重油催化裂化反应装置预提升段工艺研究进展

重油催化裂化反应装置预提升段 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 研究进展 重油催化裂化反应装置 预提升段工艺研究进展 张晓松徐春明高金森 (石油大学(北京)重质油国 1(,2200)家重点实验室，北京 摘要:本文结合汽固两相在提升管预提升段内的流动特点，对国内外普遍使用的预提升 器的结构特点、预提升机理及效果进行了 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，总结了转变预提升介质的干气预提升(干气钝 化)工艺过程。从物理结构及化学反应两个不同角度，介绍了重抽催化裂化预提升段工艺研究 的最新进展。 关t词:催化裂化预提升预提升工艺 J 前言 催化裂化是原油加工的核心技术，但随着原油的劣质化和重质化，对催化裂化反应装置 的要求也越来越高。 提升管反应装置中催化剂转向至进料段前的一段称为预提升段。预提升段的主要功能是 用气体将再生斜管下来的再生剂提升到一定高度，使其密度分布与大小最佳的满足进料段油 雾与催化剂流充分接触的要求。此外，预提升气体还有调节催化剂的停留时间，降低油气分 压，钝化催化剂 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面重金属等作用。实践证明，采用预提升段对于降低生焦和提高轻质油收 率均是有利的。预提升段已经成为重油催化裂化反应装置中不可或缺的重要组成部分。迄今 为止，国内外对改造预提升段结构和改进预提升工艺已经进行了较为深入的研究。 2顽提升段汽回两相流动特点 提升管内流动可分为底部密相区和顶部稀相区，在径向上则为边壁浓、中心稀的环,核 结构。针对提升管预提升段，1992年Miller和Gidaspow曾指出在提升管Y型结构的人口处存 在径向上颗粒速度分布的偏心结构。 石油大学的范怡平、晁忠喜等 对催化裂化提升管预提升段内汽固两相流动特性进行了 研究。结果表明，提升管预提升段按照它在轴向和径向上的流动特点，在轴向上可以分为混 合加速区、均匀加速区、充分发展区三个部分。在这三个区内有着不同的流动混合规律。 混合加速区:由于再生斜管属于鼓泡床，所以密度较大，当催化剂由Y型再生斜管引 入与预提升气混合后，一边扩散一边流动。此时的流动结构为在径向上，密度靠近斜管的一 侧比远离斜管的一侧大，呈现出明显的偏心状况。气体与颗粒的能量交换用于颗粒加速及改 变颗粒的速度分布。 均匀加速区:经过混合加速区之后，颗粒群沿径向的分布逐渐趋于稳定，形成边壁 浓、中心稀的状态，密度、速度在径向上的分布不再呈偏心状况，而是呈现对称结构。气 作者简介:张晓松，男，硕士研究生;高金森，男，博士生导师，通讯联系人 ?237? 体与颗粒的能量交换主要用于颗粒的加速。在该区内，颗粒的加速过程尚未完成，仍处于 加速状态。 充分发展区:经过混合加速段和均匀加速段之后，流动进入充分发展区。颗粒群呈边 壁浓、中心稀的典型的环一核结构。这时径向密度分布为对称结构，颗粒的加速过程已经 完成。 3预提升段结构的改进 根据预提升段内汽固两相的流动特点，为了改善催化剂的径向分布，提高反应段内的 油、剂接触效果，国内外对预提升的结构上做了大量的改进【2】,【5]: 3(1直管式通入预提升蒸汽 预提升段最早以直管式方式向提升管底部通人预提升蒸汽，如 1所示。这种方式容易 图 形成底部死区，开工时催化粼流化极其困难;颗粒速度的偏心分布十分严重;蒸汽由直管 注，返混严重，催化剂和原料油的接触不均匀。造成产品分布差，沉降器内设备结焦的可能 性增加。 3(2环管式通入预提升蒸汽 蒸汽在提升管底部以环管形式注入，如图2所示。这种方式在一 定程度上改善了催化剂在 提升管内的流化状态，但又由于蒸汽增加了再生斜管催化剂的下料阻力，一方面造成催化剂循环量提不起来，反应操作弹性降低，另一方面，再生斜管振动大，成为装置运行的不安全隐患。 预提升蒸^预提升蒸汽 图l直管式 图2环管式 3(3底部缩径结构 将预提升底部直径适当缩小，催化剂从缩径的预提升段进入提升管反应 段后，由于流通 面积的改变，催化剂颗粒群的流线也随之改变，催化荆径向密度分布重新进行分配。