FCC装置再生器旋风分离器磨损跑剂分析

旋风分离器是催化裂化(FCC)装置进行气固分离的设备。当旋风分离器发生磨损时,会直接影响其分离性能,导致跑剂故障的发生。以某石化公司1.0 Mt/a FCC装置再生器旋风分离器为考察对象,针对一个运行周期内旋风分离器跑剂故障,分析再生器旋风分离器磨损对装置跑剂量、旋风分离器压力降和催化剂颗粒物性的影响。研究发现:当旋风分离器发生磨损跑剂时,不仅分离效率和压力降会发生异常变化,而且逃逸的催化剂颗粒的粒度分布等物性参数也会发生变化,因此可以利用装置内和逃逸至装置外的催化剂颗粒的物性参数对旋风分离器跑剂故障进行诊断。建立了针对旋风分离器磨损跑剂的分析方法,可推广应用于FCC装置催化剂跑损故障的分析和诊断。

流化催化裂化(FCC)催化剂跑损机制及故障树分析

炼油厂中流化催化裂化(FCC)装置催化剂跑损的故障原因分析多数来自现场工程师,在故障机理方面少有报道。为了解决这一问题,本文利用故障树分析方法(FTA),研究FCC装置催化剂跑损机制。采用催化剂跑损为顶事件,结合跑损途径和跑损机理,确定FCC装置故障、操作工艺异常和催化剂颗粒物性3个因素作为中间事件,并通过逐层向下深入分析,确定诸如翼阀磨损等21个因素作为底事件,建立催化剂跑损故障树模型。根据FCC装置故障树风险分析,得到任何一个底事件出现都有可能导致顶事件发生,且对FCC装置催化剂跑损的贡献度相同。研究结果表明:利用FTA方法可以更深层次了解装置跑剂原因,对考察FCC装置催化剂跑损机理具有指导意义,并提出了相应的故障判定流程和跑剂预防措施。

FCC装置主风分布管喷嘴磨损的气相流场分析水

用FLUENT流体计算软件对FCC装置再生器树枝状分布管喷嘴流场进行了计算,分析了喷嘴发生磨损的机理。对喷嘴流场的计算表明喷嘴磨损是催化剂颗粒造成的,属于气固两相流冲蚀磨损。由于某些喷嘴的压力降偏低和流场存在偏流,造成催化剂颗粒倒流至喷嘴内部或分布支管内部。催化剂颗粒流经喷嘴时,斜向冲击内壁产生冲蚀磨损。磨损首先发生在喷嘴内壁局部区域,形成圆弧状磨损痕迹,再将喷嘴磨穿,逐渐扩大为整个喷嘴,磨掉喷嘴。这些分析结果可为主风分布管的设计提供帮助。

FCC待生催化剂多级组合式汽提器的开发

从冷模试验入手,以提高汽提器汽提效率为目标,开发了催化裂化沉降器待生催化剂多级组合式结构汽提器。该技术在着眼于加大汽固接触面积、提高汽固接触效率的同时,在汽提器内用间隔距离较大的挡板实现多级串联式汽提,以减小各区内汽固的返混程度,提高传质效率,从而提高汽提效率。冷模试验研究对比结果表明,新开发的汽提器汽提效率较普通环形挡板式汽提器汽提效率提高10百分点以上。在济南分公司重油催化裂化装置的工业应用结果表明,投用新汽提器后,焦炭中氢质量分数为6％～7％,降低了18．3％,焦炭产率下降0．5百分点。

FCC装置旋风分离器改进翼阀的防磨性能流场分析

针对FCC装置旋风分离器翼阀由于漏风导致阀板冲蚀磨损的问题,设计了三种结构的翼阀,分别是:阀口加导流片(A型)、阀板外凸(B型)和阀板内凹(C型)。采用计算流体力学方法对三种结构翼阀周围的气相流场进行了数值模拟,并基于流场分布分析了催化剂颗粒对翼阀阀板的冲蚀磨损特点。计算结果表明:对于A型翼阀,导流片的导流作用可以防止气流夹带催化剂颗粒对阀板形成30°～40°冲击角;B型翼阀由于外凸阀板结构,在阀板表面形成一个气垫,会减弱催化剂颗粒对阀板的直接冲击;C型翼阀由于内凹阀板结构,阀板内表面易受气流的直接冲击,加剧了催化剂颗粒对阀板的冲蚀磨损。研究结果综合表明,A型和B型翼阀结构具有抑制颗粒冲蚀磨损的功能。

