催化裂化装置烟机结垢原因浅析
催化烟机结垢分析及处理
催化烟机结垢分析及处理摘要：烟气轮机是原料油催化裂化过程中重要的能量回收装置，其运行状况不仅关系到装置整体能耗水平。
通过对烟机结垢原因的分析，提出对应的整改措施。
关键词：装置振动原因分析一、烟机在线清垢情况根据两次烟机拆修情况看，因为烟机转子叶片上结有催化剂硬垢，并且叶片根部磨损，使得烟机动平衡失效，导致烟机振动上升，烟机被迫停机处理。
为了寻找处理烟机转子上的结垢硬块，降低烟机振动，延长烟机运转时间的措施，采用调整烟机入口温度，使得烟机叶片上的催化剂垢污在温变环境下产生龟裂脱落的办法对烟机进行在线清理烟机结垢[1]。
烟机采用如下在线清垢程序：a、慢慢关小烟机入口蝶阀直到全关。
b、全关烟机入口闸阀。
c、开大烟机冷却蒸汽。
d、当温度降到月430℃时，逐渐全开烟机入口闸阀、蝶阀，关小烟机轮盘冷却蒸汽。
采用以上办法，可以把烟机入口温度从640℃降到390℃，温差达到250℃。
烟机从2月开始进行依据以上方法进行在线清垢。
前五次清垢情况如表一。
表一清垢情况对比从清垢前、后对比看，第一、二次取得一定成效，烟机振动有所下降，但是在第四次烟机在线清垢时由于振动超高被迫停机，5月由于烟机在运转期间振动突然上升，被迫紧急停机检修。
从烟机拆开看，烟机叶片结有大量的硬垢（见图一），厚度达到10mm以上，二级叶片根部磨损。
图一叶片结垢对烟机结垢问题，参考国内兄弟企业的烟机运行状况发现国内各家炼油厂的烟机都相续出现了类似烟机转子结垢导致振动超标，烟机被迫停机检修。
特别是对采用二级形式的烟机机组情况基本相同。
二、原因分析烟机垢样内的主要成分为催化剂，其中的主要元素为CaO、P2O5和Fe。
[2]查阅相关资料得知，在反应系统内钙、磷、铁等元素对催化剂具有以下影响。
1.钙对不同类型FCC催化剂均具有不同程度的污染能力，会使催化剂活性降低，催化剂活性中心下降，表面积、孔体积、比表面积减少。
其中平衡剂上每1000？g/g的钙会使平衡剂的活性降低0.3～2wt%。
催化裂化装置结焦原因分析及对策研究
催化裂化装置结焦原因分析及对策研究催化裂化装置在长期运行过程中，由于操作条件、催化剂质量、原料质量等因素的影响，很容易出现结焦现象，严重影响装置运行稳定性和经济效益。
本文从结焦原因和处理方案两个方面进行分析研究。
一、结焦原因分析1. 催化剂质量不佳催化剂质量不佳往往会导致催化剂中的焦炭生成速度变快，一旦催化剂中焦炭过多，就会对催化剂活性和选择性进行破坏，进而导致催化剂失活。
而失活的催化剂不仅容易出现结焦现象，更会对生产造成较大的经济损失。
2. 操作条件不当操作条件不当也是造成催化裂化装置结焦的主要原因之一。
比如炉温过高、压力过低、流量过大等，都容易导致原料在装置内过热、过量分解，从而增加结焦风险。
3. 原料质量不稳定催化裂化装置原料质量的稳定性很重要。
如果原料中存在杂质、异物等不良物质，就容易引起催化剂中焦炭的快速生成，导致结焦现象的出现。
同时，原料成分的波动也容易影响催化剂的活性，从而增加催化剂失效的风险。
二、对策研究1. 改进催化剂质量针对催化剂质量不佳的问题，应优化催化剂生产的技术、提高催化剂活性等手段，尽可能延长催化剂寿命，减少催化剂中焦炭的生成，从根本上防止结焦现象的出现。
2. 优化操作条件优化操作条件是解决结焦问题的重要途径。
比如合理控制装置温度、压力、流量等参数，减小原料在装置内的分解程度，减少催化剂中焦炭的生成率，有效地增加装置运行的稳定性。
结语催化裂化装置结焦问题是长期以来困扰生产工艺的难点之一，笔者在此分析了造成结焦的原因，并提出了相应的防治策略。
不过，避免催化裂化装置结焦问题的出现，仅仅通过以上几种手段还是不够的，需要生产人员和技术人员综合发力，从各个方面对催化裂化装置进行管理和运行，以确保装置平稳运行，为生产水平的提高提供有力支持。
