循環(huán)流化床變徑提升管冷模實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、傳統(tǒng)單一直徑的提升管在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，但是也存在著固含率低、易返混、停留時(shí)間不易控制等缺點(diǎn)。在原油重質(zhì)化和劣質(zhì)化，以及催化汽油降烯烴、催化裂化多產(chǎn)低碳烯烴等方面的迫切要求下，一系列新的催化裂化工藝應(yīng)運(yùn)而生，這些工藝很多都涉及到了提升管上的變徑技術(shù)。而認(rèn)識(shí)循環(huán)床提升管，特別是變徑段內(nèi)的氣固兩相流特性是研究和開發(fā)新型變徑提升管反應(yīng)器的重要基礎(chǔ)。為此設(shè)計(jì)一套內(nèi)徑50mm、高8.3m的提升管冷模裝置，并完成在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的安裝、調(diào)試以

2、及系統(tǒng)的投運(yùn)。 在表觀氣速Ug為3.5～5.3m/s，循環(huán)量Gs為25-54 kg/(m2·s)范圍內(nèi)(裝置改造后循環(huán)量能夠達(dá)到73 kg/(m2·s)左右)，測定了提升管12個(gè)高度截面上的局部顆粒濃度，考察了操作條件對(duì)變徑提升管內(nèi)軸、徑向顆粒濃度分布的影響。重點(diǎn)是考察擴(kuò)徑段結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響：包括擴(kuò)徑段直徑(分別設(shè)為84、95和120mm)、擴(kuò)徑段上部錐角α(分別取30°、50°和70°)以及擴(kuò)徑段下部錐角β(分別取50°、70°

3、和90°)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用變徑提升管后，擴(kuò)徑段部分固含率顯著提高，而上部等徑部分差別不大。所以利用擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)可以靈活調(diào)整提升管內(nèi)催化劑密度和停留時(shí)間。變徑提升管固含率軸向分布整體上呈現(xiàn)為上稀下濃的分布形式，且固含率高的部分主要集中于擴(kuò)徑段的下部，擴(kuò)徑段上部固含率有時(shí)會(huì)低于等徑段。因此，在一定的操作條件下，擴(kuò)徑段的“增濃”效應(yīng)僅僅限于一定的高度范圍內(nèi)。增大Gs或減小Ug，提升管內(nèi)任何位置的局部顆粒濃度都增大，顆粒濃度分布的徑向

4、不均勻性也增大，主要是由于邊壁附近顆粒濃度增加顯著。在較高顆粒循環(huán)速率下，擴(kuò)徑段內(nèi)也存在環(huán)—核流動(dòng)結(jié)構(gòu)。 擴(kuò)徑段結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)固含率分布的影響可以概括為：隨著擴(kuò)徑段直徑的增大，擴(kuò)徑段內(nèi)尤其是擴(kuò)徑段底部固含率顯著增加，而上部等徑段固含率變化相對(duì)較小。隨著底部錐角增大，擴(kuò)徑段底部固含率有所提高，但是擴(kuò)徑段底部邊壁處的催化劑滑落和返混嚴(yán)重，固含率徑向分布的不均勻性增大；而對(duì)于較小的底部錐角來說，在保證底部高固含率的同時(shí)也能改善氣固分布。由