催化裂化能量回收系統(tǒng)內(nèi)煙機(jī)結(jié)垢實(shí)驗(yàn)研究

1、中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）催化裂化能量回收系統(tǒng)內(nèi)煙機(jī)結(jié)垢的實(shí)驗(yàn)研究摘要在催化裂化能量回收過程中，高溫?zé)煔饨Y(jié)垢現(xiàn)象普遍存在，致使裝置停車清垢，這樣不僅縮短了裝置的運(yùn)行周期，還可能給裝置的安全生產(chǎn)帶來隱患。所以研究結(jié)垢發(fā)生的原因?qū)Ψ乐菇Y(jié)垢和阻垢技術(shù)的發(fā)展有非常重要的指導(dǎo)意義和工程意義。本文通過對催化裂化過程中不同工況下的不同催化劑進(jìn)行粒度、顯微圖像及元素分析，提出了引起結(jié)垢的幾個(gè)可能原因。之后結(jié)合工況對催化劑進(jìn)行了熱態(tài)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證結(jié)垢的原因，并總結(jié)壓力、加熱溫度、保溫時(shí)間、粒度、金屬元素及酸性介質(zhì)等因素對結(jié)垢現(xiàn)象的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：小粒度催化劑（10m）堆積是結(jié)垢的物質(zhì)基

2、礎(chǔ)，溫度和壓力是重要的外部條件，在小顆粒與溫度具備前提下，結(jié)垢現(xiàn)象隨保溫時(shí)間、金屬元素含量、酸性氛圍的變化規(guī)律如下：（1）保溫時(shí)間加長使得催化劑在高溫條件下停留時(shí)間加長，從而結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重；（2）金屬元素鈉、鈣、鐵、鎳對結(jié)垢有一定的影響，結(jié)垢現(xiàn)象隨這些金屬含量的增加而增加: 鈉元素作為氧化鋁的熔劑，降低了催化劑結(jié)構(gòu)的熔點(diǎn)，在正常再生溫度下足以使污染部位熔化，使催化劑由玻璃態(tài)變?yōu)橄鹉z態(tài)，流動(dòng)性變差、粘度增加，粘結(jié)傾向增大；鈣元素在再生條件下易于催化劑中的氧化鋁形成低熔點(diǎn)共融物。反應(yīng)過程中大部分鈣以硫酸鈣形式存在，硫酸鈣在水蒸氣存在下形成粘結(jié)性很強(qiáng)的石膏，導(dǎo)致催化劑結(jié)塊，流動(dòng)性能變差，使結(jié)垢速率加快

3、，高溫條件下逐漸生長成大且致密的垢層；鐵元素會(huì)和催化劑成分中的硅、鈉、鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成低熔點(diǎn)(約500530)的共熔相，在催化劑表面生成橡膠態(tài)，使催化劑變得十分黏稠，使得催化劑的流動(dòng)性下降，容易與試件粘結(jié)；鎳元素增加燒結(jié)傾向，縮短結(jié)垢時(shí)間，從而增加結(jié)垢速率。（3）酸性介質(zhì)SO2為結(jié)垢提供一定氛圍，酸性介質(zhì)SO2使得催化劑流動(dòng)性變差，與金屬元素一起作用進(jìn)一步加快結(jié)垢速率。關(guān)鍵詞：催化裂化；催化劑 ；煙氣輪機(jī)；結(jié)垢目 錄第一章 引言1 1.1 催化裂化能量回收系統(tǒng)內(nèi)煙機(jī)結(jié)垢研究的意義1 1.2 催化裂化能量回收系統(tǒng)內(nèi)煙機(jī)結(jié)垢研究的目地1 1.3 催化裂化能量回收系統(tǒng)內(nèi)煙機(jī)結(jié)垢研究的主要內(nèi)容1第

4、二章 文獻(xiàn)綜述2 2.1 FCC能量回收系統(tǒng)研究現(xiàn)狀2 2.1.1 第三級(jí)旋風(fēng)分離器的發(fā)展及其應(yīng)用3 2.2 高溫?zé)煔饨Y(jié)垢的研究現(xiàn)狀6 2.3 垢樣的形貌描述7 2.4 催化裂化阻垢劑技術(shù)8第三章 實(shí)驗(yàn)裝置及方案設(shè)計(jì)10 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置10 3.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)10第四章 結(jié)果分析12 4.1 發(fā)生結(jié)垢工況時(shí)催化劑及垢樣分析12 4.1.1 顯微圖像分析12 4.1.2 元素分析12 4.2 不同煉廠各種催化劑的粒度分析15 4.2.1 撫順煉廠樣品15 4.2.2 勝利石化樣品16 4.2.3 利津石化樣品17 4.3元素分析總結(jié)17 4.3.1新鮮劑、平衡劑元素對比分析17 4.3.2

5、平衡劑、垢樣元素對比分析19第五章 結(jié)論21參考文獻(xiàn)22致謝23III中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 引言1.1 催化裂化能量回收系統(tǒng)內(nèi)煙機(jī)結(jié)垢研究的意義煉油廠大量的流態(tài)化催化裂化裝置中要求700左右的高溫?zé)煔庵谢厥沾呋瘎┘澳芰?，能量回收系統(tǒng)中高溫?zé)煔饨Y(jié)垢現(xiàn)象普遍存在。近年來國內(nèi)各大煉油廠FCC 裝置煙氣輪機(jī)和旋風(fēng)分離器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)催化劑粘連結(jié)垢、煙機(jī)震動(dòng)異常等現(xiàn)象，引起三旋排塵口堵塞、煙機(jī)葉片結(jié)垢等，致使裝置停車清垢，這樣不僅縮短了裝置的運(yùn)行周期，還可能給裝置的安全生產(chǎn)帶來隱患。以鎮(zhèn)海煉化300萬噸重油催化裂化裝置中煙機(jī)回收能量為例為例，其設(shè)計(jì)回收功率16000kW，每

6、月即可以節(jié)省電費(fèi)690萬元。如果發(fā)生停工除垢現(xiàn)象，所有電能由電機(jī)提供，每天花費(fèi)約23萬元。由此可見，煙機(jī)的結(jié)垢問題已成為影響裝置“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”生產(chǎn)運(yùn)行的一大障礙。所以掌握結(jié)垢發(fā)生的根本原因?qū)?shí)現(xiàn)結(jié)垢的預(yù)測與有效防護(hù)，具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)際工程意義。1.2 催化裂化能量回收系統(tǒng)內(nèi)煙機(jī)結(jié)垢研究的目地目前，對于引起催化劑結(jié)垢的原因并沒有定論，主要是通過現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推斷，沒有給出造成催化劑結(jié)垢的本質(zhì)原因以及關(guān)鍵影響因素。因此需要充分了解不同煉廠實(shí)際結(jié)垢情況，分析垢樣的形貌、元素含量，對比不同工藝操作參數(shù)以及不同催化劑、助劑使用情況對結(jié)垢的影響作用，從而得出造成催化劑結(jié)垢的本質(zhì)原因以及關(guān)鍵影響

