催化裂化反应- 再生系统的仿真模型 Karri Penttila ,Pekka Savolainen ,Isto Eilos and Pasi Hagelberg VTT Chemical technology ,POBox1404, FIN-02044 VTT ,Finland Neste Engineering Oy,P OBox310,FIN-06101 Porvoo,Finland Current address:Kemira Engineering Oy,P OBox330,FIN-06101 Helsinki ,Finland 译者:刘洪刚,长江大学化学与环境工程学院摘要这个仿真模型是对催化裂化反应再生系统进行相关描述。该模型已经在位于科技中心的富腾公司二厂试运行。该模型是由两个同轴反应器组成, 这样的设计使二者的料腿都能扩宽成环形截面。该模型包括所有的循环流化床系统部分:上升器(提升管),旋风,料腿和催化剂阀门。所有提升管里的物料不管是气相还是固相都是采用一维连续性动量守恒方程进行模拟的。料腿的下层部分类似于一个固定床模型,而上部分接近流化床模型, 旋风分离器和阀门模型取决于它们压降的相关性。所有的温度计算都使用一维能量守恒方程解决,包括相邻管道径向传热。介绍在以前的文章中提出了有关核心/环催化裂化反应器的仿真模型。这项工作的目的是二厂试点制定一个常规反应器仿真模型, 这种新模式旨在模拟 在整个试验循环流化床系统中的运行情况,它由七个同轴流通通道组成,分别是两根提升管,两个气旋,两个料腿,最后一个是产品出口管道,所有这些管道及它们的料腿有环形截面设计。设备测试实验工厂的相关测试是在富腾公司进行, 由一名操作最熟练的高级技工完成,测试结果显示其最大的处理能力为 1000kg/ h真空油(气)。此操作单元是由一个全新的催化裂化反应模型组成, 并由 Hiltunen 等人于 2000 年命名为 NExC C 系统。该项技术采用多入口旋风分离器将反应器和再生器中的催化剂与其他气体分离开来。这种多入口低进口低压降旋风分离器在处理催化剂附着物方面有着比其他方案更强的优越性。更多气旋进入的设计致使环形提升管不仅在反应器,还是在再生器方面都处于快速流化床的模式下,气体接触时间和催化剂在反应器停留时间低于2秒,实现预期收益率高和低碳烯烃的生产要求。小规模试运行的结果进一步验证了该模型不仅在产品收率上的优越,而且, 还能有效控制催化剂流率的相关变化。此模型的操作条件及催化剂的循环量的估算是由 Hiltunen 等人在 2002 年率先完成的。动力学模型简单的3到5个部件组合成模型, 另外给出适当的催化裂化反应的原料油,就能够实现这一过程。在这篇文章中,我们使用了 5个部件的反应模式(图1)部件划分基于物料的碳数以及其各组分沸点情况催化裂化柴油和汽油和液化石油气明显是二阶反应的产物, 催化裂化的柴油的干燥和成焦,以及液化石油气的生成都被认为是一阶反应。其反应速率模型如下:??? 121 21211)()(ckkckk?????(1) 21 5 2112ckck????(2) ?? 123ck?(3) 25 2134ckck????(4) ?? 145ck?(5) 这里的k是反应速率常数,c是摩尔浓度,?是衰减函数,反应速率常数k与阿伦尼斯关系式如下:)/ e
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