,提高常减压装置初底油换后温度约20℃,节约常减压装置燃料气约2.4 t/h。考虑热集成的热端阈值问题换热网络设计方法可用于指导热端阈值问题换热网络的优化与改进工作。     

燃料对重整加热炉燃烧过程影响的数值模拟

对连续重整加热炉采用不同的燃料进行燃烧的数值模拟。燃烧器以美国Johnzink公司的一种瓦斯燃烧器为几何原型,对燃烧器的复杂几何形状没有进行任何简化实现了包括炉膛的结构化网格的划分,采用甲烷、乙烷、丙烷和丁烷四种不同的气体燃料,用标准的k-ε湍流模型、双δ混合燃烧模型和离散传播辐射模型对连续重整加热炉进行了三维全尺寸数值模拟。由数值模拟结果对连续重整加热炉内采用不同燃料所造成的流场、温度场的变化给出了合理的分析和解释,并考察燃料变化对火焰的影响。数值模拟结果对进一步优化设计燃烧器连续重整加热炉有很好的指导意义。     

逆流连续重整低苛刻度反应规律研究

在中国石化济南分公司600 kt/a逆流连续重整工业试验装置上考察了低苛刻度等温条件下催化剂积炭和反应规律,采用程序升温氧化法研究了积炭特性。结果表明：逆流连续重整工艺在工程上和技术上是可行的;与顺流相比,逆流工艺第一反应器温降下降幅度最大,各反应器温降分布趋于均匀;第三反应器和第四反应器生成的炭量总和特别是第四反应器生成的炭量占总积炭量的比例明显增加,而第一反应器的比例明显减少;部分环烷烃转化向第三反应器和第四反应器转移,第三反应器和第四反应器中的烷烃转化率略高于顺流;液体产物中烯烃含量在第三反应器中达到峰值,第四反应器中呈现下降趋势;逆流积炭的燃尽温度略有提高。     

芳烃抽提及分离装置的设计

根据芳烃抽提及分离装置的特点和生产中的问题,提出了在设备和工艺管线的设计中应采取的技术措施:原料及产品中间罐宜采用内浮顶罐密封;选择热容量高和热稳定性好的热载体;热载体罐顶安装旋风分离器;苯塔回流罐放空应采取后冷措施;因气液相负荷分布特殊,回收塔可采用填料塔代替浮阀塔;苯塔和甲苯塔采用控制产品抽出量的方法以及合理设计汽提塔顶馏出线。     

批量S Zorb装置的标准化设计与建设

为满足车用汽油国家标准GB 17930第四阶段兼顾第五阶段对硫含量日益苛刻的要求,国内炼厂自2011年7月起,共计规划建设近20套S Zorb装置。文章阐述了SEI项目团队积极探索和推行标准化设计,通过统一装置设计技术规定、编码体系、计算软件、平面布置和三维布置,合理选用装置规模和原料设计上限,以＂专人专项＂原则统一配置专业人力资源和项目管理团队,建立S Zorb项目信息共享平台。标准化设计快速推进批量装置的工程设计和建设,2013年下半年共计有10套S zorb装置投产,取得了突出的综合效益。     

逆流连续重整技术开发及工业应用进展

逆流连续重整技术是一项原创的、知识产权完全自主的重要炼油基础工艺技术，其催化剂活性与反应难易程度的匹配度比传统催化重整技术更高，已成功实现大型化工业应用，正在运行的工业装置最大规模达2.60 Mt/a。工业应用结果表明：逆流连续重整工艺C_5⁺液体收率、芳烃产率和氢气产率高，能耗低，催化剂磨损少，主要运行技术指标领先。从该技术概念提出、反应-再生规律的基础研究、催化剂活性调控技术开发、关键装备与工程技术开发、节能新技术开发等方面，全面梳理了技术开发与工业应用历程，并进行了技术展望。