7、因素，為更好的防止結(jié)垢提供理論基礎(chǔ)和為解決結(jié)垢現(xiàn)象提供切實(shí)可行的依據(jù)。1.3 催化裂化能量回收系統(tǒng)內(nèi)煙機(jī)結(jié)垢研究的主要內(nèi)容以不同煉廠催化劑為研究對象，對顆粒的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，分析不同催化劑的粒度、元素及顯微圖像和垢樣的元素、顯微圖像，通過對比總結(jié)規(guī)律；并對煙機(jī)葉片上的熱態(tài)沉積粘附情況進(jìn)行研究，并研究不同催化劑組分、粒度、元素、溫度、壓力等因素對其影響規(guī)律。1中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)論文第二章 文獻(xiàn)綜述2.1 FCC能量回收系統(tǒng)研究現(xiàn)狀如圖2-1所示，在大型煉油廠流化催化裂化裝置中，油料以霧化狀態(tài)進(jìn)入提升管與提升管內(nèi)的高溫催化劑相互接觸并立即汽化進(jìn)行催化裂化反應(yīng)，油氣經(jīng)沉降器上部的旋風(fēng)

8、分離器分離出其中夾帶的催化劑后進(jìn)入分餾塔。反應(yīng)后的催化劑由氣提段將油氣由蒸汽脫除，經(jīng)待生斜管進(jìn)入再生器，燒去表面的積炭恢復(fù)活性后有再生斜管回到反應(yīng)器。再生器出口煙氣一般在680780之間，壓力在0.130.22 MPa(表壓)之間。其中，這部分高溫?zé)煔馑鶐ё叩哪芰考s占全裝置能耗的26%，而且如不采取相應(yīng)措施，煙氣中所含粉塵也會(huì)對大氣造成一定程度的污染。因此，回收這部分能量具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。圖2-1 催化裂化工藝流程圖目前，國內(nèi)外越來越多的煉油廠都在采用煙氣輪機(jī)（簡稱“煙機(jī)”）的能量回收系統(tǒng)回收高溫?zé)煔庵兴鶐У哪芰俊Ｒ话愦呋鸦偕邷責(zé)煔饽芰炕厥障到y(tǒng)的工藝流程1，如圖2-2所示。再

9、生器出口的高溫?zé)煔饨?jīng)凈化后進(jìn)入煙氣輪機(jī)做功，帶動(dòng)軸流風(fēng)機(jī)為催化裂化裝置提供主風(fēng)，剩余的功帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以電能的形式回收，做功后的煙氣溫度大約降低100150，再進(jìn)入廢熱鍋爐以熱能的形式回收，最后的尾氣經(jīng)煙囪排入大氣中。能量回收系統(tǒng)正常工作條件下，煙機(jī)的功率回收率（煙氣輪機(jī)的輸出功率與主風(fēng)機(jī)所需功率之比）可達(dá)130%，即煙機(jī)的能量不僅能滿負(fù)荷帶動(dòng)主風(fēng)機(jī)，還能向電網(wǎng)送電。1 再生器 2 第三級(jí)旋風(fēng)分離器 3 廢熱鍋爐 4 煙囪5 煙氣輪機(jī)6 軸流風(fēng)機(jī) 7 汽輪機(jī) 8 變速箱 9 發(fā)電機(jī)圖2-2 催化裂化高溫?zé)煔饽芰炕厥障到y(tǒng)工藝流程圖2.1.1 第三級(jí)旋風(fēng)分離器的發(fā)展及其應(yīng)用再生器內(nèi)出來的高溫?zé)煔馐菬o法

10、直接利用的。雖然其在排出前要經(jīng)過總效率至少為99.99%的一、二級(jí)旋風(fēng)分離器處理，但由于其入口濃度很高，即使用目前國內(nèi)最先進(jìn)的 PV型旋風(fēng)分離器，其出口濃度也在約0.51.0g/m3之間，大于10 m的顆粒也要超過5060%，較大顆粒隨氣流進(jìn)入煙氣輪機(jī)，相對于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪而言其速度非常高，如此高的速度使得直徑僅為10m的顆粒也嚴(yán)重沖蝕葉輪，對煙氣輪機(jī)的葉片有很強(qiáng)的沖蝕磨損作用，嚴(yán)重時(shí)可使煙機(jī)停運(yùn)，進(jìn)而影響整個(gè)高溫?zé)煔饽芰炕厥障到y(tǒng)的效益；而小于10m的顆粒進(jìn)入煙氣輪機(jī)，由于小于10m的固體顆粒(屬于C類粒子)本身由于分子間范德華力作用，粘結(jié)性強(qiáng)，不易流動(dòng)，使得沉積下來的細(xì)粉越來越多，致使煙機(jī)葉

11、片結(jié)垢，影響正常操作，甚至造成停工事故。因此，為保證煙氣輪機(jī)能長時(shí)期高效安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，必須要求煙氣輪機(jī)入口煙氣含塵濃度小于150200 mg/m3，大于10m的顆?？偤坎坏么笥?%，小于10m的顆粒也應(yīng)該盡量減少。所以，在高溫?zé)煔饽芰炕厥障到y(tǒng)中的煙機(jī)之前都需要加一級(jí)高效的第三級(jí)旋風(fēng)分離器（簡稱三旋，Third Stage Separators，TSS）2。三級(jí)旋風(fēng)分離器主要起到了回收催化器細(xì)粉，保護(hù)煙機(jī)長周期運(yùn)行，是催化裂化能量回收系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備3。目前三旋結(jié)構(gòu)形式有四種:多管立式三旋、多管臥式三旋、布埃爾式三旋和旋流式三旋（國內(nèi)三旋主要結(jié)構(gòu)是多管立式和多管臥式）。圖2-3圖2-4是我國立管式

12、三旋和臥管式三旋結(jié)構(gòu)簡圖。如圖2-3，立管式三旋主要由殼體、中心管膨脹節(jié)、吊筒和若干根旋風(fēng)分離單管組成。立管式分離單管一般采用導(dǎo)向葉片軸向進(jìn)氣式，它由導(dǎo)向葉片、分離管、升氣管、排塵結(jié)構(gòu)等組成。立管式多管分離器的上、下分離隔板均為凸面向上的球形曲面，煙氣進(jìn)料后進(jìn)入氣體分配室形成一個(gè)相對高壓區(qū)域，此煙氣的壓力同時(shí)作用于上隔板的凹面和下隔板的凸面，使上隔板受內(nèi)壓，下隔板受外壓。如圖2-4，臥式三旋主要由外殼、中間殼體、煙氣出口集合管和旋風(fēng)管等主要部件組成。臥式三旋是由結(jié)構(gòu)對稱的同心圓筒和圓錐構(gòu)成，且筒內(nèi)可自由伸縮膨脹，故能承受較大的溫度波動(dòng)及短期超溫，而不易發(fā)生變形或開裂現(xiàn)象。 圖2-3 立管式第三

