垂直-傾斜組合立管中催化劑下料特征分析

陳曉玲，帕爾哈提·斯地克，趙國(guó)君，王雅強(qiáng)，彭 威

(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000；2.中國(guó)石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司；3.中國(guó)石油大慶石化公司)

流化催化裂化(FCC)裝置是流態(tài)化技術(shù)在石化工業(yè)的典型應(yīng)用之一，裝置的核心是其反應(yīng)-再生系統(tǒng)[1-2]。該反應(yīng)-再生系統(tǒng)由反應(yīng)器、再生器和循環(huán)立管組成，催化劑在反應(yīng)-再生系統(tǒng)中沿著一個(gè)回路循環(huán)流動(dòng)。循環(huán)立管有兩個(gè)作用：一是將催化劑從高處的低壓端輸送至低處的高壓端，為負(fù)壓差操作；二是保持催化劑循環(huán)回路的壓力平衡，防止發(fā)生油氣互竄[3-4]。催化劑顆粒逆壓力梯度流動(dòng)，使其流態(tài)呈現(xiàn)多樣性和多變性[5-6]，易引發(fā)下料不暢、壓力異常、催化劑架橋、氣體倒竄等一系列問(wèn)題，直接影響油氣的裂化反應(yīng)和催化劑再生，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致裝置停工[7-9]。因此，立管內(nèi)催化劑的穩(wěn)定輸送對(duì)催化裂化裝置保持長(zhǎng)周期運(yùn)行至關(guān)重要。

羅保林等[10]研究發(fā)現(xiàn)：在立管上部的脫氣區(qū)，催化劑顆粒為負(fù)壓差流動(dòng)；在立管下部的持氣段，催化劑顆粒為正壓差流動(dòng)；設(shè)置松動(dòng)風(fēng)可以有效改變垂直立管的壓力分布。張鋒等[11]通過(guò)測(cè)量工業(yè)FCC裝置再生斜管軸向壓力分布，對(duì)立管內(nèi)催化劑的流態(tài)進(jìn)行識(shí)別，發(fā)現(xiàn)再生斜管內(nèi)催化劑的流態(tài)依次為流化態(tài)、過(guò)渡填充流和填充流。

彭威等[12-13]發(fā)現(xiàn)，立管的幾何結(jié)構(gòu)、滑閥開(kāi)度、松動(dòng)風(fēng)位置和流量等因素均影響催化劑的輸送性能。目前，對(duì)立管內(nèi)催化劑顆粒的下料狀態(tài)雖已進(jìn)行了大量研究[14-19]，但研究對(duì)象多為單一垂直立管或單一斜管，而對(duì)垂直-傾斜組合立管的研究很少，而垂直-傾斜組合立管恰恰是工業(yè)裝置的常設(shè)形式?！?br>