催化裂化装置再生烟气粉尘对烟机运行的影响分析

对催化裂化(FCC)装置再生烟气在三级旋风分离器(三旋)入口及出口的粉尘浓度进行了分析，结合FCC装置新鲜剂、再生器平衡剂、三旋细粉的粒径分布，对比分析了3套FCC装置再生器一级、二级、三级旋风分离器分离效率对烟气粉尘浓度的影响。结果表明：当烟气轮机入口(即三旋出口)烟气中粉尘浓度超过设计要求时，特别是粉尘中粒径大于10μm的颗粒体积占比超过5%时，大颗粒粉尘浓度越高对烟气轮机运行的影响越大，容易出现烟气轮机振动值升高等问题。因此，建议控制再生烟气在全流程的粉尘浓度：在三旋入口的质量浓度不大于600 mg/m³;在三旋出口的质量浓度不大于150 mg/m³,其中粒径大于10μm的颗粒体积占比不大于5%。     

2号催化裂化装置三级旋风分离器技术改造

针对催化裂化能量回收装置高温烟气轮机出现的故障,采用新型导叶式旋风分离技术,提出了新型高效低阻型立管多管式三级旋风分离器(简称三旋)的改造方案。改造后,三旋出口烟气在线采样催化剂浓度为92.5 mg/m~3,粉尘粒径均小于10μm,表明三旋分离性能指标完全达到烟机入口烟气的净化要求,能够保证烟气轮机长周期安全运行。     

BSX型第三级旋风分离器在催化裂化装置改造中的应用

文章介绍了催化裂化装置第三级旋风分离器(简称三旋)应用情况,阐述了多管立式三旋和多管卧式三旋的主要结构及存在的问题,提出了BSX型三旋的主要结构和优势。BSX型三旋在某炼油厂蜡油催化裂化装置成功应用,工业运行结果显示,三旋出口烟气中催化剂浓度(标准状态,下同)为90 mg/m³,粒径>10μm催化剂浓度为1.52%(w),三旋整体分离效率72%,说明其分离性能优异,烟气轮机进口烟气催化剂浓度和粒度远低于烟气轮机控制指标。BSX型三旋的应用可为烟气轮机长周期安全平稳运行提供较好的保障。     

0.5Mt/a重油催化裂化装置三旋的技术改造

针对催化裂化能量回收装置高温烟气轮机(简称烟机)出现的故障,采用中国石油大学(华东)开发的新型导叶式旋风分离技术,提出了新型高效低阻型立管多管式三旋的改造方案。三旋出口烟气在线采样催化剂浓度与粒度分析表明:改造后三旋入口烟气中催化剂平均质量浓度为362.8 mg/m3(工况下湿基),主要是40μm以下的颗粒,其中10μm以下的颗粒占30%～50%,细颗粒含量较高;改造后三旋出口烟气中催化剂平均质量浓度为31.8 mg/m3(工况下湿基);已完全没有10μm以上的大颗粒,工况下三旋的总效率为91.2%。改造后烟机入口催化剂质量浓度及粒度指标远远低于控制指标,三旋分离性能指标完全达到烟机入口烟气的净化要求,保证了烟气轮机长周期安全运行。     

催化裂化装置烟气轮机结垢原因分析与对策

2010年5月起,中国石油化工股份有限公司武汉分公司2号催化裂化装置出现了烟气轮机结垢问题,因此导致停机21次,为满足长周期运行的要求,装置做出多项调整和改造。总结自2010年至2016年针对烟气轮机结垢问题采取的一系列改造措施:降低烟气轮机入口烟气中细粉浓度,减少催化剂的黏连性,改善烟气轮机内的环境。发现烟气轮机结垢的关键原因是原VAS-250型第三级旋风分离器设计值与实际工况不匹配,实际烟气流量仅为原设计值的77%,烟气线速低,分离效率低,烟气轮机入口催化剂细粉质量浓度156 mg/m~3,小于10μm颗粒仅占86%,低于烟气轮机设计要求。2016年6月对第三级旋风分离器进行改造,采用PSC-300型旋分单管,烟气轮机入口催化剂细粉粒度小于10μm的质量浓度达到92.5 mg/m~3,满足烟气轮机设计要求。本周期,烟气轮机运行近3 a以来,烟气轮机解体3次均未发现硬垢,自2017年11月预防性维修后,已连续运行457 d,运行状况良好。     

炼化VOCs废气安全高效热氧化技术

中国石油化工股份有限公司大连(抚顺)石油化工研究院(FRIPP)创新开发了双参数控制热氧化工艺技术,控制有机物浓度控制小于爆炸下限的25%、氧体积分数控制小于6%(氮气稀释)或8%(烟气稀释)。列举了两个应用实例,应用NDPC-CO(氮气双参数控制催化氧化)工艺技术处理苯、甲苯、二甲苯等储罐和含油污水池废气,入口废气氧体积分数小于6%,总烃浓度小于爆炸下限的25%,出口净化气总烃质量浓度小于15 mg/m~3,苯、甲苯的质量浓度小于1 mg/m~3、二甲苯的质量浓度小于3 mg/m~3。应用FDPC-CO(烟气双参数控制催化氧化)工艺技术处理含油污水池废气和重整催化剂再生烟气,控制进口废气有机物浓度小于爆炸下限的15%、氧体积分数基本小于8%,出口净化气苯、甲苯、二甲苯浓度低于检出限,非甲烷总烃的质量浓度大多小于30 mg/m~3,符合GB 31570排放标准。     

