重油催化裂化沉降器内油浆汽化率的研究

采用基团贡献法和石油馏分气液平衡理论建立了油浆汽化率计算方法,对重油催化裂化装置在工业操作条件下沉降器内油浆的汽化率进行预测,并考察了油气温度和油浆分压对泡点、露点及油浆汽化率的影响。结果表明:在油浆分压一定时,随着油气温度的升高,油浆汽化率逐渐升高;当温度一定时,随着油浆分压的降低,油浆的泡点和露点均逐渐降低,而油浆汽化率逐渐增大。依据最小二乘法原理,计算得到油浆汽化率关联模型,可以预测不同油气温度和油浆分压下的油浆汽化率,为确定工业操作条件下沉降器内冷凝重组分的数量提供了简易的数学模型。     

重油催化裂化沉降器油气相态计算

 为了确定重油催化裂化沉降器中液相组分的数量及其对结焦的贡献，以工业重油催化裂化装置的沉降器为研究对象，按照正构烷烃模型分子法确定基团组成的方法，利用已编写的气化率计算程序，求取了沉降器内反应油气的重组分—油浆馏分的气化率，确定反应油气的气、液相比例。计算结果表明，在实际工业操作条件下，重油催化裂化沉降器内的油浆馏分以气、液两相状态存在，其露点温度为488.8℃，露点温度直接取决于油浆终馏分的沸程，而且油浆分压对其泡点和露点温度也有较大影响。     

重油催化裂化沉降器内油浆相态的计算

采用基团贡献法一正构烷烃分子法饱和蒸气压模型对重油催化裂化沉降器内的油浆相态进行了计算。计算结果表明，由于重油催化裂化沉降器的操作温度低于油浆露点温度，油浆在沉降器内以气液两相存在。油浆的露点温度和露点分压取决于油浆中大于550℃馏分含量。     

RFCC沉降器内油浆重组分结焦反应过程实验模拟

 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,n(H)/n(C)原子比、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内的油气中的结焦前驱物和沥青质的含量。     

减压转油线气液两相流动的流程模拟

应用流程模拟软件PROII,基于压降模型和多级闪蒸模型,对减压蒸馏装置转油线（简称减压转油线）内的气液两相流动过程进行模拟,预测转油线中的压力、温度以及油气汽化率和气液体积比的变化。结果表明：压降、温降以及油气汽化率和气液体积比的变化主要发生在转油线的过渡段和衔接处;与高速转油线工况相比,低速转油线工况下的压降和温降均明显降低;在减压塔内油气汽化率一定的条件下,低速转油线工况下的入口温度更低,且能量的传递效率更高;同时,低速转油线工况下的油气汽化率和气液体积比的变化较为缓和,更有利于减少减压蒸馏塔进料段的雾沫夹带。所建模型的预测结果与工业数据较为一致。     

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量分析仪,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牛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.     

浅析催化装置沉降器压力偏高及易结焦处理对策

由于催化装置沉降器长时间处于温度过低状态下,催化剂夹带的油气和汽提油气进入沉降器,瞬时由于冷凝而形成液相,而汽返线入口位置正好在格栅下,油气中部分冷凝成液相的柴油组分和未完全反应的组分、难以汽化的重组分,附着在格栅上面,与催化剂形成软焦,长时间生成硬焦,使沉降器底部空间逐渐变小,导致沉降器压力升高,进一步影响到催化剂循环。通过分析其原因,采取优化措施后,减缓了沉降器的结焦,保障了装置的平稳长周期的运行。     

350万t/a重油催化裂化装置防焦对策

为了解决装置结焦问题,中国石油广西石化公司350万t/a重油催化裂化装置采用美国UOP公司提升管出口快分系统和优混喷嘴技术对操作条件进行优化。结果表明,采取降低预热温度、反应压力、分馏塔塔底温度等措施后,大油气管线、沉降器集气室、提升管出口快分旋分器出口以及分馏油浆系统均未发生结焦。     

催化裂化沉降器结焦原因分析及直联加溢流斗防结焦技术的应用

对比中国石化扬子石油化工有限公司2.0 Mt/a催化裂化装置第一、第二运行周期工况及结焦情况,从沉降器结焦机理及不同时期运行参数对比入手,确定沉降器结焦原因为粗级和单级旋风分离器匹配性较差及沉降器内油气停留时间过长所致。沉降器内软连接改为直联+溢流斗防结焦技术的工业应用结果表明,改造后有效地避免了沉降器结焦,同时干气、柴油及焦炭产率分别降低0.26,0.25,0.54百分点,液化气、汽油及油浆产率分别上升0.54,0.33,0.18百分点,油浆固含量由4.1 g/L降至2.0 g/L,显示出极佳的防结焦及运行效果。     