催化裂化装置烟机机组故障浅析及节能改造
钠／ （ ｍ ｇ ／ ｋ ｇ ）
１
０ ． ７ ６ ０ ． ８ ０ ． ７ ６ Ｏ ． ７ ６ ０ ห้องสมุดไป่ตู้７ ７ ０ ． ７ ９ ０ ． ７ ８
同时暴 露新 现象 是 ：叶顶 部 出现 了较 为 明显 的冲刷痕 迹 。
３ ． 第 ３至 第 ８次 故障 引起烟 机机 组 故障 直接 原 因都 是机 组 重瓦 、轻 瓦振 动 高 ，异 常波 动 ，对 烟机 进 行解 体抢 修 ，结 垢情 况 基本 相 同 ，动 叶 、静叶 大 量结 垢 ，围带顶 部 催化 剂 结垢 ，叶
形成 固体化 合物 ，加 剧了烟机 结垢和 冲刷 。
表 ２ 烟机历次检修 前原料性质情况 检修序号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８
叶片 中部和 榫槽 较大面 积 的催化 剂冲 刷 。
二、故障原因分析
密度 ／ （ ｋ ｇ ／ ｍ ） ９ １ ２ ． ３ ４ ９ １ ４ ． ２ ６ ９ ０ ９ ３ ９ １ ０ ． ９ ７ ９ １ １ ． ８ ９ １ Ｏ ． ７ ９ １ ０ ． ４ ９ １ ０ ． １ 全馏量 ／ ％ ８ ３ ． ０ ４ ８ ３ ． ２ ９ ８ ５ － ８ ６ ８ ８ ． ３ ４ １ ０ ８ ６ ８ ８ ４ － ２ ７ ８ ６ ． ２ １ ８ ５ ． ３ ２
铁／ （ ｍｇ ／ ｋ ｇ） ５ ． ６ １ ３ ． ４ １ ３ ３ ５ ３ ． ７ １ ４ ． ６ ２ ４ ． ７ ２ ４ ７ １ ４ ． ６ ２ 镍／ （ ｍｇ ／ ｋ ｇ） １ ８ ． ０ １ ２ １ ． ３ ２ ２ ２ Ｉ ３ ２ ２ ． ９ ２ ３ ． ９ ２ ２ ０ ． ５ ４ １ ７ ． ５ ９ １ ８ － ３ ２
催化裂化装置结焦原因分析及对策研究
催化裂化装置结焦原因分析及对策研究
催化裂化装置结焦是指在催化裂化过程中，由于反应过程中产生的碳积累在催化剂表面，导致催化剂活性降低，反应效率下降，甚至催化剂失活的现象。
结焦问题严重影响了
催化裂化装置的生产效率和经济效益。
本文将分析催化裂化装置结焦的原因，并提出相应
的对策。
催化裂化装置结焦的原因主要包括以下几个方面：
1. 高温：催化裂化反应需要在较高温度条件下进行，高温会加速碳积聚的过程，导
致催化剂结焦。
2. 高碳含量的原料：催化裂化装置处理高碳含量的原料，会使得产生的碳积聚更多，导致催化剂结焦。
3. 高流速：高流速会引起催化剂表面的碳积聚过程加剧，进而促使催化剂的结焦。
4. 催化剂质量：催化剂材料的选择和质量会影响结焦问题，较差质量的催化剂容易
结焦。
5. 动力不足：催化裂化反应需要消耗大量的热力，如果动力系统供应不足，反应温
度无法保持在适宜的范围内，会导致结焦现象。
针对以上的原因，我们可以采取如下对策来应对催化裂化装置结焦问题：
1. 优化温度控制：通过合理控制反应温度，使其在适宜的范围内，既不过高也不过低，可以减少碳积聚的速度，降低催化剂结焦的风险。
3. 调整流速：合理调整反应器的流速，减缓碳积聚的速度，降低催化剂结焦的风
险。
4. 优化催化剂质量：选择高质量的催化剂材料，并严格控制催化剂制备的过程，以
提高催化剂的抗结焦能力。
催化裂化装置结焦问题是一个复杂的工艺问题，需要从温度控制、原料选择、流速调整、催化剂质量和动力供应等多个方面综合考虑，通过优化工艺参数和采取相应的对策，
才能有效降低结焦的风险，提高催化裂化装置的生产效率和经济效益。
蜡油催化裂化装置烟机故障原因分析及对策
对策 措施 三 （ 应原 因分 析 三 ） 更 换 合 格 的 对 ：
转子。
通过 采取 以上 对 策措 施 ， 机检 修 后 轴 向振 烟 动烈 度都 符合 标 准要求 。