烟气轮机长周期运行的影响因素分析与控制措施

针对催化裂化装置烟气轮机(以下简称烟机)出现的振动振幅偏高问题,考察了烟机不同种类转子、平衡催化剂中含金属量、烟机入口温度、烟机润滑油温度等因素对烟机振动的影响,同时提出了相应的改进措施。结果表明：控制催化剂稀相与密相温差低于10℃,烟机入口温度低于680℃,催化剂稀相质量浓度不高于4 mg/m³,平衡催化剂中0～40μm细粉体积分数大于11%,细粉产生量低于7 t/周,以及烟机润滑油温度为32℃左右,可将再生烟气温度控制在690℃以下,烟气粉尘质量浓度控制在100 mg/m³以下,同时烟机可以平稳运行近10个月。     

大庆炼油厂催化裂化三旋工况

在用烟气轮机回收催化裂化再生烟气能量的系统中,第三旋风分离器(简称三旋)是关键设备之一.为了保证烟机的稳定运行,三旋应有良好的分离性能,特别是应对细粉尘有极高的分离效率.1984年8月中国石化总公司在九江召开的催化裂化技术交流会上,研究、设计、制造和使用等单位共同制订了三旋效率的指标:(1)三旋入口催化剂浓度不大于1.5克/米~3.(标准状况,湿     

YL33000A型烟气轮机结垢预判方法的应用

结垢是影响烟气轮机长周期运行的关键因素。文中应用的YL33000A型烟气轮机结垢预判方法通过调节烟气轮机入口调节蝶阀开度,观测烟气轮机入口压力、机组发电量及双动滑阀联动判断烟气轮机结垢程度,通过原料性质、催化剂粒度分布和烟气粉尘浓度监测判断烟气轮机结垢过程,通过机组状态监测数据分析判断烟气轮机结垢形貌,为烟气轮机检修提供依据,确保了烟气轮机长周期平稳运行。     

GHH烟气轮机叶片断裂分析

对GHH烟气轮机断裂叶片的宏观检查、断口分析和叶片受力分析计算表明 ,烟机叶片断裂属疲劳断裂 ,断裂部位距叶根高 15mm ,此处正是叶片计算合成应力最大的位置。影响叶片断裂的因素除断裂力学理论的裂纹生成和扩展外 ,还与烟气中粉尘的浓度、粉尘颗粒尺寸和粉尘速度有关。为提高叶片使用寿命 ,采取控制进入烟机烟气温度、压力和流量的措施 ,使烟气中催化剂粉尘浓度小于 2 0 0mg/m3、粒径大于 10 μm的粒子小于 8% ,现烟机已安全平稳运行 60 0d ,取得显著效果     

气体钻井地面分离器的设计及试验研究

气体钻井现有工艺都将环空返回到地面的携岩气体直接排放或放燃,既污染环境又浪费能源。根据气体钻井的特点,设计了由两级串联的旋风分离器与两台过滤器(一台备用)组成的气体钻井地面分离系统,对成本较高的气体钻井介质(氮气或天然气)进行回收和循环利用。通过对井口钻屑的采样分析和浓度计算,得到了旋风分离器入口钻屑的粒度分布和质量浓度范围。对旋风分离器进行的室内模拟试验结果表明,旋风分离器的分离效率稳定在99.5%以上,能够完全除净粒径大于10μm的粉尘颗粒。钻井现场试验结果显示,整个分离系统工作稳定,过滤器出口气体中钻屑的最大粒径小于5μm,质量浓度小于0.05mg/m³,已达到进入压缩机的要求。     

外导流管对旋风分离器流场的调控

采用雷诺应力模型(RSM)和离散相模型(DPM)对旋风分离器内的气-固两相流动进行了数值模拟计算,比较了带有不同外导流管的旋风分离器内流场、压降和分离效率,并探究了不同外导流管管径对旋风分离器内的流场调控及分离性能的影响。结果表明：外导流管可以改善旋风分离器内的二次涡分布,减小纵向环流的影响范围,降低二次涡间的协同作用,并抑制灰斗入口和料腿入口的二次流,从而提高分离效率;其中,带有H-E型外导流管的旋风分离器有效地提高了细小颗粒的分离效率,对粒径4 μm以下颗粒分离效率的提高可达10%以上;H-E型外导流管对入口气流进行分流,可以减小气流的旋流损失,使压降降低16.7%。此外,外导流管管径对H-O型旋风分离器分离性能影响较小,对H-E型旋风分离器分离性能影响较大。     

FCC装置三旋效率低的原因及对策

针对中国石油抚顺石化分公司石油二厂催化裂化装置再生器第三级旋风分离器(三旋)效率低的问题,对三旋的运行状况进行了分析和核算,找出了原因,认为主要问题是烟气中催化剂细粉较多、粒度大,以及三旋单管烟气线速较低和单管排尘锥体处粉尘返混严重.采取堵管和排尘锥体开孔的措施后,实际运行结果证明,三旋效率提高了,三旋出口烟气中催化剂浓度、粒度达到标准,保证了烟气轮机的安全平稳运行.     