如图3所示。结果表明，底部缩径式结构催化剂的径向密度分布优于直筒式结构，但边壁效应依然 比较明显。 3(4二次布气方式 为降低在壁面附近的催化荆持有量，对预提升段采用二次进汽的方式，如图4所示。一 次风设置在预提升段的底部，其线速较低，不会影响再生斜管下料，可保证催化剂循环J顿 畅;二次风设置在下料口的上方，对边壁进行二次补汽。结果表明，二次分布风对预提升段 ?238? 内的催化剂有二次分配作用，有利于改善催化剂径向密度分布，为原料油与催化剂提供了良 好的接触环境。 图3底部缩径结构 图4二次布气式 3(5薪型预提升器 洛阳石化工程公司的冯伟等人【 ，最新又开发出 一种新的预提升段结构。如图5所 内输送管管径小于提升管管径，催化剂流经输送管射 人提升管中示。新型预提升器 内输送管 心，将呈缓慢放射状散开，在催化剂形成 边壁密、中心稀的“边壁效应”之前喷入原料油。即可 保证喷嘴区催化剂径向密度均匀分 从提升管与输送管之间的环隙向提升管边壁扩大段 布。另外流化蒸汽 有利于催化剂在提升管中均匀分布，抑制边壁催化荆 补气，也 滑落和反应结焦。 从实验结果可以看出，与常规提升 管相比，新型 预提升蒸汽 提升管由于底部扩大段的缓冲作用、内管的约束整流 和边壁二次补气，不仅消除了提升管内催化剂偏流， 图5新式预提升器 而且大大改善了提升管内催化剂的径向分布状况。 4顽提升介质的改进 蒸汽以其安全、方便易得和易于液化分离等优点，一直以来都作为预提升段的首选介 质。但蒸汽进入预提升段后，加快了催化剂的水热失活速度，增加了催化剂的消耗量，也使 装置能耗增加。 释剂(蒸汽或干气)作为预提升介质进行提升。UOP公司在实验装置上对比了用轻烃气 和用蒸汽作为预提升介质的效果，结果表明，使用前者可以增加催化裂化液体产品收率，体 低氢气产率，并降低氢,甲烷比，同时还能起到钝化催化剂上重金属的作用。该公司降 道【6J,【”J可以采用含有少量c2的干气作为预提升气，而且发现选择一定的反应条件，干报 使催化剂上污染金属还原成游离金属引起活化，产生UOP公司预提升技术是在提升管气 使用稀了“选择性炭化”的条件。游离金属的活性中心很明显地与轻质烃(如c也)反应并在下部 金 ?239? 属上炭化，使这些活性中心上覆盖一层炭，从而阻止其与原料油接触。而小于C’的轻质烃 不会影响的催化剂的酸性中心。另一种解释则认为是“还原积聚”，即NiO或Ni203被H’还 原 v'映被还原 为为金属镍后，容易积聚在一起而减少活性中心数，起到了钝化作用。此外，v2鸭或偏钒酸后，也会失去破坏作用。 1988年UOP公司在两套工业装置上采用了气体提升技术。其中一套在采用气体提升 术前后，在同样的进料和操作条件下，再生温度降低了17?。另一套RFCC中采用该技 后，再生温度降低28?，液体收率提高0(5,一0(8,(v)，气体产率下降0(6,(0(8,技术 (w)。 Asifiand石油公司u刘等也开发了类似的干气钝化技术。其干气中要求氢含量大于10, (体)，最好为20,,35,;C3含量小于10,(体)，最好为0,6,。在反应前先用水蒸气和 于气将热再生剂(约704,760?)形成一种悬浮体，此悬浮体的停留时间为0(5s以下，在预 提升段希望催化剂的含炭量不超过0(2,(w)(再生剂含炭量o(05,,0(1,)。 国内催化裂化装置越来越多地采用于气作为预提升介质。在气压机压缩能力允许的情况 下，催化裂化设计一般是预提升蒸汽和预提升干气并存，开停工时用蒸汽，正常生产时切换 为干气。吕亮功【14J报道的济南炼油厂0(8Mt,a重油催化裂化装置采用预提升干气达到了 约蒸汽和降低催化剂损耗的效果。陈俊武【60等人曾对国内炼油厂应用预提升干气情况进节 陈述，并给出了三个炼油厂采用该技术前后的物料平衡。见表1。 