催化裂化三旋催化剂细粉烧结及结垢机制
2013-10-24胡仁波赵晋翀王昌东杨朝合
中国石油大学学报(自然科学版) 2013年4期
胡仁波,白 锐,赵晋翀,高 民,王昌东,杨朝合
(1.中国石油大学化学工程学院,山东青岛 266580;2.中国石油股份有限公司抚顺石化分公司,辽宁抚顺 113008)
催化裂化三旋催化剂细粉是由FCC催化剂在循环裂化反应和再生反应过程中因机械磨损或热崩等因素而形成[1],因其含有较多重金属元素且颗粒直径小于40 μm,对催化裂化催化剂的反应性能和流化性能具有较大影响[2]。炼厂催化裂化装置的反应-再生系统采用旋风分离器分离再生催化剂和烧焦烟气,实现催化剂的循环使用。但在实际生产过程中,旋风分离器往往不能完全分离粒径小于10 μm的催化裂化催化剂细粉。在催化裂化装置正常运行过程中,进入烟机做功的烟气温度为570~710℃,催化剂细粉质量浓度小于120 mg/m3[3]。催化剂细粉随高温烟气进入烟机,在烟机叶片表面容易结垢[4]。国内外学者日益关注催化裂化三旋细粉的形成过程、物化组成以及结垢机制[5-13]。卢鹏飞[7]根据烟机的催化剂沉积问题推测其静电吸附、水化、扩散、磁力现象和惯性碰撞等多种成因;许昀等[5]采用新鲜催化剂在含SO3环境下进行的模拟实验表明硫化物是导致烟机结垢的原因之一;谭争国等[6]采用浸渍金属离子的催化剂和(NH4)2SO4一起焙烧,研究认为重金属离子是催化剂粘结结垢的原因之一;Wammack[10]和 Bons[11]等建立了模拟颗粒冲击透平机叶片的实验装置,认为表面粗糙度和热效应是颗粒在表面沉积的主要原因;杜玉朋等[13]采用计算流体力学模拟了高温烟气流动,认为小于3 μm的催化剂细粉容易结垢。……
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