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。

一种FCC催化剂水热稳定性的研究

通过对一种ＦＣＣ催化剂水热稳定性的实验研究，揭示了催化剂酸性、分子筛破坏程度、晶胞常数和硅铝原子比等参数受水热处理条件影响的一些规律。发现温度在７５０～８００°Ｃ之间时催化剂的总酸量降低很快，而强酸与总酸之比随分子筛脱铝量的增多而增大；在８５０°Ｃ、样品处理时间大于４ｈ时，晶胞常数降到２．４２７ｎｍ，硅铝原子比增大到２０．１，剩下的酸基本上是强酸，而且分子筛的相对破坏程度达到６０％。

FCC加氢技术及其主要设备研究应用进展

介绍了目前国内外FCC加氢的主要技术,分析比较了国内外这些加氢工艺技术的特点及应用范围;同时并介绍了加氢装置主要设备的研究应用进展情况。最后提出了发展加氢技术的几点建议:一是对传统工业催化剂的制备参数进行优化;二是开发研究新设备以及与此相应的工艺;三是开发新的催化剂。

洛阳分公司FCC装置的运行优化

根据装置特点和优化方案,对洛阳分公司两套催化裂化装置的进料结构进行了调整,Ⅰ套FCC装置由加工大部分闪蒸塔底油、掺炼部分精制蜡油改为全部加工精制蜡油,Ⅱ套FCC装置由加工大部分精制蜡油、掺炼部分闪蒸塔底油改为加工全部闪蒸塔底油、掺炼部分加氢蜡油,操作条件也进行了调整。Ⅰ套FCC装置因原料性质改善,轻液体收率增加了2.35百分点;但是Ⅱ套FCC装置出现了轻液体收率偏低、能耗偏高等问题,两套装置总的轻液体收率低于优化调整前。对Ⅱ套FCC装置的工艺操作条件进行了优化调整,调整后,轻液体收率上升了1.23百分点,两套装置总的轻液体收率平均上升0.40百分点,同时Ⅱ套FCC装置能耗下降了211.84 MJ/t,取得了明显效果。提出了Ⅱ套FCC装置生产上存在的问题和改进建议。

催化裂化装置油浆低温脱固技术工业应用

要实现催化裂化油浆高附加值利用,选择高效、低耗的油浆脱固技术尤为关键。对目前常用的催化裂化装置油浆脱固技术长期应用效果进行考察,结果表明:低温脱固技术原料适应性强,要求固含量不高于50 g/L,胶质质量分数不高于15%,沥青质质量分数不高于10%;脱固油浆固含量长期稳定在100μg/g以内,满足针状焦原料的要求;操作温度在160~180℃,相对较低,燃料消耗少,运行成本低;净化油浆收率高达99%,不产生反冲洗油或浓缩油浆;可实现固体与液态油浆彻底分离,排出粉状滤渣基本不含油,可作为一般固废处理;设备占地面积小,配套公用工程少,操作简单,均在常压或微负压下操作,生产运行安全系数高;可实现装置长周期连续生产,符合企业降本增效的发展需求。

某催化裂化装置吸收稳定系统工艺优化总结

以某炼油厂4.2 Mt/a催化裂化装置吸收稳定系统为研究对象,利用Aspen Plus软件进行建模,通过与标定数据对比,验证了模型的正确性。与原系统对比,新系统在产品无损失且达到设计指标的情况下,补充吸收剂用量减少了45 t/h,下降20.36%,系统总热负荷为60887.57 kW,下降19.39%;改造后的吸收稳定系统总能耗减少了13631.14 kW,相比原系统下降7.77%,减少的热量可产0.45 MPa蒸汽21 t/h,经济效益增加2.016×10^(7)元/a,设备改造预计投资约2×10^(7)元,投资回收期仅1 a,经济效益显著。

催化裂化装置分馏塔顶循环系统结盐倾向分析

催化裂化分馏塔顶循环部位结盐腐蚀,威胁装置的安全生产和长周期运行。用量化分析的方法可以更准确地说明结盐产生的条件,从而有助于采取有效措施来解决或缓解结盐问题。盐的主要成分是NH_(4)Cl,主要来源有两个:一是气相结晶,通过气相中NH_(3)和HCl的分压可以计算出NH_(4)Cl的沉积温度,计算的沉积温度越高,说明结盐的倾向性越大;二是水相溶解,塔内有水蒸气凝结时,气相中NH_(3)、HCl的溶解可以生成NH_(4)Cl溶液,塔内水蒸气露点温度与顶循环返塔温度之差可作为结盐倾向性判定指标,温差越大,结盐的倾向性越大。从分析结果看,使用分馏塔顶含硫污水作为终止剂,无论是从气相结晶还是水相溶解来看,都会明显增加结盐的倾向性。

