催化裂化装置再生器尾燃现象分析

自2021年3月,某炼油厂800 kt/a催化裂化装置再生器持续出现尾燃现象。根据烧焦罐烧焦理论,对比多套同类型装置的运行参数,从烧焦温度、催化剂停留时间、氧分压等多个方面进行了探讨。分析发现:烧焦罐内催化剂停留时间过短影响了烧焦效果,造成催化剂燃烧不完全,产生的大量CO遇到稀相过剩氧,导致再生器出现尾燃现象。当烧焦罐藏量增至45 t/h时,停留时间延长至81~90 s,再生器稀相温度降至721℃,稀密相温差降至20℃,再生器尾燃现象得到有效控制。

浅谈吨焦耗干煤指标的影响因素及措施

阐述了吨焦耗干煤指标的定义,介绍了吨焦耗干煤指标的理论计算方法及统计核算,分析了吨焦耗干煤指标的影响因素和关键环节,并提出控制吨焦耗干煤指标的建议。

高积炭连续重整催化剂的烧焦与结焦分析

在实验室进行了连续重整装置死区高积炭催化剂的烧焦实验,同时对死区高积炭再生催化剂的物化性质进行了表征。结果表明:死区高积炭催化剂上含有石墨炭;在低氧含量(体积分数为1.0%)的条件下,烧焦温度达到540℃以上时,死区催化剂上的积炭可以被引燃;在高氧含量(体积分数为21%)的条件下,烧焦温度为480℃时,死区催化剂上的积炭可以被烧尽。

Fe-ZSM-5分子筛催化剂的再生烧炭

在热重分析仪上进行结焦失活的Fe-ZSM-5分子筛积炭催化剂再生烧炭实验,考察再生温度、O2体积分数、体积空速及再生时间对烧炭过程的影响。结果表明,失活Fe-ZSM-5催化剂较适宜的烧炭工艺条件为烧炭温度550℃、O2体积分数10%~15%,体积空速3000 h-1,烧炭时间60 min。由此得到了再生烧炭的表观动力学方程及其相关的动力学参数。

石油焦燃烧器环流混合段内床层的轴向密度分布

采用气-固环流反应器与输送床烧焦管相结合的结构形式,建立了一套适应石油焦或气化余焦燃烧要求的大型冷态实验装置.在不同操作条件下,采用差压变送器测定了环流混合段内环区及外环区内床层轴向压力梯度及密度的分布规律.结果表明,内环床层密度分布可分为底部密相区和上部湍流扩散区;内环颗粒循环强度对底部密相区的密度分布影响较小,只对导流筒上部湍流扩散区有影响;随着内环表观气速的增大,整个内环床层密度均降低.外环床层密度分布与内环的表观气速、颗粒循环强度和外环床层密相料位高度有关.利用实验数据回归出了内环和外环轴向颗粒密度分布的经验模型,其计算值与实验值吻合较好.

后置烧焦管出口新型气固分离器的大型冷模实验

后置烧焦管出口的气固分离器是实现 FCC 后置烧焦管式组合再生工艺的关键设备之一,设计并筛选出了一种基于离心与惯性协同作用的新型气固分离器。以 FCC 平衡剂为物料,在大型冷模实验装置上对其进行了性能测试。实验结果表明,该分离器不仅结构简单,而且操作也比较平稳,分离效率可达96.6%～99.76%,压降不超过3 237Pa。通过对大量实验数据的回归分析,建立了分离效率及压降的经验模型,模型的预测结果与实验结果吻合较好。

油页岩及半焦混合燃烧的燃尽特性

油页岩是一种高灰分、高挥发分、低热值的劣质燃料,不适合通常的燃烧方式,而将其作为循环流化床锅炉燃料是适宜的。采用收缩核模型对油页岩燃烧过程进行理论分析,通过在自行搭建的流化床试验台上对桦甸油页岩及半焦混合燃烧燃尽特性进行试验研究。分析了不同床层温度、流化速度、混合比等因素对燃尽规律的影响。结果表明:提高床层温度,增大流化速度和混合比,有助于减少燃尽时间;整个燃烧过程更接近于化学动力控制。

分子筛催化剂的再生

催化剂的再生方法很多,包括烧炭再生(氧化法)、溶焦再生(洗涤法)、器内再生和器外再生等。综述了分子筛催化剂的主要再生方法和分子筛催化剂的相关再生过程模拟模型,对今后分子筛催化剂的再生作了展望。

石油焦着火和燃烧燃烬特性的试验研究

用热重分析方法对石油焦的着火及燃烬特性进行研究 ,发现石油焦的着火温度随颗粒直径的增加和质量的减小而增加 ,石油焦的燃烬率随颗粒直径的减小、升温速率的减小和样品质量的减小而增加。

负载型W-Ni加氢裂化催化剂再生条件的研究

针对若干失活的W-Ni加氢催化剂,研究了其再生条件及再生催化剂的活性效果。利用TG、TPD、IR、XRD、TPR、TEM等技术考察了再生温度、升温速率、再生时间等因素对失活催化剂再生效果的影响。结果表明,对于W-Ni型催化剂,以2℃/min的速率升温至330℃,恒温2h,再以1℃/min的速率升温至480℃,恒温2h,可以使催化剂得到良好的再生效果,大部分积炭得以脱除,活性金属得以恢复,催化剂酸性和孔结构恢复较好。继续升高温度容易破坏催化剂的结构与酸性,活性金属也将发生聚集现象。