２ ３ 振 动 对 天 气 的 变 化 太 敏 感 ． ２ ３ １ 现 象 ．．
图 ５ 第 二 次 检 修 前 受 气 温 影 响 烟 气 轮 机 振 动 趋 势
轻 催 烟 机组 ＞ 烟 机 西端 ＞
ｌ Ｉ
５ ０
暑
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、
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一
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１Ｈ ０ ０ ０ ５ ０ ｌＯ ０
图 ４ 第 三 次 检 修 前 烟 气 轮 机 西 端 （ 轴 器 端 ） 子 轴 心 轨迹 和 全 频谱 图 联 转
对策 措施 二 （ 应 原 因分 析 二 ） 第 二 次 检 修 对 ： 时 复核对 中 ； 整改 烟气 轮机 机体 保温 结构 ； 整烟 调 气轮 机进 出 口烟 道 。
上升 ， 动 幅度 接 近 ２ ｍ（ ５ 。 波 ０肚 图 ）
轴 器端 ） 子振 动 幅值 波动 到 低 位 时 的轴 心 轨 迹 转 和波形 图 ； ７是 晴天 且 气 温 相对 较 高时 烟气 轮 图
石
油
化
工
设
备
技
术
机 西端 （ 联轴 器端 ） 转子 振动 幅值 波动 到高 位时 的
现， 烟气 轮机 振动 幅值 从低 位波 动至 高位 时 ， 烟气
轻 催 烟机 组 ＞ 烟 机 西 端 ＞
４ Ｏ
， ． ．
●
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目 ２ ０ 。
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催化裂化装置结焦原因分析及对策研究
催化裂化装置结焦原因分析及对策研究催化裂化装置是炼油厂中常用的生产工艺，其用途是将重质石油馏分分解为轻质油品，其中的催化剂对提高反应效率起着重要作用。
但是，在使用催化裂化装置的过程中，经常出现催化剂焦积现象，严重影响了催化裂化装置的工作效率和处理能力。
本文将分析造成催化裂化装置焦积的原因，同时提出相应的对策。
1. 催化剂属性不合适催化剂的特性、性质、选择和运用都对催化裂化装置的工作效率产生影响。
如果选用的催化剂不适当，就有可能会引起催化剂焦积现象。
例如，催化剂的酸性不足，催化升温过慢或过急，催化剂的磨损程度过大等，都会导致催化剂焦积。
因此，在使用催化剂的过程中，需要根据具体操作情况选择合适的催化剂。
对策一：选择合适的催化剂要防止催化剂焦积，首要之策是选择合适的催化剂，合理设计催化裂化装置。
需要在催化剂性能参数良好的基础上，兼顾其使用成本、安全性和稳定性等方面。
并且，在使用催化剂的过程中，应注意催化剂的磨损程度，及时更换催化剂。
2. 催化裂化装置操作不当催化裂化装置的操作不当也是导致焦积的主要原因之一。
操作不当可能会导致催化剂的质量下降，反应条件不稳定，进而导致催化剂焦积问题的发生。
例如，操作设备不到位，操作步骤不当，操作方式不规范等原因，都会影响催化裂化装置的使用效果。
对策二：规范操作流程为避免催化剂焦积现象，在进行催化裂化装置的操作时，需要严格按照要求的操作步骤进行。
应该遵循有关规定，特别是在设备操作、催化剂使用量和催化剂焦积监测等方面执行规定，以确保催化剂的性能和设备的稳定运行。
3. 废气处理系统未能运行良好废气处理系统未能运行良好也会影响催化裂化装置的工作效率。
废气中的有机物和气体会影响催化剂的性状，进而导致催化剂焦积。
另外，催化剂的运作环境中可能存在其他有害物质的成分，如硫化氢、氧化碳等物质，它们会导致催化剂表面毒化或中毒现象，加剧催化剂焦积的程度。