螺线型旋风分离器的结构改进研究

采用螺线型旋风分离器实验装置,考察了排气管插入深度、螺线通道延伸段对螺线型旋风分离器分离性能的影响。结果表明,随着排气管插入深度的增加,螺线型旋风分离器的分离效率先增后减,当排气管的插入深度与进气口高度相等时,分离效率最高;添加螺旋通道延伸段,可在压力降不变的情况下有效提高分离器的分离效率。在本实验条件下,与普通螺线型旋风分离器相比,在相同压力降时,改进后的螺线型旋风分离器分离效率可提升6%~10%,能除尽10 μm以上的颗粒,对2 μm以下的超细颗粒也有较好的捕集效果。基于边界层分离理论,建立了螺线型旋风分离器的粒级效率计算公式,计算值与实验数据吻合性较好。     

颗粒碰撞团聚对旋风分离器分离性能影响研究

采用自行设计的旋风分离器试验装置,通过循环加料的方法验证了旋风分离器内颗粒碰撞与团聚现象的存在,研究了入口含尘质量浓度、入口气速、操作温度等操作条件改变而导致的颗粒碰撞与团聚现象的变化对旋风分离器分离性能的影响规律。研究发现,颗粒团聚有利于细颗粒的分离;旋风分离器气固分离主要由离心力和颗粒团聚双重因素控制,对粗颗粒主要考虑离心力作用分离,对细颗粒主要考虑团聚作用分离。在研究分析基础上建立了包含离心力作用和颗粒碰撞与团聚作用的新的气固分离模型。     

基于催化剂粒度分布分析催化裂化装置催化剂跑损的原因

针对某催化裂化装置出现催化剂跑损故障，现场对三级旋风分离器入口进行采样，通过对跑损催化剂进行颗粒粒度分布和扫描电镜分析，探讨催化剂跑损的原因。结果表明，跑损催化剂的粒度分布曲线呈现多峰分布，其中峰值对应的粒径分别为0.8，9，30 μm。造成这种现象的原因，一方面是由于跑损催化剂中存在较严重的摩擦磨损颗粒和冲击破碎颗粒，形成了前2个较小粒径的峰值；另一方面则是由于旋风分离器的分离效率下降，使得跑损催化剂的中位粒径偏高形成了较大粒径的峰值。     

卧管式多管旋风分离器旋风管的研究

为适合于超高温、大处理量的卧管式多管旋风分离器设计了三种旋风管,并优选出其中一根作为基准旋风管。针对排尘口存在严重返混问题,对旋风管的排尘结构进行了改进,发明一种防返混的排尘锥,用３２５目滑石粉对Φ２５０ｍｍ旋风管进行分离效率试验,在入口气速２５ｍ／ｓ,浓度２ｇ／ｍ３（标准状态）时,分离效率９８．２％,用Ｃｏｕｌｔｅｒ－ＴＡⅡ对其尾气等采样结果分析,其中大于８μｍ粒子１００％地除净     

The Growth and Development of Asphaltene Aggregates in Toluene Solution

The effect of asphaltene concentrations from 10 to 140 mg/L on particle diameter of aggregates is studied by multiple angle dynamic and static light scattering. The particle diameter of aggregates is increasing with the asphaltene concentration rising. The observed concentration for massive self-aggregation of asphaltene is about 80 mg/L. And the process of growth and development of asphaltene aggregates is studied by measurements of particle video microscopy (PVM) and focused beam reflectance measurement (FBRM) on asphaltene in toluene solution simultaneously. PVM and FBRM provide dynamic images and real-time statistical data of asphaltene aggregates in toluene solution, which can show that asphaltene aggregation is stronger and stronger with the asphaltene concentration increasing. Statistical data demonstrate that small particles are first massively formed in the range of less than 5 μm and 5–10 μm. Then small particles can interact to result in large particles which are in the range of 10–50 μm and 50–80 μm with asphaltene concentration increasing. The number of particles in the range of less than 50 μm is dominant in solution despite asphaltene concentration increasing.     

PDC型高效旋风管的开发研究

通过对导叶式旋风管的叶片参数、排尘结构和排气结构及分离空间高度的优化研究，开发出了新一代ＰＤＣ型高效旋风管，其性能全面优于国内立管三旋现用的ＥＰＶＣ型旋风管和ＶＥＲ型旋风管。其单管气量可达２２００～２４００ｍ’／ｈ；效率高于ＥＰＶＣ型ｌ～３个百分点，高于ＶＥＲ型约３～５个百分点；排尘口直径８５ｍｍ，不会堵塞；操作弹性好，气量波动影响较小，不会窜流返混。工业应用表明三旋出口含尘浓度低于１００ｍｇ／ｍ‘，出口烟气内无大于１０ｐｍ颗粒。