催化裂化再生器内气固两相流动及烧焦反应的数值模拟

在气固两相流动模型的基础上,结合催化剂的烧碳、烧氢反应动力学模型,并考虑相间热量、质量传递对流动的影响,建立再生器气固两相流动及烧焦反应模型,对工业再生器进行模拟计算。结果表明:建立的气固两相流动及烧焦反应模型具有良好的预测性,对工业再生器的计算较好地揭示了再生器内的气固流动状况、组分摩尔分数变化及温度场分布等,结果与实际数据基本符合;模拟时忽略了再生器的内构件,对模拟结果有一定的影响。

催化裂化装置再生器的研究进展

介绍了近年来催化裂化再生器和再生工艺的研究现状。再生工艺主要包括单段再生、两段再生和快速流化床再生;比较了各类再生器的优缺点。简述了3种再生器的改进历程,根据现有再生器的优缺点提出了新的开发思路。

燃烧过程中石油焦表面形态的变化

用氮气等温吸附/脱附法对石油焦燃烧过程中表面形态的变化进行了分析.通过BET法和t-plot法对不同燃尽率的石油焦进行了比表面积和孔容积的测定.结果表明,石油焦燃烧过程中孔隙结构变得发达,比表面积和孔容积较原样明显增大且变化趋势基本一致.验证了石油焦燃烧具有分形动力学的行为特征,用FHH模型求得燃烧中表面分形维数值接近3,表明燃烧反应是在空间网格结构的内、外部同时发生的;同时发现,石油焦表面分形维数与比表面积和孔容积在变化趋势上存在明显差异.

考虑燃烧反应的干熄炉内一维传热模拟

建立了干熄炉内焦炭层床、循环气体的传热模型,并耦合燃烧反应计算,分析了干熄炉冷却室内的温度变化,计算结果与实测数据基本一致。还进一步分析了化学反应活化能和风料比对干熄炉内传热的影响,以期为干熄炉的优化设计提供参考。

烧焦罐式再生器改造方案探析

提出了烧焦罐式再生器的三种改造方案 ,即 (烧焦罐 +床层 )高效再生 ,后置烧焦罐式两段再生 ,高速床两段串联再生。 (烧焦罐 +床层 )高效再生烧焦效果好 ,无尾燃现象 ,耗风指标低 ,斜管推动力大 ,操作上与烧焦罐式高效再生相似 ;后置烧焦罐式两段再生改造施工周期短 ,投资较高 ;高速床两段串联再生改动工作量小 ,操作费用较高。

延迟焦化装置加热炉炉管在线烧焦技术应用

介绍青岛石化1.6Mt/a延迟焦化装置一炉三燃烧室六管程加热炉在线烧焦技术应用:如何根据焦化装置加热炉的运行参数,判断加热炉炉管的结焦情况,确定是否进行炉管在线烧焦,炉管结焦到在线烧焦前加热炉的操作方法;以其中一个燃烧室为例,详细说明烧焦过程中分燃烧室、炉管在线烧焦、并燃烧室时,根据各种现象对加热炉在线烧焦采取具体的控制方法,温度、压力、流量等相关参数的控制范围和调节速度,各个操作步骤中的注意事项;分析引起加热炉炉管结焦的具体原因,并提出具有针对性的预防措施;通过对焦化炉炉管在线烧焦前后的参数进行对比,得出在线烧焦的实际效果;针对焦化炉炉管在线烧焦遇到的实际问题提出应对建议。加热炉在线烧焦技术能够消除炉管结焦,确保装置长周期、安全、平稳运行。

异构化催化剂Pd／HM结焦失活的再生

运用ＴＥＭ、ＴＰＤ、ＸＲＤ等技术考察了烧焦温度对异构化催化剂Ｐｄ／ＨＭ再生性能的影响。结果表明：在８２３Ｋ时，催化剂上金属钯粒子能重新分散，催化剂恢复活性，且稳定性不变，二次再生性也较好。

低碳烃芳构化催化剂的再生

采用热分析技术对失活的ZSM-5分子筛催化剂进行烧炭再生，考察了烧炭再生温度范围、再生O：体积分数及烧炭温度对烧炭再生过程的影响，对失活催化剂的表观烧炭活化能进行分析，并利用XRD、Py—IR和N2吸附-脱附等手段对再生前后催化剂及新鲜催化剂进行表征。实验结果表明，失活ZSM-5分子筛催化剂较适宜的烧炭再生工艺条件为：烧炭温度550℃、O2体积分数10％～20％。反应120min后的ZSM-5分子筛催化剂的烧炭动力学过程近似符合一级反应，其表观烧炭活化能为139．5kJ／mol。表征结果显示，催化剂再生后物相与新鲜催化剂基本一致，比表面积恢复到新鲜催化剂的88．4％，总B酸和L酸量分别恢复到新鲜催化剂的81．7％和93．3％。

移动床再生器内重整催化剂烧炭过程的模拟

建立了催化重整移动床径向再生器烧炭区的烧炭模型，模拟计算出径向再生器烧炭床层内温度、氧的体积分数及炭的质量分数的分布，详细讨论了各操作条件对床层温度和烧炭所需床层高度的影响。用该模型模拟计算得到的再生器烧炭床层温度分布与工业生产实测温度基本吻合。

干熄焦循环气体对焦炭烧损的影响分析

从空气导入量、循环气体中CO浓度的控制范围、CO2高温下与焦炭的反应能力等方面分析了循环气体各成分对焦炭烧损率的影响,循环气体中O2、CO、CO2的浓度均对焦炭烧损有显著的影响,尤其是CO2在温度高于730℃时对焦炭的烧损率有直接的促进作用,发生碳溶反应。并通过焦炭烧损率小型试验进行了确认,提出了在生产过程中可通过采用减小空气导入量、适当提高循环气体中CO浓度、降低CO2浓度以及洗涤脱碳等预防控制措施,降低焦炭烧损率和提高焦炭产量。