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。     

催化裂化装置立管输送催化剂异常原因分析

催化裂化装置立管用于再生器和沉降器之间、两段再生器之间输送催化剂的操作。立管中催化剂的流态特性与流动稳定性直接影响到催化裂化装置的催化剂循环。现场发生的立管输送催化剂异常的故障有多种形式,主要表现在输送催化剂的能力下降或输送催化剂质量流率的波动变化。通过对现场催化裂化装置立管输送催化剂的问题分析,将故障原因归结为立管内流态转变、斜管内流态转变、立管入口进料不畅、出口排料阻碍、松动风设计缺陷、负压差过大等,并以此探讨进行改造的措施。这些分析结果有助于解决目前存在的立管输送催化剂不畅的问题。     

FCC装置再生立管输送催化剂的影响因素

在1.0 Mt/a FCC装置上,考察了再生立管输送催化剂的影响因素和调控方法。通过测量不同工况时再生立管轴向压力和提升管反应温度,以及计算立管内表观气体速率,监测立管内部催化剂输送状态。结果表明：沿立管从上至下,立管轴向压力分布为非线性,压力梯度减小;反应温度波动幅度随松动风流量增加而增大。松动风流量为540 m³/h时,立管内气体表观速率范围为0.04~0.9 m/s;催化剂流态出现填充流是滑阀压降降低的主要原因。在松动风量、滑阀压降、反应温度等参数优化的基础上,建立了三者相互关联的立管操作控制图,提出了最佳松动风流量的概念,保障装置平稳运行。     

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。     

垂直立管中料层平衡高度的控制与操作

对催化裂化装置中,垂直立管中催化剂料层高度的变化对立管中催化剂的输送操作及料封的影响进行了考察。研究发现,催化剂在垂直立管中的流动可分为"脱气"和"持气"两种状态。实验结果表明,催化剂在立管中稀相流动时,压降降低,轴向压力分布有较好的线性关系,利于稳定操作和提高催化剂的循环速度。当立管中催化剂料层平衡高度较小时,"脱气段"较短,因而有利于催化剂在立管中的循环下移。因此,催化剂在立管中的输送宜采取控制一定料面高度的半充满操作方式,使催化剂在立管中形成空管或稀相流化与临界移动床下输共存的流动形式,使之既可保证立管下端良好的料封,又能满足整个装置系统稳定运行所要求的催化剂的输送循环。     

立管-翼阀系统的研究Ⅰ.负压差下旋风分离器料腿内的气固流动

对负压差下立管-翼阀系统的气固流动特性进行了理论分析,并系统地考察了翼阀结构、操作条件、颗粒物性等对立管-翼阀系统中气固两相流动的影响,得到了稳定操作状态下料腿中料封高度的计算式.     

催化裂化装置再生立管流化问题分析

某0.8 Mt/a催化裂化装置再生立管存在催化剂输送不畅的问题,造成反应温度大幅度波动,严重影响装置长周期运行。通过对再生线路的推动力和阻力,以及立管内气固混合参数的计算,判断立管内催化剂流态为鼓泡流态。分析影响再生立管流态的主要因素:平衡剂堆积密度大,碳、铁和钙等元素含量高,造成床层最大稳定膨胀率减小。再生催化剂携气量和松动蒸汽量大,造成立管内气泡含量增大,阻碍催化剂平稳下料。针对上述问题采取了一系列措施,包括优化原料组成、调整工艺参数、降低松动蒸汽量等,再生立管流化工况显著改善,保障了装置的平稳运行。     

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...     

MTO装置再生立管内催化剂输送不畅的流态特性分析

甲醇制烯烃（MTO）装置催化剂循环回路的下行流动部分是再生立管,再生立管将催化剂从再生器输送至反应器是保证MTO装置正常运行的前提条件。某0.60 Mt/a MTO装置再生立管出现催化剂输送不畅问题已成为装置高效运行的瓶颈,为此通过测量再生立管的轴向压力分布和工艺参数分析催化剂输送不畅的原因。结果表明：由于催化剂脱气和大气泡,再生立管中催化剂从上至下形成了过渡填充流、段塞流和密相流化流,导致催化剂浓度和催化剂循环量大幅度波动。最后,根据分析结果提出了再生立管结构改造的建议。     

半再生立管内催化剂输送异常的分析与对策

武汉石油化工厂的Ⅱ套重油催化裂化装置为重叠式两段再生结构，该装置半再生立管内的催化剂输送出现异常，从立管进出口结构及操作两方面分析了该异常产生的原因并采取了以下措施：(1)半再生立管下料口的正下方增加一面积约lm2的衬里凸台，该凸台能起料封作用，以杜绝主风反串进立管的现象；(2)将两再生器中间的大孔分布板孔由原127个堵为107个，以改善第二再生器内的烟气分布和两再生器主风比的调节；(3)改造后调整了部分操作参数，如提高再生器的压力，降低主风分配比等。结果半再生立管内的催化剂输送恢复正常，达到了改造目的。     

