劉初春，范文軍

（大連西太平洋石油化工有限公司，遼寧 大連 116610）

0 引言

催化裂化裝置作為煉油廠重要的二次加工裝置，對(duì)輕質(zhì)油，特別是高辛烷值汽油和化工原料的生產(chǎn)具有重要意義［1-2］.煙機(jī)是催化裂化裝置的重要設(shè)備之一，催化裂化裝置易出現(xiàn)由三級(jí)旋風(fēng)分離器堵塞、煙機(jī)結(jié)垢導(dǎo)致的煙機(jī)振動(dòng)超標(biāo)等問(wèn)題［3］，以及煙機(jī)結(jié)垢造成葉片磨損報(bào)廢、裝置低負(fù)荷生產(chǎn)、非計(jì)劃停工等現(xiàn)象.目前，催化裂化裝置煙機(jī)結(jié)垢問(wèn)題受到廣泛關(guān)注，由于催化裂化操作條件苛刻、影響因素多，很難通過(guò)試驗(yàn)?zāi)M煙機(jī)操作條件，進(jìn)而分析各因素對(duì)煙機(jī)結(jié)垢的影響，因此催化裂化裝置煙機(jī)結(jié)垢的原因和機(jī)理方面的研究還不完善［4-5］.

譚爭(zhēng)國(guó)等［5］考慮FCC裝置平衡催化劑性質(zhì)、煙氣SOx含量，研究平衡劑的金屬含量、煙氣的SOx含量與催化劑黏連結(jié)垢的關(guān)系，表明平衡劑的金屬離子與煙氣的酸性氣體發(fā)生氣—固反應(yīng)，生成具有黏連結(jié)垢性質(zhì)的低溫熔融態(tài)金屬鹽；金屬鹽是引起催化劑黏連結(jié)垢的原因之一，煙機(jī)結(jié)垢與催化劑的類別沒(méi)有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系.吳宇等［6］提出通過(guò)優(yōu)化旋風(fēng)分離器設(shè)計(jì)，保證旋風(fēng)分離器料腿排料順暢，提高細(xì)粉回收率，能夠抑制煙機(jī)結(jié)垢.由于催化裂化裝置本身結(jié)構(gòu)、原料及運(yùn)行條件不同，導(dǎo)致煙機(jī)結(jié)垢的影響因素不盡相同.大連西太平洋石化公司（簡(jiǎn)稱西太）重油催化裂化裝置為兩段再生工藝，是我國(guó)惟一的一、二再煙氣分別設(shè)置煙機(jī)的裝置.在分析兩臺(tái)煙機(jī)長(zhǎng)周期運(yùn)行狀況和頻繁結(jié)垢現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，筆者研究煙機(jī)結(jié)垢原因并提出解決措施，為裝置長(zhǎng)周期安全運(yùn)行提供參考.

1 結(jié)垢外觀特征及影響因素

1.1 外觀特征

西太催化裂化裝置出現(xiàn)煙機(jī)粉塵濃度高，一再、二再煙機(jī)結(jié)垢嚴(yán)重等現(xiàn)象，煙機(jī)結(jié)垢外觀特征見(jiàn)圖1.由圖1可以看出，在一再煙機(jī)葉片的外沿處出現(xiàn)致密且具有一定強(qiáng)度的垢塊（見(jiàn)圖1（a）），顏色呈黑灰色，特征與催化劑相似；在二再煙機(jī)葉片的外沿處也出現(xiàn)致密且具有一定強(qiáng)度的垢塊（見(jiàn)圖1（b）），顏色呈橙色.一、二再煙機(jī)的垢塊顏色不同，表明一、二再煙機(jī)跑損的催化劑顏色是不同的.

1.2 影響因素

1.2.1 催化劑重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)

