催化裂化后反應(yīng)系統(tǒng)氣固兩相流動數(shù)值模擬.pdf

1、催化裂化(FCC)裝置的后反應(yīng)系統(tǒng)包括沉降器和汽提器,是催化裂化過程的重要組成部分。隨著原油資源的日益緊缺,催化原料的重質(zhì)化、劣質(zhì)化和高摻渣比已經(jīng)十分普遍,后反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)焦問題也顯得日趨嚴(yán)峻。結(jié)焦給催化裂化裝置的長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)帶來了不安因素。有關(guān)催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)的研究大多數(shù)集中到了提升管反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)化上,為數(shù)不多的有關(guān)后反應(yīng)系統(tǒng)的研究也大都從設(shè)備而非工藝的角度出發(fā)。本文采用計算流體力學(xué)(CFD)的方法,基于流動模型和傳熱模型,

2、對某煉廠FCC后反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,建立了一套能夠描述該裝置后反應(yīng)系統(tǒng)整體氣固兩相流動和溫度分布的數(shù)值模型。揭示了沉降器和汽提器內(nèi)的流動、傳熱過程,分析了其對生焦誘因的影響。模擬結(jié)果能夠吻合實(shí)測數(shù)據(jù)及有關(guān)冷態(tài)試驗(yàn)結(jié)果。
　　 研究結(jié)果表明,后反應(yīng)系統(tǒng)依據(jù)床層密度和速度分布,可以分成上下兩個區(qū)域:上部的稀相區(qū)(沉降段)和下部的氣固逆流密相鼓泡床(汽提段)。提升管中的油氣以很高的速度進(jìn)入沉降器后速度迅速降低,雖然大多數(shù)油氣可以直

3、接離開,但是少數(shù)油氣向下擴(kuò)散,運(yùn)動軌跡呈隨機(jī)無規(guī)律性。絕大多數(shù)區(qū)域內(nèi)油氣運(yùn)動速度遲緩,在內(nèi)構(gòu)件附近還存在著滯流區(qū)。汽提段內(nèi)顯示出典型的氣固逆流的流動特性。氣體以氣泡形式沿?fù)醢迳闲?和下降的催化劑逆流接觸,床層軸向密度分布和冷態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)有較好一致性,驗(yàn)證了模型的合理性。汽提段徑向密度分布受到了擋板和氣體分布器的影響,每塊擋板下方都存在流化死區(qū),影響了汽提效率。油氣在后反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的平均停留時間不足四十秒,但是自旋分料腿和汽提器進(jìn)入的油氣的停