[發(fā)明專利]催化裂化裝置煙氣輪機結垢預測與阻垢評價實驗設備

有效

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• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN104237455B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 胡仁波;金有海;趙輝;騰康;楊朝合;山紅紅
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 吳貴明,張永明

技術領域

本發(fā)明涉及一種催化裂化裝置煙氣輪機結垢預測與阻垢評價實驗設備，該設備屬于石油化工技術領域，提出了一種煉油廠催化裂化裝置煙氣輪機(簡稱催化煙機)結垢預測與阻垢劑評價實驗設備。

背景技術

近年來，煉油廠催化裂化裝置煙機在各煉廠均出現(xiàn)因嚴重結垢而導致的震動現(xiàn)象：⑴煙機產生振動；⑵嚴重時出現(xiàn)煙機葉片損壞甚至斷裂；⑶煙機葉片表面生成沉積物。由此帶來一系列的工藝和設備問題：⑴引起設備損壞；⑵操作人員通常降低煙機煙氣流量以減少振動，其后果是煙機回收能量大大減少，裝置的能耗上升；⑶長期的問題積累將引起設備損壞，而導致非正常停工，損失嚴重；⑷煙機結垢引起煙機效率下降而導致裝置能耗上升。這些問題一方面增加了工藝與設備維護人員的工作量，另一方面也增加了裝置節(jié)能和日常管理上的難度，為催化裂化裝置長周期穩(wěn)定運轉帶來困難。前人把解決方法的重點放在煙機設備的監(jiān)控和煙機結垢的元素分析，以期望得到煙機結垢模型和解決辦法，本發(fā)明從工藝過程入手，經(jīng)科學分析得出如下催化裂化裝置煙機結垢和震動的影響因素有：⑴反應原料變重，或回煉加大，或反應深度太大而導致產焦增加，如果沒有及時地調整一再的燃燒負荷，一再出來的催化劑細末上的殘?zhí)繒黾樱瑹煔庵幸谎趸紳舛纫矔龃螅M入煙機后容易結垢，由于結垢不均勻或部分垢片脫落，煙機產生振動；⑵煙氣中一氧化碳含量較大，在合適的溫度壓力下，碳析出增加，導致煙機結垢和振動；⑶一再的催化劑旋風分離器故障或者旋分能力不夠，導致未燃燒完的催化劑粉末跑入煙機，導致煙機結垢與震動。

催化裂化煙機在催化裂化裝置扮演著人的心臟功能，尤其對于三機高度整合的催化裂化裝置更是如此。解決煙機因結垢而導致的進氣量減少和震動現(xiàn)象將大大改善催化裂化裝置的長周期穩(wěn)定運轉問題，同時也為節(jié)能降耗提供有力保證。

盡管催化煙機如此重要，目前為止沒有針對煙機結垢在線預測和阻垢技術的技術開發(fā)工作開展。本發(fā)明主要針對催化裂化裝置中煙機普遍存在的一些共性的化學工程問題，包括煙氣流動、煙氣結垢等方面的研究，提出一種煙機結垢預測和阻垢實驗設備，為煉化企業(yè)催化裂化裝置的煙機高效長周期運行，提供必要的預測和評價技術支持，最終為節(jié)能、減排、降耗服務。

發(fā)明內容

本發(fā)明涉及的催化煙機結垢預測與阻垢實驗設備由進料管線與閥組、噴頭、噴涂倉、掛片、變徑管筒、轉動葉輪、加料倉和相應的實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（簡稱SCADA）組成，按功能可分為：

1.進料配氣部分

進料配氣部分包括煙氣、空氣、水蒸氣和氮氣管道及閥門等部件。

進料配氣部分可以調整進入噴涂倉混合氣體組份的線速度、細粉濃度和溫度。

2.煙氣流動模擬實驗部分

煙氣流動模擬實驗設備主要包括噴頭、噴涂倉、變徑管筒、轉動葉輪等部件。

本實驗設備根據(jù)壓縮機內部壓力、流量和溫度的變換設計了可調變徑和轉動葉輪。轉動葉輪采用輪盤葉輪和動葉片的組合形式，此形式與催化煙氣輪機的實際設計方式保持一致。

3.阻垢劑加料倉部分

本實驗設備中的阻垢劑加料倉采用全封閉式設計，可根據(jù)實驗方案需要在實驗過程中加入阻垢劑，可篩選和評價阻垢劑，阻垢劑加入速度和總量通過加料倉下端閥門開度控制。

阻垢劑加料倉的設備材質可選20#鍍鋅和不銹鋼。

4.與實驗設備配套的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)

本實驗設備采用了SCADA系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和過程監(jiān)測。主要的采集點為實驗設備減溫減壓點的溫度、壓力和流量數(shù)據(jù)。

實驗數(shù)據(jù)最終將通過工業(yè)液晶顯示器實時顯示在現(xiàn)場或者中央控制室內，通過該USB存儲介質記錄實驗數(shù)據(jù)。

附圖說明

附圖1為催化裂化煙機結垢預測與阻垢劑評價實驗設備示意圖

附圖2為轉動葉輪示意圖

附圖3為加料倉示意圖

圖1中，1為空氣（儀表風）管線，2為水蒸汽管線，3為氮氣管線，4為煙氣管線，5為流量計，6為手動閥門，7為引壓線，8為U型測速皮托管，9為加料倉，10為配氣管線，11為噴涂倉，12為噴頭，13為掛片，14為電阻測量，15為熱電偶測溫，16為變徑管筒，17為轉動葉輪。

圖2中，18為進氣錐，19為靜葉，20為動葉，21為輪盤，22為轉動軸。

圖3中，23為手動閥門，24為料位觀測線，25為加料罐體，26為透明觀測管。

具體實施方式

下面將結合附圖好實施例來詳敘本發(fā)明的技術特點：

在實際操作中，本發(fā)明是按照以下實施路線展開：