在催化反應(yīng)過(guò)程中，催化裂化原料所含重金屬（Ni、V等）質(zhì)量分?jǐn)?shù)的90%以上沉積于催化劑，在催化劑再生過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致催化劑中毒而活性降低.通常用鈍化劑抑制重金屬的“毒性”，依靠補(bǔ)充催化劑使平衡劑的重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于較低的水平，以保持催化劑的催化性能.譚爭(zhēng)國(guó)等［5］提出催化劑所含重金屬（如Ni、V、Ca、Fe等）質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，并且在煙機(jī)葉片處發(fā)生熔融或其他變化，進(jìn)而導(dǎo)致煙機(jī)結(jié)垢.如果催化劑的重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高將導(dǎo)致煙機(jī)結(jié)垢，那么一再和二再煙機(jī)結(jié)垢程度應(yīng)該相當(dāng)；但是運(yùn)行結(jié)果表明一再煙機(jī)結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)，二再煙機(jī)沒(méi)有出現(xiàn)類似現(xiàn)象.某一加工大慶原油的催化裂化裝置平衡劑的重金屬（Ni、V）質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低，只有0.2%左右，但是煙機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)垢現(xiàn)象.吳宇等［6］改造旋風(fēng)分離系統(tǒng)，改造后盡管平衡劑的各類重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)相近或高于改造前，但是也沒(méi)有發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象.因此，催化劑重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高并不是導(dǎo)致煙機(jī)結(jié)垢的主要原因.

1.2.2 催化裂化原料密度

催化裂化原料密度增大主要是由原料的稠環(huán)芳烴等大分子烴類比例上升、H／C比例下降引起的，在催化裂化反應(yīng)過(guò)程中，生焦率上升，輕油收率下降.如果要保證輕油收率，則油漿的密度和催化裂化柴油的密度必然上升，主要取決于碳、氫平衡.

在催化裂化反應(yīng)過(guò)程中，原料的殘?zhí)亢头磻?yīng)碳吸附于分子篩孔道，可汽提碳屬于小分子烴類，大部分被汽提，反應(yīng)后失活的待生催化劑進(jìn)入再生器，吸附碳和未被汽提的烴類被燒掉.因此，原料密度主要影響反再系統(tǒng)的熱平衡，對(duì)催化劑本身的物理、化學(xué)性能影響較小，對(duì)煙機(jī)結(jié)垢不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)影響.在催化裂化裝置運(yùn)行過(guò)程中，蠟油催化裂化裝置也有煙機(jī)結(jié)垢嚴(yán)重現(xiàn)象，表明原料密度增大與煙機(jī)結(jié)垢沒(méi)有必然關(guān)系.

1.2.3 助劑、添加劑

向反再系統(tǒng)加入丙烯助劑、硫轉(zhuǎn)移劑和鈍化劑等造成煙機(jī)結(jié)垢問(wèn)題上有一定爭(zhēng)議.吳宇等［6］認(rèn)為助劑的品種、用量與結(jié)垢沒(méi)有必然聯(lián)系.自西太催化裂化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)以來(lái)，基本未使用丙烯助劑，硫轉(zhuǎn)移劑和鈍化劑品種、供貨廠家也很穩(wěn)定，即使使用相同的助劑品種，也都出現(xiàn)嚴(yán)重的煙機(jī)結(jié)垢或不結(jié)垢現(xiàn)象.在其他催化裂化裝置運(yùn)行過(guò)程中，未發(fā)現(xiàn)加入助劑對(duì)煙機(jī)結(jié)垢產(chǎn)生影響.因此，可以忽略助劑、添加劑對(duì)煙機(jī)結(jié)垢的影響［7］.

1.2.4 催化劑不完全再生

20世紀(jì)80年代末期，中國(guó)石化長(zhǎng)嶺煉化公司引進(jìn)S ＆ W重油催化裂化工藝，采用兩段再生工藝，一、二再同軸與沉降器并列；一段再生器采用貧氧再生并設(shè)置煙機(jī)，煙氣含有體積分?jǐn)?shù)為6.0%～8.0%的一氧化碳.為了最大限度地減少主風(fēng)消耗、保持三器熱平衡，將進(jìn)入一再的待生催化劑入口設(shè)置在再生器的稀相，導(dǎo)致一部分未被汽提出來(lái)的烴類或夾帶的烴類，在高溫、貧氧環(huán)境中被再次汽提進(jìn)入煙氣，使煙氣的烴體積分?jǐn)?shù)升高（約為0.6%）；并且待生催化劑的細(xì)粉一部分直接被煙氣帶出而未被再生，細(xì)粉催化劑比表面積大，參與催化裂化反應(yīng)后，表面積炭較多.根據(jù)三級(jí)旋風(fēng)分離器回收劑的殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)分析結(jié)果，細(xì)粉催化劑表面的殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)2.0%，遠(yuǎn)高于待生催化劑的平均殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù).在催化裂化裝置運(yùn)行過(guò)程中，一再煙氣中含有烴類并夾帶高殘?zhí)康募?xì)粉時(shí)，未發(fā)現(xiàn)煙機(jī)有明顯結(jié)垢現(xiàn)象.