13、級(jí)旋風(fēng)分離器 圖2-4 臥管式第三級(jí)旋風(fēng)分離器立式三旋和臥式三旋相比，對于處理量較小的催化裂化裝置，從制造施工、應(yīng)用效果、投資經(jīng)濟(jì)性等綜合因素考慮，多采用立式三旋；處理量較大的催化裂化裝置，由于單管根數(shù)多，立式三旋直徑過大，隔板太厚并容易變形，多采用臥式三旋。布埃爾式(Bell)三級(jí)旋風(fēng)分離器。由美國Bell公司設(shè)計(jì)并制造的一種較早的三級(jí)旋風(fēng)分離器，基本結(jié)構(gòu)是由幾臺(tái)并聯(lián)操作的旋風(fēng)分離器組成，其特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單，管道配置復(fù)雜，所以目前國內(nèi)應(yīng)用不多。旋流式(龍卷風(fēng))三級(jí)旋風(fēng)分離器。國內(nèi)又稱“龍卷風(fēng)型”，該三級(jí)旋風(fēng)分離器的主要特點(diǎn)是：一次氣和二次氣接觸形成強(qiáng)的漩渦流，此處的氣體切向速度很大，使固體顆粒

14、受較強(qiáng)的離心力作用，這樣有利于固體微粒的分離，微粒的返混現(xiàn)象較少4-7。在工業(yè)生產(chǎn)中，三級(jí)旋風(fēng)分離器應(yīng)用廣泛，但在其操作運(yùn)行過程中仍存在很多問題。（1）三旋單管存在設(shè)計(jì)缺陷，分離效率不高，雖然三旋出口濃度一直在200mg/m3左右，符合工藝指標(biāo)的要求，但是從煙機(jī)運(yùn)行情況看，三旋出口煙氣中始終存在一些粒徑大于10m的催化劑顆粒，對煙機(jī)動(dòng)葉片出氣邊造成較大破壞，使動(dòng)、靜葉片受損；（2）三旋吊桶角焊縫處容易出現(xiàn)裂紋，嚴(yán)重時(shí)使焊縫整圈開裂，吊桶整體落下，致使人孔膨脹節(jié)被拉直，若全靠膨脹節(jié)支撐了整個(gè)吊桶的重量，會(huì)造成嚴(yán)重事故；（3）臨界流速系統(tǒng)泄漏點(diǎn)多，管線、閥門、噴嘴沖刷嚴(yán)重，耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力

15、，給裝置運(yùn)行帶來極大隱患。趙炯、梁頂華、張福眾8等提出了催化裂化裝置中散集旋風(fēng)分離器存在問題的原因進(jìn)行了分析并提出了合理的處理措施。原因分析：（1）三旋單管的主要故障部位在雙錐排塵口處。雙錐排塵口抑制催化劑返混的基本原理在于通過排塵口氣流通道突然擴(kuò)大再收縮，再突然擴(kuò)大的辦法來擾亂氣流，從而減弱深人灰斗的旋渦強(qiáng)度。在雙錐與外管變徑處采用止口定位、焊接而成，由于加工中錐體內(nèi)徑小于外管內(nèi)徑，形成一個(gè)臺(tái)階，長時(shí)間沖刷后引起焊口磨穿，造成催化劑返混。（2）我們認(rèn)為三旋隔板和膨脹節(jié)的破壞是由于制造和操作等原因引起的過度變形而損壞。安裝三旋單管的兩個(gè)拱形隔板直徑較大，而且在較惡劣的工況下工作，由于開、停工和

16、操作超溫時(shí)都會(huì)發(fā)生劇烈的溫度變化，同時(shí)三旋為冷壁結(jié)構(gòu)，隔板膨脹形成的應(yīng)力和扭矩全部集中在吊桶焊縫處，而三旋上下隔板溫差較大時(shí)，隔板也會(huì)發(fā)生較大變形，加上焊接質(zhì)量不高、存在焊接缺陷等原因，最終造成焊縫斷裂，使旋風(fēng)器失效。采取的措施：（1）改變連接部位和連接方式，消除了設(shè)計(jì)缺陷，保證了單管分離效率。（2）用32塊16mm的不銹鋼板做成“I ”形加強(qiáng)筋板對焊縫進(jìn)行加固，加強(qiáng)筋板開有應(yīng)力釋放孔，并對焊縫進(jìn)行100% 探傷，經(jīng)過運(yùn)行，修理效果良好。（3）盡管免維護(hù)系統(tǒng)已大大地減少了閥門、法蘭數(shù)量。改進(jìn)后三旋系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，煙氣出口粉塵濃度能夠控制在指標(biāo)之內(nèi)，保證了煙機(jī)的正常運(yùn)行。但針對三旋吊桶角焊縫處容易

17、出現(xiàn)裂紋問題，沒有從根本上改進(jìn)或解決，只是提出了修復(fù)措施。劉宗良，張衛(wèi)華9等通過分析比較， 推薦以下幾種三旋設(shè)計(jì)理念， 在滿足煙氣輪機(jī)煙機(jī)對三旋的分離性能要求的前提下， 可以較顯著地節(jié)約工程投資。第一是集約型三級(jí)旋風(fēng)分離器（圖2-5）取名“集約型”，一是將一、二、三級(jí)旋風(fēng)分離器集中布置， 簡約而不簡單。二是省去了三旋外殼三是三旋不單獨(dú)設(shè)置基礎(chǔ)和平臺(tái)以及再生煙氣進(jìn)三旋的管道。這三項(xiàng)加起來，對一套處理能力1。0Mt/a的催化裂化裝置的三旋來講，至少節(jié)約300萬人民幣。(1)通常再生器內(nèi)部將一、二級(jí)旋風(fēng)分離器布置在周邊，再生器上部中間部分有足夠的空間可以布置三旋內(nèi)吊筒，再生器和三旋共用一個(gè)集氣室（見

