催化裂化第三級旋風(fēng)分離器的現(xiàn)狀和發(fā)展方向

李哲勇

摘要：通過分析我國目前所采用的多管式三旋分離器在運(yùn)行過程中的問題，并對煙氣輪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的影響進(jìn)行研究，分析導(dǎo)致問題出現(xiàn)的原因，結(jié)合國外常用的一種旋風(fēng)式三旋方案進(jìn)行解決，提高催化裂化第三級旋風(fēng)分離器的運(yùn)行狀態(tài)，并且介紹旋風(fēng)式三旋分離器的主要結(jié)構(gòu)特點。

關(guān)鍵詞：催化裂化;第三級旋風(fēng)分離器;現(xiàn)狀

催化裂化第三級旋風(fēng)分離器的正常運(yùn)行可以確保催化裂化裝置的長期運(yùn)行，并且?guī)椭b置實現(xiàn)節(jié)能降耗。通過對催化裂化第三級旋風(fēng)分離器技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措，有助于提高我國催化裂化三級旋風(fēng)分離器技術(shù)的進(jìn)步。

1我國多管式三旋的現(xiàn)狀和存在的問題

第三級旋風(fēng)分離器是催化裂化裝置中最為關(guān)鍵的設(shè)備之一，第三級旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)形式主要包括：多管立式三旋、多管臥式三旋、布埃爾式三旋以及旋流式三選。與我國對于多管式三旋的引用膠為頻繁，并且從20世紀(jì)70年代后期就開始研究催化煉化能量回收系統(tǒng)多管式第三級旋風(fēng)分離器，通過不斷引進(jìn)西方的技術(shù)結(jié)合自主研發(fā)技術(shù)，我國已經(jīng)開發(fā)出了具有獨(dú)自特點和自主知識產(chǎn)權(quán)的多管三旋技術(shù)，并且在旋風(fēng)分離器的應(yīng)用水平較為廣泛，因此多管第三級旋風(fēng)分離器的應(yīng)用，可以確保催化裂化裝置的安全運(yùn)行和節(jié)能降耗。

經(jīng)過我國廣大科研人員的不懈努力，我國催化裂化裝置第三級旋風(fēng)分離器已經(jīng)達(dá)到了比較先進(jìn)的水平，可以有效提高單管的抗返混能力和多管式三旋的整體效率，但是從實際使用情況來看，多管式三旋的使用也存在一些問題。

近幾年以來，我國的催化裂化裝置技術(shù)發(fā)展迅速，催化裂化裝置的大型化原料的摻渣比例不斷增加，燒焦溫度呈明顯上升趨勢，裝置的操作因此會變得十分不穩(wěn)定，因此有些煉油廠的第三級旋風(fēng)分離器會出現(xiàn)一些問題，其中主要包括以下幾種問題：

（1）單管在進(jìn)行冷態(tài)試驗時分離效率較高，但是在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中單管并不能單獨(dú)使用，需要進(jìn)行并聯(lián)使用，在并聯(lián)使用過程中，提高整體的分離效率才是最終的目標(biāo)。但是在實際應(yīng)用過程中單管并聯(lián)后的整體分離效率并不理想，出現(xiàn)這種情況的原因在于單管抗返混能力較差，將單管組合以后，單管內(nèi)的壓降不均勻，造成部分單管不能夠正常運(yùn)作，從而導(dǎo)致組合效率出現(xiàn)下降。造成單管壓降不均勻的主要原因是由單管在加工、制造、安裝精度產(chǎn)生，另外一種原因是安裝單管時的隔板太大，需要進(jìn)行現(xiàn)場拼裝，大格板成型或加工時的精度較差，組裝后的單管精度很難達(dá)到要求。另外，催化裂化裝置在開工以后，溫度可以達(dá)到700℃以上，因此在裝置運(yùn)行一段時間后，隔板變形是無法避免的，而單管的強(qiáng)度和剛度無法抵御這種程度的變形。

（2）多管三旋的單管直徑較小，在入口線速下，催化劑在三旋單管中的旋轉(zhuǎn)角度較大，離心力較大，導(dǎo)致催化劑出現(xiàn)磨損，使單管內(nèi)的細(xì)粉增加，從而引起煙機(jī)葉結(jié)垢。

