【技术实现步骤摘要】
本公开涉及化工或石油化工领域，具体地，涉及一种模拟催化裂化再生过程及再生效果评价方法。
技术介绍
1、石油作为最我国重要的资源之一，承担着燃料与原材料等角色，支撑着工业、农业、运输业、食品、制药、日用化工等各行各业的发展。在石油炼制过程中，催化裂化占据了举足轻重的地位，我国80％的汽油和30％的柴油来自该装置。催化裂化的核心反再过程由反应过程和再生过程组成，反应过程主要是各产品的生产炼制过程；再生过程则将失活催化剂烧焦再生，同时为反应过程提供维持反应温度所需的热量。
2、当前实验室内催化裂化再生过程研究方法多为通过小型固定式流化床装置进行的间歇式模拟方法，另有一小部分为通过催化裂化中试装置进行的模拟评价方法。
3、小型固定式流化床装置的操作为间歇式，如cn104845661b中公开了一种间歇式的评价装置。其实验方法与流程为每次实验装填不同质量或种类的实际，实验期间变成更温度或进气组分，实验形式单一，控制方法简单，多为设定一温度或流量值等待装置自动调节，随后采集结果中的峰值或特定温度所对应的单点数据。其与实际工业再生效果不同，更多的是用来观测趋势，而难以模拟复现真实再生环境，也难以定量给出结果与建议。
4、中试装置都是以搭建一整套催化裂化反应再生过程，着重模拟反应过程为主，按照反应侧烧焦需求调整气量等操作参数，相比工业装置会存在气量大，床层浅的问题，此时气体停留时间过短，难以模拟实际再生烟气污染物产生机理；如果增高床层会导致高径比过大，在小床径下会出现节涌等不良流化状态；如果降低表观气速，就无法
5、要实现连续再生效果并使其尽可能与工业装置情况相似，则催化剂藏量以及循环量不能过小，此时反应装置需要先加热启动后取热平衡温度。即装置在实验初期需要先通过外部加热炉使反应器内温度达到500～700℃，但因为催化裂化再生过程是放热反应，当反应器内部反应开始后还需逐渐减小热量输入，在必要时候进行取热以防飞温。在工业上以置换法加剂开车操作活性催化剂占比过小，经过数天才能完成开车，在中型装置上也是如此。如此长的准备时间和大量的试剂消耗，对于实验室内小型装置是不合适的。
6、如果单独取出再生器进行再生模拟实验，那么再生完成的固体试剂需及时移出床层，如果使用重力自动落料容易出现堵塞，如果使用反应器与出料仓压差推动，下部储料仓是固定死体积仓储，而非实际装置或中型装置的连续移出结构。随着时实验的进行，出料仓内体积变化会影响舱内压力进而影响反应器出料速度。导致出料速度越来越慢，反应器内藏量增加。
7、us7749762公开了一种评价催化剂再生反应和失活特性的评价，该方法可以使小型评价流化床中的催化剂周期性地实现还原性反应气氛和氧化性烧焦气氛，用以模拟很多具有反应再生循环的工业流化床反应过程中催化剂所经历的周期性氧化还原循环。为实现这一目的，该方法提供的评价装置中设置了再生反应所需的氧化性气体以及还原性反应所需的原料(例如催化裂解反应所需的烃类)，通过自动控制装置周期性地供应再生氧化气体和还原反应原料并控制所需的温度、压力、空速等操作条件来实现。该方法适用于考察氧化还原气氛周期性变换对于催化剂或助剂长周期性能稳定性的影响，但对于在单独一个再生评价阶段，其本质上仍是一个间歇操作的小型流化床评价装置，内部的流化状态和气固两相流动和传递特性和工业装置仍存在巨大的差异。
8、cn104845661a中公开了一种间歇式的评价装置，通过称量少量催化剂置于模拟再生器中，进行一次反应时间为工业再生操作理想时间的实验，再通过排水集气法收集烟气和气相色谱质谱分析。由于是间歇操作模式。在实验中装置内的氧分压、催化剂含碳量、烟气组成都处于不断变化的状态，且变化的范围很宽，而实际工业装置正常操作时这些参数只是在一个较小范围内轻微波动，总体上处于稳态操作状态。同时由于该装置中气固流化状态和工业装置差异很大，所以气固接触模式、相间传质阻力和颗粒停留时间这些特征也没有达到模拟要求，因此获得的再生动力学数据和催化剂再生性能评价结果有可能与工业装置的实际结果有很大的差异。
技术实现思路
1、本公开的目的是提供一种模拟催化裂化再生过程及再生效果评价方法，该方法可以实现连续式催化裂化再生过程模拟，达到在中小型实验室内利用少量催化剂快速复现工业再生过程的效果，从而更加准确方便地对催化裂化再生过程烧焦效果进行评价。
2、为了实现上述目的，本公开提供一种模拟催化裂化再生过程及再生效果评价方法，包括以下步骤：确定模拟催化裂化再生过程的实验操作参数，其中所述实验操作参数包括：烧焦气体的表观气速、烧焦气体的标准进气量、再生器内表观压力和再生器再生剂的颗粒循环量；使待生剂进入连续式催化裂化再生操作模拟评价系统，在所述实验操作参数下进行再生模拟反应，并采集模拟结果数据；根据所述模拟结果数据判断所述再生模拟反应是否模拟成功；其中，所述连续式催化裂化再生操作模拟评价系统包括待生剂储料加料单元和再生器；所述再生器包括壳体、待生剂进口、换热介质内构件、烧焦气体进口和再生剂出口；其中所述换热介质内构件形成为变径螺旋盘管，且绕所述再生器的轴向盘绕设置于所述壳体内部；所述换热介质内构件包括换热介质入口和换热介质出口；所述换热介质入口和换热介质出口分别通过管线延伸至所述再生器壳体的外部，以使所述换热介质内构件管内的换热介质仅通过管壁与再生器壳体内部的物质进行热量交换。
3、可选地，表观气速u在[u1,u2]表示的数值范围内；该方法还包括通过以下式(1-1)确定u1，通过以下式(1-2)确定u2：
4、
5、
6、其中，其中k1选自0.8～0.9之间的任意数值；k2选自1.1～1.2之间的任意数值；式(1-1)和式(1-2)中，h表示再生器内床层静止高度，m；u表示工业再生器的烧焦气体表观气速，m/s；h表示工业再生器的床层静止高度，m；u1和u2表示所需的模拟实验的烧焦气体的表观气速，m/s；ut表示工业烧焦气体终端速度，m/s。
7、可选地，该方法还包括通过以下式(2)确定实验操作参数中的所述标准进气量：
8、
9、其中，q表示标准进气量，m3/s；d表示再生器的密相段内径，m；ρs表示工业再生器内待生剂堆积密度，kg/m3；cc表示待生剂含碳量，重量％；r表示工业再生过程烟气中氧的体积浓度，体积％；e表示工业再生烟气中一氧化碳与二氧化碳的体积浓度比；f表示待生剂上的氢碳摩尔比；ts表示工业再生器中的颗粒平均停留时间，s；cco2表示再生烟气中co2体积浓度。
10、可选地，该方法还包括通过以下式(3)确定实验操作参数中的所述再生器内的表观压力：
11、
