新型變徑提升管反應(yīng)器實驗研究.pdf

1、面對丙烯等低碳烯烴不斷增長的市場需求,傳統(tǒng)提升管催化裂化過程很難達(dá)到多產(chǎn)低碳烯烴并兼顧輕油收率的煉化一體化要求。針對該問題,中國石油大學(xué)(華東)成功開發(fā)了兩段提升管催化裂化增產(chǎn)丙烯(TMP)工藝,該工藝采用一種新型的變徑提升管反應(yīng)器。由于變徑段和多層進(jìn)料結(jié)構(gòu)的存在,傳統(tǒng)等徑提升管內(nèi)的氣固流動規(guī)律很難直接應(yīng)用到新型變徑提升管。因此,詳細(xì)研究變徑段和多層進(jìn)料結(jié)構(gòu)對氣固兩相流動的影響,以及擴(kuò)徑段內(nèi)催化劑顆粒的流動發(fā)展情況對于提升管反應(yīng)器的設(shè)計

2、、放大和優(yōu)化操作具有重要的學(xué)術(shù)和工程價值。
　　 本論文實驗裝置由底部擴(kuò)徑段和上部等徑段兩部分構(gòu)成,總高度為8.3m,等徑段直徑為50mm,擴(kuò)徑段的高度和直徑可調(diào)。提升管預(yù)提升進(jìn)氣口和擴(kuò)徑段內(nèi)設(shè)置的盤管進(jìn)氣口、噴嘴進(jìn)氣口共同構(gòu)成了新型提升管的多層進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。以空氣-FCC催化劑兩相體系為研究對象,通過測量提升管內(nèi)的軸向壓力梯度分布和多個高度截面上的局部顆粒濃度分布及速度分布,深入分析了多層進(jìn)料結(jié)構(gòu)和擴(kuò)徑段結(jié)構(gòu)參數(shù)對提升管內(nèi)氣固兩相

3、流動的影響,并優(yōu)選出效果較好的結(jié)構(gòu)參數(shù),對比了新型變徑提升管與傳統(tǒng)等徑提升管內(nèi)氣固兩相流動特征的異同,研究了不同操作條件對新型變徑提升管內(nèi)流動規(guī)律的影響。針對提升管內(nèi)存在的催化劑偏流現(xiàn)象,本文最后考察了不同的盤管進(jìn)氣結(jié)構(gòu)對提升管擴(kuò)徑段內(nèi)催化劑分布的影響。
　　 實驗結(jié)果表明,擴(kuò)徑段結(jié)構(gòu)參數(shù)分別為D/d=2、H/D=5、h/H=3/5時,新型變徑提升管內(nèi)催化劑的分布情況最為理想。與傳統(tǒng)等徑提升管相比,在相同的操作條件下,新型變徑提

4、升管擴(kuò)徑段的濃度均可提高10倍以上；在一定的操作氣速下,新型等徑提升管內(nèi)全床總壓降△Pt與固體循環(huán)速率Gs之間同樣存在良好的線性關(guān)系。對于新型變徑提升管而言,增大操作氣速或減小固體循環(huán)速率均會提高催化劑軸、徑向分布的均勻程度,然而提升管內(nèi)不同高度截面上的不同徑向位置對兩者的敏感程度有所不同；在實驗操作范圍內(nèi),適當(dāng)增加預(yù)提升氣和下層噴嘴的進(jìn)氣比例,可以提高裝置的操作彈性。針對不同盤管進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)形式,與A型和C型相比,B型盤管進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)形式