催化裂化沉降器PV型旋风分离器结焦分析及处理

1旋风分离器结焦及引起催化剂跑损情况马家滩炼油厂催化裂化装置沉降器在1991年将杜康型旋风分离器更换为PV型旋风分离器。1991年投入运行后，一直运行良好，油浆固含量为5g／L左右。在几年运行过程中，每次停工检修发现二级料腿有被催化剂和油污堵塞的现象。因而在1994年7月装     

重油催化裂化装置沉降器顶旋风分离器升气管外壁结焦原因的流动分析

在蜗壳式旋风分离器环形空间流场测量和分析的基础上 ,分析了重油催化裂化装置沉降器顶旋风分离器升气管外壁 0°～ 90°～ 180°(以入口处为 0°)部位结焦的原因。由于进口气流在升气管外壁的绕流流动以及和内部环流的交汇作用 ,在升气管管壁表面形成了低速的“滞流区” ,并在0°～ 90°～ 180°部位形成了顺压力梯度的附面层 ,部分细小颗粒或液滴在环形空间二次涡的作用下被输送到升气管外壁表面 ,沉积在该附面层内 ,具有结焦倾向的油气组分与催化剂细颗粒发生结焦反应 ,焦粒逐渐长大形成月牙状焦块     

催化裂化装置沉降器旋风分离器的改造

1998年，中原油田石油化工总厂在50万t／a催化裂化装置技术改造时将沉降器旋风分离器改为新型快分旋风分离，但在运行过程中发现，该装置在高处理量时沉降器旋风分离器催化剂跑损增加，装置能耗居高不下。为此，解决催化剂跑损问题、降低装置能耗成为当务之急。     

重油催化裂化装置沉降器结焦原因分析及对策

中国石化股份有限公司茂名分公司3^#重油催化裂化装置自1996年10月投产以来,沉降器结焦严重,长期困扰着装置的安、稳、长生产。本文介绍该装置历次结焦及改造情况,根据沉降器结焦的机理及原因分析,探讨了减缓和防范结焦对策。     

催化裂化装置沉降器顶旋升气管外壁结焦过程的分析

通过旋风分离器升气管外壁表面的粉灰沉积试验,进一步说明催化裂化装置沉降器顶旋升气管外壁结焦的原因是管壁表面存在着低速的"滞流区"。具有结焦倾向的油气液滴和细催化剂颗粒在气流的湍流扩散和环行空间二次涡等多种因素作用下进入"滞流层"并沉积在升气管表面,尤其是顺压力梯度区域。这些具有结焦倾向的油气液滴吸咐在催化剂细粉上形成结焦中心,并逐渐长大形成焦块。这种焦块对催化裂化装置的运行具有潜在的危害性。     

催化裂化沉降器结焦的原因及对策

中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司石油二厂1．5Mt/a重油催化裂化装置自2000年8月开工以来，沉降器内结焦严重，影响了装置的长周期运行。当沉降器内结焦达到一定程度时，如果因其它原因导致切断进料，焦块就会脱落，出现催化剂循环不正常或根本不能建立催化剂循环的现象，被迫停工处理。在分析结焦部位和结焦结构形态。以及大量操作数据的基础上，找出了沉降器内结焦的原因，并提出了相应的对策。     

重油催化裂化沉降器结焦原因分析

分析了重油催化裂化沉降器结焦的原因，认为反应油气中含有催化剂颗粒以及油气中重组分的冷凝是沉降器结焦的物理原因，而重芳烃、胶质、沥青质的高温缩合则是沉降器结焦的化学因素。因此，防止沉降器结焦的关键是抑制油气重组分的冷凝和减少油气在沉降器内的停留时间。     

催化裂化装置沉降器防结焦技术的研究与应用

近年来,针对催化裂化装置结焦问题开展了多种形式的技术攻关,取得了较好的成果,目前油浆循环系统和反应油气管道及分馏塔底的结焦问题得到了有效解决,但沉降器旋风分离系统和沉降器顶部的结焦问题依然比较突出,影响催化裂化装置的长周期运行.文章以多家企业催化裂化装置沉降器结焦现象和特点为研究对象,结合沉降器结焦机理和结焦防治技术的...     

