[发明专利]一种测量循环流化床提升管内固相颗粒质量流率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工气固提升管反应器，循环流化床，颗粒的气力输送领域，具体涉及一种测量固相颗粒质量流率的方法。

背景技术

提升管反应器是循环流化床中重要的气固两相上行反应装置。特别在石油炼制和煤气化装置中，它是关键的反应器。在提升管反应器中，固相颗粒质量流率G_s，也称循环率，是工业生产中决定气固反应过程的一个重要参数。

工业生产上，提升管内的颗粒质量流率G_s难以直接和准确测量。常规的固体颗粒质量流率的测量方法有：直接观察法、蝶阀测量法、伴床法等。但由于这些方法均存在一定的缺点，所以无法满足连续操作中固体颗粒质量流率的测量要求。现有固体质量流率G_s的测量方法大多局限在气固分离器下部的下料立管部分，采用累积法计量进行。例如，中国专利200810117401.X，题为《循环流化床物料循环流率测量方法与装置》，该方法采用在立管设置翻板阀、计时器联动开关、计时器、物料计量段、蝶阀和缓冲罐等部件，用于测量回料立管上的固相颗粒质量流率，该方法仅适合于物料流动允许暂时中断的场合，且影响系统压力平衡，因此受到了极大的局限。中国专利200820200445.4，题为《一种应用于循环流化床的循环流率测量装置》和中国专利200810198396.X，题为《一种应用于循环流化床的循环流率测量装置及测量方法》，该方法采用在下降管上部分段内设置一个隔板的方法，通过隔板的变向使颗粒流向不同的计量储罐，形成了一套可切换的循环流化床颗粒循环流率测量装置及方法，但由于增加内构件，也是需要物料流动暂时中断，对循环流化床内颗粒循环产生一定的影响。

中国专利201110208802.8，题为《一种监测催化裂化装置催化剂循环量的方法》，该方法在汽提器和再生器之间的待生催化剂输送线上设置了复杂的处理单元。

中国专利200510138040.3，题为《调整循环式流化床反应系统固体循环量的方法和设备》，需要在旋风分离器筒体上设置一个由喷嘴形成的气态自由射流脉冲，将流入料腿的固体流量的一个分量导入排气管，剩余的余量导入料腿。输入料腿的固体流量中被导出的分量的流量大小，通过不同的喷嘴或不同大小的射流介质的流量决定。此方法增加了喷嘴及射流介质，且要求喷嘴自由射流出至少为音速，操作较为复杂。

林世雄等(石油炼制工程(第三版)[M]，2007：374-377)利用再生器稳态热平衡关系计算固相颗粒质量流率；魏飞等(FCC催化剂循环量计算方法的比较，炼油设计，1990，4(1)：41-43)利用再生器中碳的物料平衡计算催化剂循环率；袁璞等(催化裂化反应过程的观测和控制，中国专利：ZL 90108193.0)利用催化剂流动特性和再生阀门特性计算催化剂循环率；黄德先等(CN101859103A)利用再生器热平衡计算模型和再生阀门流量特性模型相结合的方式计算固相颗粒质量流率。但上述四种方法计算催化剂循环量均为离线模式，具有时间的滞后性，准确性和实时性较差，不能满足生产检测及控制的实时性要求。

中国专利201110104058.7，题为《固体循环流率测量装置及方法》，采用在循环流化床系统的旋风分离器下部增加阀门、高低料位开关、计时装置、物料计量段和平衡管等，用累积法测量立管上的固相颗粒质量流率，适用于高质量流率颗粒的测量。但该方法增加的部件较多，且操作过程将循环中颗粒引出系统后测量，因此对原有循环系统必定有一定的影响。此外，在下料立管增加固体质量流率测量部件特别不适用于石油炼制催化裂化装置，也不能用于提升管内颗粒质量流率的准确测量。

综上专利，在提升管的固相质量流率的累积法测量上，存在测量中回路颗粒输送中断，测量的结果滞后，或需要切断输送等问题，尤其是不能适合于高温高压的工作环境。因此，现场需要一种实时，在线，连续测量，适于高温高压的固体质量流率的测量方法。

下面结合附图1说明催化裂化工艺和进行固体质量流率测量的必要性。