2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  KH-5型噴嘴在重油催化裂化裝置上的應用</p><p>  摘 要:通過對玉門煉油廠化工總廠0.8Mt/a催化裂化裝置原料進料BWJ-Ⅲ型噴嘴研究,發(fā)現(xiàn)原料進料BWJ-Ⅲ型噴嘴霧化效果差、霧化蒸汽用量大、結焦率高、進料存在偏流等缺陷。針對此情況,2011年9月對原料BWJ-Ⅲ型噴嘴分段進料進行改造。改造后的KH-5型噴嘴環(huán)形進料,原料進料霧化效果顯著提高,霧化蒸汽用量減少53%,摻渣率提高

2、4.20%條件下,焦炭產(chǎn)率降低1.32%。 </p><p>  關鍵詞:催化裂化裝置 噴嘴 霧化蒸汽 焦炭 </p><p>  玉門煉油廠催化裂化裝置自2005年改造后采用采用石油大學兩段提升管反應技術(TSRFCC),由于該工藝技術復雜,同時伴隨著原油的劣質化,裝置的蒸汽用量和燒焦一直居高不下,導致催化裂化裝置成為全廠能耗第一大戶(達到36%),因此為了降低裝置的綜合能耗,對提升管進

3、料方式以及噴嘴的改造迫在眉睫。 </p><p>  一、 改造前BWJ-Ⅲ型噴嘴在裝置上應用情況 </p><p>  改造前提升管4個進料霧化噴嘴采用了BWJ-III型高效進料霧化噴嘴。盡管該噴嘴經(jīng)過三次霧化,但是在裝置實際生產(chǎn)運行方面存在以下不足: </p><p><b>  1.霧化效果差 </b></p><p&

4、gt;  首先,伴隨著催化裝置原料劣質化,原料中的大分子、高粘度的成份相應增多,其分身就不易霧化;其次,檢修時發(fā)現(xiàn),BWJ-III型噴嘴四個噴嘴中有3個二次霧化蒸汽發(fā)生堵塞,根據(jù)計算推斷實際原料霧化粒徑>80μm,遠超過設計值,導致噴嘴霧化效果大大下降。 </p><p>  2.霧化蒸汽用量大 </p><p>  由于BWJ-III型噴嘴在實際應用上霧化效果差,即使提高霧化蒸汽流量也達

5、不到理想霧化效果,生產(chǎn)中實際平均霧化蒸汽用量達到6.84%。 </p><p><b>  3.結焦率高 </b></p><p>  一方面:由于BWJ-III型噴嘴霧化效果差,霧化后的粒徑直徑在80μm左右,分散效果差,達不到理想霧化效果,使油、氣和催化劑混合不均勻容易結焦。另一方面,改造前未采取環(huán)形進料,由于設計或操作等原因,四組噴嘴之間存在2~3m/s流量偏差

6、。四組噴嘴進料量不一,導致容易在噴嘴上方遇冷的提升管器壁發(fā)生接觸而結焦[2]。從檢修后結果證實了這一點,如圖2所示。 </p><p>  二、 KH-5型噴嘴改造 </p><p>  針對以上問題,2011年9月裝置對提升管原料噴嘴及進料方式進行改造,更換BWJ-III型噴嘴為KH-5型噴嘴,將分段進料方式改為環(huán)形進料方式。從改造效果來看,以上問題得到了有效解決。 </p>

7、<p>  1.KH-5型噴嘴原理 </p><p>  KH型噴嘴又稱內混式雙喉道型進料噴嘴,其結構如圖1所示 </p><p>  KH-5型噴嘴特點:原料油以低的速度從側面進入混合腔,霧化蒸汽通過第一喉道加速到超音速,沖擊液體,利用汽液速度差,使原料油得到第一次破碎。破碎后形成氣液混合相再通向第二喉道,在第二喉道氣液兩相進一步得到加速,利用兩相新的速度差產(chǎn)生的氣動壓力作

8、用產(chǎn)生第二次破碎,使進料霧化。據(jù)測定,進料油可以霧化到60μm的微細顆粒,較BWJ-III型噴嘴有很大改善,達到了與再生催化劑平均粒徑相同的水平,壓力降小,集合管壓力在0.4MPa[3]。 </p><p>  2.原料霧化效果好 </p><p>  改造后原料經(jīng)KH-5噴嘴出口粒徑可以達到60μm,噴嘴出口線速達到60m/s以上。一個直徑60μm液滴與 2~4 個催化劑顆粒接觸,接觸時

