催化剂和垢样对比分析预测催化烟机结垢成因

为了认识催化裂化烟气轮机垢样和预测垢样形成原因,选择新鲜剂、待生剂、平衡剂、三旋细粉和催化烟机垢样代表催化裂化催化剂全生命周期,采用X射线衍射、X射线荧光、扫描电镜、同步热分析和激光粒度分析技术,得到新鲜剂、待生剂、平衡剂、三旋细粉和催化烟机垢样样品的元素组成、晶相结构、表面形貌、差热曲线和粒径分布等物性分析数据。通过对比各样品分析结果,发现催化剂全生命周期中金属元素和非金属元素的富集和脱离规律与低熔点化合物存在关联关系,得出垢样中Y型分子筛发生晶格变化的结论,预测多种低熔点化合物和烟机工艺条件是导致烟机结垢的根本原因,这些结果可以为后期机理研究奠定基础。     

催化裂化装置烟机结垢:催化剂在全周期循环过程中的性质变化

烟气轮机是催化裂化装置的关键设备,烟机结垢是影响装置长周期运行的关键因素。烟机结垢是多方面因素综合作用的结果,与装置的操作条件和催化性质剂密切相关。针对催化裂化装置烟机结垢,分析了催化剂在全周期循环过程中的性质变化。在催化裂化过程中,催化剂粒径显著减小,进入烟机的催化剂粉尘是导致烟机结垢的直接原因,沉积在催化剂表面的金属元素为催化装置烟机结垢提供了物质基础,进入烟气轮机中的催化剂粉尘经过水蒸气、高温烧结等作用,使催化剂粉尘在烟气轮机中的粘连,并不断沉积,最终结垢。     

催化裂化装置烟机效率分析

提出了催化装置三机组(主风机+烟机+电动机/发电机)烟机效率的一种计算方法,并对某炼厂3.0×106t/a催化裂化装置烟机进行了计算与分析。催化装置设置烟机的目的是回收烟气能量,而烟机效率表示了烟机的工作状态,装置运行中受到结垢与催化剂磨损的影响。     

催化裂化装置烟气轮机积垢及其增厚机理

针对近年来炼油厂中出现的催化裂化烟气轮机结垢严重问题, 采用SEM(扫描电子显微镜)对催化剂平衡剂、烟机入口催化剂颗粒和垢样进行了微观形貌的分析, 结果表明, 烟机叶片上的结垢主要是由1～2 μm的催化剂颗粒组成。对催化剂黏附在叶片表面的机理进行研究, 分析黏附力对黏附作用的影响, 结果表明, 催化剂颗粒粒径越小, 越容易被黏附, 与SEM的结果吻合。通过CFD模拟烟机流道内速度场的分布, 验证了黏附力对结垢的影响。     

柴油加氢裂化装置高压换热器垢样分析及对装置的建议

针对某炼油厂柴油加氢裂化装置高压换热器因结垢而导致换热效率降低、反应器入口分配器等设备结垢的现象,在装置检修期间取样分析。对所取垢样进行甲苯抽提处理后采用X射线荧光光谱仪（XRF）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）等手段进行检测。结果表明：垢样由相对疏松结构和一层致密结构组成,疏松结构主要以含铁、硫元素的垢物组成,而致密结构主要以含铬、铁、硫和氧元素的垢物组成。垢样的主要无机成分为Fe（x）S（y）和Fe（x）Ni（z）S（y）,还含有少量含硅、钠和铝的无机物,有机垢可忽略。对此,建议炼油厂加注阻垢剂以抑制高压换热器或其他设备结垢的速率,跟踪计算换热器运行的垢阻,实现结垢速率可控,待装置正常停工检修时视结垢情况进行换热器的清洗。     

烟气轮机叶片间隙中FCC催化剂细粉运动规律——气相流场分布的影响

针对近年来炼厂中出现的催化裂化烟气轮机内结垢严重的问题,首先采用数值模拟方法,探讨了烟机内部气相流场的分布。模拟结果表明:在动叶片的压力面上,气相速度分布较低、水气浓度分布较大以及温度分布较高的特点,使得随烟气进入烟机的催化剂颗粒极易在叶片压力面上堆积和熔融。此外,通过采用仪器分析的方法对新鲜剂、平衡剂和垢物进行了微观形貌(SEM)与矿物组成(XRD)等分析,结果表明:烟机叶片上的结垢主要是由催化剂颗粒堆积与颗粒中某些物质生成了低熔点共熔物共同作用的结果。所得结论可为进一步研究催化剂颗粒在烟机内的流动情况和揭示结垢机理等后续工作提供理论基础。     

循环流化床烟气脱硫吸收塔内结垢现象及机理分析

通过对循环流化床烟气脱硫吸收塔黏壁结垢现象进行分析,发现结垢主要发生在浆（水）喷嘴上方4～5 ｍ的环形过湿区域.同时研究了吸收塔结构和喷嘴尺寸,塔内流场和温度场分布以及运行工况对垢的形成过程的影响,并对垢进行了物理化学成分分析.结果表明,吸收塔内的垢无论是组成还是形成机理都与湿法的垢有很大不同,垢的形成以含湿灰的黏壁为主,其次为CaCO₃垢,这表明烟气中CO₂对垢的形成有很大影响.提出了防止循环流化床烟气脱硫结垢的技术措施.     

