Failure analysis of corrosion cracking and simulated testing for a fluid catalytic cracking unit

The failure of a fluid catalysis and cracking unit (FCCU) in a Chinese refinery was investigated by using nondestructive detection methods, fracture surface examination, hardness measurement, chemical composition and corrosion products analysis. The results showed that the failure was caused by the dew point nitrate stress corrosion cracking. For a long operation period, the wall temperature of the regenerator in the FCCU was below the fume dew point. As a result, an acid fume NOx-SOx-H2O medium present- ed on the surface, resulting in stress corrosion cracking of the component with high residual stress. In order to confirm the relative conclusion, simulated testing was conducted in laboratory, and the results showed similar cracking characteristics. Finally, some sug- gestions have been made to prevent the stress corrosion cracking of an FCCU from re-occurring in the future.

RFCC沉降器内油浆重组分结焦反应过程的实验模拟

利用自制的热转化生焦实验装置和热重分析仪,考察了反应条件和油浆的性质对油浆重馏分热转化生焦的影响。结果表明,油浆的n(H)/n(C)、残炭值、结构族组成等性质对其生焦率的影响要远大于反应时间、反应温度和油浆中催化剂含量等反应条件的影响。油浆中重组分馏分沸点的高低不能有效反映其生焦倾向,而重组分中的沥青质和胶质是生焦的主要前驱物,其芳碳率与生焦率有较好的线性对应关系。改变沉降器的操作条件可以缓解沉降器的结焦程度,但防止结焦的根本途径是通过调节主提升管的反应条件,从而减少进入沉降器的油气中的结焦前驱物胶质和沥青质的含量。

酸性助剂对催化剂及RFCC原料油裂化性能影响的研究

本文考察了酸性助剂对催化剂及RFCC裂化原料裂化性能、汽油和柴油主要性质的影响。试验结果表明 ,RFCC原料加入适量的酸性助剂后 ,催化剂微反活性提高 3～ 4个单位 ,轻质油收率提高 3%～ 4 % (wt) ,产品分布得到改善 ,所加入的酸性助剂不会进入产品中。酸性助剂用量最佳值在 0 .2 5 %～ 0 .35 % (wt)间 ,其用量与所处理的原料和使用的催化剂有关。同时发现 ,酸性助剂不仅适用于国产催化剂 ,也适用于进口催化剂 。

基于改进TOPSIS的石化装置实时状态评估

针对石化装置运行工况数据积累量有限,难以满足装置运行状态传统评估方法数据需求的问题,提出基于改进逼近理想解法(TOPSIS)的状态评估方法,避免了对装置历史运行数据的依赖。该基于改进TOPSIS的评估方法,首先根据现场专家经验和工艺卡片过程指标的控制限,确定TOPSIS的正、负理想解;然后根据装置运行参数特点,形成固定值型和固定区间型指标,并建立相应的评估标准。采用该基于改进TOPSIS的评估方法对某炼油厂催化裂化装置反应-再生系统的异常工况进行了分析,结果表明该评估方法可以实现对催化裂化装置反应-再生系统的运行状态进行量化监测。

新一代防结焦沉降器的开发及应用

沉降器内部结构对反应油气的流动状况和停留时间起决定性作用,沉降器内油气平均停留时间越长,就越容易结焦。中国石化工程建设有限公司针对以中间基劣质原油为原料的催化裂化装置的沉降器结焦问题及防结焦技术进行了系统研究,开发了新一代防结焦沉降器并成功实现工业应用。新一代防结焦沉降器包括新一代全封闭旋流式快分系统、旋风分离系统升气管旋片和防焦蒸汽环等结构,可以大幅降低油气在沉降器内的停留时间,将油气限制在封闭罩内,防止油气弥散至沉降器内的其他空间,有效避免油气在沉降器内结焦,并且油剂分离效率高,油浆固含量显著降低,催化裂化装置运行周期延长。