9、間 0.02~0.04 秒。而以均勻較厚層液、劑接觸,則遇 20~0 個催化劑,接觸時間 0.15~0.3秒。所以霧化液滴越細,分散越好,在極短的時間內汽化越快,催化反應越完全。原料油進料高效霧化噴嘴的作用就是將原料油霧化成極細小的霧滴。 </p><p>  3.霧化蒸汽用量少 </p><p>  自裝置噴嘴改造后,噴嘴霧化蒸汽用量基本維持在3%左右。裝置改造前后霧化蒸汽用量如下表所示

10、: </p><p>  從表1可以看出,改造后,在裝置摻煉渣油比例提高,原料性質變差的條件下,由于KH-5型噴嘴自身優(yōu)勢,內部設計簡單,蒸汽壓降小,原料霧化效果好等特點,大大降低了霧化蒸汽的用量。霧化蒸汽與處理量比僅為3.13%,霧化蒸汽用量還不到改造前的一半。以2012年裝置處理量為82萬噸計算,僅霧化蒸汽一年節(jié)省蒸汽量為2.87萬噸蒸汽??梢?,通過對噴嘴進行改造,不僅有效提高了原料霧化效果,而且大大降低了蒸

11、汽用量。 </p><p><b>  3.焦炭產(chǎn)率下降 </b></p><p>  為了平衡全廠重油壓力,催化裝置摻渣比例不斷提高,進料性質越來越差。殘渣比從檢修前的16%左右提高至目前的20%以上。但是在對進料噴嘴進行更換改造后,裝置的產(chǎn)品分布和總液收基本維持不變,焦炭產(chǎn)率反而有效降低,如下表所示: </p><p>  從表2明顯可以看

12、出,改造前后,在殘渣率提高4.2個百分點的條件下,干氣產(chǎn)率雖然有所上升,但是總液收基本維持不變。同時,焦炭產(chǎn)率下降了1.32個百分點。采用KH-5型噴嘴后,在高出口線速下(達到60m/s以上),原料霧化效果好,油滴破碎更小更均勻,與催化劑更加能夠充分接觸并發(fā)生反應,催化劑滑活性中心利用率得到有效提升,從而降低了焦炭產(chǎn)率。 </p><p>  同時從2012年9月裝置更換外取熱器臨時停廠搶修,對第一提升管上部檢查

13、來看,一提上部結焦量較改造前明顯下降。如圖2、3所示: </p><p>  通過對進料方式進行改造,霧化蒸汽和原料流程全部加裝環(huán)形管,即物料先進入環(huán)形管,然后從環(huán)形管上引入噴嘴系統(tǒng),使得各路噴嘴流量出口壓力基本均勻,原料微粒與催化劑顆粒的接觸機會基本均等,減少了各噴嘴之間的流量偏差,防止各噴嘴之間出現(xiàn)偏流現(xiàn)象,有效地減少提升管內的結焦[4]。 </p><p><b>  三、

14、結論 </b></p><p>  通過對第一提升管進料方式和噴嘴進行改造,原料霧化效果明顯好轉。改造后的KH-5型噴嘴在摻渣率提高4.2%的情況下,產(chǎn)品分布以及產(chǎn)品總液收與改造前基本持平;焦炭產(chǎn)率下降1.32%,提升管噴嘴上部結焦嚴重的問題基本得到解決;同時,原料霧化蒸汽用量節(jié)省了53%,從改造前的5.3t/h降至目前的2.5t/h,年累計節(jié)省蒸汽用量達到2.87萬噸。有效的降低了裝置的能耗和操作成

15、本,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。 </p><p><b>  參考文獻 </b></p><p>  [1] 侯玉寶,劉靜翔,趙華.重油催化裂化裝置的用能分析及節(jié)能措施[J].煉油技術與工程.2005:35(3):21-24. </p><p>  [2] 曠軍虎,張志亮,鄭坤.催化裂化裝置的節(jié)能改造及運行分析[J].石油煉制與化工.2011:42

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