减少烟气轮机结垢的处理措施

分析100万吨/年催化裂化装置三机组烟机振动值偏大原因,改善烟机运行工况,运用烟机轮盘在线蒸汽除垢法和烟气热循环法减缓和清除烟机结垢,降低烟机振动,实现催化装置三机组长周期运行。减少烟气轮机结垢的在线处理技术,避免了烟汽轮机频繁检修,延长了三机组运行周期,提高了经济效益。     

烟气轮机结垢原因分析及预防措施

通过对中国石油吉林石化公司炼油厂140万t/a催化装置烟气轮机结垢实例进行详细的数据分析,结果表明铁、钠、钙等金属污染催化剂造成的后果不容忽视。针对催化裂化装置原料中重金属发生变化,导致催化剂骨架强度降低、催化剂破碎、并伴生有低熔点共熔物与催化剂细粉结合导致的烟机结垢,经过优化原料性质、增加系统催化剂置换、监控催化剂粒度及重金属含量等措施可以有效预防,解决烟机结垢问题。     

催化裂化装置还原法烟气脱硝工艺省煤器结垢问题的分析与探讨

还原法脱硝工艺是目前催化裂化装置烟气脱硝处理的主流技术,但目前国内外采用还原法脱硝技术的催化裂化装置中,均面临锅炉省煤器结垢、压降升高进而影响烟机做功甚至造成催化异常停工的问题,作者结合多套项目的设计经验,分别介绍了省煤器结垢的机理、危害和影响因素,并提出了预防和治理措施。     

烟气轮机叶片间隙中FCC催化剂细粉运动规律——叶片上的磨损与结垢

针对近年来炼厂中出现的烟气轮机叶片上结垢严重的问题,采用欧拉-拉格朗日的数值模拟方法对烟机内的气固二相流动,特别是对固体颗粒相的运动规律进行了探索研究。结果表明,不同粒径的催化剂颗粒在叶片表面的运动轨迹是不同的,所造成的后果也不相同,粒径较小(<3μm)的颗粒易在叶片压力面上发生沉积和结垢,粒径较大(20μm)的颗粒易引起叶片的冲蚀与磨损;且由数值模拟所预测的烟机磨损与结垢发生的位置与生产实际中的情况是相一致的,可为进一步揭示烟机动叶片上的结垢原因和优化炼厂中烟机本身的操作条件提供理论基础与实践指导。     

FCC汽油加氢脱硫/降烯烃工艺技术的研究

在分析催化裂化汽油硫和烯烃分布不均匀的基础上,对催化裂化汽油进行分馏,开发出了活性高和稳定性好的重馏分辛烷值改进催化剂和选择性加氢脱硫催化剂及其工艺技术。采用该工艺技术对RFCC汽油进行轻馏分碱洗抽提脱硫醇,重馏分辛烷值改进/选择性加氢脱硫等改质处理,再按分馏比例回调,产品汽油烯烃含量为24.2v%,较原料油降低了16.0v%,芳烃含量为19.2v%,较原料油提高了4.1v%,硫含量为41.5ppm,总脱硫率为85.46%,RON为87.8,较原料油提高0.4个单位,液收99.1%,可生产符合国Ⅳ规范的清洁汽油。     

OCT-ME技术生产“无硫汽油”工业应用

为了满足在辛烷值损失较小的情况下生产"无硫汽油",抚顺石油化工研究院开发出了OCT-ME催化汽油选择性加氢脱硫技术。2012年,首套OCT-ME装置在中国石化湛江东兴石油化工有限公司成功工业应用,标定结果表明OCT-ME技术将FCC汽油硫质量分数由平均466μg/g降低到9.7μg/g,RON损失1.8个单位,表明OCT-ME技术能够满足我国炼厂生产"无硫汽油"的需要。     

LGSA降低催化裂化汽油硫含量助剂的工业应用

由石油化工科学研究院研制、中国石化长岭炼化公司催化剂厂生产的LGSA降低催化裂化汽油硫含量助剂,在中国石化长岭分公司第一催化裂化装置和石家庄分公司第一催化裂化装置上进行了工业试验。结果表明,LGSA助剂能有效降低催化裂化汽油中的硫含量。当LGSA助剂占系统藏量的10%时,两套装置汽油脱硫率分别为21.1%和15.9%。汽油、柴油中脱除的硫转移到干气、油浆和烟气中。该助剂对催化裂化产品分布和产品质量影响不大。     

催化裂化烟气硫转移剂的研究现状

催化裂化烟气硫转移剂的发展历史悠久,通过将烟气中的SOx转换成H2S,不仅能降低烟气中SOx的排放,还能将其进一步制成硫磺,变废为宝。综述了国内外催化裂化烟气硫转移剂的技术进展,重点介绍了镁铝尖晶石型硫转移剂发展以及应用情况,指出了其存在的问题及发展方向。     

催化裂化汽油加氢脱硫技术的研究

在分析催化裂化汽油硫和烯烃分布不均匀的基础上,对全馏分催化裂化汽油选择性预加氢后再分馏,开发出活性高和稳定性好的催化裂化汽油加氢脱硫催化剂及工艺技术。结果表明,产品汽油硫含量由196.2×10^-6降至39.2×10^-6,加氢脱硫率80.1%,硫醇由33.8×10^-6降至5.95×10^-6,烯烃体积分数较原料油降低了2.1个百分点, 研究法辛烷值损失0.5个单位,收率99.24%,可生产满足国Ⅳ清洁标准的汽油调和组分。     

新型催化裂化烟气硫转移剂的研究开发

采用溶胶法制备FP-DS硫转移剂,考察了固溶体尖晶石的结构、焙烧温度、水热老化和过渡金属的引入对硫转移剂的影响,以及降低磨损指数的各种方法。结果表明,FP-DS硫转移剂能有效降低再生烟气中SO₂含量,对SO₂的吸附率在60%以上,解吸效果接近100%,磨损指数在3.5%·h^-1以下。该助剂的使用对催化裂化产品的分布和质量无明显影响。