18、圖2-5）。（2）取消三旋外殼體，僅留下布置旋風(fēng)管的內(nèi)吊筒和上、下隔板、旋風(fēng)管，其工作狀況同再生器一、二旋，因此材料不必特殊考慮。（3）二旋煙氣直接沿三旋吊筒外壁進(jìn)人三旋氣體分配室，省去了原三旋的中心進(jìn)氣管和膨脹節(jié)。不僅節(jié)省中心進(jìn)氣管和膨脹節(jié)的費(fèi)用，而且避免了易損件膨脹節(jié)可能出現(xiàn)的磨損開裂和對上隔板的較大的軸向推力，增強(qiáng)了設(shè)備的安全性。（4）上下隔板上省去了中心進(jìn)氣管的占有面積， 可以多布置旋風(fēng)管， 相應(yīng)可縮小三旋吊筒直徑。（5）節(jié)省投資，減少占地，縮短施工周期。第二是用母子型三級(jí)旋風(fēng)分離器（圖2-6）組合；（1）大直徑普通高效旋風(fēng)分離器替替代小直徑旋風(fēng)管作為分離單元，從尺寸匹配上進(jìn)行優(yōu)化組合

19、， 適當(dāng)增大壓力降需低于多管式三旋壓從而提高效率；由于尺寸加大，旋風(fēng)管內(nèi)部可施以非金屬耐磨襯里，從而延長壽命。（2）可以多回收煙氣能量，而且由于對催化劑的磨損小，進(jìn)人煙機(jī)的細(xì)粉凈化煙氣中粉塵含量通常較少。（3）母子型三級(jí)旋風(fēng)分離器，具有兩次分離作用。煙氣從筒體切向進(jìn)人，對催化劑進(jìn)行預(yù)分離，降低進(jìn)人旋風(fēng)分離器的固體負(fù)荷，兩次分離，起著臥管式三旋的作用，可有效地提高分離效率。其優(yōu)點(diǎn)是：其優(yōu)點(diǎn)是在保證分離性能的前提下簡化結(jié)構(gòu)方便制造、安裝，減輕重量，節(jié)省投資。并可減小催化劑磨損，降低細(xì)粉含量， 有利于煙氣輪機(jī)運(yùn)行。 圖2-5 集約型三級(jí)旋風(fēng)分離器 圖2-6 母子型三級(jí)旋風(fēng)分離器2.2 高溫?zé)煔饨Y(jié)垢的

20、研究現(xiàn)狀從目前國內(nèi)外對煙氣輪機(jī)結(jié)垢的研究和煙氣輪機(jī)垢樣的顯微觀察分析，煙機(jī)垢樣主要成分為催化劑，其中與平衡催化劑有明顯差別的是CaO，P2O5，F(xiàn)e含量和SO4含量非常高。從煙機(jī)葉片垢樣顯微放大發(fā)現(xiàn)結(jié)垢是逐層加厚的，比較堅(jiān)硬，且全為粒徑小于10m的細(xì)粉粘合而成，垢樣有明顯受煙機(jī)葉片流道沖刷的痕跡。垢物主要是催化劑，結(jié)垢的原因很多，目前國內(nèi)外對三級(jí)旋風(fēng)分離器和煙機(jī)結(jié)垢研究及對垢樣進(jìn)行的分析，將結(jié)垢原因歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：（1）大量催化劑細(xì)粉存在，提供了結(jié)垢的基礎(chǔ)物質(zhì)，結(jié)垢速度隨細(xì)粉濃度增大而增大。（2）催化劑細(xì)粉靜電吸附作用。與常規(guī)催化劑顆粒A類粒子不同，小于l0m的固體顆粒(屬于c類粒子)本身由于

21、分子間范德華力作用，粘結(jié)性強(qiáng)，不易流動(dòng)，使得沉積下來的細(xì)粉越來越多，為結(jié)垢提供了必要的條件。（3）平衡催化劑上鈣、磷、鐵等離子含量過高是催化劑細(xì)粉結(jié)垢的成因。鈣使催化劑在高溫下造成催化劑表面燒結(jié)，堵塞了催化劑微孔，影響了催化劑轉(zhuǎn)化率；磷與催化劑上的鈣反應(yīng)形成磷酸鈣，它在高溫環(huán)境內(nèi)會(huì)促進(jìn)催化劑表面燒結(jié)，再生溫度越高，催化劑的表面燒結(jié)情況越嚴(yán)重；在催化劑再生過程中，鐵與煙氣中的硫會(huì)形成FeS，該物質(zhì)具有磁性，也加速了催化劑的吸附和粘連。所以大量鈣、鐵、磷元素的存在，又起到了粘結(jié)劑的作用，促進(jìn)了催化劑細(xì)粉的進(jìn)一步結(jié)合。（4）操作或設(shè)計(jì)參數(shù)選取不當(dāng)，會(huì)加劇、惡化三旋的工況，使三旋、煙機(jī)結(jié)垢，直至發(fā)生非

22、計(jì)劃停工。結(jié)垢預(yù)防措施有（1）控制催化裂化原料和催化劑的金屬含量。加強(qiáng)常減壓裝置電脫鹽操作管理，嚴(yán)格控制脫后含鹽量小于3mg/L，降低進(jìn)入裂化裝置原料中的金屬特別是鈣、鐵、鈉離子的含量；加工高鈣含量原油的常減壓裝置，要應(yīng)用和優(yōu)選脫鈣劑，提高脫鈣率，降低催化原料的鈣含量；加工高酸值原油的常減壓裝置，通過材質(zhì)升級(jí)或應(yīng)用減壓側(cè)線餾分緩蝕劑，減少由于設(shè)備腐蝕造成的催化原料鐵離子含量。優(yōu)化平衡重油加工裝置的原料性質(zhì)，減少高含金屬原料進(jìn)催化加工；對金屬含量超標(biāo)的催化劑顆粒的進(jìn)行有效的磁分離，降低煙機(jī)入口煙氣攜帶催化劑顆粒的金屬含量；嚴(yán)格控制催化裂化平衡催化劑的Ca、Fe、Ni等金屬的含量。(2)嚴(yán)格控制裂

23、化催化劑的細(xì)粉含量。提高旋風(fēng)分離器的分離效率，控制煙機(jī)入口粉塵濃度低于100 mg/m3 ，降低煙機(jī)入口的催化劑細(xì)粉濃度，減少催化劑粘連結(jié)垢的物質(zhì)基礎(chǔ)；改善提升管操作，選用低速霧化效果好的噴嘴；控制再生器溫度在720以下，減少再生器水蒸氣量；優(yōu)化反應(yīng)再生操作條件，減少催化劑破碎，努力降低煙氣進(jìn)入煙機(jī)的粉塵含量；改善FCC催化劑篩分組成和耐磨性能，降低新鮮劑細(xì)粉含量，新鮮催化劑中小于20m組分不大于 3(w) 。(3)優(yōu)化裂化催化劑品種和質(zhì)量要求：合理降低催化劑置換量，緩和降低催化汽油烯烴的條件，減少細(xì)粉的產(chǎn)生量；降低催化原料硫含量，控制煙氣中SOx含量，必要時(shí)應(yīng)用硫轉(zhuǎn)移助劑。(4)優(yōu)化操作工況

