漏气对催化裂化旋风分离器性能影响的研究

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1、中图分类号：TQ051.8单位代码：11414学号：2013213024题目漏气对催化裂化旋风分离器性能影响的研究学科专业化工过程机械研究方向石油化工装备硕士生孔文文指导教师严超宇副教授入学时间：2013年9月论文完成时间：2016年5月傾士学位沿文独ell性声明美「重声明:本碩士学位沿文是作者今人在早姉的指早下,独立逃行研究工作所取得的成果。除了文中特男J加以林注和致洲的地方外,沿文中不包合其他今人和集体己径友表或撰写的研究成果,也不包含力荻得中国石油大学或者其亡単位的学位或江ギ所使用述的材料。対本研究倣出

2、貢献的今人和集体,均己在稔文中倣了明碗的悦明井表示了朔ltt。作者和早りT完全意沢至J本声明声生的法律后果井承担相庇責任。作者釜名:日期:早用釜名:日期:碩士学位沿文版枚使用授枚ギ本学位沿文作者及指早教師完全了解中国石油大学(北京)学位稔文版枚使用的有美規定,使用方式包括但不限千:学校有枚保Fina井向有美部1可和机杓送交学位稔文的隻印件和屯子版;允浄学位沿文被査岡和借岡;学校可以公布学位稔文的全部或部分内容,可以来用影印、姉印或担描等夏制手段保存和ツE編学位稔文;可以将本学位沿文的全部或部分内容編入有美数据

3、庫避行栓索。本学位稔文属予保密疱日,保密期限‐年,解密后適用本授枚事。本学位沿文作者如需公汗出版学位沿文的部分或全部内容,必須征得早llTギ面同意,且須以中国石油大学(北京)力第一署名単位。作者釜名:みしえた日期:レ

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5、早用釜名:日期:―I―摘要摘要催化裂化装置沉降器内设有两级串联旋风分离器，即一级旋风分离器（也称粗旋）和二级旋风分离器（也称顶旋）。其中顶旋料腿下部通常设置翼阀，维持锁气排料的作用。但是在装置实际操作中，时常出现顶旋的料腿底部翼阀周围的空气反窜进入料腿的情况，即产生漏气现象，这降低了

6、旋风分离器的分离效率，进而影响整个装置的正常运行。为此，本文从实验和CFD模拟两个角度研究了漏气对旋风分离器压降、流场等参数的影响。得出以下主要结论：实验以筒体直径300mm的旋风分离器为模型，考察在不同入口气速和颗粒浓度条件下，漏气对旋风分离器压降的影响。实验结果表明，在纯气相下，旋风分离器的压降随漏气量的增大而减小，入口速度越低漏气对压降影响的程度越明显；在气固两相流下，压降随漏气的变化先降低后升高，最后又大幅度降低，入口气速越大，颗粒浓度对压降的影响越明显。漏气对各测点的压力脉动影响较大，随漏气量的增大

7、，各测点压力波动幅度变大，尤其气固两相时的波动幅度更加明显。通过流体数值模拟软件FLUENT，采用雷诺应力湍流模型和离散相气固两相流模型，模拟了单个旋风分离器和多个并联旋风分离器的沉降器系统内压力、速度、浓度等随漏气量的变化规律。模拟结果表明，纯气相下，旋风分离器压降随漏气量的增大而减小，漏气导致旋风分离器内的旋流强度减弱，中心处压力升高，切向速度减小，其内外旋流不再对称分布；轴向速度中心上行流速度增大，下行流速度基本不变。沿旋风分离器轴向往下，漏气对切向速度分布和轴向速度分布的影响越明显。气固两相条件下，不

8、漏气时，颗粒主要集中在边壁，中心区域几乎没有颗粒分布。漏气导致灰斗内的颗粒出现返混并上行进入锥段，静压随漏气增大不再对称分布，颗粒浓度越大，漏气对静压和切向速度的影响越大。对整个沉降器系统的模拟表明，当所有顶旋料腿下部全闭合时，粗旋和顶旋内呈明显的内外旋流状态，油气高速旋转，而外部沉降器空间流动缓慢。料腿外部的压力大于料腿内部的压力，形成负压差。当并联的三组顶旋料腿下部不同数量敞开时，漏气造成顶旋内部旋流紊乱，压力升高，且同一沉降器内闭合的顶旋也由于受到漏气的影响，内部压力有所升高。关键词：催化裂化；旋风分离

9、器；漏气；压降；流场；沉降器-II-ABSTRACTTheEffectofGasLeakageonPerformanceofFCCCycloneSeparatorABSTRACTFlappervalveisusuallyinstalledatthebottomoutletofthesecondarycyclonediplegintheFCCdisengager.Thefunctionofflappervalveistopreventgasbypassinganddischargecatalystparticl

10、es.However，intheactualoperatingprocessofFCCunit,thegasaroundthebottomofflappervalvecangetintothecyclonedipleg,resultinginthegasleakageanddecreasingtheseparationefficiencyofcycloneseparator,andtheninflu