XTL-5型提升管催化裂化试验装置与工业催化裂化装置的对比研究
重油催化裂化装置提升管反应器优化控制技术研究的开题报告
重油催化裂化装置提升管反应器优化控制技术研究的开题报告（注：以下内容仅供参考，具体内容应根据实际情况进行调整）一、选题背景及意义重油催化裂化是一种高级炼油技术，可以将重质油转化为高质量的汽油、柴油等产品。
该技术已经被广泛应用于炼油厂，在提高产能、降低能耗、改善产品质量等方面发挥了重要作用。
然而，在重油催化裂化过程中，由于反应器内物料流动状态不稳定，容易出现积垢、堵塞等问题，降低了反应器的转化率和产量，同时也增加了能耗和设备运行成本。
因此，针对重油催化裂化提升管反应器的优化控制技术研究，具有重要的现实意义。
二、研究内容及目标本研究将针对重油催化裂化提升管反应器的流动状态特点和现有的优化控制方法，开展如下研究内容：1.建立重油催化裂化提升管反应器的数学模型，详细描述反应器内物料的流动状态和化学反应规律，为后续的优化控制算法提供理论支持。
2.基于反应器模型，开发适用于提升管反应器的优化控制算法，结合反应器实际运行数据，进行算法的优化和验证，通过调整反应器内的流动状态参数等控制策略，达成反应器的最优化运行，并提高产品质量和产量。
3.开展反应器实际运行数据采集和分析工作，构建反应器实时监测系统，通过数据分析和处理，为优化控制算法提供实际数据支持，并进行反馈调整。
4.开展反应器优化控制算法的应用实验，对实验结果进行分析和总结，比较优化控制算法和传统控制算法在反应器运行效率和产品质量方面的差异，并对优化控制算法的具体应用范围进行评估。
三、研究方法和技术路线本研究采用如下方法和技术路线：1. 理论分析法：通过建立数学模型，分析反应器内物料的流动状态和化学反应规律。
2. 优化算法：研究和开发适用于提升管反应器的优化控制算法，包括PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等。
3. 数据采集与分析：对反应器运行数据进行采集和分析，根据数据结果进行反馈调整，为优化控制算法提供实际支持。
4. 实验验证：开展反应器优化控制算法的应用实验，对实验结果进行分析和总结。
DOC-Ⅰ降烯烃催化剂小型提升管反应性能评价
DOC-Ⅰ降烯烃催化剂小型提升管反应性能评价贾春旭;赵如松;靳广洲;高俊斌;赵苗苗【摘要】采用小型提升管催化裂化试验装置评价研制的DOC-Ⅰ降烯烃催化剂的催化裂化反应性能.结果表明,在反应温度500℃、剂油质量比6和停留时间1.99 s 条件下,DOC-Ⅰ催化剂上原料油的转化率达75.01％,较参比催化剂提高1.79个百分点,相应的液化气产率降低0.28个百分点,汽油产率增加2.9个百分点,烯烃含量下降5.21个百分点,异构烷烃和芳烃含量明显增加,产品分布有效改善.表明研制的DOC-Ⅰ催化剂具有较好的催化裂化性能和降烯烃能力.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2013(021)004【总页数】4页(P45-48)【关键词】石油化学工程;提升管;催化裂化;DOC-Ⅰ催化剂;降烯烃【作者】贾春旭;赵如松;靳广洲;高俊斌;赵苗苗【作者单位】北京化工大学,北京100029;北京石油化工学院化工系,北京102617;北京石油化工学院化工系,北京102617;北京石油化工学院化工系,北京102617;北京石油化工学院化工系,北京102617;北京化工大学,北京100029;北京石油化工学院化工系,北京102617【正文语种】中文【中图分类】TE624.9+1;TQ426.95催化裂化是实现重油轻质化、生产高辛烷值汽油调和组分的重要石油加工过程。