24、提高再生效果，減少催化劑細(xì)粉中膠質(zhì)的粘連。部分再生裝置應(yīng)優(yōu)化一再操作條件和催化劑進(jìn)口位置，同時(shí)控制煙氣中CO含量，避免由于CO發(fā)生歧化反應(yīng)形成黑垢。2.3 垢樣的形貌描述隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，固體表面與界面的表征己成為現(xiàn)代分析化學(xué)的重要任務(wù)。表面分析是應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為積極利用表面性質(zhì)而應(yīng)運(yùn)而生的。從分子、原子水平認(rèn)識(shí)表面現(xiàn)象，研究固體表面的原子排列、微觀結(jié)構(gòu)缺陷等幾何學(xué)結(jié)構(gòu)。目前用于表面分析的方法已超過30種。用得最廣的是掃描電鏡，它給出的是微觀物質(zhì)的宏觀相片，但只能分析物體的二維尺寸。而垢樣的宏觀形貌要用光學(xué)顯微鏡或直接拍照形式，微觀形貌要用掃描電子顯微（SEM）鏡進(jìn)行觀測。SEM的工

25、作原理（如圖2-7）是用一束極細(xì)的電子束掃描樣品，在樣品表面激發(fā)出次級(jí)電子，次級(jí)電子的多少與電子束入射角有關(guān)，也就是說與樣品的表面結(jié)構(gòu)有關(guān)，次級(jí)電子由探測體收集，并在那里被閃爍器轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，再經(jīng)光電倍增管和放大器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)來控制熒光屏上電子束的強(qiáng)度，顯示出與電子束同步的掃描圖像。圖像為立體形象，反映了樣品的表面結(jié)構(gòu)。為了使標(biāo)本表面發(fā)射出次級(jí)電子，標(biāo)本在固定、脫水后，要噴涂上一層重金屬微粒，重金屬在電子束的轟擊下發(fā)出次級(jí)電子信號(hào)。圖2-7 SEM工作原理圖掃描電子顯微鏡可以清楚地反映和記錄垢物的顯微形貌、孔隙大小、晶界和團(tuán)聚程度等微觀特征 ，是觀察分析樣品微觀結(jié)構(gòu)方便、易行的有效方法。掃描電

26、鏡雖然本身具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，（1）儀器分辨率較高，通過二次電子象能夠觀察試樣表面6nm左右的細(xì)節(jié)，采用LaB6電子槍，可以進(jìn)一步提高到3nm。（2） 儀器放大倍數(shù)變化范圍大，且能連續(xù)可調(diào)。因此可以根據(jù)需要選擇大小不同的視場進(jìn)行觀察，同時(shí)在高放大倍數(shù)下也可獲得一般透射電鏡較難達(dá)到的高亮度的清晰圖像。（3）觀察樣品的景深大，視場大，圖像富有立體感，可直接觀察起伏較大的粗糙表面和試樣凹凸不平的金屬斷口象等，使人具有親臨微觀世界現(xiàn)場之感。（4）樣品制備簡單，只要將塊狀或粉末狀的樣品稍加處理或不處理，就可直接放到掃描電鏡中進(jìn)行觀察因而更接近于物質(zhì)的自然狀態(tài)。（5）可進(jìn)行綜合分析。裝上波長色散X射線譜儀

27、(WDX)或能量色散x射線譜儀（EDX)，使具有電子探針的功能，也能檢測樣品發(fā)出的反射電子、X射線、陰極熒光、透射電子、俄歇電子等。把掃描電鏡擴(kuò)大應(yīng)用到各種顯微的和微區(qū)的分析方式，顯示出了掃描電鏡的多功能。另外，還可以在觀察形貌圖象的同時(shí)，對樣品任選微區(qū)進(jìn)行分析：裝上半導(dǎo)體試樣座附件。 2.4 催化裂化阻垢劑技術(shù)隨著原油質(zhì)量的變重變差，石油加工條件也變得更為苛刻，石油加工設(shè)備和管道的結(jié)垢問題日益突出。為此，國內(nèi)外都進(jìn)行了廣泛的研究，提出了一系列減少結(jié)垢的方法，如改變操作條件，改進(jìn)設(shè)備，在加工設(shè)備和管道時(shí)對其內(nèi)表面進(jìn)行化學(xué)鈍化處理等。但是這些方法都有局限性，未能從根本上抑制結(jié)垢的產(chǎn)生。隨著對結(jié)垢

28、研究的深入，開發(fā)出了抑制結(jié)垢的阻垢劑。用阻垢劑來抑制石油加工設(shè)備和管道結(jié)垢的方法簡便、有效、經(jīng)濟(jì)，因此在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。國外阻垢劑一般可分成二類，一類用于溫度為500左右的設(shè)備和管道，如熱裂化、延遲焦化、焦化等裝置，這類阻垢劑可抑制或減少高溫時(shí)由烴類熱裂解等反應(yīng)引起的生焦，因此常被稱為阻焦劑或防焦劑。另一類阻垢劑的使用溫度相對較低，如：用于催化裂化油漿系統(tǒng)、減壓塔底渣油系統(tǒng)等。但是也有一些阻垢劑可在250-500的溫度范圍內(nèi)使用，即既能阻止高溫結(jié)焦，也可阻止低溫結(jié)垢。國內(nèi)的阻垢劑都是針對石油加工過程某個(gè)易結(jié)垢部位研制的，針對性強(qiáng)，阻垢效果也十分顯著，因此阻垢劑一般按用途進(jìn)行分類，分成催

29、化裂化油漿阻垢劑、加氫裂化原料阻垢劑、減壓渣油阻垢劑等。但是無論怎樣，所有的阻垢劑都具有如下一種或幾種性能。（1）清凈分散性。能阻止油料中的腐蝕產(chǎn)物、鹽類和雜質(zhì)顆粒聚集沉積，減少無機(jī)垢的生成。（2）抗氧化性。與被氧化的烴自由基形成惰性分子，使鏈反應(yīng)中止，不能形成大分子聚合物，減少有機(jī)垢的生成。（3）阻聚合性。阻止烴分子的聚合，減少有機(jī)垢的生成。（4）鈍化金屬表面性。使設(shè)備和管道的材質(zhì)在高溫下不能對脫氫生焦起催化作用。（5）抗腐蝕性和表面改性功能，在設(shè)備和管道表面形成保護(hù)膜，減少腐蝕產(chǎn)物的生成，保持設(shè)備和管道的內(nèi)表面的光潔。除此之外，阻垢劑還應(yīng)具有：油溶性，與加工油料能均勻混合；粘度小，易流動(dòng)，

