流化催化裂化装置基础知识

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1、二流化催化裂化装置基础知识（三）流化原理及基本知识流态化及流化床固体颗粒悬浮于运动着的流体之中称为固体的流态化，使固体小颗粒群在流体的作用下，能像流体一样流动。工业上的固体流化是在容器内进行的，通常把容器和在其中呈流化状态的固体颗粒合在一起称为流化床。流化催化裂化的反应、再生的操作状况，催化剂在再生器和沉降器间的循环输送及催化剂损失等，都与流化状态有密切关系。形成流化床条件流化床的形成需具备以下三个条件：A、要有一个容器，如催化裂化装置中反应器、再生器等，并设置有使流体分布良好的分布器，以支撑床层并使流化良好。B、容器中要有足够数量的固体颗粒，颗粒大小、相对密度、耐磨

2、性能等应能满足要求。如催化裂化装置中所使用的催化剂颗粒，C、要有流化介质和一定的流动速度，就是使固体颗粒流化起来的介质。固定床、流化床、输送床的形成过程固定床、流化床、输送床的形成过程当流体通过装有一定固体颗粒的容器时，随着流体速度的变化，会出现固定床、膨胀床、流化床和输送床几种状态。固定、膨胀床：当流体速度较小时，流体在固体颗粒空隙间流过，固体颗粒不动，此时床层形态固定不变，系为固定床，流体通过床层产生的压降随着线速的增加而增加，压降与线速近似直线关系。但随着流体线速增加，颗团体开始松动，颗粒间孔隙增大，床层略有膨胀（但并没有流化），颗粒仍保持接触，此时形成了膨胀床

3、。流化床：当流体速度进一步增加，颗粒开始悬浮在流体中，床内固体颗粒开始往各个方向运动，此时床层处于流化状态。气（或液）、固系统类似于流体，是无形的，具有流动性，在这个阶段当流体线速进一步增加时，床层高度增高，孔隙增大，但床层总压降基本不变，约等于单位面积床层的质量。输送床：当流体线速继续提高并超过固体颗粒逸出速度时，整个床层中颗粒形成悬浮状态的稀相，并与流体一起从床层带出，这个阶段称为输送阶段。对应图中B点速度为临界流化速度或起始流化速度，对于C点的速度为最大流化速度或终端流化速度。气固输送和压力平衡气固输送是指气体和固体颗粒在管道中能按工艺要求的方向稳定流动，不出现

4、倒流和堵塞等不正常现象，在输送过程中还希望固体颗粒磨损小，设备磨损轻，操作平稳，输送效率高和容易控制等，这是流化装置一个关键问题。气固输送一般可分为密相输送和稀相输送，稀相输送也叫气力输送，稀相输送和密相输送并没有明显的界线，一般认为输送系统气固混合密度≤100kg/m3或者是空隙率大于90％叫做稀相输送。采用何种输送方式，要根据工艺要求来决定。密相输送对器壁和固体颗粒磨损较小，输送效率高，但功率消耗大，稀相输送则正好相反，虽然它在输送时所需气体量是密相输送的20倍，但其功率消耗仅是密相输送的1/10。反应器、再生器间催化剂输送通过U形管、立管、斜管、水平管等稀相和密

5、相输送实现。压力平衡的任务是保证催化剂在再生器与沉降器间按要求的循环量进行正常循环，并在输送系统的立管、斜管建立足够的料封，防止操作压力波动时，催化剂发生倒流事故。旋风分离器应用原理及基础知识旋风分离器是催化裂化装置反再系统的关键设备之一，它是根据气流高速旋转使催化剂颗粒产生离心力而实现催化剂颗粒与流化介质（再生烟气、反应油气等）的分离，从而实现催化剂的回收。工业流化床回收催化剂细粉的设备大都采用旋风分离器。采用两级串联的旋风分离器，其总回收率可达99.99%以上。旋风分离器是由内圆柱筒（升气管）、外圆柱筒、与外筒下端联结的圆锥筒及料斗、料腿和翼阀等部分组成的。旋风分

6、离器的分离效率与分离器高径比（分离空间高度/筒体直径，比值大效率高，一般取3.0—3.2）、排气管下口直径/筒体直径（比值小则效率高，但压降增加，一般取0.25—0.5）、排气管插入深度/入口高度（比值大，效率高，一般取0.8以上）、排尘口直径/筒体直径（一般取0.4）、各筒体的对中与垂直度、入口气体线速（或负荷）、料腿出口流化状况、被分离气固体性质、固体颗粒浓度及粒径分布等设计参数或操作条件有关，对既定的旋风分离器，日常生产中应重点关注入口线速、颗粒浓度、床层料位等操作参数。本装置再生器共设有均匀布置的12组（两级串联）旋风分离器。沉降器提升管出口则采用“粗旋+单级

7、旋分”形式，粗旋3台，单级旋风分离器6台。旋风分离器应用原理及基础知识（四）精馏基本原理精馏原理精馏原理：一种相平衡分离过程，其重要的理论基础是汽-液相平衡原理，即拉乌尔定律。PA=PAOXAPB=PBOXB=PBO（1-XA）式中：PA、PB——溶液上方组份A及B的饱和蒸汽压。PAO、PBO——纯组份A及B的饱和蒸汽压。XA、XB——溶液中组份A及B的摩尔分率。此定律表示在一定温度下，对于理想的混合溶液，溶液上方蒸汽中任意组份的分压，等于此纯组份在该温度下的饱和蒸汽压乘以它在溶液中的摩尔分率。精馏原理以下就是一层塔盘上汽-液交换的详细过程。如图所示