行了 表I采用于气预提升技术前后的糟料平衡 炼油厂 炼油厂A 豫油厂B 炼袖厂C 后 项 目 后 前 后前 前 — — 3 0 2 56 6(60 5(蛐干气,,(w) 05 lI 55 87 12 8 9(21 9(B2 9鸵 液化气,,(w) 50 02 48 49 40傩 47 43 43 45 汽油,,(w) 39(24 24 29 22 78 32 37 30(17 31(74 32，66 柴油,,(w) —— 03 1l 3 4 5 0l 3 1l 油浆,,(w) 一 43 8 8 852 9 9(23 焦炭,,(w) 一 一 —— —— 069 O笱 0 5 损失,,(w) 一 25 8 81(09 81(82 7l 2272 70 70,汽油+柴油 77 84 35 89 80(07 80(49 03 83 96 91 液化气汽油柴油 ++ J对兰州石化120万吨,年重油催化裂化装置采用干气作为预提升介质的改造做 陈勃等[7 了总结，在裂化原料变重的条件下，裂化产品的分布基本保持了投用前的水平，催化剂活 性，比表面积及平衡剂的镍、钒含量均有了明显的好转。 5结论 本文总结了重油催化裂化提升管反应装置预提升段内的汽固两相流动特点，指出在预提 升段内存在径向上边壁浓、中心稀的环一核结构;在Y型结构的人口处，存在径向上颗粒 速度分布的偏心结构。 结合汽固流动特点，国内外对改变预提升段的物理结构及布汽方式(如底部缩径、二次 布汽等)做了大量研究，来改善再生剂的密度、速度分布，以达到进料段油雾与催化剂流充 分接触的目的。 随着原料油的逐渐变重及环保节能等方面的要求，于气预提升(干气钝化)技术越来越显 ?240? 现出它的优势。研究结果表明，采用于气代替水蒸汽作为预提升介质不但可以降低能耗、减 少污水排放，而且在不影响催化剂活性情况下，有钝化催化剂表面的重金属的作用。 参考文献 范怡平，晁忠喜等(催化裂化提升管预提升段气固两相流动特性的研究(石油炼制与化工，1999，30(9) ? 2冯伟，徐秀兵等(新型预提升技术的研究河南大学学报(自然科学版)2001 31(4) 3 刘献玲，雷世远等新型预提升器在催化裂化装置上的工业应用(石油炼制与化工2001，32(3) 4 汪申，时铭显(我国催化裂化提升管反应系统设备技术的进展(石油化工动态，2000，8(5) 5 马达(霍拥军(催化裂化反应提升管新型预提升段的工业应用 炼油设计，2000，30(6) 6 陈俊武，曹汉昌(催化裂化工艺与工程，中国石化出版社。1995 7 陈勃，夏荣安，郭健(干气预提升技术在重油催化裂化中的应用(石化技术与应用。2002，20(2) 8 USP4 364 ，1983848 268 9 USP4 ，1981 416 4 USP 404090(1983 280 USP4 ，1981 896 m?,j USP4 382 ，1983 015 CN 85 166 455，1985 吕亮功干气作提升管预提升介质的效果(石油炼制，1992。(11):64,65 B?” 关丰忠，王勇(干气预提升技术在催化裂化装置上的应用(内蒙古石油化工，26:143—145 of Technical of Progress Study Riser Reactor Pre—lift ZoneRFCC ZHANG Xiao-song，XU Chun-ndng，GAO Jin-s? of of Petroletma(Stale Lahormory Heavy Oil?University Key (Beij;ng)，B删ing，102200，China) the Gas—Solid in zone of muctutaloll characterizes of Ah灯act:Based riser，the pli伍119 Howing mechanisms and the effects in cmmnerclal were ana-kinds of several of ch?acIem。the lm-liffng application two suramamed(Frown differ- tyro(Furthenmre，the process of畸Ga8陆l地(脚G鹳嘶训?)was of views re枷orl and of zorle 0f RFCCent of chemical new structures，the process pm-lift phy咖aI aplmaches ’PKsex inti自duced( R蟪d盯weIt 0f Keywm*d((FCC;fie-lift;technics lm-lifting ?24l