30、便于使用；對后序加工工藝和產(chǎn)品性質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生不良的影響。在使用溫度下不分解，以及無毒等理化性質(zhì)。許有志通過分析重油催化裂化的結(jié)垢原因，提出了在油漿中加入一定量的阻垢劑，這種方法不僅能抑制焦炭狀物質(zhì)在管道上聚集，而且成本較低，便于推廣和使用。趙光輝，蘇秋紅，齊泮侖，西曉麗，關(guān)旭，李國臣等：通過對重油催化裝置油漿換熱器結(jié)垢的原因和機(jī)理進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)YJZ一101型油漿阻垢劑。有效抑制焦垢在油漿換熱器中形成，使換熱器保持較高的換熱效率，維持裝置的長周期正常運(yùn)轉(zhuǎn)。第三章 實(shí)驗(yàn)裝置及方案設(shè)計(jì)本課題以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對催化劑及垢樣進(jìn)行相關(guān)物理性質(zhì)參數(shù)的測量和觀察，研究結(jié)垢主要物質(zhì)的性質(zhì)規(guī)律；改變壓

31、力、溫度、水蒸氣量、催化劑種類、金屬含量等，研究這些因素對結(jié)垢的影響。3.1實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)所用的樣品是各煉廠的催化劑（新鮮劑、平衡劑、三旋細(xì)粉、余熱鍋爐細(xì)粉等）。煙機(jī)結(jié)垢性能實(shí)驗(yàn)用到的主要設(shè)備有庫爾特激光粒度儀、電子顯微鏡、光學(xué)顯微鏡、射線熒光分析儀、加熱爐。如圖3-1熱態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置。圖3-1 熱態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置3.2實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)主要分為兩部分進(jìn)行，第一部分是催化劑及垢樣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)；第二部分是催化劑的熱態(tài)試驗(yàn)。催化劑及垢樣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)主要研究催化劑的粒度、顯微形貌及元素濃度和垢樣的顯微圖像及元素濃度；通過橫向和縱向?qū)Ρ龋偨Y(jié)規(guī)律。熱態(tài)實(shí)驗(yàn)主要是通過還原生產(chǎn)工況，找到結(jié)垢的原因并研究壓力、溫度、粒度、保

32、溫時(shí)間、水蒸氣及金屬元素和酸性氣體對結(jié)垢的影響，總結(jié)相關(guān)規(guī)律。表3-1 熱態(tài)實(shí)驗(yàn)表實(shí)驗(yàn)操作條件4007001000保溫1小時(shí)保溫1小時(shí)保溫2小時(shí)保溫1小時(shí)壓緊未壓緊壓緊未壓緊壓緊未壓緊壓緊未壓緊基準(zhǔn)操作狀態(tài)DA B D E F IA B C D(2g、4g、8g) E F ID1、D2D(2g、4g、8g)DB C D E F粒度影響D G HD G H水蒸氣D FD金屬元素和硫元素氯化鈉0.6%F1 F24%F氯化鈣0.6%D F4%D F0.6%+SD F4%+SD F1 F2氧化鐵0.6%D F0.6%+SD F4%D F鎳粉0.6%D F0.6%+SD F4%D F硫酸銨（S）F表中字

33、母、符號(hào)含義：A、安邦平衡劑 B、金陵平衡劑 C、撫順平衡劑 D、京博平衡劑 E、勝利平衡劑 F、利津平衡劑 G、京博余熱鍋爐細(xì)粉 H、京博三旋細(xì)粉 I、中原平衡劑 S、硫酸銨第四章 結(jié)果分析4.1發(fā)生結(jié)垢工況時(shí)催化劑及垢樣分析以撫順新鮮劑、平衡劑、垢塊為例。4.1.1 顯微圖像分析1新鮮劑和平衡劑對比分析 （1）撫順煉廠樣品圖4-1是撫順煉廠新鮮劑和平衡劑的對比圖，從圖中可以看出：新鮮劑的球心度好而且顆粒表面較為平整，而平衡劑絕大部分是多邊形或顆粒表面凸凹不平，這是因?yàn)樵诖呋鸦^程中，催化劑發(fā)生了熱崩、機(jī)械磨損等導(dǎo)致的較大顆粒破碎，細(xì)小顆粒增加，粒徑變小加之顆粒表面的不平整導(dǎo)致平衡劑的靜電

34、吸附能力增強(qiáng)。 新鮮劑（放大500倍） 平衡劑（放大500倍）圖4-1 撫順煉廠催化劑顯微圖像2垢樣分析（1）撫順煉廠樣品圖4-2是撫順煉廠靜葉垢樣和動(dòng)葉垢樣的電鏡分析圖，從圖中可以看出：顯微放大相同倍數(shù)時(shí)，靜葉垢物的組成較為稀疏且組成結(jié)構(gòu)粒度較大，有片狀物質(zhì)的存在；而動(dòng)葉垢物則是由小粒度的物質(zhì)組成且粒度小，呈現(xiàn)緊密堆積狀態(tài)； 靜葉結(jié)垢 （放大5.00K） 動(dòng)葉結(jié)垢 （放大5.00K）圖4-2 結(jié)垢的顯微圖像4.1.2 元素分析1新鮮劑與平衡劑對比分析（1）撫順煉廠樣品表4-1是撫順煉廠新鮮劑、平衡劑元素組成及含量表，從表中可以看出：（1）Ni和Cl含量變化較大的，Ni含量明顯增大，Cl、S含

35、量則明顯降低；（2）新鮮劑中含有Cs、Zn而平衡劑中不含；（3）平衡劑中含有F、Sb、V而新鮮劑中沒有。由上述分析推斷：（1）Ni、Na、Ti、Ca、Fe等元素含量增多的原因是原油預(yù)處理未能將其攜帶的離子完全除盡，致使這些離子隨油氣進(jìn)入并與新鮮催化劑接觸反應(yīng)而引入到平衡劑；（2）Cl 、S、Zn等元素的含量降低（或消失）的原因是新鮮催化劑與霧化蒸汽狀態(tài)的油氣接觸反應(yīng)，Cl發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)而消耗（Cl可能溶解在油、汽中或以氣體形式）表4-1 新鮮劑、平衡劑元素組成及含量元素新鮮劑平衡劑O47.7921747.65653Al27.5680626.63312Si17.6703318.44547Ce2

36、.3526852.688085La1.3286011.64327Cl0.9170.012S0.2820.0544Fe0.22540.4382K0.0896170.087957Ca0.0785710.11Ti0.0930.1086Na0.1328060.353161P1.2207891.026056V00.013451Ni0.028288 0.216876Sb00.108601F00.176Cs0.0556520由上述分析推斷：（1）Fe、Ca、Ti、Na等元素含量增多的原因是原油預(yù)處理未能將其攜帶的離子完全除盡，致使這些離子隨油氣進(jìn)入并與新鮮催化劑接觸反應(yīng)而引入到平衡劑；（2）Cl 、S等元素