西太重油催化裂化采用兩段再生工藝，一再與沉降器同軸且與二再并列，待生催化劑進(jìn)入一再的密相.這種結(jié)構(gòu)保證一再煙氣中不含烴類，三級(jí)旋風(fēng)分離器回收的細(xì)粉催化劑的殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯下降，與半再生劑的殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)基本接近.在催化裂化裝置運(yùn)行過(guò)程中，一再煙機(jī)也出現(xiàn)結(jié)垢嚴(yán)重現(xiàn)象.因此，不完全再生的煙氣（富含一氧化碳或少量烴）不是煙機(jī)結(jié)垢的主要原因.

1.2.5 催化劑粉塵

人們認(rèn)為催化劑粉塵是煙機(jī)結(jié)垢的根源［8］.催化劑粉塵對(duì)煙機(jī)運(yùn)行的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）粉塵濃度高或粒徑大時(shí)，對(duì)煙機(jī)葉片造成磨損；（2）粉塵造成結(jié)垢而使煙機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn).催化劑的化學(xué)組成（如Si／Al比、分子篩含量和稀土含量等）主要影響催化裂化反應(yīng)過(guò)程，對(duì)催化劑跑損、結(jié)垢不產(chǎn)生直接影響.監(jiān)測(cè)平衡劑、三級(jí)旋風(fēng)分離器回收劑和煙機(jī)垢樣的主要化學(xué)組成，未發(fā)生較大變化.催化劑的堆比和強(qiáng)度、新鮮劑的篩分組成在某確定的催化裂化裝置上，主要影響自然跑損（即煙氣粉塵濃度），跑損的粉塵既對(duì)煙機(jī)產(chǎn)生磨損，同時(shí)也是煙機(jī)結(jié)垢的“源”.

采用原子吸收光譜法分析煙機(jī)垢樣的化學(xué)組成（見(jiàn)表1）.由表1可知，煙機(jī)垢樣和催化平衡劑組成基本一致，表明煙機(jī)的垢主要來(lái)源于催化劑粉塵.垢樣的Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，主要是由系統(tǒng)設(shè)備包括煙機(jī)腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入垢樣造成的.此外，由于進(jìn)入煙機(jī)的主要是“細(xì)粉”，垢樣的NiO和V2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)比平衡劑的高.細(xì)粉比表面積大，活性相對(duì)較高，在反應(yīng)過(guò)程中原料所含重金屬（Ni、V等）更容易沉積在表面上，造成重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高；進(jìn)入煙機(jī)的細(xì)粉具有一定“黏性”，能夠在煙機(jī)葉片的外沿或三級(jí)旋風(fēng)分離器單管的下料錐口處集聚，最終形成致密、有強(qiáng)度的垢塊，導(dǎo)致煙機(jī)垢樣的NiO和V2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高.

煙氣的催化劑粉塵濃度是結(jié)垢的主要因素之一，也是催化裂化裝置可以控制的因素.李鵬等［3］認(rèn)為大量催化劑細(xì)粉的存在為結(jié)垢提供基礎(chǔ)，催化劑細(xì)粉隨高溫?zé)煔膺M(jìn)入煙機(jī)，在煙機(jī)葉片表面容易結(jié)垢［9-10］.在操作過(guò)程中，煙氣細(xì)粉（粒徑小于10μm）、粗粉（粒徑大于10μm）質(zhì)量分?jǐn)?shù)取決于一、二、三級(jí)旋風(fēng)分離器分離效率.西太一再、二再三級(jí)旋風(fēng)分離器回收的催化劑篩分組成及三級(jí)旋風(fēng)分離器、煙機(jī)狀況見(jiàn)表2.由表2可以看出，當(dāng)一再三級(jí)旋風(fēng)分離器內(nèi)膽脫落時(shí)，三級(jí)旋風(fēng)分離器回收劑細(xì)粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯降低，但煙機(jī)依然結(jié)垢；當(dāng)三級(jí)旋風(fēng)分離器處于高效正常運(yùn)行，即煙氣細(xì)粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)高時(shí)，單管泄料錐處和煙機(jī)不結(jié)垢，表明細(xì)粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)高不是造成煙機(jī)結(jié)垢的主要原因.當(dāng)二級(jí)料腿脫落導(dǎo)致二再三級(jí)旋風(fēng)分離器入口粉塵濃度高（二再催化劑跑損大）時(shí)，三級(jí)旋風(fēng)分離器回收劑的粒徑小于20μm的顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于50%，三級(jí)旋風(fēng)分離器回收劑的粗粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，在三級(jí)旋風(fēng)分離器單管泄料錐處結(jié)垢，進(jìn)而導(dǎo)致煙機(jī)結(jié)垢；三級(jí)旋風(fēng)分離器回收劑的粒徑小于20μm的顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)70%時(shí)，表明一、二級(jí)旋風(fēng)分離器運(yùn)行效果好，進(jìn)入三級(jí)旋風(fēng)分離器的煙氣夾帶的催化劑粗粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，煙機(jī)不結(jié)垢，表明粗粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)高是造成煙機(jī)結(jié)垢的主要原因.

