大差异双分散循环流化床多场耦合数值模拟

宋晨, 王龙延, 王斯民

(1.西安交通大学化学工程与技术学院, 710049, 西安; 2.中石化炼化工程(集团)有限公司洛阳技术研发中心, 471003, 河南洛阳)

流化催化裂化(FCC)工艺在炼油工业中起着至关重要的作用,它被广泛用于重油轻质化,生产附加值更好的轻质油,例如汽油和烯烃原料,全世界几乎一半的汽油和3%的丙烯都是通过FCC工艺生产[1-2]。

在催化裂化反应中,剂油比和油剂接触温度是反应速率和反应选择性的主要影响因素[3-4]。提高反应的剂油比可通过降低再生催化剂温度或原料预热温度来实现,考虑到操作对原料雾化及气化效果的影响,工业上通常采用降低再生催化剂温度的方式;而油剂接触温度也由催化剂再生温度决定,催化剂再生温度过高,常会导致原料的过度热裂化和严重的焦化[5-7]。为了降低参与重油提升管反应的催化剂温度、提高反应剂油比,UOP公司陆续提出X设计技术、Rx-Cat技术和Petro-FCC技术,将重油提升管待生催化剂部分循环,与再生催化剂混合换热后完成催化裂化反应[8-9];中石化洛阳工程有限公司以增产丙烯和清洁油品为目的,进一步提出第三代灵活多效催化裂化(FDFCC-III)工艺,将部分循环的活性仍较高的汽油提升管待生剂与重油提升管再生催化剂混合降温,再进入重油提升管进行下一流程反应[9-10]。FCC工艺中催化剂再生温度约为700 ℃,以上这些改良工艺则均可将油剂接触温度降低至590～610 ℃,因此可在实现大剂油比的同时有效抑制油气的过度热裂化和焦化现象[8-10]。……