重油催化裂化沉降器内油浆汽化率的研究

采用基团贡献法和石油馏分气液平衡理论建立了油浆汽化率计算方法,对重油催化裂化装置在工业操作条件下沉降器内油浆的汽化率进行预测,并考察油气温度和油浆分压对泡点、露点及油浆汽化率的影响。研究结果表明：在油浆分压一定时,随着油气温度的升高油浆汽化率逐渐升高;当温度一定时,随着油浆分压的降低,油浆的泡点和露点都逐渐降低,而油浆汽化率逐渐增大。依据最小二乘法原理,计算得到油浆汽化率关联模型,可以预测不同油气温度和油浆分压下的油浆汽化率,为确定工业操作条件下沉降器内冷凝重组分的数量提供了简易的数学模型。     

重油催化裂化沉降器油气相态计算

 为了确定重油催化裂化沉降器中液相组分的数量及其对结焦的贡献，以工业重油催化裂化装置的沉降器为研究对象，按照正构烷烃模型分子法确定基团组成的方法，利用已编写的气化率计算程序，求取了沉降器内反应油气的重组分—油浆馏分的气化率，确定反应油气的气、液相比例。计算结果表明，在实际工业操作条件下，重油催化裂化沉降器内的油浆馏分以气、液两相状态存在，其露点温度为488.8℃，露点温度直接取决于油浆终馏分的沸程，而且油浆分压对其泡点和露点温度也有较大影响。     

重油催化裂化沉降器内油浆相态的计算

采用基团贡献法一正构烷烃分子法饱和蒸气压模型对重油催化裂化沉降器内的油浆相态进行了计算。计算结果表明，由于重油催化裂化沉降器的操作温度低于油浆露点温度，油浆在沉降器内以气液两相存在。油浆的露点温度和露点分压取决于油浆中大于550℃馏分含量。     

RFCC沉降器内油浆重组分结焦反应过程实验模拟

 利用自制的热转化生焦实验装置和热重分析仪,考察了反应条件和油浆的性质对油浆重馏分热转化生焦的影响。结果表明,n(H)/n(C)原子比、残炭值、结构族组成等性质对其生焦率的影响要远大于反应时间、反应温度和油浆中催化剂含量等反应条件的影响。油浆中重组分馏分沸点的高低不能有效反映其生焦倾向,而重组分中的沥青质和胶质是生焦的主要前驱物,其芳碳率与生焦率有较好的线性对应关系。改变沉降器的操作条件可以缓解沉降器的结焦程度,但防止结焦的根本途径是通过调节主提升管的反应条件,从而减少进入沉降器内的油气中的结焦前驱物和沥青质的含量。     

减压转油线气液两相流动的流程模拟

应用流程模拟软件PROII,基于压降模型和多级闪蒸模型,对减压蒸馏装置转油线（简称减压转油线）内的气液两相流动过程进行模拟,预测转油线中的压力、温度以及油气汽化率和气液体积比的变化。结果表明：压降、温降以及油气汽化率和气液体积比的变化主要发生在转油线的过渡段和衔接处;与高速转油线工况相比,低速转油线工况下的压降和温降均明显降低;在减压塔内油气汽化率一定的条件下,低速转油线工况下的入口温度更低,且能量的传递效率更高;同时,低速转油线工况下的油气汽化率和气液体积比的变化较为缓和,更有利于减少减压蒸馏塔进料段的雾沫夹带。所建模型的预测结果与工业数据较为一致。     

RFCC沉降器内油浆重组分结焦反应过程的实验模拟

利用自制的热转化生焦实验装置和热量分析仪,考察了反应条件和油浆的性质对油浆重馏分热转化生焦的影响.结果表明,油浆的n(H)/n(C)、残炭值、结构族组成等性质对其牛焦率的影响要远大于反应时间、反应温度和油浆中催化剂含量等反应条件的影响.油浆中重组分馏分沸点的高低不能有效反映其生焦倾向,而重组分中的沥青质和胶质是生焦的主要前驱物,其芳碳率与生焦率有较好的线性对应关系.改变沉降器的操作条件可以缓解沉降器的结焦程度,但防止结焦的根本途径是通过调节主提升管的反应条件,从而减少进入沉降器的油气中的结焦前驱物胶质和沥青质的含量.     

浅析催化装置沉降器压力偏高及易结焦处理对策

由于催化装置沉降器长时间处于温度过低状态下,催化剂夹带的油气和汽提油气进入沉降器,瞬时由于冷凝而形成液相,而汽返线入口位置正好在格栅下,油气中部分冷凝成液相的柴油组分和未完全反应的组分、难以汽化的重组分,附着在格栅上面,与催化剂形成软焦,长时间生成硬焦,使沉降器底部空间逐渐变小,导致沉降器压力升高,进一步影响到催化剂循环。通过分析其原因,采取优化措施后,减缓了沉降器的结焦,保障了装置的平稳长周期的运行。     