經(jīng)過(guò)一、二、三級(jí)旋風(fēng)分離，催化劑粗粉的回收效率要高于細(xì)粉的，分離后進(jìn)入煙機(jī)的煙氣攜帶的催化劑粉塵含有較高比例的細(xì)粉.因此，煙氣粗粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，表明三級(jí)旋風(fēng)分離器分離效率低，煙氣粉塵濃度高，大幅增加煙機(jī)結(jié)垢的概率.此外，在煙機(jī)葉片和三級(jí)旋風(fēng)分離器單管下料錐處，粉塵所受的沖擊力主要來(lái)自高速旋流產(chǎn)生的離心力，沖擊力越大，顆粒沉積下來(lái)的概率越大.催化劑粉塵所受的離心力與粉塵顆粒的質(zhì)量成正比，與速度的平方成正比，因此粗粉更易沉積、成垢，且流速高的部位結(jié)垢的粉塵粒徑較小，即粒徑大于10μm的顆粒能夠在煙機(jī)葉片處結(jié)垢；在流速相對(duì)較低的三級(jí)旋風(fēng)分離器單管錐口處，粒徑大于20μm的顆粒才能結(jié)垢.

表2 一再、二再三級(jí)旋風(fēng)分離器回收的催化劑篩分組成與三級(jí)旋風(fēng)分離器、煙機(jī)狀況Table 2 The sieve composition of recovered catalyst from tertiary cyclones of the first and second regenerator and working conditions of tertiary cyclones and flue gas expanders

1.2.6 工藝條件、設(shè)備

導(dǎo)致設(shè)備損壞或失效的原因除了設(shè)備自身的因素外，操作條件也是關(guān)鍵的影響因素之一.降低煙氣的粉塵濃度可以有效控制煙機(jī)結(jié)垢，因此合理調(diào)整操作條件和改進(jìn)設(shè)備，使三級(jí)旋風(fēng)分離器和再生器一、二級(jí)旋風(fēng)分離器等關(guān)鍵設(shè)備高效運(yùn)行對(duì)控制煙機(jī)結(jié)垢具有重要意義［9］.因操作溫度過(guò)高（稀相溫度高達(dá)760℃），旋風(fēng)分離器流速也高，西太催化裂化裝置二再頻繁出現(xiàn)旋風(fēng)分離器損壞現(xiàn)象，如料腿焊口斷裂而脫落（見(jiàn)圖2），導(dǎo)致旋風(fēng)分離器效率降低，進(jìn)而煙氣粉塵濃度升高，出現(xiàn)二再煙機(jī)嚴(yán)重結(jié)垢現(xiàn)象，采取調(diào)整方案：（1）加固料腿；（2）將二級(jí)料腿割短1m；（3）控制二再操作溫度不大于740℃.該調(diào)整方案實(shí)施后，對(duì)一、二級(jí)旋風(fēng)分離器進(jìn)行檢查未發(fā)現(xiàn)料腿斷裂、旋風(fēng)分離器損壞現(xiàn)象，且三級(jí)旋風(fēng)分離器單管下料錐處未發(fā)現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象.