随着原油重质化趋势的不断加大和轻质油品需求的日益增长，催化裂化工艺的加工难度和深度不断增加，我国成品油市场中，质量分数约80%的汽油调和组分来自催化裂化工艺。
催化裂化加工得到的催化汽油中烯烃含量高，由高烯烃燃油排放的汽车尾气引起的环境污染问题日益受到关注［1-2］。
随着我国加入WTO 和燃油市场向国际接轨，我国环保法规日趋严格，如何尽快降低车用燃油主要是催化裂化汽油中的烯烃含量，生产合格的环境友好产品，成为炼油工业急需解决的课题［3-5］。
降低催化裂化汽油中烯烃含量的方法有催化裂化汽油馏分选择性加氢处理、烯烃芳构化、吸附分离以及减少调和组分中催化裂化汽油用量等［6-8］，导致设备投资增加，能耗和生产成本加大，汽油辛烷值降低，炼油企业经济效益下降。
催化裂化提升管新技术
催化裂化提升管新技术
本文探讨了催化裂化提升管新技术，分析了催化裂化提升管的技术原理，主要技术特点和应用优势，从而给出了催化裂化提升管的发展方向等。
催化裂化提升管是一种新型的节能技术，由一种特殊的催化剂和一个管子组成，它可以使管道流体在其内部的低压下进行自动提升，从而实现节能的目的。
这种技术的关键是如何把催化剂和管子结合起来，使流体能够在低压状态下实现提升。
催化裂化提升管在技术上具有许多优势。
首先，它可以在低压和高温状态下工作，这使得它可以适应许多应用的需要，比如采暖、供水、空调、通风等等；其次，由于催化剂的作用，该技术实现了自动控制流体的提升速度和压强，使它能够有效地节约能源；第三，由于催化剂的稳定性，该技术可以长期稳定地工作，且安全可靠。
催化裂化提升管技术的发展离不开催化剂的研究，这就要求催化剂应具备高效和稳定的特性，以及更加安全可靠的工艺和技术。
同时，为了更好地利用该技术，还需要研究它的相关应用，比如节能、流体分离、流量控制等。
总之，催化裂化提升管是一种新型的节能技术，它具有许多优势，使得它可以适应许多应用的需要，同时其发展也离不开催化剂的研究。
因此，未来对催化裂化提升管的研究和应用将有很大的发展空间。
- 1 -。
提升管反应器中催化裂化与热裂化反应的模拟
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关键 。
关键词 ： 油催 化裂化 ； 重 提升管 ； 热裂化 反应 ； 反应时 间； 剂油 比
中图分类号 ： Ｅ ６４ ４ Ｔ ２ ． 文献标 识码 ： Ａ
Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｇ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｎ ｃ ｔ ｌ ｔｃ ｃ ａ ｋ ｎ ｎ ｈ ｒ ｌｃ ａ ｋ ｎ ｉ ｌ ｔ ｘ ｅ ｉ ｎ ｓ ｏ ａ ａｙ ｉ ｒ ｃ ｉ ｇ ａ ｄ ｔ ｅ ｍａ ｒ ｃ ｉ ｇ ｎ
催化裂化装置提升管内剂油比实时检测方法的研究
基础研究石 油 炼 制 与 化 工ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＡＮＤＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ２０２１年３月 第５２卷第３期 收稿日期：２０２０ ０８ ０６；修改稿收到日期：２０２０ １０ ２８。