催化裂化装置烟气消白及盐雨净化技术应用总结

针对催化裂化(FCC)烟气钠碱洗涤湿法脱硫除尘装置存在的白烟及盐雨等问题,开发了湿烟气消白及盐雨净化技术,并将其应用于某企业2号FCC烟气处理装置。通过对原塔的水珠分离器段进行改造,拆除水珠分离器,更换为水洗涤喷淋段、高效递增除雾段和烟气再热模块,以达到烟气深度除尘、除雾及消白的目的。该技术不增加装置占地面积,对原烟气脱硫塔吸收和喷淋影响小,加热蒸汽冷凝得到的凝结水返回余热锅炉,实现了加热蒸汽100%回收,能耗增加量降至最低;与改造前相比,每年可溶性盐减排量约60.01 t,逃逸氨减排量约0.38 t,NO_(x)减排量约6.79 t,催化剂粉尘减排量约18.48 t,SO_(2)减排量约11.2 t,SO_(3)减排量约20.98 t。

新型高效低NO_(x)排放CO助燃剂研究和工业应用

大部分催化裂化(FCC)装置采用CO助燃剂控制再生器CO尾燃,但存在加注量大、应用成本高以及烟气NO_(x)增加的问题。本研究开发生产出FCC新型高效低NO x排放CO助燃剂,实验室评价数据和工业应用结果表明:该助燃剂具有更高的助燃活性、更低的烟气NO_(x)含量、更好的水热稳定性和更强的抗硫失活性能,相比市售助燃剂,CO体积分数降低35.9%~40.2%,NO_(x)质量浓度降低15.9%~19.4%;应用新型高效低NO x排放CO助燃剂可减小NO x浓度波动,降低SCR(选择性催化还原)注氨量,降低运行成本,减少余热锅炉结盐,有利于装备长周期运行。

FCC装置开工新方法及仪表反吹风安全性探讨

介绍了清江石油化工有限责任公司采用的催化裂化装置开工新方法,该方法与传统的将反应再生系统升温至550℃和汽、风转换后装催化剂的做法不同,预热炉点火升温后即装催化剂,在低温下以非净化风作流化介质,以尽可能快的速度加装催化剂。几年的实践证明,该方法效果很好,达到安全、快速的目的。同时探讨了非正常生产情况下反应系统仪表引压线反吹风有可能带来的安全问题和该公司采取的应对措施。

干气用作FCC原料雾化介质对反应的影响

在小型固定流化床上采用模拟干气作为反应系统催化剂的流化气(亦即原料雾化气,由干气和水蒸气组成),考察了在不同反应温度、剂油比、空速和反应时间条件下,重油催化裂化产品分布的变化。结果表明,在460- 540℃的反应温度范围内、剂油比4-8、空速10-30 h-1,反应时间2-3 s的反应条件下,产品分布和转化率都随流化气中干气比率的增大而发生变化,气体、汽油等轻组分产率降低,柴油和重油的产率升高,焦炭产率的变化规律不明显。而且在反应温度和空速越低、剂油比越大、反应时间越长的条件下,催化裂化反应受干气比率的影响越明显。

两再生器同轴布置FCC装置再生器料位控制难的原因

中国石油化工股份有限公司武汉分公司第二套催化裂化装置的两个再生器为同轴重叠式布置,第一再生器(一再)在第二再生器(二再)之上,一再、二再间用凸状分布板隔开。催化剂再生系统自1995年开工以来多次出现流化失常现象,一再料位难以控制,严重影响装置正常生产,通过对一再密相床层温度的分析,初步认为是由于一再流化床风速分布不均,一再至二再的半再斜管入口风速过高,催化剂难以流入半再斜管所致。2005年装置改造时将一再主风分布环改为双环并在半再斜管入口处增设溢流斗后,该问题基本得到解决。

催化汽油辛烷值降低的原因分析

分析某重油催化裂化装置汽油辛烷值趋势,结合装置原料性质、操作条件、催化剂性质,得出原料性质显著影响催化汽油研究法辛烷值的结论。当催化原料中的石蜡基比例大于20%时,汽油研究法辛烷值易低于91.5;当通过终止剂喷嘴回炼直馏汽油时,汽油研究法辛烷值会降低,直馏汽油回炼量达到10 t/h时,催化汽油研究法辛烷值降低1个单位。通过对催化汽油研究法辛烷值的分析,为全厂的吨油加工利润、回炼污油的效益和汽油调和成本测算提供了数据支持。

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。

FCC装置催化剂失活原因分析及活化研究

分析3 Mt·a-1的FCC装置催化剂失活原因,研究使用稀酸、铵盐和稀土等进行两次交换和两次焙烧加工工艺对FCC平衡剂的影响,结果表明,经两次交换和两次焙烧处理后的平衡剂中Na含量明显降低,但Ni和V等毒物含量变化不明显,孔体积和比表面积变化不大,微反活性增加6个百分点以上。