催化裂化4PPT幻灯片

催化裂化的烧焦罐式再生器操作气速多在1-2m/S属于快速，在快速 床阶段，气泡相转化为连续含颗粒的稀相，而连续乳化相逐渐变成由组 合松散的颗粒群（絮团）构成的密相。或者说在快速流化床，气泡趋向 于消失而在床层内呈现不同的密度分布。
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9.5流态化基本原理
达到分离高度以后气体中所携带的固体量不会再减少， 这个固体量就称为饱和带出量。
思考：为什么在实际装置上稀相段的直径大于密相段？ 从输送分离高度的定义来看，常规反应器中的旋风分离wk.baidu.com
器的入口和密相床的界面之间的距离应大于TDH。
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（4）湍动床的主要特点 当气速增大到一定程度，流化床进入湍动床阶段。对湍
有固体颗粒少，密度小。 当气速较低时，稀密相的差别大，两相间的界面明显，
而气速增大的则界面不明显。
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（3） 输送分离高度 气体离开床层界面时，床层中的某些固体颗粒也被气体
携带至稀相段，这些被夹带的固体颗粒有大有小也有的是颗 粒团，在随着气体上升的过程中，由于重力的作用，较大的 颗粒或粒团速度逐渐减慢，然后转变方向重新落回床层，小 的继续随气体向上运动。因此在密相床以上的某个高度，气 体中夹带的固体颗粒浓度基本保持不变，这个高度就称为输 送分离高度（TDH）。
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向下运动的固体颗粒借摩擦力将颗粒相中的气体曳引向下 ，当气泡与颗粒相间的相对速度足够大时，这部分颗粒相 中的气体由压力较低的尾波区进入气泡，而气泡相中的部 分气体由顶部透过气泡边界进入颗粒相，这样形成了气体 在流化床中的返混。
流化床内气体及固体的返混使床层各部分的性质（温度、 组成等）趋向于均一。
ρ(颗)=1200Kg/m3，试计算颗粒孔隙率和床层空隙率。
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2、 气－固流态化域
裂化催化剂颗粒流化床的流化状态与床层内的表观气速有 关，随气速的增大，床层可分为不同的流化状态，或称为不 同的流态化域。 ① 固定床－固体颗粒相互紧密接触，呈堆积状态。 ② 散式流化床－固体颗粒脱离接触，但均匀地分散在流化介质 中，床层界面比较清晰而稳定，已具有流体特性。 。
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③气泡对流化和反应的影响
气泡的长大，使得气泡内的气体量增大，这些气体不能和催化剂很好地接触， 所以没有经过反应就离开床层，对反应是不利的。
Ⅰ气节（腾涌） 在直径较小的流化床中，有时气泡能长大到和床层直径大小
一样，形成了一层气泡相，一层固体颗粒相，这种现象称为气 节。在气节状态时，，操作压力波动甚至会发生反应器振动。
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（2） 流化床的膨胀比 床层的流化床的床高与起始流化时的床高之比叫膨胀比。 根据床中固体质量相等关系，可推导出： H/H0= ρ0/ρ
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2、鼓泡流化床和湍动床
（1）鼓泡床的基本现象
如果床层的直径足够大，而且气体的流速不太大时，即器壁的影响各 气泡之间的影响可以忽略不计，我们可以观察到单个气泡的运动情况。 ①气泡的发生与形状
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3、临界流化速度和终端速度
um ,f0.0078dp 2(pf)g/μ f utgdp2(pf)/(18f)
对于有一定粒径分布的固体颗粒，在计算其直径时应采用平 均粒径。
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dp,av
(xi
/ dp,i )
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由公式可看出以下几点： （1）颗粒密度越大，越不易流化； （2）流体密度越大，越易流化； （3）流体的粘度越大越有利于流化
气泡的上半部分呈半环形，气泡的尾部则有一个凹入的部分，称为尾 波区，体积占球形体积的20-30%。尾波区夹带有固体颗粒，而气泡相对则 基本不含固体颗粒。
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②气泡运动与返混 气泡上升过程中，尾波区的压力较低，气泡周围的
固体颗粒被引至尾波区并随气泡向上运动。当尾波区 夹带的固体颗粒较多时，它变得不稳定，于是上升的 过程中会甩下一部分夹带的颗粒，而其余的仍被带上 去。当气泡升至床层界面时，气泡破裂，尾波区的颗 粒散落下来。这是固体颗粒的返混。
动床的机理研究不是很充分，从目前研究情况来看，与 鼓泡流化床相比，湍动床的主要特点：气速更高，返混 和气泡直径变小，气泡数量增多，气体与固体颗粒之间 的传质系数增大。
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3、高速（快速）流化床 快速流化床与湍流床的一个重要区别在于快速床的气速
已增大到必须依靠提高固体颗粒的循环量才能维持床层的 密度。
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（2）鼓泡床的稀、密相 ①密相床
鼓泡床层的顶部有一个波动的界面，当气速增大时， 界面起浮波动的幅度就大，在界面以下的叫密相床。
对于催化裂化反应器和再生器，密相床层的密度随气 体速度等因素而变化，一般在100~500kg/m3 。
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②稀相段 密相段以上的空间叫稀相段。由于气速减小，稀相段含
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Ⅱ沟流 在大型鼓泡床中，气泡经常不是在整个床截面中均匀分
布而是形成几个鼓泡中心，气泡聚合后沿几条“捷径”上升。 当气速增大及床高增加时，鼓泡趋于集中，甚至几乎只集中 于床层中央部分。严重的鼓泡集中使气泡连续沿着“捷径” 上升而形成短路，这种现象叫沟流。发生沟流时，局部床层 的压降下降。显然沟流对催化裂化反应是不利的。
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例题：再生器床层总压降为14000Pa，高度为12m。床 层有效截面积为50m2，求再生器的平均密度和床层总 藏量为多少？（118.93kg/m3,71358kg)
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例题：某再生器床层线速为1.2m/s, 床层密度为150Kg/m3, 若 催化剂骨架密度和颗粒密度分别为ρ(骨)=2000Kg/m3,
书上P336：例题8-1
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二、流化床的基本特征 1、散式流化床
当气流速度超过临界流化速度不多时，流化床内没有聚 集现象，固体颗粒均匀地分散在流化介质，随气速增大， 床层的空隙率增大，床层膨胀。气速越大或床径越小则 膨胀比越大。在催化裂化装置中，催化剂的密相输送处 于散式流化状态。