对策三：加强监测和检查废气系统为避免催化剂焦积现象的发生，需要严格监测和检查废气系统，确保其正常运行。
催化裂化装置结焦原因分析及对策研究
催化裂化装置结焦原因分析及对策研究催化裂化装置是炼油厂的关键设备之一，其作用是将重质石油馏分分解成轻质产品，包括汽油、柴油和液化石油气等。
由于操作不当或设备故障等原因，催化裂化装置很容易出现结焦现象，严重影响生产效率和产品质量。
对催化裂化装置结焦原因进行分析，并制定相应的对策，对于炼油厂的稳定运行和产品质量具有重要意义。
1. 温度控制不当催化裂化装置工作温度的控制是避免结焦的关键因素之一。
如果温度过高，容易导致催化剂在装置中的积炭过多，从而引发结焦现象。
温度过低也会使催化剂在反应过程中不能充分活化，同样容易导致结焦。
保持合适的工作温度是避免结焦的重要手段。
2. 催化剂质量不良催化裂化装置中使用的催化剂质量的好坏直接影响装置的运行情况。
如果催化剂中存在杂质或者受到空气污染，会导致催化剂的活性降低，从而影响反应的进行，最终导致结焦。
3. 操作人员不当操作催化裂化装置是复杂的设备，需要操作人员具备一定的专业知识和技能。
如果操作人员不当操作，比如在设备运行时不按规定添加催化剂，或者不及时清理催化剂床中的积炭，都会加重结焦的程度。
4. 设备故障设备故障是导致催化裂化装置结焦的另一重要原因。
比如设备堵塞、管道泄漏等故障，都会导致催化剂无法正常流动或者反应不能顺利进行，最终导致结焦。
二、催化裂化装置结焦对策研究为了避免催化裂化装置结焦，首先需要严格控制工作温度。
可以通过安装温度传感器和控制系统，不断监测和调节催化裂化装置的工作温度，保证其在安全范围内稳定运行。
选择高质量的催化剂是避免催化裂化装置结焦的重要措施。
可以通过提高催化剂的制备工艺、严格控制原料质量和加强催化剂检测等手段，提高催化剂的活性和稳定性。
催化裂化装置的操作人员需要接受系统的培训，掌握装置的结构与工作原理，熟悉操作规程，了解可能影响反应的因素，提高操作技能，以减少因操作不当而导致的结焦情况。
4. 定期检查与维护为了预防催化裂化装置结焦，需要定期检查设备的运行情况，发现问题及时处理。
催化装置烟机结垢原因分析及调整
由故 障现 象 可 知 ，烟 机 结 垢 发 生 在催 化 剂 Ｃ 一０ Ｆ Ｃ ２Ｄ 置换 为 增 产 丙 烯 催 化 剂 Ｃ ２ ０ 或 Ａ ００
Ｒ Ｇ一 Ａ ６的 过 程 中 ，
的冲蚀很小 。 颗粒大的催化剂随烟气流动时 ， 其速度滞后并偏离 烟 气 流 线 方 向 ， 特定 的轨 迹 冲 向 叶根 和 叶 盆造 成 磨 损 。 高 速 以 在
烟机垢 样的无机元 素组 成（ 一 ｘ 荧光 分析仪 ） 与平衡剂基本 相 当。 垢样 中 Ｎ 、ｂ Ｆ 、 ａ ｉ 、ｅ ｃ 等含量明显 高于平衡剂和三旋样品。 ｓ
其 中 ，ｂ 量 是 平 衡 剂 的 ２ Ｓ含 ． ，ｉ ４倍 Ｎ 含量 是 平 衡 剂 的 １ ． 。 ６倍 ４能谱 分 析 ． 进 行 能谱 分 析 后 ，发 现 三 个 样 品 中均 存 在 不 等量 的稀 土 元 素 Ｌ ，与 稀 土元 素 Ｃ ａ ｅ的 比例 远 远 超 过 了催 化 剂 制 备 使 用 的 混 合稀土中 Ｌ ａ与 Ｃ ｅ的 比例 。
一
平 衡 剂 样 品 粒度 偏 粗 是 再 生 器一 、 二级 旋 分 性 能 下降 ； 旋 三
细粉粒度偏粗是单管效率下降 ；结垢样 品中 Ｆ 、 ａ Ｎ 等含量 ｅｃ 、 ｉ 高， 主要是催 化剂受重金属污染 ， 重金属的来 源有原料成分 、 管 线腐蚀物 、 各种助剂及蒸 汽品质。
催 化 剂 粒 度 的 大 小 影 响 影 响 烟 气 在 流 道 中 的速 度 ，当 粒 度 ＜ １ 时 ， 烟气 膨 胀 ， 化 剂 均 匀 作 用 于 涡 轮 叶 片 ， 叶 片 ５Ｌ ． ｍ 随 催 对
动上升。
