催化裂化提升管再生器多段烧焦及其模拟计算

作者:甘俊;白丁荣;俞芷青;金涌;杨启业 刊名:石油炼制与化工 上传者:杜洁珊

【摘要】在作者所建立的催化裂化提升管再生器数学模型的基础上,首次提出了再生器采用多段进气强化烧焦的构想。模拟计算结果表明,采用多段进气的再生方式,通过调节各段进气量和催化剂循环比,在待生剂碳含量为0.8~1.2w%的范围内,其再生效果可满足工业要求(再生器出口温度低于730℃,再生剂含碳量低于0.1w%),从而对提升管再生器这一新技术在工业上取得成功的可能性进行了全面的论证,为一项重大的工业试验提出了新的概念和理论分析。中国石化总公司北京设计院曾采用清华大学提供的上述新技术为长岭炼油化工厂设计提升管再生器。

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第 期 石 油 炼 制催化裂化提升管再生器多段烧焦 及其模拟计算 ’ 甘 俊 白丁荣 俞芷青 金 涌“ 清华大学化工 系 , 北京杨 启 业 中国石 油化工总公司北京设计院 摘要 在作者所建立的催化裂化提升管再生器数学模型 的基础上 , 首 次提 出了再生器 采用多段进气强化烧焦的构想 。 模拟 计算结果表明 , 采用多段进气的再生方式 , 通过调节 各段进气量和催化剂循环 比 , 在待生剂碳含量为 一 的范围内 其再 生效果可满 足工业要求再生器 出 口 温度低于 , 再生剂含碳量低于 。 , 从而 对提 升管 再生器这 一 新技 术在工业上取得成功的可能性进行 了全面的论证 , 为一项重大 的工业试验提 出 了新的概念和理论分析 。 中国石化总公司北京设计院曾采用清华大学提供的上述新技术为长岭炼油化工厂设计提升管再生器 。 主题词 流化催化裂化 裂化催化剂 再生 模型 数据关联 计算机模拟 前 言 提升管 催化裂化催化剂再生器是一种先进 的新 型再生技术 , 可望 构成新一代催化裂化 尤其是重油催化裂 化的关键技术之一 。 为了开发这一新型技术 , 作者 在不久前发表 的论 文 中 , 曾采用 杨光华 教授等发表的烧焦动力学模型和本实验室开发的气固两相提升管流动模型 , 建立 了提 升管再生器烧焦过 程的数学 模型 , 并对催 化剂 在不 同流动状态下 的再 生效果 , 及影 响再生过 程的主要因素进行了模拟计算与分析队 〕。 通过计算发现 , 当待生剂含碳量较高时 如渣油催化裂化 , 由于反应热效应较木,采用单二的提升管再生方 · 武将使再生器出 口催化剂的温度超过其水热 稳定温度而导致 催化剂水热失活 , 使得全 管道烧焦的再生方式应用范围受到限制 。 同时 , 采用单一的管道烧焦方式 , 操作弹性较窄 , 当再生器 入 口 气速过低时 由于供氧不足而使烧焦反应不完全 , 难 以达到再 生 催化剂 定碳 的要求 , 而气速 过高 又 会使再生器 入 口 温 度过低而导致 反应不能进行而 发生 “ 熄 火 ” , 这 一现象将成为提 升管再生器工业应用的最大障碍 。 因此 , 为提高烧焦效果和装置操作的稳定性 , 乃 在原再生器模型 的基础 上提 出 了多段进气烧焦的构想 , 并通过数学模拟 , 对其操作的可能性 、 操作特性等进行了深入的研究 。 多段烧焦的再生方案 前 已述 及川 , 对提升管烧焦见图 , 影 , 本工作受中国石油化工总公司发展部及中国 自然科学基金委员会资助 。 , , 联 系人 金涌 。 年 第 卷 报习裂一︸旨苏 再 生催化剂 待生催化剂 幸州律 烧焦 空气 图 。 提升管烧焦流程 简图 、怂弄习一 口 七坦送 轴 向空 隙宝 图 操 作气速 与床层颗粒浓度 的关 系 响烧 焦过程 的主要 因素是操作气速及 温度 。在保证 催化剂的稳定循环 流 动 再生器操作气速应大于快速流态化 的形成速 度 的情况下 , 为了提高烧焦效果 , 应尽可能提高床层催化剂浓度和反应温度 。 对一段再生器 , 操作气速过低 , 尽管可满足催化剂 稳定循环 及提高催化剂藏量的 目的 , 见对应 图 中的 曲线 , 但 由于供氧不 足 , 反 应难于完全进 行 , 结果使反应温度降低 , 再生效果很差 。 如果气速过 高 , 见对 应 同图 中的 、 曲线 , 又 使 催化剂藏量 明显 降低 , 极大地 恶 化 了反应 器内气固两相接触状况陈‘ 」, 同时更为严重 的是入 口 风温度低 , 使再生器入 口 温度大大 降低而使再生器“ 熄火

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