催化裂化装置再生器旋风分离器失效原因分析及改进措施

前郭炼油厂蜡油催化裂化和重油催化裂化装置再生器内的旋风分离器，由于壳体和顶板厚度较薄、加强筋板数量少且厚度较薄，在高温下长时间运行，材质强度降低，致使顶板变形、筋板被拉断、顶板与筒体焊缝被拉裂等，造成催化剂跑损，催化剂单耗高，烟机静叶片磨损严重，非计划停工次数增多，经济损失严重。经对旋风分离器实施改进后，收到了十分明显的效果     

采用新型高效旋风分离器降低催化剂损耗

采用 ZXB 型旋风分离器可将催化裂化装置的催化剂单耗降到0.4kg/t 以下。该旋风分离器具有入口面积大、灰斗长、长径比大和出口管径小等特点,有很好的操作弹性,抗干扰能力强,耐磨损,是一种值得推广应用的新型高效旋风分离器。     

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。      

重油催化装置反应——再生系统的新技术应用

反应－－再生系统生产存在加工能力低、三旋尾燃、生焦量大等问题，分析原因，并采用多项地反应－－再一系统改造，提高处理量，增加轻质油收率，降低催化剂的单耗，取得显著经济效益。     

催化裂化再生器旋风分离系统技术改造

介绍了沧州炼油厂0.6Mt/a重油催化装置再生器旋风分离系统技术改造情况。改造后采用PV型高效旋分器,一、二旋及粗旋入口面积增加了30％～38％,一旋入口线速由大于30m/s降低至正常范围,减轻了设备磨损及催化剂的磨蚀,并提高了分离效率,催化剂单耗由0.9～1.1kg/t降低至0.4～0.6kg/t,取得了显著效果。     

新型汽提式粗旋风分离系统的研究

在目前常用的提升管出口粗旋风分离器的锥体下都增加一个汽提器，形成了新型汽提式粗旋风分离系统。通过汽提器的特殊结构布置，减少了反应后油气的向下返混，并最大限度地降低了汽提对粗族分离效率的影响，使引入汽提后的分离效率仍可保持在99％以上。采用特殊设计的气体引出方式，大大缩短了油气在沉降器内的平均停留时间。     

旋风分离器固定拉杆结构的改进

在延安炼油厂300kt／a催化裂化装置中，再生器内旋风分离器料腿的固定拉杆设计不合理，装置运行中，由于振动致使拉杆损坏，料腿失去约束，旋风分离器工况不稳，催化剂损耗增加。经过分析，将粗旋风分离器和一、二级旋风分离器分开固定，使其依各自的工况膨胀。改造后，运行情况良好。     

再生器旋风分离器入口线速度软测量在DCS系统上的实现

介绍了在ＤＣＳ系统上利用其ＣＬ／ＡＭ功能，实现再生器旋风分离器入口线速度软测量技术，以达到直接指导生产的目的，从而减少催化剂跑损，延长设备使用寿命，提高装置的经济效益。     

旋风分离器的改进与发展

旋风分离器的分离效率是炼油厂催化剂消耗的关键，并直接影响炼油厂的经济效益。本文介绍了针对提高分离效率和使用寿命，以及减少结焦等方面，对其结构、材料及衬里等进行的改进。     

大型催化裂化装置再生器旋风分离器更换施工技术

在炼油装置中催化裂化装置占有重要地位,其反应/再生系统中旋风分离器的分离效果直接影响到反应/再生系统的正常运转,对于性能不满足要求的旋风分离器要及时进行更换。文章以中国石油大连石化公司350万t/a催化裂化装置检修为例,介绍了大直径再生器旋风分离器的更换作业,详细阐述了旋风分离器高精度安装的施工难点及施工工艺。施工实践验证了再生器顶部大直径开孔、旋风分离器成组更换施工方法的可行性,有效地缩短了施工工期。     

除油水力旋流器的分离性能评价

除油水力旋流器作为一种新型污水处理设备,在海上采油平台污水处理系统中有着广阔的应用前景,是目前石油部门争相研究的热点。旋流器的分离效率对油水物性,特别是对油滴非常敏感,其分离性能评价一直没有得到完全解决。文中分析了除油水力旋流器的分离性能评价指标,提出了对这些评价指标的分析实验方法,并采用马尔文激光粒度仪和室内模拟试验装置,探讨了旋流器分离特性指标的测试方法。     

