提升管

流化催化裂化装置

提升管 riser 在流化催化裂化装置中，借助气体介质（空气、蒸汽或油气）的提升力将催化剂提升至高处所用的管子，由下而上依次为预提升段、进料段和裂化反应区，出口一般设置快速分离装置。

简介

提升管 riser 在流化催化裂化装置中，借助气体介质（空气、蒸汽或油气）的提升力将催化剂提升至高处所用的管子，由下而上依次为预提升段、进料段和裂化反应区，出口一般设置快速分离装置。反应在提升管内以接近活塞流（平推流）的方式进行。

阶段

提升管反应器有直立式和折叠式两种，各有其不同的特点，但基本结构是相同的。提升管反应器的基本形式如图1所示。按功能分段，提升管可以分为以下几段:

(1)预提升段

催化剂在提升管中的流化状态和流速对于转化率和产品选择性均十分重要。设置预提升段.用蒸汽一轻烃混合物作为提升介质一方面加速催化剂、使催化剂形成活塞流向上流动外，另一方面还可使催化剂上的重金属钝化，有利于与油雾的快速混合，提高转化率和改善产品的选择性。预提升段的高度一般为3一6m。

(2)裂化反应段

进料喷嘴以上提升管的作用是为裂化反应提供所需的停留时间。提升管顶部催化剂分离段的作用是进行产品与催化剂的初步分离。催化裂化的主要产品是裂化的中间产物，它们可进一步裂化为不希望生成的小分子轻烃，也可以缩合成焦炭，因此控制总的裂化深度、优化反应时间，并且在完成反应之后立刻进行产品一催化剂的快速分离是非常必要的。

对于重油催化裂化，为了优化反应深度，有的装置采用中止反应技术，即在提升管的中上部某个适当位置注人冷却介质以降低中上部的反应温度，从而抑制二次反应。

提升管下端进料喷嘴的作用是使原料充分雾化，在提升管内均匀分布和避免发生返混。对于重油催化裂化，改进喷嘴的这些功能更为重要。因为雾化效果不好将会造成催化剂局部过热,气体和焦炭收率增高。对进料喷嘴的性能要求包括雾化油滴的平均直径接近催化剂的平均粒径;雾滴的空间分布均匀和具有适宜的流速以利于油剂混合。

提升管上端出口处设有气一固快速分离构件，又称为提升管反应终止设施，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，并将其升气管尽可能靠近沉降器顶部的旋风分离器人口，缩短油气在高温下的接触时间，减少二次反应，防止在沉降器、油气管线及分馏塔底的器壁上结成焦块。这样可使干气产率降低1%以上，液体产品收率相应增加。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，从提升管出口到分馏塔约为10-20s,温度为450 -510℃。在此条件下还会有相当程度的二次反应发生，而且主要是热裂化反应，造成干气和焦炭产率增大。对重油催化裂化，此现象更为严重。因此，适当减小沉降器的稀相空间体积，缩短初级旋风分离器的升气管出口与沉降器顶的旋风分离器人口之间的距离是减少二次反应的有效措施之一。

（3）汽提段

汽提段的作用是用水蒸气脱除催化剂上吸附的油气及置换催化剂颗粒之间的油气，以免其被催化剂夹带至再生器，增加再生器的烧焦负荷。裂化反应中生成的催化焦、附加焦及污染焦的含氢量(质量分数)约为4%，但汽提段的焦的氢含量(质量分数)有时可达10%以上。因此，从汽提后的催化剂上焦炭的氢碳比可以判断汽提效果。汽提效率与水蒸气用量、催化剂在汽提段的停留时间、汽提段的温度及压力，以及催化剂的表面结构有关。

提高汽提效率的措施:一是增加汽提段的段数，使用高效的汽提塔板;二是调整催化剂的流通量，以提高催化剂与蒸汽的接触时间和改善油气的置换效果;三是增加蒸汽进口个数以改善蒸汽分布和汽提效率。

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