催化裂化装置沉降器内结焦物的基本特性分析及其形成过程的探讨

采用扫描电镜（SEM）和X射线能谱分析仪对催化裂化装置（FCCU）沉降器内结焦物的微观组织结构和成分进行了分析，将结焦物划分为软焦和硬焦。焦的硬度与油气液滴和催化剂颗粒的沉积过程有关，尤其是结焦部位的油气流动方式和催化剂颗粒的运动状态，决定着未汽化的重质油组分液滴和催化剂颗粒的沉积形式和沉积物的构成，从而影响着焦的软硬程度。软焦是催化剂颗粒或油气在油气静止空间以自由沉降和扩散方式堆积在器壁表面而产生的结焦，形成的焦块松散，易粉碎，含催化剂比较多，颗粒粒径比较大，是一种堆积型结焦；而硬焦是油气液滴和细小催化剂颗粒在油气流动状态下，在器壁表面的附面层内以沉积方式粘附在器壁表面形成的结焦，焦块质地坚硬，含催化剂比较少。颗粒粒径细小，足沉积型结焦。还有相当一部分结焦物介于软焦和硬焦之间。     

催化裂化装置旋风分离器运行情况分析及对策

针对兰州石化300×10⁴ t/a重油催化裂化装置反应-再生系统沉降器VQS、单级旋风分离器、再生器一、二级旋风分离器运行情况进行分析,通过收集对比装置运行周期内相关操作条件,结合装置历次大检修期间的检查维修情况,判断上述气固分离设备工作性能均表现出分离效率下降、运行状况恶化的现象,确定分离效率下降的主要原因包括设备长周期运行带来的变形破损、内部损坏部位无法完全检查修复,以及由此带来影响装置长周期运行的主要问题,包括油浆泵磨损、结焦增加、催化剂跑损、烟气轮机的磨损和叶片结垢、锅炉管束积灰等。提出并实施沉降器VQS、单级旋风分离器以及料腿的整体更换、再生器一二级旋风分离器及料腿的整体更换。在装置新的运行周期内,上述气固分离设备运行良好,催化剂得到高效分离,彻底消除了装置的生产瓶颈。      

Investigation of Different Coke Samples Adhering to Cyclone Walls of a Commercial RFCC Reactor

The microstructure and properties of the coke samples collected from 4 different wall regions of the cyclone in the reactor of a residue fluid catalytic cracking unit(RFCCU) were analyzed by using the scanning-electron microscope(SEM), and the possible coke formation processes were investigated as well. The results showed that some of the heavy nonvolatile oil droplets entrained in the flowing oil and gas mixture could possibly deposit or collide on the walls by gravity settling or turbulence diffusion, and then were gradually carbonized into solid coke by condensing and polymerization along with dehydrogenation. Meanwhile some of fine catalyst particles also built up and integrated into the solid coke. The coke can be classified into two types, namely, the hard coke and the soft coke, according to its property, composition and microstructure. The soft coke is formed in the oil and gas mixture's stagnant region where the oil droplets and catalyst particles are freely settled on the wall. The soft coke appears to be loose and contains lots of large catalyst particles. However, the hard coke is formed in the oil and gas mixture's flowing region where the oil droplets and catalyst particles diffuse towards the wall. This kind of coke is nonporous and very hard, which contains a few fine catalyst particles. Therefore, it is clear that the oil and gas mixture not only carries the oil droplets and catalyst particles, but also has the effects on their deposition on the wall, which can influence the composition and characteristics of deposited coke.     

工艺参数对短接触旋流反应器内颗粒流动特性影响的数值研究

运用欧拉双流体模型对新型短接触旋流反应器内气、固两相流场进行了数值模拟,考察了操作参数和颗粒直径对反应器内颗粒流动分布的影响。结果表明,操作气速大于基准条件会降低反应器混合腔内的气 固接触效果,而在不影响流化状态的情况下适当增大催化剂的质量循环流率对催化剂的均匀分布有利。在基准操作条件下,5和30μm粒径颗粒在反应器内的浓度分布梯度较大、均匀性较差,并且5 μm颗粒与反应产物的分离也不彻底。因此,催化剂宜选用平均粒径为10μm左右的颗粒,既可以强化接触效果,也不会出现返混夹带现象,保证后续工艺流程的顺利进行。催化剂颗粒是否均匀分布是影响反应收率的最主要因素之一,本研究结果为短接触旋流反应器的工业应用及性能改进提供了重要的理论参考依据。     