催化裂化装置旋风分离器的锥体器壁磨损穿孔分析

某1.0 Mt/a催化裂化装置在运行过程中,再生器旋风分离器的锥体发生了器壁磨损穿孔损坏。旋风分离器器壁磨损穿孔后导致分离效率下降,出现了比较严重的催化剂跑损故障。为此,依据气固两相流的磨损模型和气固旋流流场特点分析了磨损穿孔问题发生的过程。催化剂在旋风分离器内部的离心力和重力的作用下聚集在器壁表面形成了下行的螺旋灰环。当螺旋灰环运动到锥体段时,灰环的加速旋转流动使灰环螺旋角减小,在器壁表面形成一个悬浮的旋转灰环,同时灰环的颗粒浓度也增大,对器壁的正压力增大,导致对器壁摩擦作用增强,最后造成锥体器壁的磨损穿孔。

RU小型提升管催化剂评价装置与工业RFCC装置结果的关联性

通过不同阶段随机抽样实验比较,使用工业重油催化裂化(RFCC)装置进料和催化剂(平衡剂),采用相同的反应和再生条件,在RU小型提升管催化剂评价装置上做比较实验。结果发现,RU小型提升管催化剂评价装置既能反映原料油性质差别对产品分布的影响,又能反映催化剂的使用性能。两套装置的产品分布规律相同,说明RU小型提升管催化剂评价装置与工业RFCC装置的关联性较强,在其上可预测催化剂实际使用效果,对新产品开发和催化剂放大应用有重要指导意义。

NS-60催化裂化活性剂在RFCC装置上的应用

介绍了NS-60催化裂化活性剂在大庆石化公司炼油厂重油催化裂化(RFCC)装置上的应用情况。结果表明,在原料性质和操作条件与加活性剂之前基本相同情况下,可使系统平衡催化剂的活性提高1个单位左右；催化剂单耗由0.929 kg/t原料降至0.826 kg/t原料,降低率达11%；干气中H_2/CH_4比由0.59降至0.41,说明该活性剂具有较强的抗重金属污染能力；NS-60催化裂化活性剂的应用对汽油和轻柴油产品质量无影响。

富氧再生技术在VRFCC上的应用

介绍了富氧再生技术在燕山石油化工公司炼油事业部II套渣油催化裂化装置 (VRFCC)上的应用。讨论了供氧工艺的设计、供氧方案的选择以及再生空气中氧浓度的确定。分析了富氧再生对催化剂再生烧焦效果、烧焦能力和产品分布的影响。采用富氧再生技术主风中氧浓度为 2 3%～ 2 6% ,加工量由 2 380t/d提高到 2 4 62t/d ,掺渣率由 58%提高到 76% (最大为 85% ) ,轻质油和总液体收率分别降低 1.71和 1.39个百分点 ,汽油产率降低 1.16个百分点 ,油浆和焦炭产率各升高 0 .55个百分点。经济效益增加 2 640× 10 4 RMB $ /a。

RFCCU冷壁式膨胀节的腐蚀与防护

分析了重油催化裂化再二旋膨胀节的腐蚀原因 ,对奥氏体不锈钢在烟气露点和应力作用下的腐蚀机理进行了探讨 ,提出了选择耐蚀材料、改进结构和优化操作等防护措施。

LV-23催化剂在RFCC装置的工业应用

本文介绍了LV 2 3催化剂的工业应用情况 ,并对工业应用结果进行了分析 ,结果表明 ,LV 2 3催化剂有很强的抗重金属污染能力 ,表现出较好的汽油选择性、焦炭选择性。

催化裂化装置冷壁双动滑阀计算流体力学流场分析

冷壁双动滑阀安装在重油催化裂化、催化裂解装置第一再生器、第二再生器及旋风分离器顶部出口管道上,用以控制再生器压力或再生器与反应器两器间的压差。某炼油厂催化裂化装置冷壁双动滑阀实际运行时的开度为9.5%,其出口部位磨损十分严重,外壁局部超温,初步分析认为系高速烟气携带催化剂颗粒冲刷所致。应用计算流体力学(CFD)方法,对冷壁双动滑阀分别进行了100%、68%、38%、9.5%开度下的流场分析,通过模拟数据的对比分析验证了CFD方法预测冷壁双动滑阀出口部位冲刷磨损的准确性和可靠性。