（3）波紋管膨脹損壞是多管三旋失效的原因之一，造成這樣的原因是波紋管選材不當(dāng)、波紋管在制造過程中殘余應(yīng)力較大，沒有進(jìn)行未熱處理等，另外，在催化裂化過程中由于尾燃超溫、噴水冷卻等原因也是造車波紋管損壞的主要原因。

（4）目前由于很多煉油廠使用的立式三旋，在進(jìn)行處理時由于處理量、效率下降、內(nèi)件損壞等原因，需要對三旋進(jìn)行改造和更換。很多煉油廠為了減少資金投入以及減少制造施工的工作量。在這種情況下，立式三旋由于其結(jié)構(gòu)的原因，會導(dǎo)致三旋內(nèi)部的吊筒和隔板無法取出，想要更換這些部件需要打開三旋頂部封頭，從裝置上部取出，但是在取出過程中比較困難，加大了施工難度和工作量。

針對以上幾種問題，我國煉油廠收集三旋的相關(guān)信息，不斷研究新型三旋，改進(jìn)原有三旋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，研究出低阻、高效、耐磨的新型三旋，從而有效提高三旋的使用壽命、增強(qiáng)三旋的適應(yīng)性以及較少對催化劑的粉碎工作，進(jìn)而提高三旋的正常運(yùn)行，提高煉油廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2旋分式第三級旋風(fēng)分離器

目前國內(nèi)應(yīng)用的第三級旋風(fēng)分離器，主要使用的是以小直徑的單管為分離元件的多管式三旋。為了能夠滿足日常分離需求，確保設(shè)備操作穩(wěn)定，使用壽命時間長，還經(jīng)常使用類似再生器一級和二級旋分作為三級旋分離組件。另外，很多煉油廠的第三級旋風(fēng)分離器作為內(nèi)件懸吊在一外殼中，這種形式在第三級旋風(fēng)分離器占地少、設(shè)計合理，能夠有效避免返混以及催化劑粉碎等問題。

旋分組件與單管組件進(jìn)行對比，在入口線速相同的情況下，旋分組件的分離效率較低，但是旋分組件的耐磨性較高，因此，提高第三級旋風(fēng)分離器的入口線速，就能達(dá)到與單管三旋的分離效率相同，并且可以去除粉塵，在裝置每個旋分中都設(shè)有單獨(dú)的灰斗密封，可以保證旋分組裝不會出現(xiàn)返混。催化劑在旋分中不會因為角速度和離心力的作用下出現(xiàn)粉碎，減少煙氣中的結(jié)垢，進(jìn)而增加了煙氣輪機(jī)的使用時間。并且旋分可以進(jìn)行較大的處理量，對于催化裂化裝置只要設(shè)置10個旋分就能夠滿足相關(guān)要求。與多管三旋相比，旋分取消了厚度較大的隔板，能夠滿足精度需求以及減少制造、施工和安裝的難度，便于進(jìn)行維修和更換。由于返混小、旋分效率較高，與多管三旋組合效率進(jìn)行對比，可以有效提高三旋的整體效率，并且該裝置的可靠性較高，有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此旋風(fēng)式三旋分離器在我國煉油廠催化裂化裝置中的應(yīng)用更加廣泛。

3結(jié)束語

催化裂化第三級旋風(fēng)分離器的發(fā)展趨勢主要在提高分離效率以及耐磨性等兩方面。為了有效提高催化裂化第三級旋風(fēng)分離器的分離效率，可以對進(jìn)氣管、排氣管以及液離心導(dǎo)液結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理裝置，是今后催化裂化第三級旋風(fēng)分離器的發(fā)展方向，為了提高耐磨性能，需要選擇合適的耐磨材料。我國的科研機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)和我國的企業(yè)進(jìn)行結(jié)合，開發(fā)出具有核心競爭力的技術(shù)，確保催化裂化第三級旋風(fēng)分離器能夠有效運(yùn)行，提升我國煉油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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