由于三級(jí)旋風(fēng)分離器出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致的煙機(jī)結(jié)垢現(xiàn)象較多，如單管泄料盤(pán)易堵塞，改為下料錐后又易出現(xiàn)結(jié)垢（見(jiàn)圖3）；當(dāng)進(jìn)入三級(jí)旋風(fēng)分離器的煙氣粉塵濃度長(zhǎng)時(shí)間超高時(shí)，單管下料錐處出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致三級(jí)旋風(fēng)分離器效率下降，煙氣粉塵濃度上升，煙機(jī)出現(xiàn)結(jié)垢.另外，三級(jí)旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)或制造質(zhì)量問(wèn)題也能造成三級(jí)旋風(fēng)分離器失效，煙機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)垢.在2010年及2011年8月～2012年3月，西太催化裂化裝置一再粉塵濃度高，煙機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)垢，一再三級(jí)旋風(fēng)分離器內(nèi)膽焊口裂開(kāi)（見(jiàn)圖4），煙氣從焊口裂開(kāi)部位流出，三級(jí)旋風(fēng)分離器效率下降.

2 結(jié)垢原因

既然煙機(jī)結(jié)垢主要來(lái)源于催化劑粉塵，那么催化劑粉塵應(yīng)具有積聚成一定強(qiáng)度的垢塊性質(zhì)，即“黏性”.長(zhǎng)嶺煉化公司重油催化裂化裝置長(zhǎng)期使用超穩(wěn)共Y-15及半合成催化劑，煙氣粉塵濃度長(zhǎng)期保持在100～300mg／m3之間，葉片磨損嚴(yán)重，最短時(shí)運(yùn)行不到30d，煙機(jī)效率明顯下降，但沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)結(jié)垢，表明粉塵濃度高是煙機(jī)結(jié)垢的根源，但不是充分條件.平衡劑的金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，黏性也高［6］；分子篩質(zhì)量分?jǐn)?shù)高也導(dǎo)致粉塵黏性增強(qiáng).根據(jù)催化劑制備工藝，催化劑載體（鋁溶膠）與分子篩相比稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異較大，載體基本不含稀土，因此稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)間接反映分子篩質(zhì)量分?jǐn)?shù).采用原子吸收光譜法，分析新鮮劑、平衡劑、三級(jí)旋風(fēng)分離器回收劑及煙機(jī)垢樣的Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分別為2.36%、2.76%、2.44%、2.60%，F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高說(shuō)明分子篩和載體形成的“骨架”很穩(wěn)固，催化劑稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)穩(wěn)定，進(jìn)入煙機(jī)的煙氣粉塵的稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)也基本未變.因此，由煙氣粉塵的分子篩質(zhì)量分?jǐn)?shù)與主體催化劑差別大而導(dǎo)致的黏性增強(qiáng)沒(méi)有依據(jù).

為了適應(yīng)重油催化裂化的發(fā)展，研制超穩(wěn)分子篩，催化劑分子篩質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在15%～20%之間，其載體主要以硅鋁凝膠或高嶺土為主，硅／鋁質(zhì)量比較高，作為黏合劑的載體黏性相對(duì)較差.近年來(lái)，為了適應(yīng)催化裂化原料的重質(zhì)化，催化劑分子篩質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近40%；隨著催化劑分子篩質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高，作為黏合劑的載體已大多改用黏結(jié)性更強(qiáng)的鋁溶膠，催化劑中硅／鋁質(zhì)量比明顯下降.因此，使用黏結(jié)性強(qiáng)的鋁溶膠作載體是導(dǎo)致催化劑的強(qiáng)度變差、黏性增強(qiáng)的主要原因，在550℃以上的溫度條件下使催化劑粉塵具備結(jié)垢所需要的“黏性”.

在相同條件下，煙氣流速高的部位結(jié)垢嚴(yán)重，流速低的部位結(jié)垢少或不結(jié)垢，表明煙氣的流速越大，粉塵所受的離心力或沖擊力越大，當(dāng)具有“黏性”的粉塵受到足夠大的作用力時(shí)，逐漸積聚、成垢，結(jié)垢的主要影響因素包括粉塵濃度、粉塵黏性和粉塵所受的沖擊力.如在煙機(jī)葉片外沿、三級(jí)旋風(fēng)分離器單管下料錐處、雙動(dòng)滑閥出口處出現(xiàn)明顯的結(jié)垢現(xiàn)象時(shí)，在再生器、沉降器、主煙氣管道等相對(duì)流速低的區(qū)域未發(fā)現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象.這是因?yàn)闊煔庠跓煓C(jī)葉片處和三級(jí)旋風(fēng)分離器單管下料錐處流速較高，能夠產(chǎn)生較大的離心力，離心力將粉塵甩向四周，并逐漸積聚、成垢；雙動(dòng)滑閥出口處粉塵靠沖擊力在附近的煙氣管壁上積聚、成垢.