作者简介：贺娇，硕士，工程师，主要从事多相流的研究工作。
通讯联系人：魏耀东，Ｅ ｍａｉｌ：ｗｅｉｙｄ＠ｃｕｐ．ｅｄｕ．ｃｎ。
基金项目：国家自然科学基金项目（２１７７６３０５）；中国石油大学（北京）克拉玛依校区科研启动基金项目（ＲＣＹＪ２０１６Ｂ ０２ ００２）。
!"#"VWXYZ[\%]^_`abc8de 贺 娇１，２，王 迪２，３，孙立强２，３，王江云１，２，魏耀东１，２（１．中国石油大学（北京）克拉玛依校区工学院，新疆克拉玛依８３４０００；２．中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室；３．过程流体过滤与分离技术北京重点实验室）摘 要：为了控制催化裂化装置（ＦＣＣＵ）提升管内油气流率与催化裂化反应的深度，需要对提升管内剂油比进行实时检测和调节。
针对ＦＣＣＵ提升管出口Ｔ型弯头结构，提出了一种基于Ｔ型弯头压降与颗粒质量流率关系进行提升管内剂油比的检测方法。
该检测方法不改变提升管结构，直接利用Ｔ型弯头的阻力特性，测量过程安全简单；通过试验装置进行考察的结果表明，该检测方法具有可行性和测量数据的可信性。
关键词：催化裂化装置 提升管 Ｔ型弯头 剂油比 颗粒流率催化裂化装置（ＦＣＣＵ）操作过程中的剂油比（催化剂质量流率与油气质量流率的比值）参数是提升管反应器操作和控制的关键变量之一，直接影响到进料油品的反应深度和裂化产品分布［１ ３］，因此对剂油比进行现场在线检测是非常必要的。
但传统的基于热平衡法计算剂油比只能离线进行，而且精度比较低，数据滞后，无法满足工艺过程实时控制的要求［４］。
目前实验室循环流化床装置上通常采用直接观察法、蝶阀测量法、切换法等进行颗粒质量流率测量。
工业装置上采用文丘里管法［５ ６］测量管内颗粒质量流率，但该方法不适用于提升管反应器的筒型结构，而且增加了压力降。
提升管反应器
提升管反应器的作用图1 提升管反应器结构示意图提升管反应器的基本结构形式如图1所示。
提升管反应器的直径由进料量确定。
工业上一般采用的线速是人口处为4-7m/s ，出口处为12-18m/s。
随着反应深度的增大，油气体积流量增大，因此有的提升管反应器由不同直径的两段（上粗下细）组成二提升管反应器的高度由反应所需时间确定，工业设计时多采用2-4s的反应时间。
近年来由于进人反应器的再生催化剂温度多已提高到650-720℃，提升管下段进料油与再生催化剂接触处的混合温度较高，当以生产汽油、柴油为上要目标时，反应只需2s左右的时间就已基本完成，过长的反应时间使二次裂化反应增多，反而使口的产物的收率下降。
为了优化反应深度，有的装置采用终止反应技术，即在提升管的中上部某个适当位置注人冷却介质以降低终中部的反应温度，从而抑制二次反应。
有的还在注人反应终止剂的问时相应地提高或控制混合段的温度，称为混合温度控制技术（MTC）。
此项技术的关键是如何确定注人冷却介质的适宜位置、种类和数量。
国内有些炼油厂采用了注人终止剂技术，但是仅是凭经验来确定有关的参数，可靠性差。
中国石油大学提出的提升管反应器流动—反应模型可以对提升管内的反应过程进行三维模拟，初步解决了科学确定上述有关参数的问题。
图2是在某催化裂化装置的提升管的适当位置注入反应终止剂前后提升管沿高的温度及反应产二物产率变化情况的模拟计算结果。
由此可见，注人终止剂后，汽油和柴油的产率都有所提高。
注人终止剂的效果与原工况及注人的条件有关。
提升管反应过程图2 提升管注人终止剂的效果的模拟计算结果提升管上端出口处设有气—固快速分离构件，其目的是使催化剂与油气快速分离以抑制反应的继续进行。