三 、 机 结 垢原 因分 析 烟
无 机元 素 含 量进 行 分 析 。 １ ． 剂 样 品 平衡
催化裂化装置结焦原因分析及对策研究
催化裂化装置结焦原因分析及对策研究催化裂化装置是炼油厂中重要的装置之一，它能够将原油中的重质烃分子裂解成轻质烃和芳烃，从而提高汽油、柴油和航煤的产出。
催化裂化装置在运行过程中往往会出现结焦的问题，导致设备运行效率下降，甚至损坏设备。
对催化裂化装置结焦原因进行分析，并制定相应的对策非常重要。
1. 催化剂活性降低催化裂化装置中的催化剂是实现裂解重质烃分子的重要因素之一。
当催化剂活性降低时，裂化反应的效率就会下降，重质烃分子就会在装置内部发生聚合反应，并最终导致结焦。
催化剂活性降低的原因可能是催化剂中金属成分的含量过高，受到毒物的污染或者受到高温和高压环境的影响。
2. 操作条件不当催化裂化装置在运行过程中，操作条件不当也是结焦的原因之一。
温度过高、压力过大、进料流量不稳定等都会影响催化裂化装置的运行，导致重质烃分子在装置内部发生聚合反应并产生焦炭。
3. 催化裂化装置内部结构问题催化裂化装置内部的结构问题也会导致结焦。
装置内部的管道堵塞、传热器受损、搅拌器失效等都会影响裂解反应的进行，从而导致结焦。
二、催化裂化装置结焦对策研究1. 提高催化剂的稳定性针对催化剂活性降低的问题，可以采取多种措施来提高催化剂的稳定性。
可以通过优化催化剂的配方，降低金属成分的含量；加强催化剂的再生，保持催化剂的活性；开展催化剂的表面处理，减少受到毒物的影响。
2. 控制操作条件在催化裂化装置的运行过程中，要严格控制操作条件，保持温度、压力、进料流量等参数的稳定。
可以通过优化操作流程、加强装置的监控和维护，以及制定合理的操作规程等方式来控制操作条件。
3. 加强装置内部结构的维护和管理为了避免装置内部结构问题导致结焦，需要加强装置的维护和管理。
定期清理管道和传热器、加强设备的检修和保养、进行装置内部结构的改进等，都可以有效减少结焦问题的发生。
催化裂化装置结焦是炼油生产中常见的问题，但通过对结焦原因的分析，并采取相应的对策，可以有效降低结焦的发生，保障装置的安全运行和生产效率。
催化裂化能量回收系统内烟机结垢的实验研究
催化裂化能量回收系统内烟机结垢的实验研究摘要在催化裂化能量回收过程中，高温烟气结垢现象普遍存在，致使装置停车清垢，这样不仅缩短了装置的运行周期，还可能给装置的安全生产带来隐患。
所以研究结垢发生的原因对防止结垢和阻垢技术的发展有非常重要的指导意义和工程意义。
本文通过对催化裂化过程中不同工况下的不同催化剂进行粒度、显微图像及元素分析，提出了引起结垢的几个可能原因。
之后结合工况对催化剂进行了热态实验，验证结垢的原因，并总结压力、加热温度、保温时间、粒度、金属元素及酸性介质等因素对结垢现象的影响规律。
实验结果表明：小粒度催化剂（<10μm）堆积是结垢的物质基础，温度和压力是重要的外部条件，在小颗粒与温度具备前提下，结垢现象随保温时间、金属元素含量、酸性氛围的变化规律如下：（1）保温时间加长使得催化剂在高温条件下停留时间加长，从而结垢现象严重；（2）金属元素钠、钙、铁、镍对结垢有一定的影响，结垢现象随这些金属含量的增加而增加:<1>钠元素作为氧化铝的熔剂，降低了催化剂结构的熔点，在正常再生温度下足以使污染部位熔化，使催化剂由玻璃态变为橡胶态，流动性变差、粘度增加，粘结倾向增大；<2>钙元素在再生条件下易于催化剂中的氧化铝形成低熔点共融物。
反应过程中大部分钙以硫酸钙形式存在，硫酸钙在水蒸气存在下形成粘结性很强的石膏，导致催化剂结块，流动性能变差，使结垢速率加快，高温条件下逐渐生长成大且致密的垢层；<3>铁元素会和催化剂成分中的硅、钠、钙发生化学反应，生成低熔点(约500~530℃)的共熔相，在催化剂表面生成橡胶态，使催化剂变得十分黏稠，使得催化剂的流动性下降，容易与试件粘结；<4>镍元素增加烧结倾向，缩短结垢时间，从而增加结垢速率。
