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。

烧焦罐再生器的数值模拟

流化催化裂化装置是炼油厂中重质油轻质化的重要工艺装置,其中再生器对催化剂烧焦再生、维持反应-再生系统热量平衡、压力平衡都具有重要作用。近年来随着原油逐渐重质化、掺渣比逐渐增大等因素,再生器内由于烧焦不完全产生的CO从密相床层溢出至稀相导致尾燃的问题频繁发生,严重限制了装置的掺渣能力。采用MP-PIC(Multiphase Particle-in-cell)方法对烧焦罐再生器进行深入探究,考察待生剂焦炭含量、操作压力、主风流量、入口氧气含量以及催化剂循环比等对于烧焦反应规律及尾燃趋势的影响。研究结果表明:稀相尾燃的发生主要是因为烧焦罐内烧焦速率低、气相停留时间短。当装置掺渣比增加时,待生剂焦炭含量增加,再生器烧焦负荷增大,虽然高温加速了CO氧化,但再生剂焦炭含量升高;高压有利于降低表观气速,延长气相停留时间,有利于降低尾燃风险;增加主风流量虽然可以提高再生器内平均O_(2)含量,但缩短了气相停留时间,CO燃烧不充分,尾燃风险增加;富氧再生可以明显提高烧焦罐内反应速率并改善整体温度分布,有利于降低尾燃风险,最佳入口O_(2)体积分数为26%;当催化剂循环比大于1.0时,循环剂向待生剂一侧偏流,有利于提高再生器底部起燃温度,改善整体温度分布,从而降低尾燃风险,最佳的催化剂循环比为1.5~2.0之间。

O_(2)/CO_(2)气氛催化裂化催化剂再生动力学研究

在固定流化床试验装置上,分别开展催化裂化催化剂的空气气氛烧焦再生(简称常规再生)试验和O_(2)/CO_(2)气氛烧焦再生(简称O_(2)/CO_(2)气氛再生)试验,基于此进行常规再生和O_(2)/CO_(2)气氛再生的动力学研究。结果表明:O_(2)/CO_(2)气氛再生和常规再生的反应活化能相近,二者分别为108 kJ/mol和105 kJ/mol;O_(2)/CO_(2)气氛再生的表观反应速率常数大于常规再生,其烧焦性能优于常规再生,可以允许待生催化剂有更高的含碳量;对于O_(2)/CO_(2)气氛再生,随着混合气中初始O 2含量的增大,催化剂的烧焦性能显著增强。

固体废物焚烧处理技术

介绍了回转式焚烧炉装置用来处理生产工艺中产生的固体废物。因工业固体废物成分的多样性,焚烧产生的污染物的化学、物理性质及产生的总量会有非常大的不同。而在焚烧炉焚烧过程中会产生如耐火材料脱落、炉内结焦、余热锅炉的管壁腐蚀、产生二噁英等问题。针对这些问题,介绍了回转式焚烧炉耐火材料的寿命及脱落问题解决措施,焚烧工业废物防止炉内结焦的措施,余热锅炉的管壁防腐技术措施;烟气净化技术问题的解决措施。

燃煤与半焦混合燃烧过程中燃尽风配风位置对燃烧特性影响的模拟研究

以某2.4 MW旋流燃烧炉为研究对象,基于数值模拟研究了煤粉与半焦混合燃烧过程中燃尽风配风位置对燃烧特性的影响。结果表明:燃尽风配风位置对燃尽特性有显著的影响,燃尽风配风位置越靠近主燃区下游,燃料在主燃区的停留时间越长,在燃尽区的停留时间越短,未燃尽焦炭反应越不充分,其燃尽程度越差。因此,在实际运行或改造中,在确保氮氧化物(NO_(x) )排放满足要求的情况下,建议尽量使燃尽风配风位置靠近主燃区,该方式有利于改善半焦的燃尽特性。

卧式热回收焦炉红焦输送系统焦炭烧损研究

针对卧式热回收焦炉生产红焦在干熄条件下存在运输效率以及焦炭烧损方面的不足,提出了一种新型卧式热回收焦炉干熄焦装置红焦直接提升技术。通过计算对比分析可知,在红焦输送过程中,直接提升方案产生的焦炭烧损仅为带地坑和二次倒运方案的1/4。

