催化裂化装置催化剂颗粒循环回路下行流动系统不稳定特性的研究

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1、中图分类号：TQ021.1单位代码：11414学号：2011313003题目催化裂化装置催化剂颗粒循环回路下行流动系统不稳定特性的研究学科专业动态参数的特征研究续行，不续行请删除化工过程机械此行循环流化床颗粒循环回路研究方向多相流动与分离工程动态参数的特征研究博士生魏志刚指导教师魏耀东（教授）二零一六年五月StudyontheInstabilityBehavioroftheCatalystDownflowSystemintheParticleCirculationLoopofFCCUnitDissertationsubmittedtoChinaUniversi

2、tyofPetroleum,BeijinginpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofEngineeringByWEIZhigang（ChemicalProcessEquipment）DissertationSupervisorProf.WEIYaodongMay，2016博士学位论文独创性声明郑重声明：本博士学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或

3、者其它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研究做出贡献的个人和集体，均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者和导师完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应责任。作者签名：日期：导师签名：日期：博士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学位论

4、文属于保密范围，保密期限0年，解密后适用本授权书。本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书面同意，且须以中国石油大学（北京）为第一署名单位。作者签名：日期：导师签名：日期：-I-摘要摘要循环流化床工艺的一个重要特征是固体颗粒沿着一个设定的封闭回路流动形成一个颗粒循环系统。颗粒是在循环流动过程中完成气固反应、热量传递、颗粒回收过程的，气体则是单向流动完成这些过程的。催化裂化装置采用了气固循环流化床工艺去实现催化剂与油气的裂化反应和催化剂的再生。催化裂化装置中催化剂与油气的裂化反应和催化剂的烧碳再生是通过催化剂在沉降器与再生器之间的循环进

5、行的。因此，催化剂的稳定循环是催化裂化工艺进行的前提条件。任何阻碍催化剂循环流动的故障均可以导致催化裂化工艺不能正常运行，甚至整个装置的非计划停工。催化裂化工艺催化剂颗粒循环回路是由上行流动系统和下行流动系统两部分构成，上行流动系统的主要单元是提升管和流化床，这些单元一直是流态化研究领域的主要内容，有丰富的文献资料；而下行流动系统的主要单元是旋风分离器，料腿，翼阀，输送斜管等。虽然催化剂在下行流动过程中不参与物料的化学反应过程，但这些单元的运行对催化剂颗粒循环过程有重要的影响。一般循环回路的颗粒上行流动是气体携带颗粒的运动，而颗粒下行流动是颗粒依靠重力的自行流

6、动，流态更趋于复杂，具有很强的不稳定特性。现场对催化裂化装置颗粒循环系统的事故统计表明，催化剂颗粒循环回路下行流动系统出现问题的概率更大一些。例如，旋风分离器的分离性能下降，料腿的堵塞，翼阀磨损和漏风，斜管输送颗粒不畅和振动等。对于催化裂化工艺的催化剂颗粒循环回路，目前人们更关注上行流动系统的提升管反应器和流化床反应器，仍有很多课题是围绕这方面进行的。对于催化剂颗粒循环回路的下行流动系统，人们还没有给予足够的关注和重视，文献资料不多，在流动规律和流动特性方面还存在比较多认识不清的地方。为此，课题以催化裂化装置的催化剂颗粒循环流回路的下行流动系统为研究对象，基于

7、气固两相流动的静态参数和动态参数的实验室实验测量和现场的实际操作数据的对比分析，同时依据气固两相流动的理论，从循环回路系统压力平衡的观点研究催化剂下流流动过程中流态与操作参数的关系，催化剂流动过程中流动参数的脉动变化，重点考察催化剂流动的不稳定特性，不稳定产生机理，并结合现场装置操作的问题探讨下行流动单元的一些故障产生的原因及其诊断。通过对催化剂下行流动各个单元的催化剂流动的不稳定特性研究，提高催化剂下行流动过程不稳定流动现象的认识，给出催化剂下行流动不稳定和压力平衡的关系模-II-摘要型。同时，提出旋风分离器系统故障的颗粒诊断技术的新思路，为催化裂化装置的工

8、程设计和操作提供指导和帮助。全文得到如