快速分离构件有多种形式，比较简单的有半圆帽形、T字形的构件，为了提高分离效率，近年来较多地采用初级旋风分离器。
实际上油气在沉降器及油气转移管线中仍有一段停留时间，从提升管出日到分馏塔约为10-20s。
催化裂化提升管反应器的模拟计算
催化裂化提升管反应器的模拟计算随着工业化的发展，石油化工行业的发展也越来越迅速。
催化裂化作为一种重要的石油化工工艺，在石油加工中起着至关重要的作用。
为了提高催化裂化反应器的工艺效率，模拟计算被广泛应用于催化裂化提升管反应器的设计和优化。
催化裂化是指在催化剂的作用下，利用热和压力对石油馏分进行裂解，以获得较高价值的石油化工产品。
催化裂化提升管反应器是催化裂化的核心设备之一，其主要作用是在高温高压下进行反应，将石油馏分分解成较小的分子。
在催化裂化反应器中，催化剂不仅起到了分解石油馏分的作用，还可以在反应过程中进行再生，以提高反应器的使用寿命。
催化裂化提升管反应器的设计和优化需要对反应过程进行深入的研究和分析。
传统的试验方法需要耗费大量的时间和成本，而模拟计算则可以在较短的时间内得出准确的结果。
通过对反应器的物理模型、反应机理和催化剂特性等因素进行模拟计算，可以有效地优化反应器的设计和操作条件，提高反应器的工艺效率。
在催化裂化提升管反应器的模拟计算中，需要考虑多种因素。
首先是反应器的物理模型，包括反应器的几何形状、反应器内部流体的流动状态等。
其次是反应过程的机理，包括反应物分子的分解过程、反应生成物的生成过程等。
最后是催化剂的特性，催化剂的选择和性质将直接影响反应器的反应效率和寿命。
在进行催化裂化提升管反应器的模拟计算时，需要采用一些常见的数学模型和计算方法。
其中，流体动力学模型可以用于描述反应器内部流体的流动状态，反应动力学模型可以用于描述反应过程的机理和反应速率，催化剂模型可以用于描述催化剂的特性和反应机理。
通过将这些模型进行组合和优化，可以得出准确的模拟结果，为反应器的设计和优化提供重要的参考。
催化裂化提升管反应器的模拟计算是一种重要的研究方法，可以有效地优化反应器的设计和操作条件，提高反应器的工艺效率。
在未来，随着计算机技术的不断发展和应用场景的不断拓展，催化裂化提升管反应器的模拟计算将会得到更广泛的应用和发展。
操作参数对FCC汽油烯烃度的影响
操作参数对FCC 汽油烯烃度的影响蔡目荣 丁福臣 易玉峰 靳广洲(北京石油化工学院化学工程系)摘 要 在XTL-5小型提升管催化裂化试验装置上,考察了操作条件对汽油烯烃度的影响。
在此基础上,分别构造了两个表示烯烃含量大小和氢转移反应强弱的参数 烯烃度和氢转移指数。
还探讨了反应温度和剂油比等操作条件对FCC 汽油烯烃度的影响规律及机理。
关键词 催化裂化 汽油 烯烃汽车的出现,极大的方便了人们的生活,随着人们生活水平的提高,国内外汽车保有量还会逐年增加。
但汽车尾气排放是造成城市污染的主要原因之一。
控制和减少汽车尾气污染,已经成为许多国家和地区改善人们生存环境的一个重要途径。
汽油作为当今运输业的主要燃料,其质量受到日益严峻的挑战。
国内外的有关部门都在不断提高汽油质量要求,使汽油逐步变成 绿色燃料!。
无铅、高辛烷值、高含氧量、低烯烃、低芳烃和低蒸气压是当今汽油发展的方向。
国外不少国家和地区规定的汽油标准对烯烃含量有严格的限制,比如美国、欧盟和日本,这是因为汽油烯烃含量过高会引起环境污染及汽油质量下降。
面临严峻的环保形势,我国质量技术监督局于1999年底发布了 GB17930-1999车用汽油 新标准,规定汽油烯烃含量不能超过35%( )。
