提升管式反應(yīng)器裝配圖
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提升管反應(yīng)器編輯提升管反應(yīng)器的作用
圖1 提升管反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖
提升管反應(yīng)器的基本結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。提升管反應(yīng)器的直徑由進料量確定。工業(yè)上一般采用的線速是入口處為4-7m/s ，出口處為12-18m/s。隨著反應(yīng)深度的增大，油氣體積流量增大，因此有的提升管反應(yīng)器由不同直徑的兩段（上粗下細）組成二提升管反應(yīng)器的高度由反應(yīng)所需時間確定，工業(yè)設(shè)計時多采用2-4s的反應(yīng)時間。近年來由于進入反應(yīng)器的再生催化劑溫度多已提高到650-720℃，提升管下段進料油與再生催化劑接觸處的混合溫度較高，當以生產(chǎn)汽油、柴油為上要目標時，反應(yīng)只需2s左右的時間就已基本完成，過長的反應(yīng)時間使二次裂化反應(yīng)增多，反而使口的產(chǎn)物的收率下降。為了優(yōu)化反應(yīng)深度，有的裝置采用終止反應(yīng)技術(shù)，即在提升管的中上部某個適當位置注人冷卻介質(zhì)以降低終中部的反應(yīng)溫度，從而抑制二次反應(yīng)。有的還在注人反應(yīng)終止劑的問時相應(yīng)地提高或控制混合段的溫度，稱為混合溫度控制技術(shù)（MTC）。此項技術(shù)的關(guān)鍵是如何確定注入冷卻介質(zhì)的適宜位置、種類和數(shù)量。國內(nèi)有些煉油廠采用了注入終止劑技術(shù)，但是僅是憑經(jīng)驗來確定有關(guān)的參數(shù)，可靠性差。中國石油大學提出的提升管反應(yīng)器流動—反應(yīng)模型可以對提升管內(nèi)的反應(yīng)過程進行三維模擬，初步解決了科學確定上述有關(guān)參數(shù)的問題。圖2是在某催化裂化裝置的提升管的適當位置注入反應(yīng)終止劑前后提升管沿高的溫度及反應(yīng)產(chǎn)二物產(chǎn)率變化情況的模擬計算結(jié)果。由此可見，注入終止劑后，汽油和柴油的產(chǎn)率都有所提高。注入終止劑的效果與原工況及注入的條件有關(guān)。
提升管反應(yīng)過程
圖2 提升管注人終止劑的效果的模擬計算結(jié)果
提升管上端出口處設(shè)有氣—固快速分離構(gòu)件，其目的是使催化劑與油氣快速分離以抑制反應(yīng)的繼續(xù)進行。快速分離構(gòu)件有多種形式，比較簡單的有半圓帽形、T字形的構(gòu)件，為了提高分離效率，近年來較多地采用初級旋風分離器。實際上油氣在沉降器及油氣轉(zhuǎn)移管線中仍有一段停留時間，從提升管出日到分餾塔約為10-20s。，而且溫度也較高一般為450-510℃。在此條件下還會有相當程度的二次反應(yīng)發(fā)生，而且主要是熱裂化反應(yīng)，造成于氣和焦炭產(chǎn)率增大。對重油催化裂化，此現(xiàn)象更為嚴重，有時甚至在沉降器、油氣管線及分餾塔底的器壁上結(jié)成焦塊。因此，縮短油氣在高溫下的停留時間是很有必要的。適當減小沉降器的稀相空間體積、縮短初級旋風分離器的升氣管出口與沉降器頂?shù)男L分離器入口之間的距離是減少二次反應(yīng)的有效措施之一。據(jù)報道，采取此措施可以使油氣在沉降器內(nèi)的停留時間縮短至3s，熱裂化反應(yīng)明顯減少。
提升管下部進料段的油劑接觸狀況對重油催化裂化的反應(yīng)有重要影響。對重油進料，要求迅速汽化、有盡可能高的汽化率，而且一與催化劑的接觸均勻。原料油霧化粒徑小可增人傳熱面積，而.只由于原料油分散程度高，油霧與催化劑的接觸機會較均等，從而提高了汽化速率。實驗及計算結(jié)果表明，霧滴初始粒徑越小則進料段內(nèi)的汽化速率越高，兩者之間呈指數(shù)關(guān)系。實驗結(jié)果還表明，對重油催化裂化，提高進料段的汽化率能改善產(chǎn)品產(chǎn)率分布。因此，選用噴霧粒徑小，而且粒徑分布范圍較窄的高效霧化噴嘴對重油催化裂化是很重要的。模擬計算結(jié)果表明，當霧滴平均粒徑從60μm減小至50μm時，對重油催化裂化的反應(yīng)結(jié)果仍有明.顯的效果。除了液霧的粒徑分布外，影響油霧與催化劑的接觸狀況的因素還有噴嘴的個數(shù)及位置、噴出液霧的形狀、從預提升管上升的催化劑的流動狀況等。在重油催化裂化時，對這些因素都應(yīng)予以認真的研究。 ...
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