350万t/a重油催化裂化装置防焦对策

为了解决装置结焦问题,中国石油广西石化公司350万t/a重油催化裂化装置采用美国UOP公司提升管出口快分系统和优混喷嘴技术对操作条件进行优化。结果表明,采取降低预热温度、反应压力、分馏塔塔底温度等措施后,大油气管线、沉降器集气室、提升管出口快分旋分器出口以及分馏油浆系统均未发生结焦。     

催化裂化沉降器结焦原因分析及直联加溢流斗防结焦技术的应用

对比中国石化扬子石油化工有限公司2.0 Mt/a催化裂化装置第一、第二运行周期工况及结焦情况,从沉降器结焦机理及不同时期运行参数对比入手,确定沉降器结焦原因为粗级和单级旋风分离器匹配性较差及沉降器内油气停留时间过长所致。沉降器内软连接改为直联+溢流斗防结焦技术的工业应用结果表明,改造后有效地避免了沉降器结焦,同时干气、柴油及焦炭产率分别降低0.26,0.25,0.54百分点,液化气、汽油及油浆产率分别上升0.54,0.33,0.18百分点,油浆固含量由4.1 g/L降至2.0 g/L,显示出极佳的防结焦及运行效果。     

FCC沉降器结焦问题的研究进展

沉降器是催化裂化中油气与催化剂分离过程的重要设备。沉降器的结焦问题易导致非计划停工,严重影响催化裂化装置的长周期运行,因此抑制或减缓沉降器结焦成为该领域的研究热点之一。综述了国内外有关沉降器结焦问题的研究进展,以期为沉降器的优化操作提供参考。首先对沉降器结焦的部位及原因进行了分析,从化学反应角度分析了结焦的内因是反应油气中液相重组分的存在;从流场分布、压力分布、催化剂含量分布和温度分布解析结焦的外因。进而阐述了结焦物的基本特性,按照不同方法对结焦物进行了分类和特性的比较。其次,从化学反应过程和油剂流动、焦体沉积与增长过程两方面总结了结焦的机理,并总结了操作条件(原料性质、催化剂含量、反应温度、再生剂温度和油/剂比)和沉降器结构(粗旋与顶旋连接结构、快分系统)对结焦的影响规律。最后根据结焦机理和影响因素,从优选反应物和优化操作条件、优化沉降器结构2个方面提出了抑制或减缓结焦问题的具体措施。提高沉降器温度和降低油气分压可从操作条件方面降低结焦的可能性,优化粗旋与顶旋连接结构、优化快分系统、优化分离器入口结构和顶旋升气管结构等措施可以改善沉降器内流场分布,进而抑制结焦。     

基团贡献法预测弧岛—草桥馏分油气液平衡研究

提出了两个计算弧岛－草桥混合原油及其常压重油馏分油气液平衡常数的经验关联式，经考察经验关联式的预测结果良好。采用ＵＮＩＦＡＣ基团贡献模型，用正构烷烃模型分子法确定基团组成，考察了三种模型对原油的泡点、露点及气化率的预测情况，发现拉乌尔平衡常数模型的预测结果最好。对于重油的气液平衡预测，使用ｎ－ｄ－Ｍ－ＬＰ法确定基团组成，经验修正Ｌａｒｓｅｎ模型并回归基团值，对孤岛－草桥、胜利重油的泡点、露点及气化     

催化裂化装置沉降器结焦与防治对策

通过对催化裂化装置沉降器结焦原因分析,提高对结焦问题的再认识,认为反应油气中存在未气化和未转化的重油组分以及从汽提段汽提出来的"软焦炭"都是沉降器结焦的主要前身物。提出了抑制和减缓沉降器结焦的对策:合理设计原料雾化系统并与提升管优化匹配,最大限度消除"液雾生成区";采用降低油剂接触前催化剂温度来提高催化剂循环量,建议催化剂温度不小于630℃;合理应用高油剂混合能量技术以实现"大剂油比、强返混、短时间接触"的操作模式;合理控制反应深度,控制油浆密度(20℃)大于1 050 kg/m3时不回炼,降低反应油气中重油(油浆)组分含量;建议适宜的汽提段操作温度为500℃,进一步促进待生催化剂上携带的重质烃类转化。通过有效地采取上述措施,对抑制和减缓沉降器结焦能够起到积极作用。     

基团贡献法预测孤岛-草桥馏分油气液平衡研究

提出了两个计算孤岛－草桥混合原油及其常压重油馏分油气液平衡常数的经验关联式，经考察经验关联式的预测结果良好。采用ＵＮＩＦＡＣ基团贡献模型，用正构烷烃模型分子法确定基团组成，考察了三种模型对原油的泡点、露点及气化率的预测情况，发现拉乌尔平衡常数模型的预测结果最好。对于重油的气液平衡预测，使用ｎ－ｄ－Ｍ－ＬＰ法确定基团组成，经验修正Ｌａｒｓｅｎ模型并回归基团值，对孤岛－草桥、胜利重油的泡点、露点及气化率进行预测，修正后模型提高了预测的精确度。     