2000年7月开始,新标准在北京、上海、广州等三大城市已经开始试行,并在2003年推广到全国范围内使用[1,2]。
中国石化集团要求从2003年起,够向北京等三大城市提供的汽油达到 ∀类标准(烯烃含量#20%),2006年要求达到∃准(烯烃含量#10%)[3]。
国内的石油资源短缺,为主,决定了必须走石油深加工的路子,烷基化、醚化和叠合等二次加工能力相对较低,使汽油在成品汽油中的配比高达80%( )化裂化装置掺炼大量渣油和采取大回炼比操作,产品不饱和度大,致使成品汽油烯烃含量一般在( )以上,超过了新车用汽油标准的规定。
因此,FCC 汽油烯烃含量是一个紧迫需要解决的问题。
1 实验部分[4]1.1 原料油与催化剂实验用的原料油和催化剂分别为大庆减压蜡油、LANET-35,其主要性质参数如表1、表2。
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而工 业 提 升管 装 置 由于 其 规模 大 ， 热 量 小 ， 散 反应 不需 外界 加热 ， 全靠 催化 剂 的热 循环 来实 现 。 ］ （ ）喷 嘴雾 化 蒸 汽 量 不 同 。实 验 装 置 为 了 提 ２ 高 雾 化 效 果 及 维 持装 置 流 化 正 常 ， 化蒸 汽 量 与 雾 油 量 的 比例 为 １ ％左 右 ， 业 装 置 雾 化 蒸 汽量 的 ５ 工
比例 只 有 ５ ８ ％～ ％。
２ 试验 部 分 ２１试验 原料 ．
２１ 催 化 剂 采 用 兰 州 石 化 公 司 １４ ０ｋ ａ 油 ．． １ ０ ｔ 重 ／ 催 化 裂 化 装 置 的 ＬＰ ２ ０ 衡 剂 和 ３０ ０ｋ／ 重 Ｉ 一 ０ Ｂ平 ０ ｔ ａ 油 催 化 裂 化 装 置 的 Ｌ Ｏ １ 平 衡 剂 ， 中 Ｌ Ｏ １ Ｂ 一２ 其 Ｂ 一２ 是 常规 催 化剂 ， Ｉ 一 ０ Ｂ有 多产 丙烯 的作用 ， 化 ＬＰ ２ ０ 理
（ 兰州化工研究中心， 甘肃 兰州 ７０ ６ ） ３０ ０
摘要 ： 中通过实验证 明了Ｘ Ｌ ５ 文 Ｔ 一 型提升管催 化裂化试验装置与工业催化裂化装 置结果具有
相同的规律 ， 能反 映 出不 同催 化 剂 和 原料 油对 产 品 分 布 的 影 响 ， 以 为 工 业 装 置 提 供 良好 的 可 参考 ， 能够 对 催 化 裂化 催 化 剂 和原 料 油 进行 准 确 的 预评 估 。
图 １ 。
有 效 的 自动 控制 ， 原料 油 可 以是 常减 压 的馏分 油 、
常 压 渣 油 、 膏 、 压渣 油 等 ， 与 工 业 提 升管 催 蜡 减 且 化 裂 化装 置 工 况 十分 接 近 ， 是研 究 催 化 裂化 催 化 剂 和工艺 的重要装 备 。
由 于工 业 催 化 裂化 装 置 的规 模很 大 ， 型催 新 化 剂直 接 进行 工业 化 试 验 风 险太 高 ， 际在 催 化 实 剂 研发 过 程 中 ， 先 要通 过 实 验 室 的小 型评 价 设 首
性 质见表 １ 。
表 １ 催 化 剂 理 化 性 质
（ ） 炭 的计 量 方 法 不 同 。实验 装 置 的焦 炭 ３焦 计 量 是烟 气经 红 外分 析 仪 在线 分析 计 量 Ｃ Ｏ和 Ｃ Ｏ 体 积 浓度 ， 根据 Ｃ Ｃ ： Ｏ、 Ｏ 与碳 的摩 尔 比 的关 系转 化
备及 仪器 对催 化剂 的各项 性能 进行 模 拟工 业条 件
的评价 ｎ， ］根据 其结 果来 推测催 化剂 在生产 装置 上 的使用效 果 。