循环流化床颗粒输送斜管的压力脉动特性

以循环流化床输送斜管为研究对象,通过改变颗粒质量流率,测量斜管内蝶阀上、下两处的动态压力。结果表明,随着颗粒质量流率增加,蝶阀上、下方颗粒的流动形式均发生变化,斜管内的颗粒流态发生变化,动态压力的波动幅度逐渐增加。蝶阀下方的动态压力标准偏差与颗粒质量流率呈线性关系,能够用于表征循环流化床的颗粒质量流率。压力脉动的小波分析表明,斜管内蝶阀上、下方均存在一个主频,是由于斜管自身的流动结构所致,但蝶阀下方还存在一个次频,是由于气体脉动以及气、固两相的相互作用所致,且次频所占能量随颗粒质量流率增加而降低。斜管下料产生的脉动压力是一种低频压力,是斜管振动的激振源。     

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。     

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。     

UOP连续重整装置催化剂循环故障分析及处理

介绍了UOP连续重整装置再生器或反应器中因催化剂颗粒间隙中气体线速发生变化而对催化剂颗粒移动产生的影响,并对几种异常现象进行分析,包括：①气体线速过高会造成催化剂贴壁或空腔现象,引起还原段料位和分离料斗料位突然降低;②再生剂和待生剂下料管线中,气体流动方向与颗粒移动方向相反,气体流速过高导致催化剂无法向下移动,引起催化剂循环中断;③对于闭锁料斗来说,如果闭锁区的下料管中催化剂料封被高压差破坏,气体就会互串导致闭锁区与缓冲区之间连通,且闭锁料斗的催化剂循环中断.通过对以上3种案例进行分析可知,分离料斗补充氮气量、氮封罐补充氮气量、闭锁料斗的补偿气流量异常增加均意味着输送故障已经发生.使连续重整两器的各处流量保持在正常范围是催化剂稳定输送的前提.当装置出现异常现象导致输送停止或波动后,需采取针对性措施加以解决和恢复.     

催化裂化装置再生器跑剂分析与对策

中国石化青岛炼油化工有限责任公司催化裂化装置2014年6月起发生再生器跑剂事件,对再生器旋风分离器差压、主风分布板压力降和大小分布环压力降等重要参数加强跟踪分析。在工艺上排除了反再系统未知蒸汽进入再生器、外取热器换热管束泄漏和催化剂理化性质差异等可疑因素后,在设备检查过程中发现再生器跑剂根本原因是7号和8号旋风分离器二级旋分两段料腿之间的锥体连接件的焊缝断裂,造成周围烟气夹带着催化剂颗粒向低压区的料腿内部高速流动,旋风分离器正常工作状态被破坏,旋风分离器收集的催化剂在经过筒体和锥体进入灰斗时被反窜上行的气流大量带出,造成再生器大量跑剂。通过对旋风分离器焊缝断裂部位重新焊接以及对11组旋风分离器的相同位置全部贴板采取加强的有效措施,彻底解决了再生器旋风分离器焊缝断裂这一影响装置长周期运行的难题。     

FCC沉降器结焦问题的研究进展

沉降器是催化裂化中油气与催化剂分离过程的重要设备。沉降器的结焦问题易导致非计划停工,严重影响催化裂化装置的长周期运行,因此抑制或减缓沉降器结焦成为该领域的研究热点之一。综述了国内外有关沉降器结焦问题的研究进展,以期为沉降器的优化操作提供参考。首先对沉降器结焦的部位及原因进行了分析,从化学反应角度分析了结焦的内因是反应油气中液相重组分的存在;从流场分布、压力分布、催化剂含量分布和温度分布解析结焦的外因。进而阐述了结焦物的基本特性,按照不同方法对结焦物进行了分类和特性的比较。其次,从化学反应过程和油剂流动、焦体沉积与增长过程两方面总结了结焦的机理,并总结了操作条件(原料性质、催化剂含量、反应温度、再生剂温度和油/剂比)和沉降器结构(粗旋与顶旋连接结构、快分系统)对结焦的影响规律。最后根据结焦机理和影响因素,从优选反应物和优化操作条件、优化沉降器结构2个方面提出了抑制或减缓结焦问题的具体措施。提高沉降器温度和降低油气分压可从操作条件方面降低结焦的可能性,优化粗旋与顶旋连接结构、优化快分系统、优化分离器入口结构和顶旋升气管结构等措施可以改善沉降器内流场分布,进而抑制结焦。     

催化裂化装置待生立管磨穿原因分析和防范措施

通过对中国石油化工股份有限公司洛阳分公司Ⅱ套催化裂化装置在2010年7月、11月两次重油沉降器待生立管磨穿原因的分析,认为重油沉降器待生立管磨穿与其内部的催化剂流化状态、催化剂循环量过大和催化剂强度大等因素有密切关系。2010年11月22日恢复运行后,采取了停运汽油提升管反应系统、调整待生立管上的松动点、控制催化剂循环量等措施,确保待生立管内部的催化剂流化状态正常、可控。装置恢复运行以来,运行稳定,没有出现待生立管磨穿的情况,为同类装置生产优化提供了参考。