JR-SA06高效油浆脱灰剂的工业应用

化裂化油浆中固体催化剂粉末的脱除是当前油浆深加工过程中普遍面临的一个技术难题。为了实现油浆的深度净化，提高油浆的综合利用价值，某公司2.30 Mt/a催化裂化装置首次工业应用JR-SA06高效油浆脱灰剂。应用结果表明，在脱灰剂相对外甩油浆添加比例为500 μg/g、沉降温度为90~95 ℃的试验条件下，经过72 h沉降后，油浆灰分由0.28%降至0.019%，灰分平均脱除率达到了93.16%，优于一般脱灰剂，为油浆的后续加工利用创造了良好的条件。     

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在天然气加工的工艺计算中，常涉及汽液平衡常数（Ｋ）、泡点、露点的计算，而这些计算都必须依赖于汽化率（Ｅ）的精确值。Ｅ的精确值求取都是通过一定的数学模型由计算机通过Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ（以下简称Ｎ－Ｒ）迭代法来完成的。由Ｎ－Ｒ迭代法求汽化率时，选取不同的初始值将解出不同的Ｅ值。要计算出合理的汽化率Ｅ的精确值就必须选取合适的初始值，否则得是错误的结果或迭代失败（已趋于无穷大）。根据大量数据反复     

常压塔顶的温度控制在95℃,而常压塔顶汽油的干点又为125℃,是什么道理?

由于常压塔顶产物是以饱和蒸汽的状态馏出的,所以常压塔顶温度控制95℃系表示常压塔顶产品汽油蒸汽在油汽分压下平衡汽化的露头温度。而常压塔顼汽油的干点为125℃,则是表示在常压下恩氏蒸馏的干点。在这里我们可以看出,前者相当于该汽油平衡汽化的露点温度,而后者是恩氏蒸馏(属于渐次汽化)的干点,这两者在汽化方式(一次汽化和渐次汽化)以及温度点的含义(露点和干点)上均是不同的,两者不能混淆。为了说明问题,下面简单介绍关于一次汽化、渐次汽化、露点、干点等的名词概念。     

2-甲基菲加氢反应热力学研究

以2-甲基菲加氢反应为研究对象,采用对比态法和基团贡献法对各化合物的物性进行估算,并以物性数据为基础,对不同反应温度下各基元反应的吉布斯自由能变、平衡常数和反应焓变进行计算,根据平衡常数计算不同氢分压和反应温度下的加氢反应产物平衡组成及反应氢耗。计算结果表明：2-甲基菲加氢的各基元反应均为放热反应,反应平衡常数随着反应温度的升高逐渐降低,较高的反应温度或较低的氢分压均有利于中间环加氢产物的生成并使反应过程的总氢耗降低。     

FCC沉降器内粗旋出口导流长度对油气流动的影响

 采用Reynolds应力输运模型和随机轨道模型对催化裂化沉降器内的流动状况进行了全尺寸的数值模拟,考察了粗旋分离器排气管出口导流段长度对沉降器内流动状况的影响。为了反映真实的流动过程,计算中没有对沉降器空间和两级旋风分离器的复杂结构进行简化,并实现了完全结构化的网格划分。结果表明,粗旋分离器排气管出口的导流段有助于排出的油气直接进入顶旋分离器,降低进入沉降器的油气量,并减少油气在沉降空间内的停留时间,降低了沉降器内发生结焦的可能性;随着导流段长度的增加,直接进入顶旋的油气量也随之增加,而粗旋和顶旋分离器的压降基本不变,对反应器内的压力平衡基本没有影响。     

含硫烟气酸露点实验及预测模型研究

为精准预测含硫烟气酸露点,设计并搭建了含硫烟气酸露点测试实验台,测试了烟气中SO₃蒸气和H₂O蒸气对烟气酸露点的影响规律。结果表明:烟气酸露点随着烟气中SO₃蒸气分压的升高而增加,酸露点与SO₃蒸气分压成对数关系;烟气酸露点随着H₂O蒸气分压不断增加而升高,但升高较为缓慢,含硫烟气酸露点与H₂O蒸气分压成线性关系。通过关联式的对比分析可知,Haase公式与实验数据的吻合度较好,但是在SO₃蒸气分压较大时,Haase公式计算结果低于实验结果,基于该缺点并结合实验数据提出了新的酸露点模型。以上结论为确定含硫烟气酸露点及防止设备腐蚀提供了参考。      

沉降器旋风分离器直连技术在长庆石化的工业应用

中国石油长庆石化公司 1.4 Mt/a 催化裂化装置自建成以来,一直存在沉降器结焦现象,制约装置长周期运行。该装置沉降器旋风分离器采用软连接结构,分析认为软连接结构处油气的呼吸效应造成油气逃逸后在沉降器停留时间过长,这是引起沉降器结焦的根本原因。在2016年技术改造中,将沉降器旋风分离器由软连接改为直连,取消二段回炼油提升管,回炼油及原料混合后进入一段提升管。改造结果表明：沉降器基本不结焦,旋风分离器直连操作弹性较大,沉降器压力波动时无催化剂跑损现象,油浆固含量合格;沉降器上部空间基本无油气滞留,未发生明显结焦现象;轻质油收率提高0.61百分点,汽油辛烷值提高0.47个单位,液化气丙烯体积分数上升0.54百分点。