[发明专利]一种快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统及制备模拟垢样的方法

说明书

一种快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统及制备模拟垢样的方法，涉及流化催化裂化技术领域，包括汽化炉，空气加热炉，催化剂加料系统，催化剂加热炉，二氧化硫氧化炉和反应炉，空气加热炉和催化剂加料系统均通过管路连接催化剂加热炉，催化剂加热炉，溶液汽化炉和二氧化硫氧化炉均通过设置管路连通至反应炉中进行混合反应，反应炉内设置有三旋单管模型(简称“三旋单管”)和烟机模型(简称“烟机”)中的任意一种。该制备方法可在较短时间内制备出代表性强的模拟垢样，克服了现有模拟三旋单管及烟机结垢技术的缺点，可实现三旋单管及烟机快速、有效的结垢。

技术领域

本发明涉及流化催化裂化技术领域，具体而言，涉及一种快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统及制备模拟垢样的方法。

背景技术

目前，流化催化裂化(FCC)装置三旋单管或烟机催化剂结垢现象较为普遍，造成三旋效率下降，烟机故障率升高。进而使烟机入口催化剂粉尘浓度超标，达到300～500mg/m³，致使烟机叶片结垢并磨损严重，引起烟机振动超标而紧急停工，严重影响FCC装置长周期稳定运行。因此，开发FCC装置三旋单管或烟机防结垢技术十分必要。

FCC装置三旋单管或烟机结垢原因主要有两方面：一是大量催化剂细粉形成了结垢的基础物质，催化剂细粉具有静电吸附作用；二是有粘结性物质存在，如含硫、钙、铁、磷等盐类，在高温下易形成低熔点硫酸盐、磷酸盐等物质，粘结在三旋单管壁面或烟机叶片上，特别是当装置操作出现波动、产生700℃左右的高温时，结垢现象更加严重。

针对FCC装置三旋单管或烟机结垢的原因，涂层防护可作为FCC装置三旋单管及烟机防结垢的方法之一，而三旋单管及烟机垢样的试验室快速制备是进行涂层防结垢性能研究的基础，在此基础上方能进行涂层防结垢性能的评价。在FCC装置三旋装置运行中，单管/烟机结垢往往要经历几个月或更长的时间才能形成，若能在试验室条件下快速制备出模拟垢样，则有利于涂层防结垢性能的研究，方便防护涂层的筛选。

目前，在模拟垢样制备方面，常采用烧结法。在与三旋单管及烟机叶片相同材质的长方形试样上放置等量的催化剂样品，并添加相关试剂，在高温马弗炉中进行静态高温烧结试验以制备垢样，以模拟结垢工况。尽管所结模拟垢样的成分与工业垢样接近，但上述烧结方法存在明显缺点：1.模拟垢样自身内聚强度较低，轻触即碎，形貌较差；2.模拟垢样与基体金属不粘接；3.烧结试验为静态试验，且不连续进料，而实际工况为动态连续进料，因此，静态烧结试验所制备的模拟垢样代表性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统。可实现在试验室条件下使三旋单管及烟机叶片快速、有效的结垢，便于进行涂层防垢试验研究。

本发明的另一目的在于提供一种快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统制备模拟垢样的方法。该方法可在较短时间内制备出代表性强的模拟垢样，克服了现有模拟三旋单管及烟机结垢技术的缺点，可实现三旋单管及烟机快速、有效的结垢。

本发明是这样实现的：

一种快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统，包括汽化炉，空气加热炉，催化剂加料系统，催化剂加热炉，二氧化硫氧化炉和反应炉，空气加热炉和催化剂加料系统均通过管路连接催化剂加热炉，催化剂加热炉，溶液汽化炉和二氧化硫氧化炉均通过设置管路连通至反应炉中，反应炉内设置有三旋单管和烟机中的任意一种，三旋单管通过三旋单管外壁与反应炉内壁固定连接，烟机包括外设的壳体，并通过壳体与反应炉内壁固定连接，三旋单管或烟机设置有进料端并通过进料端与进料管路连通。

在本发明应用较佳的实施例中，上述汽化炉还连接有加溶剂系统，反应炉通过气路管道与尾气处理系统连通。

在本发明应用较佳的实施例中，上述三旋单管包括分离锥体，进气管和排气管，进气管的管内壁与分离锥体的内侧壁相切连接并与分离锥体内部连通，分离锥体的底部连通排气管，进气管与进料管路连通。