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油页岩流态化冷模实验研究

来源:点击:1869发布时间:2015-07-13

油页岩流化干馏是将油页岩粉原料与高温的固体热载体(页岩灰)在流化状态下直接接触,在480℃~520℃下进行干馏反应。由于原料与热载体粒径小、混合均匀、接触表面积大,可以使油页岩原料快速加热、油母快速分解,收油率高。在油页岩流化干馏技术中,流化过程所涉及到的油页岩物料(页岩粉、页岩灰和半焦)具有非球形(片状体)、宽筛分(颗粒粒径dp=0~3000 μm)、非正态分布(dp>150 μm和dp<40 μm的颗粒占80%左右,40 μm的颗粒仅占20%左右)等特点。因此,油页岩物料的流态化与通常FCC催化剂细粉流态化有很大的区别,相关研究甚少。本研究根据中煤龙化油页岩物料的特点,对其流态化的状态及行为进行了系统研究。通过对油页岩三种物料的流态化特性实验研究,初步得到如下结论:

(1)油页岩物料的起始流化速度Umf=0.032~0.042 m/s;

(2)油页岩物料的颗粒带出速度Ut=0.55~0.7 m/s;

(3)当床层流化气速Ug=0.1~0.7 m/s时,油页岩物料在流化过程中出现床层的局部颗粒离析分层,极易出现床层的沟流和大颗粒架桥现象。床层密相密度rB=350~800 kg/m3;

(4)在提升管表观气速Ug=7.75 ~14.57 m/s、循环强度Ws=360~480 kg/m2s条件下,油页岩物料提升管轴向密度r沿提升管向上逐渐减小,r随Ug的增加而降低,随Ws的增加而增加;

(5)油页岩物料具有非球形、宽筛分、非正态分布等特点,流化困难,容易造成床层沟流和架桥、气体短路而导致流化极不均匀。因此,尚需深入进行油页岩物料流态化工程技术研究,如床层的稀相夹带及分离高度(TDH)的研究等。

中国石化集团洛阳石油化工工程公司研究院 ,张振千

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