37、的含量降低（或消失）的原因是新鮮催化劑與霧化蒸汽狀態(tài)的油氣接觸反應(yīng)，Cl、S發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)而消耗（Cl可能溶解在油、汽中或以氣體形式）。2.垢樣分析（1）撫順煉廠樣品表4-3是撫順煉廠垢樣元素含量組成表，從表中可以看出：（1）靜葉和動(dòng)葉垢樣的Al、Si含量都很多，是垢樣的主要組成元素，而Al和Si是催化劑的主要元素；由此可知，結(jié)垢物主要是由催化劑燒結(jié)而形成結(jié)垢。（2）靜葉和動(dòng)葉的元素組成（除S和V）相差很微小，說明靜葉和動(dòng)葉垢物的元素組成基本相同，但其晶格排列不盡相同，導(dǎo)致其物理特性的差別。（3）動(dòng)葉S含量比靜葉低，這很可能是在高溫環(huán)境下，S以氣態(tài)形式隨煙氣流走；V含量增大，結(jié)合V的特性：釩

38、的熔點(diǎn)很高，有延展性，質(zhì)堅(jiān)硬，無磁性、能增加快凝物的顯微硬度、對催化劑的結(jié)晶度影響很大，而結(jié)垢物在高溫情況可能呈黏稠狀態(tài)，到達(dá)動(dòng)葉部分溫度下降快而發(fā)生快速凝結(jié)，加上V及類V物質(zhì)的作用，使其結(jié)成堅(jiān)硬垢物牢牢附著在動(dòng)葉上。（4）Gd、Ge、 Co等靜葉垢物和動(dòng)葉垢物含有，而在催化劑中沒有，可能是油氣中的微量元素在高溫環(huán)境下被捕集或置換出來留在了結(jié)垢物中。表4-3 垢樣元素組成及含量元素靜葉垢樣動(dòng)葉垢樣O47.120347.31531Al27.8634727.90053Si16.584416.80467La1.6765281.608307S0.21640.1384Fe0.49560.5124K0.0

39、962550.089617Ca0.1471430.123571Ti0.0750.0762Na0.371710.377645P1.0697181.080197Ba0.1137190.090438Mg0.0418720.037154Pb0.0064980.008354Sr0.0067650.004228As0.0992420.152273Zn0.0810490.062593Zr0.0059220.005182V0.0078460.108165Ni0.387390.35203Sb0.3725840.368407Co0.011751F0.2160.15綜上所述提出可能引起結(jié)垢的幾個(gè)因素：（1）再生效果

40、不好，顆粒因磨損、熱崩而細(xì)化導(dǎo)致細(xì)粉量增加（粒度變?。瑸榻Y(jié)垢提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；顆粒球形度變差會(huì)導(dǎo)致靜電力增強(qiáng)，容易附著形成垢塊；（2）Fe、Ca、Ti、Na、V、等元素增多導(dǎo)致平衡劑在高溫下更容易燒結(jié)，促進(jìn)結(jié)垢。（3）酸性氣體為結(jié)垢提供一定的氛圍，也是促進(jìn)結(jié)垢的一個(gè)因素。4.2 不同煉廠各種催化劑的粒度分析4.2.1 撫順煉廠樣品1.新鮮劑和平衡劑粒度對比表4-4是撫順煉廠催化劑的粒度表，從表中可知：新鮮劑的平均粒徑為93.96m，平衡劑的平均粒徑為69.39m；圖4-3是撫順煉廠新鮮劑和平衡劑粒度對比圖，從圖中可以看出：平衡劑中23-78m的顆粒多于新鮮劑，而新鮮劑中78-250m的顆粒多于

41、平衡劑；這是因?yàn)樵诖呋鸦^程中，催化劑發(fā)生了熱崩、機(jī)械磨損等導(dǎo)致78-250m的較大顆粒破碎，23-78m的細(xì)小顆粒增加。表4-4平衡劑、新鮮劑、三旋細(xì)粉主要粒徑參數(shù)表平均粒徑（m）中位粒徑（m）平衡劑69.3963.7新鮮劑93.9686.66三旋細(xì)粉20.1820.31圖4-3 平衡劑與新鮮劑對比圖2.三旋細(xì)粉粒度分析由表4-4可知：三旋細(xì)粉的平均粒徑為20.18m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于新鮮劑和平衡劑的平均粒徑；圖4-4是撫順三旋細(xì)粉粒徑分布圖，從圖中可以看出：三旋細(xì)粉中大多數(shù)顆粒大于10m，即三旋未能將再生器出來的煙氣中的10m以上的顆粒分離，；而三旋細(xì)粉中大于20m的顆粒也很多，這是因?yàn)橐弧⒍?/p>

42、分離效果不好，未能將20m以上顆粒收集下來，致使較大顆粒隨煙氣進(jìn)入三旋；總結(jié)結(jié)論：一、二、三旋的運(yùn)行狀態(tài)都不好，不符合催化裂化裝置旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。圖4-4 三旋細(xì)粉粒徑分布圖4.2.2 勝利石化樣品1.新鮮劑和平衡劑粒度對比表4-5 新鮮劑和平衡劑主要粒度參數(shù)新鮮劑平衡劑平均粒徑（m）76.5982.58中位粒徑（m)69.9976.51圖4-5 新鮮劑和平衡劑粒度分布表4-5是勝利石化催化劑粒度表，從表中可以看出：新鮮劑的平均粒徑為76.59m；平衡劑的平均粒徑為82.58m。圖4-5是新鮮劑和平衡劑粒度分布圖，從圖中可以看出：新鮮劑中45m以下和130m以上的顆粒多于平衡劑的，而

43、平衡劑中45-130m的多于新鮮劑中的。在反應(yīng)過程中，催化劑發(fā)生熱崩現(xiàn)象，130m以上的大顆粒破碎而細(xì)化，平衡劑中45-130m的顆粒增加；這是因?yàn)樵偕^程中新鮮劑顆粒出現(xiàn)了粘結(jié)和積炭現(xiàn)象，使得45m以下顆粒減少，平衡劑中45-130m的顆粒增加。平衡劑內(nèi)10m以下顆粒幾乎沒有，所以經(jīng)三旋分離后進(jìn)入煙機(jī)顆粒及其微量，這是不結(jié)垢原因之一。4.2.3 利津石化樣品1新鮮劑和平衡劑粒度對比表4-6是利津石化催化劑的粒度分布表，從表中可以看出：新鮮劑平均粒徑為89.21m,平衡劑的平均粒徑為80.92m；圖4-6是新鮮劑和平衡劑粒度對比圖，從圖中可以看出：平衡劑和平衡劑粒度集中在20-260m左右，新