FCC沉降器结焦问题的研究进展

沉降器是催化裂化中油气与催化剂分离过程的重要设备。沉降器的结焦问题易导致非计划停工,严重影响催化裂化装置的长周期运行,因此抑制或减缓沉降器结焦成为该领域的研究热点之一。综述了国内外有关沉降器结焦问题的研究进展,以期为沉降器的优化操作提供参考。首先对沉降器结焦的部位及原因进行了分析,从化学反应角度分析了结焦的内因是反应油气中液相重组分的存在;从流场分布、压力分布、催化剂含量分布和温度分布解析结焦的外因。进而阐述了结焦物的基本特性,按照不同方法对结焦物进行了分类和特性的比较。其次,从化学反应过程和油剂流动、焦体沉积与增长过程两方面总结了结焦的机理,并总结了操作条件(原料性质、催化剂含量、反应温度、再生剂温度和油/剂比)和沉降器结构(粗旋与顶旋连接结构、快分系统)对结焦的影响规律。最后根据结焦机理和影响因素,从优选反应物和优化操作条件、优化沉降器结构2个方面提出了抑制或减缓结焦问题的具体措施。提高沉降器温度和降低油气分压可从操作条件方面降低结焦的可能性,优化粗旋与顶旋连接结构、优化快分系统、优化分离器入口结构和顶旋升气管结构等措施可以改善沉降器内流场分布,进而抑制结焦。     

基团贡献法预测孤岛-草桥馏分油气液平衡研究

提出了两个计算孤岛－草桥混合原油及其常压重油馏分油气液平衡常数的经验关联式，经考察经验关联式的预测结果良好。采用ＵＮＩＦＡＣ基团贡献模型，用正构烷烃模型分子法确定基团组成，考察了三种模型对原油的泡点、露点及气化率的预测情况，发现拉乌尔平衡常数模型的预测结果最好。对于重油的气液平衡预测，使用ｎ－ｄ－Ｍ－ＬＰ法确定基团组成，经验修正Ｌａｒｓｅｎ模型并回归基团值，对孤岛－草桥、胜利重油的泡点、露点及气化率进行预测，修正后模型提高了预测的精确度。     

CH4/N2气氛对重油热裂解气体产率及组成的影响

延迟焦化工艺中将焦化炉注蒸汽改为注干气,可以避免因注入水蒸气而带来的含硫污水污染。为考察注入干气对装置气体产率及组成的影响,以金陵减渣、济南减渣、青岛减渣为研究对象,在CH4、N2气氛下分别进行热反应实验,分析其热裂解气体产率及组成。结果表明：在反应条件相同时,与N2气氛相比,CH4气氛下的气体产率较低,且裂解气中C1体积分数降低1~2百分点。此外,在反应时间相同时,反应温度升高后,两种气氛下气体产率差值缩小;随油气分压增加,两种气氛下气体产率差值亦缩小。     

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本文根据溶解度参数规则，将石油烃类体系划分为六个拟二元体系的组合，在此基础上，建立了一种新的收敛压力求解方法。并依据Grayson-streed规则和临界指数理论推证了一种具有一定理论基础的分段求解平衡常数的新方法，然后应用此方法编制了具有收敛压力、平衡常数、露点、泡点、闪蒸计算等五种功能的计算软件，并进行了两个实际油气体系的平衡常数和W72井的相态计算。结果表明，这种方法切实可行。     

油溶性催化剂存在下委内瑞拉劣质重油悬浮床加氢活性评价

制备了一种油溶性加氢催化剂。紫外光谱（UV）和红外光谱（IR）分析结果表明,合成产物含有目标有机基团的特征吸收谱带;原子吸收光谱（AAS）分析结果表明,催化剂活性组分Mo质量分数为5.44%;油溶性试验结果显示,该催化剂不溶于水、具有良好的有机溶剂互溶性。在高压反应釜中考察了反应温度、反应压力及催化剂加入量对委内瑞拉重油悬浮床加氢活性的影响,结果表明：油溶性催化剂对委内瑞拉劣质重油的悬浮床加氢反应具有较高的催化活性;当催化剂加入量为200 μg/g、反应温度为430 ℃、反应压力为8.0 MPa时,单位生焦轻油收率达42.69%。     