催化裂化装置旋风分离器器壁磨损穿孔的分析和处理

旋风分离器作为催化裂化装置的核心部件,一旦出现故障或者异常,会加剧催化剂的使用,增加设备的使用成本,也会造成烟机和高温管线等设备磨损,严重时候会影响催化的过程,令装置无法正常运行,甚至被迫停工,因此研究催化裂化装置旋风分离器磨损穿孔具有较高的价值。1.0Mt/a催化裂化装置的再生器旋风分离器在长周期的运行过程中器壁发生了磨损穿孔破坏,造成了催化剂跑损故障,剂耗达1.2kg/t原料。根据停工检修现场的条件,采取外壁贴焊补强板和内壁修复衬里的方式,修复过程满足了检修工期的时间要求。装置开工后催化剂的剂耗0.4kg/t原料,说明修复后的旋风分离器分离性能满足了催化裂化装置的剂耗标准。

催化裂化汽油中类型硫含量分布

利用催化裂化汽油中各类硫化物的系统分析方法 ,对催化裂化 (FCC)汽油和重油催化裂化 (RFCC)汽油中各类型硫进行了分析测定。碱洗后FCC汽油和RFCC汽油中类型硫的分布规律为 :硫醇硫和二硫化物硫的含量较少 ,硫醚硫含量中等 ,而噻吩类硫的含量最多 ,占总硫含量的 6 0

催化裂化反应-再生系统的失效模式、效应和危害度分析

反应 再生系统是影响催化裂化装置安全运行和经济效益的关键因素 ,文中建立了失效模式、效应和危害度分析故障树分析方法 (FMECA) ,并将FMECA与故障树分析模型 (FTA)结合起来 ,深入分析了反应 再生系统操作工艺失常状态及设备的可靠性。获得引起反应 再生系统非正常运行状态的关键影响因素和薄弱设备的危害度。并根据失效模式和危害度的特点 。

重油催化裂化汽油组成对诱导期的影响

采用化学处理、添加模型化合物等方法 ,分别研究了重油催化裂化汽油中的硫、氮、氧化合物及烯烃、二烯烃对诱导期的影响。结果表明 ,汽油中共轭二烯烃的含量虽少 ,却是影响诱导期的最重要组分 ,将其脱除后诱导期将大幅度增长 ;单烯烃对诱导期的影响远小于共轭二烯烃 ,但由于其含量较多 ,因此也是影响诱导期的重要组分。汽油中存在显著量的苯酚及其衍生物 ,对延长诱导期有利 ,在精制过程中应予保留。汽油中的氮化物和硫化物对诱导期虽有不利影响 ,但由于其含量不多 ,因此影响也不大。

催化裂化催化剂热崩跑损现象的研究

对两套催化裂化装置补充新鲜催化剂前后三级旋风分离器所回收的催化剂细粉,进行了电子显微照相分析和金属含量、比表面积及微反活性的测定,证实了催化裂化装置在催化剂加入过程中存在热崩现象。在实验室模拟工业装置加新鲜催化剂的环境下,测定了A和B两种催化剂的热崩率,结果表明所测定的催化剂的平均热崩率为10．0%,表观热崩率为8．4%。

工业渣油催化裂化过程六集总组合反应器模型

工业渣油催化裂化反应主要发生在提升管段和出口的沉降器段的复杂流体动力学区域。通过对工业现场装置流程和过程数据的分析,将发生裂化反应的整个反应器中提升管部分作为活塞流反应器(PFR)和沉降器部分作为全混流反应器(CSTR)的串联组合反应器,并按照渣油催化裂化反应特点建立了简化的6集总组分的串行和并行动力学反应网络模型。所建立的稳态催化裂化反应产率预测模型在数学上表现为提升管部分的微分方程组和沉降器部分的代数方程组。模型设置7个装置因数来校正模型的计算产率与实测产率之间的偏差,并采用工业现场数据回归装置因数。通过对工业装置数据的计算比较,得到的模型产率预测精度很好地满足在线软测量计算要求。

重油催化裂化沉降器结焦历程分析

沉降器结焦需具备2个条件:存在易结焦物质,存在结焦的环境和条件。在重油催化裂化沉降器中结焦物质包括油气组分、油液滴和催化剂颗粒,结焦的环境和条件指沉降器内的物料流场、温度场和浓度分布情况。分析了沉降器中气相组分、油液滴和催化剂颗粒等结焦物质的结焦历程,提出为了定量掌握结焦历程中各个过程的细节有待于进一步进行研究的问题。