（3）酸性介质SO2为结垢提供一定氛围，酸性介质SO2使得催化剂流动性变差，与金属元素一起作用进一步加快结垢速率。
关键词：催化裂化；催化剂；烟气轮机；结垢目录第一章引言 (1)1.1 催化裂化能量回收系统内烟机结垢研究的意义 (1)1.2 催化裂化能量回收系统内烟机结垢研究的目地 (1)1.3 催化裂化能量回收系统内烟机结垢研究的主要内容 (1)第二章文献综述 (2)2.1 FCC能量回收系统研究现状 (2)2.1.1 第三级旋风分离器的发展及其应用 (3)2.2 高温烟气结垢的研究现状 (6)2.3 垢样的形貌描述 (7)2.4 催化裂化阻垢剂技术 (8)第三章实验装置及方案设计 (10)3.1实验装置 (10)3.2实验方案设计 (10)第四章结果分析 (12)4.1发生结垢工况时催化剂及垢样分析 (12)4.1.1 显微图像分析 (12)4.1.2 元素分析 (12)4.2 不同炼厂各种催化剂的粒度分析 (15)4.2.1 抚顺炼厂样品 (15)4.2.2 胜利石化样品 (16)4.2.3利津石化样品 (17)4.3元素分析总结 (17)4.3.1新鲜剂、平衡剂元素对比分析 (17)4.3.2 平衡剂、垢样元素对比分析 (19)第五章结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）第一章引言1.1 催化裂化能量回收系统内烟机结垢研究的意义炼油厂大量的流态化催化裂化装置中要求700℃左右的高温烟气中回收催化剂及能量，能量回收系统中高温烟气结垢现象普遍存在。
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Chen Hongyan, Li Linlin （Offshore Oil Engineering Co. , Ltd, Tianjin, 300461） Abstract ：In recent years, the phenomena of flue gas turbine vibration, blade abrasion and rupture caused by catalytic cracking unit flue gas turbine at home is showing a rapid upward trend, which has serious threat to the safety production and long-period of stable operation of refinery plant. Key words：scale formation；vibration；abrasion；rupture 1.前言
表1 炼厂Ⅰ(克拉玛依)裂化装置中不同部位催化剂样品分 析结果 从表1可知：(1)炼厂Ⅰ三旋内外壁和烟机结垢样品中 Ca、Fe、Ni三种金属含量高，是平衡剂的2倍；(2)催化剂垢 样中Ca、Fe、Ni三种金属总和约为35000－45000ppm，是 平衡剂的3倍。
样品名称 催料 烟机样品 三旋细粉 二再平衡剂 Ca /ppm 18.64 5080 5200 2516 Fe /ppm 11.98 13610 / 5788 Ni /ppm 2.73 6888 5227 3300 V /ppm 0.78 1933 1417 1906 C /% / 0.33 0.48 0.18 Ca+Fe+Ni/ ppm 33.35 25578 / 11604
2016·11
百家争鸣
当代化工研究 Chenmical Intermediate
107
催化裂化装置烟机结垢原因浅析
＊陈洪岩 李琳琳 （海洋石油工程股份有限公司 天津 300461）