12、其中，p表示所需的再生器内的表观压力，m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟催化裂化再生过程及再生效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，表观气速u在[u1,u2]表示的数值范围内；该方法还包括通过以下式(1-1)确定u1，通过以下式(1-2)确定u2：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过以下式(2)确定实验操作参数中的所述标准进气量：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过以下式(3)确定实验操作参数中的所述再生器内的表观压力：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过以下式(4)确定实验操作参数中的所述再生剂的颗粒循环量：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：对所述催化裂化再生操作模拟评价系统进行稳态准备；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述稳态准备包括以下步骤：
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述再生器(2-1)的侧壁上设置有多个位置不同的采样口；
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当再
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
11.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述模拟结果数据包括再生烟气中二氧化碳浓度和一氧化碳浓度；
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在模拟成功后，进行待生剂再生实验，采集再生结果数据；根据所述再生结果数据对再生实验的效果进行评价；
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变径螺旋盘管由贯通的中空管按圆锥螺旋线盘绕而成；且沿所述再生器(2-1)壳体的轴线方向，所述变径螺旋盘管的盘绕直径由上至下逐渐增大形成为正立形状的圆锥，或者盘绕直径由上至下逐渐减小形成为倒立形状的圆锥，或者将多个所述变径螺旋盘管组合安装，所述组合安装的方式包括：一个变径螺旋盘管圆锥形状顶端连接另一个变径螺旋盘管圆锥形状顶端，或者一个变径螺旋盘管的圆锥形状底端连接另一个变径螺旋盘管的圆锥形状底端；
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述再生器(2-1)的壳体为等径筒体或变径筒体；所述再生器(2-1)的壳体的横截面为圆形；
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述待生剂储料加料单元包括待生剂料仓(1-1)、加料螺杆(1-4)、外压保护气结构(1-2)和待生立管(1-5)；
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述加料螺杆(1-4)的空置段长度为50～300mm；所述输送段总长度为200～1000mm
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述系统还包括烧焦气体供应单元，所述烧焦气体供应单元包括稳压阀(4-1)、气体流量计(4-2)、气体预热器(4-3)和气体分布器(2-6)；
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统还包括分析单元；所述分析单元包括烟气采样装置(5-5)和尾气烟气分析仪(5-4)；所述再生器(2-1)还包括烟气过滤装置(2-3)，所烟气过滤装置(2-3)设置于所述再生器(2-1)壳体内的上部；所述尾气烟气分析仪(5-4)的烟气进口与所述烟气过滤装置(2-3)的烟气出口连通；
19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行再生模拟反应过程中，该方法包括：使待生剂经由待生剂加料单元的加料出口进入所述再生器(2-1)内；并经由烧焦气体供应单元向所述再生器(2-1)内引入烧焦气体，在再生气器(2-1)内对待生剂进行烧焦再生处理，得到再生烟气和再生剂；
...【技术特征摘要】
1.一种模拟催化裂化再生过程及再生效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，表观气速u在[u1,u2]表示的数值范围内；该方法还包括通过以下式(1-1)确定u1，通过以下式(1-2)确定u2：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过以下式(2)确定实验操作参数中的所述标准进气量：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过以下式(3)确定实验操作参数中的所述再生器内的表观压力：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过以下式(4)确定实验操作参数中的所述再生剂的颗粒循环量：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：对所述催化裂化再生操作模拟评价系统进行稳态准备；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述稳态准备包括以下步骤：
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述再生器(2-1)的侧壁上设置有多个位置不同的采样口；
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当再生器(2-1)内床层藏量达到稳态后，该方法还包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
11.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述模拟结果数据包括再生烟气中二氧化碳浓度和一氧化碳浓度；
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在模拟成功后，进行待生剂再生实验，采集再生结果数据；根据所述再生结果数据对再生实验的效果进行评价；
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变径螺旋盘管由贯通的中空管按圆锥螺旋线盘绕而成；且沿所述再生器(2-1)壳体的轴线方向，所述变径螺旋盘管的盘绕直径由上至下...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘朋博，姜秋桥，赵东越，宋海涛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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