44、鮮劑中105-260m的顆粒多于平衡劑的，而平衡劑中20-105m的顆粒比平衡劑的多，這是因?yàn)樵诜磻?yīng)過程中發(fā)生了熱崩、機(jī)械磨損的現(xiàn)象，使新鮮劑中105-260m的顆粒減少，平衡劑中20-105m的顆粒增加。但平衡劑與新鮮劑粒度分布曲線偏移小，再生說明效果好。 表4-6 新鮮劑和平衡劑主要粒度參數(shù)新鮮劑平衡劑平均粒徑（m）89.2180.92中位粒徑（m）80.1375.04圖4-6 新鮮劑和平衡劑粒度分布總結(jié)結(jié)論：再生效果差和三旋工況不好是引起結(jié)垢的兩個(gè)重要前提因素。再生效果差會(huì)導(dǎo)致顆粒細(xì)化，提供結(jié)垢的物質(zhì)基礎(chǔ)；也可能導(dǎo)致顆粒粗化，使得顆粒粘結(jié)，在壓力作用和輕微附著的前提下下牢牢附著。三旋工況

45、不好使大量的細(xì)顆粒進(jìn)入煙機(jī)，為結(jié)垢提供物質(zhì)基礎(chǔ)。4.3元素分析總結(jié)4.3.1新鮮劑、平衡劑元素對比分析表4-7是催化劑元素含量組成表，從表中可以看出：三種工況下對比可得：（1）平衡劑的Fe、Ca、Na、Ti、Ni的含量與新鮮劑相比都明顯增加了，且利津平衡劑的元素增加率為0.745%，京博平衡劑的元素增加率為2.345%，撫順平衡劑元素增加率為1.198%；三者相比利津最小，京博最大。（2）S、Cl、F、P等易生成酸性介質(zhì)和低熔點(diǎn)化合物的非金屬元素含量的變化規(guī)律：利津平衡劑中的含量均少于新鮮劑的，而京博石化和撫順石則有的增加、有的減少。表4-7 催化劑元素組成及含量表元素利津利津京博京博撫順撫順

46、新鮮劑平衡劑新鮮劑平衡劑新鮮劑平衡劑O48.19147.79147.74547.45247.7921747.65653Al22.68225.69230.77528.9327.5680626.63312Si22.35319.61916.16316.84717.6703318.44547Ce1.7831.9861.6481.6372.3526852.688085La1.5341.5151.1210.8811.3286011.64327Cl0.8720.010.620.0380.9170.012S0.2240.0690.5790.0450.2820.0544Fe0.350.4340.2790.421

47、0.22540.4382K0.1660.1220.2180.1450.0896170.087957Ca0.1840.2660.1710.8040.0785710.11Ti0.1240.1310.1070.1340.0930.1086Na0.2180.3760.1060.2840.1328060.353161P0.7940.5540.0840.1241.2207891.026056Ba0.090.1160.0810.0970.0698430.097601Mg0.0480.0720.0540.0980.045410.048359Pb0.0080.0050.0110.0070.0037130.003

48、713Sr0.0040.0080.0090.0120.0050740.005919As0.1310.1190.0040.3970.0083330Zn0.0160.0330.0040.0330.0288890.048148V0.3480.800.013451Ni0.0140.3460.5750.0282880.216876Sb0.1230.18800.108601F0.1880.17100.176總結(jié)結(jié)論： Fe、Ca、Na、Ti、V、Ni等元素的單獨(dú)可能會(huì)增加結(jié)垢的傾向，但并不是引起結(jié)垢的主要原因；如果這些元素與一定量的S、Cl、F、P等易生成酸性介質(zhì)和低熔點(diǎn)化合物的非金屬元素相互作用會(huì)對結(jié)垢

49、產(chǎn)生較明顯的作用。Fe、Ca、Na、Ti、V、Ni等元素在一定含量范圍內(nèi)時(shí)，是需要在一定的氛圍下才能起促進(jìn)作用，影響結(jié)垢現(xiàn)象。4.3.2 平衡劑、垢樣元素對比分析表4-8是平衡劑和垢樣元素分析表，從表中可以看出：在兩中工況下，垢樣中的Fe、Na、Ni、Sb金屬元素含量較平衡劑都明顯增加了，但增加的量不一樣。京博垢樣Fe增加了0.645%，而撫順靜、動(dòng)葉垢樣的Fe分別增加了0.0475%和0.0742%；京博垢樣Na增加了0.138%，而撫順靜、動(dòng)葉垢樣Na分別增加了0.019%和0.024%；京博Ni增加了0.333%，而撫順靜、動(dòng)葉垢樣Ni分別增加了0.17%和0.136%；京博垢樣Sb增加

50、了0.241%，而撫順靜、動(dòng)葉垢樣Sb分別增加了0.265%和0.26%。這是因?yàn)檫@些元素是反應(yīng)-再生過程中從原料中捕集下來而沉積在催化劑表面的，在催化劑循環(huán)過程中發(fā)生反應(yīng)。而非金屬元素S、P含量增加了。京博S增加了0.303%，而撫順靜、動(dòng)葉S分別增加了0.106%和0.084%；京博P增加了0.464%，而撫順的靜、動(dòng)葉垢樣P分別增加了0.043%和0.054%。表4-8 元素組成及含量表元素京博京博撫順撫順撫順平衡劑垢樣平衡劑靜葉垢樣動(dòng)葉垢樣O47.45246.63347.6565347.120347.31531Al28.9324.72926.6331227.8634727.90053S

51、i16.84717.95118.4454716.584416.80467Ce1.6371.9062.6880852.6286572.615632La0.8812.9951.643271.6765281.608307Cl0.0380.0380.012S0.0450.3420.05440.21640.1384Fe0.4211.0660.43820.49560.5124K0.1450.1520.0879570.0962550.089617Ca0.8040.3740.110.1471430.123571Ti0.1340.1310.10860.0750.0762Na0.2840.4670.3531610

52、.371710.377645P0.1240.571.0260561.0697181.080197Ba0.0970.1750.0976010.1137190.090438Mg0.0980.0860.0483590.0418720.037154Sr0.0120.0170.0059190.0067650.004228Zn0.0330.0560.0481480.0810490.062593V0.80.7290.0134510.0078460.108165Ni0.5750.9080.2168760.387390.35203Sb0.1880.4290.1086010.3725840.368407總結(jié)結(jié)論： Na、Ni不僅能增加結(jié)垢傾向、促進(jìn)燒結(jié)，而且能夠起