催化裂化后反應系統(tǒng)氣固兩相流動數值模擬.pdf

1、催化裂化(FCC)裝置的后反應系統(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,催化原料的重質化、劣質化和高摻渣比已經十分普遍,后反應系統(tǒng)的結焦問題也顯得日趨嚴峻。結焦給催化裂化裝置的長期安全運轉帶來了不安因素。有關催化裂化反應再生系統(tǒng)的研究大多數集中到了提升管反應器的結構和性能優(yōu)化上,為數不多的有關后反應系統(tǒng)的研究也大都從設備而非工藝的角度出發(fā)。本文采用計算流體力學(CFD)的方法,基于流動模型和傳熱模型,

2、對某煉廠FCC后反應系統(tǒng)進行了數值模擬,建立了一套能夠描述該裝置后反應系統(tǒng)整體氣固兩相流動和溫度分布的數值模型。揭示了沉降器和汽提器內的流動、傳熱過程,分析了其對生焦誘因的影響。模擬結果能夠吻合實測數據及有關冷態(tài)試驗結果。
　　 研究結果表明,后反應系統(tǒng)依據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入沉降器后速度迅速降低,雖然大多數油氣可以直

3、接離開,但是少數油氣向下擴散,運動軌跡呈隨機無規(guī)律性。絕大多數區(qū)域內油氣運動速度遲緩,在內構件附近還存在著滯流區(qū)。汽提段內顯示出典型的氣固逆流的流動特性。氣體以氣泡形式沿擋板上行,和下降的催化劑逆流接觸,床層軸向密度分布和冷態(tài)試驗數據有較好一致性,驗證了模型的合理性。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。油氣在后反應系統(tǒng)內的平均停留時間不足四十秒,但是自旋分料腿和汽提器進入的油氣的停