裂解炉烧焦气返炉膛探索及优化

随着环保形势日益严峻,乙烯裂解炉烧焦气返炉膛越来越受到关注。某炼化公司2#乙烯裂解装置识别了烧焦气返炉膛存在的主要风险,细化各个操作步骤,使烧焦气返炉膛切换以及烧焦过程运行平稳;同时发现了锅炉给水预热温度达到饱和温度、热场分布不均匀、返炉膛管线烟气互窜等问题并提出优化解决措施。

乙烯裂解炉自动烧焦控制系统开发及应用

以乙烯裂解炉自动烧焦为研究对象,应用顺序控制技术和先进过程控制技术开发了乙烯裂解炉自动烧焦系统,该系统可按照预设的步骤及控制参数完成裂解炉烧焦过程。该系统应用先进过程控制的模型预测技术,实现了炉管出口温度(COT)的稳定及卡上限控制,自动烧焦过程中的A/B炉膛COT温度比手动烧焦分别提高2.0℃和0.9℃,提升了烧焦效率;自动烧焦过程中的烧焦量平稳增加,有效避免了超温情况,降低了炉管损伤的风险,每次烧焦时间平均节约1.4 h。

焦炭高温热性质的研究

研究了焦炭在不同反应温度、不同气体流量、不同气体成分、不同熔损率下的热性质变化规律。通过研究发现焦炭在1100℃时的反应模式主要为渗透反应;热强度随着熔损率的升高呈降低的趋势;气体成分、气体流量变化对热强度影响不大。1 200℃时的反应模式是以渗透反应为主,兼有一定程度的表面反应;热强度先随着熔损率的升高呈降低的趋势,当熔损率> 25%时热强度急剧下降;CO_(2)比例≥25%后,气体成分变化对热强度影响不大;气体流量变化对热强度影响不大。1 350℃时反应模式主要为表面反应;热强度随着熔损率的升高变化不大,始终能够保持较高的热强度;随着CO_(2)比例的增加,焦炭热强度呈减小的趋势;气体流量变化对热强度影响不大。

干熄焦焦炭烧损率的计算方法及影响因素

介绍了干熄焦焦炭烧损率的三种计算方法:产率平衡计算法、灰分平衡计算法、碳平衡计算法,并以某焦化厂干熄焦的生产台账为例,利用碳平衡法计算焦炭烧损率。分析了干熄焦焦炭烧损率的影响因素。

危险废物逆流式回转窑焚烧工艺探讨

回转窑焚烧炉是一种适应性强、能焚烧多种液体和固体废物的多用途焚烧炉。逆流式回转窑以其热解为主的焚烧工艺特点在危险废物处置领域的应用逐步增多。由于危险废物来源多样,成分复杂,回转窑焚烧处理过程中的物料配伍、炉渣热灼减率、结焦是行业内较为关注的问题。本文结合中国恩菲孝感固废处置中心项目的运行经验,对逆流式回转窑的工艺进行探讨,包含焚烧配伍比例、进料过程中的工艺控制要点、炉渣热灼减率控制方式、焚烧系统各部位结焦成因及防控措施等,以期为行业内逆流式回转窑长期稳定运行提供参考和借鉴。

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。

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。

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。

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。

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。

掺烧石油焦410t/h循环流化床锅炉NO_x排放特性研究

在掺烧石油焦的410t/h循环流化床锅炉上就运行参数对NOx排放特性的影响进行了试验研究,阐述了燃用烟煤、70%烟煤+30%石油焦和50%无烟煤+50%石油焦等3种不同燃料时,NOx排放浓度随温度、过量空气系数、一次风率和钙硫比等参数变化而改变的规律。结果表明,燃用不同燃料,NOx排放浓度与其挥发分含量呈正相关关系;随温度的提高,NOx排放浓度增大;炉膛气氛对NOx排放浓度影响巨大,随过量空气系数和一次风率增大,NOx排放浓度增大;随钙硫摩尔比增大,NOx排放浓度减小。试验结果对掺烧石油焦的循环流化床锅炉运行具有参考作用。

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。

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.