3 預(yù)防結(jié)垢措施

為避免煙機(jī)結(jié)垢或緩解結(jié)垢，減輕煙機(jī)的磨損，需要采取措施：一方面，調(diào)整催化劑制備工藝或配方，改進(jìn)催化劑催化性能，減輕或消除載體“黏性”，如使用硅鋁共膠載體催化劑等；另一方面，最大限度降低煙氣的粉塵濃度.

3.1 降低細(xì)粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)

保持合理的平衡劑細(xì)粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)反再系統(tǒng)的流化、安全平穩(wěn)操作至關(guān)重要，需要選擇適合于裝置運(yùn)行的催化劑篩分組成，抑制平衡劑的細(xì)粉質(zhì)量分?jǐn)?shù).細(xì)粉產(chǎn)生原因主要是催化劑中粒徑小于20μm的顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)及催化劑強(qiáng)度.西太催化裂化裝置運(yùn)行結(jié)果表明，需要把粒徑小于20μm催化劑顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.0%降為3.0%，同時(shí)保持操作平穩(wěn)、預(yù)防催化劑崩裂.

3.2 控制重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)

原料的Ni、V等重金屬易造成催化劑污染，使催化劑分子篩結(jié)垢損壞而失活，導(dǎo)致選擇性變差.一旦平衡劑的重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，通常采取補(bǔ)充催化劑進(jìn)行置換，或者采用抗重金屬能力強(qiáng)的催化劑，或者適當(dāng)多注入鈍化劑等措施.新加入催化劑本身的細(xì)粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)要高于平衡劑的，加入系統(tǒng)后還有新的細(xì)粉產(chǎn)生，在再生器內(nèi)旋風(fēng)分離器效率一定的情況下，新加入催化劑的補(bǔ)充量越大，煙氣中粉塵濃度上升越快.因此，必須控制原料的重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)，保持新鮮劑的單耗量在合理水平上.對(duì)于西太催化裂化裝置，重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于15×10-6、催化劑補(bǔ)充量小于1.1kg／t的原料較為合適.

3.3 保證一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)旋風(fēng)分離器高效運(yùn)行

應(yīng)用高效旋風(fēng)分離器能夠解決催化劑的跑損問(wèn)題［11］.盡管高效旋風(fēng)分離器的操作彈性好和抗干擾能力強(qiáng)，但要考慮操作條件對(duì)旋風(fēng)分離器效率的影響，需要控制旋風(fēng)分離器的入口線速、再生器藏量（料腿埋入床層的深度），以保證各級(jí)旋風(fēng)分離器的平穩(wěn)操作.

三級(jí)旋風(fēng)分離器單管泄料口結(jié)垢堵塞是影響三級(jí)旋風(fēng)分離器效率的關(guān)鍵［12］，與煙機(jī)結(jié)垢堵塞的成因相似.在三級(jí)旋風(fēng)分離器泄料口逐步結(jié)垢并導(dǎo)致堵塞過(guò)程中，隨著三級(jí)旋風(fēng)分離器效率的降低，即當(dāng)三級(jí)旋風(fēng)分離器單管泄料口結(jié)垢導(dǎo)致效率下降或“失效”時(shí)，將很快引起煙機(jī)結(jié)垢.觀察運(yùn)行一段時(shí)間的西太催化裂化裝置三級(jí)旋風(fēng)分離器單管泄料口，結(jié)垢明顯，粉塵在泄料口處于高速旋轉(zhuǎn)流動(dòng)狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步改進(jìn)，以解決分離器入口煙氣粉塵濃度高引起的煙機(jī)葉片磨損、結(jié)垢等問(wèn)題，保證三級(jí)旋風(fēng)分離器長(zhǎng)周期高效運(yùn)行.

4 結(jié)束語(yǔ)

導(dǎo)致西太催化裂化裝置煙機(jī)結(jié)垢主要因素是催化劑粉塵濃度高、具有黏性、在煙機(jī)葉片受到較大的離心力，以及設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理或制造質(zhì)量不合格等.其中煙氣的催化劑粉塵還對(duì)煙機(jī)產(chǎn)生磨損，需要控制催化劑的機(jī)械強(qiáng)度和篩分組成.通過(guò)設(shè)備改進(jìn)和操作條件調(diào)控，保證各級(jí)旋風(fēng)分離器高效運(yùn)行，是解決煙機(jī)結(jié)垢的有效手段.

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