催化裂化基礎知識——提升管反應器

提升管

在流化過程中，當氣速高于帶出速度，固體顆粒便被帶出。把帶出的顆粒沿一根垂直管道向上運動，這根管道稱為提升管。
提升管主要有兩種用途。一是用于固體顆粒輸送；一是作為反應器，亦稱為提升管反應器，催化劑和氣相原料在提升管中停留時進行反應，在出口處反應產物與催化劑分離。催化劑經再生后又重新進入提升管，構成一循環流化床反應系統。
提升管反應器的主要優點是返混較小，效率高，結構簡單。
目前的催化裂化裝置都采用提升管反應器。

提升管反應器的作用

提升管反應器的基本結構形式如圖1所示。提升管反應器的直徑由進料量確定。工業上一般采用的線速是入口處為4-7m/s ，出口處為12-18m/s。隨著反應深度的增大，油氣體積流量增大，因此有的提升管反應器由不同直徑的兩段（上粗下細）組成二提升管反應器的高度由反應所需時間確定，工業設計時多采用2-4s的反應時間。近年來由于進入反應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，當以生產汽油、柴油為上要目標時，反應只需2s左右的時間就已基本完成，過長的反應時間使二次裂化反應增多，反而使口的產物的收率下降。為了優化反應深度，有的裝置采用終止反應技術，即在提升管的中上部某個適當位置注人冷卻介質以降低終中部的反應溫度，從而抑制二次反應。有的還在注人反應終止劑的問時相應地提高或控制混合段的溫度，稱為混合溫度控制技術（MTC）。此項技術的關鍵是如何確定注入冷卻介質的適宜位置、種類和數量。國內有些煉油廠采用了注入終止劑技術，但是僅是憑經驗來確定有關的參數，可靠性差。中國石油大學提出的提升管反應器流動—反應模型可以對提升管內的反應過程進行三維模擬，初步解決了科學確定上述有關參數的問題。圖2是在某催化裂化裝置的提升管的適當位置注入反應終止劑前后提升管沿高的溫度及反應產二物產率變化情況的模擬計算結果。由此可見，注入終止劑后，汽油和柴油的產率都有所提高。注入終止劑的效果與原工況及注入的條件有關。