旋风分离器的设计技巧

简体的长度、进气管和排气管的尺寸以及锥体和下料管是设计旋风分离器时要考虑的重点。应用力学原理进行分析，可以得到旋风分离器各部位尺寸的最佳比例。旋风分离器的除尘效率也受诸多因数的影响，如人口气流中粉尘的含量、多级偶合串联等。通过对旋风分离器的工作原理及其内在规律进行剖析，提出设计旋风分离器的实用方法。     

除油水力旋流器的分离性能评价

除油水力旋流器作为一种新型污水处理设备,在海上采油平台污水处理系统中有着广阔的应用前景,是目前石油部门争相研究的热点。旋流器的分离效率对油水物性,特别是对油滴非常敏感,其分离性能评价一直没有得到完全解决。文中分析了除油水力旋流器的分离性能评价指标,提出了对这些评价指标的分析实验方法,并采用马尔文激光粒度仪和室内模拟试验装置,探讨了旋流器分离特性指标的测试方法。     

轴流式气-液旋流分离器分离特性

针对内部设有中心体的轴流式气-液旋流分离器,根据液滴在分离器内部旋流场的受力情况,建立分离器分离效率模型。实验发现,当液滴直径大于10 μm时,通过理论模型求得的液滴粒级分离效率与实验值吻合较好;在一定气速范围内,减小导流叶片出口角、增加中心体直径以及减小排气管直径均能够提高分离效率,即对于一定结构的分离器,存在相应的临界气速能够使分离器的分离效率达到最大值,随气速继续增大,分离效率呈下降趋势。根据实验结果提出分离器在不同工况下的设计准则,当气速高于临界气速时,为保证分离器分离效率,维持较低压降,设计导叶出口角为45°,中心体直径与筒体直径比为0.5,排气管直径与筒体直径比为0.85,分离器长度与筒体直径比为3。当入口气速低于临界气速时,可根据理论模型对分离器结构参数进行调整。     

旋风分离器自然旋风长的影响因素

自然旋风长为旋涡尾端到排气管下口截面的轴向距离。旋涡尾端是复杂的湍流动力学现象,对旋风分离器内颗粒返混、壁面磨损、料腿结垢和堵塞有重要影响。目前,学者们将自然旋风长的影响因素主要归结为筒体直径、入口面积和排气管直径3个方面,忽略了其他结构参数及操作参数的影响,故经验公式的准确性及适用性较差。笔者对旋风分离器内部能量传递过程进行分析,阐述旋涡尾端的存在机理,并实例说明自然旋风长经验公式的局限性与不足,总结了筒体的高/径比、锥体尺寸等几何参数,以及入口速度、入口浓度等操作参数对自然旋风长的影响,以期为旋风分离器高度的设计优化提供参考。     

稳流型气液旋流分离器的CFD模拟

利用CFD方法,采用流体力学FLUEN分析软件对目前的柱状气液旋流分离器(CGLC)内部流场研究和分析,从而进行计算仿真和结构优化设计.通过模拟分析,进行了结构改进,得到新型带稳流盘的拄状旋流分离器合理的结构模型.通过对气体体积分数分布的对比分析,可以方便快捷地预测CFD模型的分离性能.     

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。     

直流式旋流分离器的结构分析与优化

为研究中心体对直流式旋流分离器分离性能的影响,通过在分离器内部设置中心体,利用数值模拟的方法,对分离器内部旋流场、压力场、速度场及分离效率进行了分析。分析结果表明:增设中心体能够占据分离器内部分离死区,增强内部流场的稳定性,减少二次涡流的影响,尤其能够提高对微小液滴的分离效率;中心体直径的增大能够提高分离器的分离效率,当中心体直径与筒体直径比值大于0. 5时,液滴的分离效率显著提高,但也会造成较大的压降损失;通过研究不同气速下分离器分离效率与压降变化的规律,提出不同工况下中心体直径的取值范围,当入口气速高于10 m/s时,中心体直径与筒体直径比值取0. 5,当气速较低时,应结合现场工况对分离效率和压降的要求,增大中心体直径。所得结论可为直流式旋流分离器的优化设计及现场应用提供指导。     

脱油型旋流分离器现场试验研究

旋流分离器是一种新型的脱油设备，它是利用离心力代替重力实现相的分离，在简要介绍脱油型旋流分离器的基本结构和工作原理的基础上，定义了脱油型旋流分离器性能的评价指标，进行了现场试验，并把现场试验结果与生产旋流分离器的脱油效果作了对比，在试验条件下，试验旋流分离器具有较高的分离效率和较小的压降，在现场，试验旋流分离器的污水脱油效果比生产旋流分离器好，当入口含油浓度小于2000mg/L，底流含油浓度低于40mg/L。