超短接触旋流反应器内颗粒轨迹数值研究

利用Fluent研究不同粒径、入口位置以及不同气固相速度下的颗粒运动过程及粒子的分布规律,求解过程中采用离散随机轨道模型。结果表明:①颗粒粒径越大,颗粒在进料管内回转往复停留时间较长,同时混合腔内颗粒运动的回转半径也越大,有利于催化剂颗粒的流动扩散,增强气固接触效果。②入口位置对反应器内颗粒的运动规律影响不大。③气固相速度发生变化时,气相速度对颗粒运动过程影响较大。     

UOP工艺技术在3.5Mt/a重油催化裂化装置的工业应用

中国石油广西石化分公司3.5 Mt/a重油催化裂化装置为国内近来唯一一套整体引进UOP工艺技术的装置,采用代表世界先进技术水平的两段再生器、VSSSM快分、高效AFTM环形档板汽提、全密相流外取热器等先进技术。通过一年的正常生产和标定,在原料比重为0.93、残炭为7.41%、重金属Ni,V质量分数分别为15.30μg/g和2.80μg/g的情况下,干气质量收率为3.07%、液化气质量收率为17.17%、汽油质量收率为39.42%、柴油质量收率为22.95%、油浆质量收率为7.17%、焦炭收率为9.91%,催化剂单耗为1.41 kg/t,单位能耗为2 372.66 MJ/t,表现出优良的重油转换能力和产品选择性能,在产品分布和能耗方面达到国内先进水平。     

催化汽油选择性加氢脱硫工艺中床层结焦机理

 采用 SEM、XRD、FT IR、XPS 等表征手段分析了 FCC 汽油选择性加氢脱硫工艺中床层结焦的结构和形态,并由此探讨了结焦机理。结果表明,焦的外观表现为松散的簇状物质,为无定型焦炭包裹在铁的硫化物外的结构;无定型焦炭由高度聚合的烯烃及高度缩合的芳香烃组成,并含有大量S、N、O等杂原子化合物。由于在 FCC 汽油前脱臭过程中,其中的二烯烃生成了一些低聚物,而在加氢反应过程中,这些低聚物在铁的硫化物及热的作用下迅速生成高聚物而结焦。     

林达甲醇合成塔在焦炉气制甲醇装置应用情况

介绍了林达新型低压均温型甲醇合成塔及其在曲靖大为焦化制供气有限公司以焦炉气为原料的甲醇合成装置上的应用情况。     

旋风分离器旋风长度的分析计算

认为当分离器外旋流中损耗的能量(即外旋流向内旋流传递的总能量)与内旋流旋转能量达到平衡,即内外旋流之间能量的传递达到稳定状态时,旋转气流到达旋涡尾端位置。由此,采用分离器内压降定量表征能量的损耗,推导得到旋风长度的计算公式。考察了排气管直径、入口尺寸、排气管插入深度、入口浓度、分离器长度、排尘口直径等因素对旋风长度的影响。将该公式计算结果与实验测量值进行对比,结果表明,该公式能较好地反映各因素对旋风长度的影响趋势,且数值差别较小。该公式通过旋风分离器能量传递的特性推导,具有明确的物理意义,适用性较强。     

提升管反应器稳态模拟：器壁散热对过程的影响

修改Gupta等的催化裂化提升管反应器稳态模型,在能量衡算方程中添加器壁散热项,以模拟器壁散热对反应器的影响;使用FORTRAN编程语言实现稳态模型在AspenPlusTM软件中的求解;采用某炼油厂提升管反应器现场数据及文献结论,对修改的模型进行了参数校正及模型验证;利用经校正及验证的反应器模型,模拟预测了器壁散热对装置产物分布等的影响。器壁散热抑制了提升管内油气裂化反应,恶化了装置出口产物分布,从而表明了在工程设计及工业运行中加强提升管器壁保温的重要性。     

冷壁反应器改为热壁反应器的运行安全性分析

将冷壁结构的焦化柴油加氢精制反应器改造为热壁结构的脱色反应器 ,对反应器主体材质2 4CrMo1 0的化学成分和力学性能进行了分析并与 2 Cr 1Mo ,1 0CrMo91 0做了对比 ;对反应器壳体剩余壁厚在新工况条件下的强度和当量应力进行了校核 ;对反应器壳体在热壁条件下可能发生的腐蚀和回火脆性进行了分析。反应器改造后运行了一年 ,未发生异常