１装置概 况
（ ） 应 温度 的控 制 不 同 。实 验装 置 因 规模 １反
较小 ， 热量损失很 大 ， 导致 反应温度降低幅度过 大， 大大 超 出 了反应 所需 热量 ， 以需 要依 靠 电加 所 热 来 补充 系统 损 失热 量 ， 到的需 要 的温度 条 件 ， 达
排 工 作 取 得 一定 成 绩 ， 时装 置 节 能减 排 工 作 面 同 临着 严 峻 的 考验 ， 目前装 置 综 合 能 耗 特别 是 燃 料 消耗 与 国内先 进 装 置 相 比还 有 较 大 差距 ， 置 节 装
能减 排工 作还 有较大 潜力可 挖 。
参考文献 ：
年份
［ ］王 颖华． １ 原油 常减 压装 置节 能技 术 ［］天然 气与 石油 ， ０ ６ Ｊ． ２ ０
作者 简介 ： 邓爱琴 ， ， 女 高级工程师 ，９ ３ １８ 年毕业 于齐齐哈尔轻 工学 院， 现从事炼油化Ｔ技术管理工作。
２１ 年 第 ６ ００ 期
高永福 ， Ｘ Ｌ ５ 等．Ｔ 一 型提升管催 化裂化试验装置与工业催 化裂化装置的对 比研究
１ ９
电子称
图 １ Ｔ 一 型 中型 提 升 管催 化 裂 化试 验装 置 Ｘ Ｌ ５
（ ）５ — ４ ３ ：９ ６ ．
图 ４ 装 置 循 环水 能 耗 变 化
３结束 语
［ ］谷涛． ２ 炼油厂常减压装置节能新措施 ［］ Ｊ ． ，０４ ３ ：３ ４ ． 节能 ２ ０ （ ）４ － ５
收稿 日期 ：００ ０ — ６ ２ １— ８ ２
常减压 装置 通 过节 能改 造 措施 ， 置 的电耗 、 装 １ ａ 汽 能耗 、 环水 能 耗均 有较 大 幅度 的下 ． ＭＰ 蒸 ０ 循 降 ， 热炉 热效 率也 有 提高 ， 明近 几年 的节 能减 加 说
１ 与工业催 化裂 化装置 的不 同 ． ２
Ｘ Ｌ ５ 提升 管催 化 裂化 试 验装 置 是模 拟 工 Ｔ一 型 业提 升 管装 置 的结 构特 点制 作 而成 。该 装置 与 兰
州石 化公 司的重 油催 化 裂化 装置 反 应一 再生 系统 的原则 流程 基本相 似 ， 同之处 有 ６ 。 不 项
行 反 应一 再 生 连 续 运转 ， 对催 化 剂 循 环 量实 现 可
１１装置 的组成 ．
Ｘ Ｌ ５ 提升 管 催化 裂 化试 验 装置 采用 不 带 Ｔ一型
回炼 的单 段提 升 管反 应器 ， 由反应一 再 生器 组件 、
进 料及 蒸 汽发 生 系统 、 品 回收及计 量 系统 、 路 产 气 控 制系 统 、 机控 制系统 ５ 微 部分 组成 。装置 流程 见
１ ８
炼 油 与 化 工 Ｒ ＦＮＮＧＡ Ｄ Ｃ Ｅ Ｃ Ｄ Ｓ Ｒ Ｅ Ｉ Ｉ Ｎ Ｈ ＭＩＡＬＩ Ｕ Ｔ Ｙ Ｎ
第 ２ 卷 ｌ
Ｘ Ｌ５ Ｔ 一 型提升 管催化裂化试 验装 置 与工业催化 裂化装置 的对 比研究
高永 福 ， 召永 ， 柳 娄来 银 ， 王智 峰 ， 张爱群
关键词 ： 提升管 ； 催化裂化 ； 规律性 ； 比研究 对
中 图分 类 号 ：Ｅ ２ ． １ Ｔ ６４ ４ 文 献 标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １４ ６ （０ ０ ０ —０ ８ ０ １７ — ９ ２ ２ １ ）６ ０ １— ４
Ｘ Ｌ ５ 提升 管催 化 裂化 试 验装 置是 由洛 阳 Ｔ一型 石 化 工程公 司设 计 的高 低并 列式 催 化裂 化催 化剂 评 价装 置 。该装 置 能够 模拟 工业 催化 裂化 装 置进