含硫烟气酸露点实验及预测模型研究

为精准预测含硫烟气酸露点,设计并搭建了含硫烟气酸露点测试实验台,测试了烟气中SO₃蒸气和H₂O蒸气对烟气酸露点的影响规律。结果表明:烟气酸露点随着烟气中SO₃蒸气分压的升高而增加,酸露点与SO₃蒸气分压成对数关系;烟气酸露点随着H₂O蒸气分压不断增加而升高,但升高较为缓慢,含硫烟气酸露点与H₂O蒸气分压成线性关系。通过关联式的对比分析可知,Haase公式与实验数据的吻合度较好,但是在SO₃蒸气分压较大时,Haase公式计算结果低于实验结果,基于该缺点并结合实验数据提出了新的酸露点模型。以上结论为确定含硫烟气酸露点及防止设备腐蚀提供了参考。      

BP神经网络模型用于芳烃油加氢工艺条件考察

采用BP神经网络模型建立了预测芳烃油加氢过程中稠环芳烃（PAHs）脱除率的方法。通过单因素实验方法,分别考察反应时间（2~10 h）、温度（240~320 ℃）、压力（5~9 MPa）对PAHs脱除率的影响。针对单因素实验各因素水平之间存在的漏点,将神经网络与单因素实验相结合,以matlab软件建立网络进行训练并预测漏点,用实验数据进行验证,确定芳烃油加氢的最佳条件为7 h,279 ℃,9 MPa,此条件下PAHs脱除率达到47.89%。在此工艺条件基础上,进一步研究剂油比、添加溶剂对PAHs脱除率的影响。结果表明,最佳剂油比为0.3,PAHs脱除率为51.02%; 添加甲苯溶剂时PAHs脱除率达到54.29%。     

混合烟气体系露点温度的热力学分析

针对催化裂化烟气成分日益复杂化给催化设备带来的危害 ,从热力学角度分析并讨论了影响烟气露点温度的因素 ,尤其从相平衡理论推导了烟气中的露点温度与烟气组成的关系。结果表明 :混合体系的露点温度与硫酸蒸气的分压有关 ,与液相中水的浓度有关 ,与体系的总压有关 ;与烟气中的氮氧化物 (NOX)或碳氧化物 (COX)含量无直接关系 ,其对露点温度的影响是通过对总压的影响表现出来的     

高含CO2凝析气相态测试及分析

为了制定高含CO2凝析气藏的合理开发方式、提高凝析油采收率,需要了解高含CO2的凝析气流体在开发过程中存在的复杂相变行为。采用高温高压多功能地层流体分析仪,对不同摩尔分数CO2凝析气体系样品进行了单次闪蒸实验、露点压力测试、等组分膨胀实验和定容衰竭实验,对比分析了CO2摩尔分数对凝析气体系高压物性参数和相态特征的影响。研究结果表明,随着CO2摩尔分数的增加,凝析油的反凝析速度减缓,且最大反凝析液量减小约15%、凝析油的采出程度增加约20%、天然气采出程度为85%左右、相包络线向内收缩。富含CO2凝析气体系中的CO2既有利于抑制凝析油的反凝析,又有利于增强凝析油的反蒸发,对于提高凝析油采收率具有显著效果。      

人工神经网络在汽柴油加氢脱氮中的应用

采用100 mL加氢装置,在温度320~360 ℃、空速1.2~2.0 h-1、氢油体积比350~550、压力6~8.5 MPa的条件下,应用Ni-Mo-P/Al2O3加氢精制催化剂对5种劣质汽柴油混合加氢脱氮率进行了考察。分别应用BP神经网络和RBF神经网络建立了用于预测汽柴油混合加氢脱氮率的模型,并应用RBF神经网络考察了原料油性质和工艺条件对加氢脱氮反应的影响大小。结果表明：BP神经网络和RBF神经网络对脱氮率预测的平均相对误差分别为3.42%和2.58%,均能满足工业要求;RBF神经网络的预测性能优于BP神经网络;实验中所用原料油性质对加氢脱氮反应的影响由强到弱的顺序为：硫含量＞密度＞氮含量＞50%馏出点＞运动黏度＞溴价;工艺条件对加氢脱氮反应的影响由强到弱的顺序为：温度＞空速＞压力＞氢油比,为汽柴油混合加氢脱氮工艺条件优化提供了指导。