442557 Flow Field Simulation and Distribution Performance Analysis of a Gas Pipe Distributor in Fccu

Monday, April 11, 2016
Exhibit Hall E (George R. Brown )
Yaodong Wei1, Lian Yang2, Chaoyu Yan2 and Jianfei Song1, (1)China University of Petroleum, Beijing, China, (2)State Key Laboratory of Heavy Oil Processing

A fluidized catalytic cracking (FCC) is an important petroleum refinery process, which, aided by highly selective zeolite catalysts, cracks large-molecule low-value heavy oil feedstock into small-molecule high-value products. When spend catalyst is fed into the regenerator for reactivating, it is fluidized by the gas distributor at the bottom of regenerator. The gas distributor is designed to uniformly distribute gas to maintain the fluidized state of the fluidized bed and to provide the reaction gas to guarantee the burning coke deposited on the spend catalyst. Therefore, the gas distribution performance of the gas distributor influences the quality of initial gas distribution directly. So the pipe distributor used in a industrial FCC unit, which is composed by main pipes and a number of branch pipes with many nozzle tubes, was investigated by means of flow field calculation. The gas distribution performance of the pipe distributor was analyzed based on the simulated flow field. The simulation result shows that there are a obvious nun-uniform gas distribution from the different nozzle gas flow rate. The static pressure increases gradually along the flow direction in the nozzle tube while the axial flow rate decreases, which leads to the nozzle gas flow rate increasing gradually. Furthermore, an obvious bias flow occurs at the inlet of the nozzle tube, which influences the gas flowing into the nozzle. The pressure drops performance of nozzle and pressure varying in the branch pipe are analyzed comprehensively. Due to the non-uniform gas distribution by the gas pipe distributor in the practical usage, the problems such as overlarge temperature difference among the fluidized bed layers in the regenerator have often happened, which will not only reduce burning coke efficiency and but also decrease activity of the regenerated catalyst. Meanwhile, the erosion of the distributor also occurs, and in consequence the function of the distributor fails, which even causes the nonscheduled shutdown of the FCC unit and leads to tremendous economic loss. The support is provided for optimizations of both structural parameters and operation parameters of the gas pipe distributor and improvement of the gas distribution performance. Furthermore, improvement suggestions were provided based on the above reasoning. The results are expected to be useful for the distributor design.

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