摘要：近年来国内催化裂化装置烟机结垢引起的烟机振动、叶片磨损和断裂现象呈现出快速上升的趋势，对炼厂的安全生产、长周期平 稳运行构成了严重威胁。 关键词：结垢；振动；磨损；断裂 中图分类号：T 文献标识码：A
表4 模拟工业装置中重金属对催化剂分散性的影响
表2 炼厂Ⅱ(延安炼厂)裂化装置中不同部位催化剂样品分 析结果
108
当代化工研究 Chenmical Intermediate
百家争鸣
2016·11
(3)其他易引起催化剂粘连的原因分析
焙烧后催化剂分散性如下图1所示，可知与标样相 比，Z-1催化剂发生粘连现象，这可能是钙离子与某阴离子 所形成的钙盐具有较低的熔点，在较低温度下就可熔融，将 催化剂颗粒粘接在一起，如图1中Z-1所示。
样品名称 炼厂Ⅲ 炼厂Ⅳ 炼厂Ⅴ 炼厂Ⅵ 炼厂 Ⅶ 1# 2# Ca/ ppm 6891 5166 10210 7458 3221 4778 Fe/ ppm 8846 7594 14080 7444 11883 18248 Ni/ ppm 14770 4814 21680 3645 13717 14150 V/ppm 2701 775 262 130 2948 3307 Na/ ppm / / 2499 / Ca+Fe+ Ni/ppm 30507 17574 45970 18547 28821 37176
为了分析引起烟机催化剂粘连结垢的根本原因，首先对 各大炼厂FCC装置烟气轮机的运行状况进行了调研。 2014-2015年，中国石化集团公司和中石油集团公司 对其40台烟气轮机机组进行了技术统计，全年烟气轮机机 组共发生58次停机故障，主要是由于催化剂结垢、叶片磨 损及断裂等故障原因造成；对安全生产、长周期平稳运行构 成了严重威胁。 从表2可知：(1)炼厂Ⅱ的烟机垢样中Ca、Fe、Ni三种 金属含量高，是平衡剂的2倍，三旋细粉中铁含量甚至高达 6%；(2)烟机垢样中Ca、Fe、Ni三种金属含量总和是平衡剂 的2.5倍，三旋细粉中三种金属含量总和高达7%；(3)炼厂Ⅱ 催化裂化原料中Ca、Fe含量较高。
3.垢样研究分析 (1)钙离子对催化剂粘连的影响
为了证实金属离子在苛刻条件下，形成低熔点共熔物是 催化剂发生粘连的重要原因，实验室首先模拟了Ca2+在水汽 存在下，对LBO-16催化剂颗粒分散性的影响。实验方案如 表4所示。
任号 标样 Z-1 P，m% / / Ca, m% / 浸渍2%的Ca S，m%（模拟烟气 中的SOX） / 1.6%（以S计）的 （NH4）2SO4 焙烧条件 580℃焙烧2h 580℃焙烧2h
2.烟机结垢样品分析
为了分析清楚烟机结垢的原因，我们首先要对烟机垢样 进行化验分析，研究其中的化学成分，然后进一步探讨对其 结垢的影响，分析结果如表1～3所示。
样品名称 烟机样品E 烟机样品F 三旋内壁G 三旋外壁H 三旋细粉 平衡剂 Ca /ppm 17590 21940 18350 26570 10940 8388 Fe /ppm 7914 9724 15490 9888 7444 4338 Ni /ppm 9402 10120 8278 8940 8612 3723 V /ppm 155 167 192 169 153 147 Cu /ppm 307 321 506 188 240 216 Ca+Fe+Ni/ ppm 34906 41784 42568 45398 26996 16499
表3 其他炼厂烟机结垢样品分析结果 注：Ⅲ为大连石化(05.8)；Ⅳ为锦州石化；Ⅴ为大港石 化；Ⅵ为华北石化；Ⅶ为大连石化（06.5） 表3是几家炼厂烟机垢样的分析结果，从中可以看 出：(1)烟机垢样中金属离子Ca、Fe、Ni中的一种或多种金 属含量较高；(2)Ca、Fe、Ni三种金属含量总和为1.7%～ 4.6%，金属含量偏高。