The 7th National Conference on Computational Mechanics of Granular Materials in conjunction with The 4th International Symposium on Computational Particle Technology (CMGM-2024 & CPT-2024)

催化裂化是炼厂重要的原油二次加工工艺。但随着原料逐渐重质化，油滴在进料段附近会产生不完全的汽化过程，残留的未汽化油会导致较高的焦炭收率和额外的碳排放。因此如何强化进料过程中油滴的传热、汽化和反应速率是FCC工艺发展的关键。乳化进料过程通过将液滴形成油包水型的乳化液滴，在高温环境下发生微爆现象从而实现二次雾化，强化液滴与催化剂颗粒的接触效率。
为了推动乳化进料在FCC工艺中的进一步发展，本文将采用CFD模拟的方法，系统揭示乳化进料过程中液滴汽化过程的强化机理，并进一步探究乳化进料与操作条件和反应器几何结构的匹配机制。研究结果表明，微爆现象可以在0.1 μs内将液滴比表面积提高50%，是相同条件下纯油滴比表面积的2倍以上，卫星液滴直径较液滴初始直径缩小92%。比表面积的增加使得乳化液滴传热速率提高一倍，汽化时间缩短75%以上。二次雾化现象使得重组分液滴汽化率提高8个百分点，轻质油品收率最大提高0.86个百分点。同时基于乳化进料技术油剂接触的特点，进一步考察并得到了最佳的操作条件，同时探索了新型的反应器结构，通过改变喷嘴布置和底部进料段直径，最高可以使得轻油收率提高1.5个百分点。
 

乳化进料,微爆,油剂接触