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脱除再生催化剂携带烟气的研究

鲁维民  
【摘要】: 催化热裂解是用重质油制取乙烯和丙烯的新工艺。由于该工艺的剂油比大,再生催化剂带入反应系统的烟气量多,加大了气体产物压缩、分离和净化的负荷,并存在发生爆炸的危险。因此必需对再生催化剂进行脱烟气处理。 吸附实验和分子模拟计算表明:催化剂颗粒微孔内吸附的烟气量很少,90%以上的烟气是由催化剂颗粒之间的空隙夹带的。采用脱气和水蒸气汽提是较好的解决办法。但水蒸气会引起催化剂的水热减活,高温以及水蒸气与催化剂接触时间过长都会加剧水热减活。由此,提出了多级错流短接触汽提方法,通过脱气管和多孔挡板的组合实现快速脱气和高效汽提,在提高烟气脱除率的同时,控制水蒸气与催化剂在脱气塔内的接触时间,缓解催化剂水热减活。 冷模实验表明:多级错流短接触汽提方法能将汽提介质与催化剂的接触时间控制在两级挡板之内。对工业装置估算,活性保留73%时,三级水蒸气汽提引起活性下降所需的时间不短于催化剂在装置中的停留时间,因而不影响装置的活性水平。冷模实验采用三级错流短接触结构,在催化剂空塔质量流率10~50kg·m~2·s~(-1),汽提介质空塔流速0.1~0.2m·s~(-1)条件下,能达到90%的脱气效率,该效率比无构件时的效率提高了40%,比普通挡板结构提高了10%。基于多级错流短接触床中气固流动的特点,提出了床层空隙率、进入脱气管气体量和待脱气体浓度分布的计算方法。 根据脱气塔中颗粒浓度高的特点,将颗粒动力学理论加入到流体力学模拟计算软件CFX的双流体模型中,计算颗粒碰撞产生的颗粒粘度和颗粒压 脱除再生催化剂携带烟气的研究 力,对二维错流短接触脱气塔中的气固流动行为进行了模拟计算。 根据实验和模拟计算结果,建立了多级错流短接触汽提方法的工业应用 原则,并根据两个工业应用对象的特点分别提出了工艺设计方案。


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