彭 威刘俊平张君屹于立勇刘艳升刘建新

(1.中国石油大学(北京) 重质油国家重点实验室,北京 102249;2.中国石油乌鲁木齐石化公司,新疆乌鲁木齐 830019;3.中国石油 兰州石化公司,甘肃 兰州 730060)

在流化床反应装置(如费-托合成、烃类的催化裂化、渣油灵活焦化和甲醇制烯烃等工艺的装置)的立管中,一直存在气-固两相流[1-2],但科技人员对该气-固两相流流态的判据还缺乏了解,在设计和操作工业立管时,往往只能依据经验法则。因此,在实际生产过程中存在大量的立管流化输送不畅问题,如:在立管输送过程中,发生架桥、窜气、压力逆转和颗粒质量流率波动等问题,已成为制约工业装置高负荷、安全生产的瓶颈[3-5]。

对于FCC(Fluid catalytic cracking)装置,立管是反应器和再生器之间催化剂循环的输送管,待生催化剂通过待生立管进入再生器进行烧焦、恢复活性,再生催化剂通过再生立管进入提升管反应器,维持反应温度稳定,并催化油气的裂化反应。FCC装置立管输送催化剂操作有2个特点[6-7]:一个是立管内的催化剂依靠重力向下流动,而气体则可能向下流动或向上流动,主要取决于气-固两相的相对速度和立管压力梯度;另一个是立管的入口压力低、出口压力高,催化剂流动属于负压差流动,因此必须在立管内建立密相颗粒料封,防止气体逆向反窜。此外,立管的底部通常安装滑阀用于调控催化剂的输送量,但阀前堆积的催化剂由于脱气效应易于失流化。工业上通常采取向立管通入松动风来改变催化剂的空隙率[8-9],从而防止催化剂发生架桥、不稳定输送、气体反窜等造成操作参数大幅波动的现象。……