fcc再生器后燃现象的原因和对策

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1、２００７正五省石油学会第２５届学术年会论文集・６５・ＦＣＣ再生器后燃现象的原圆和对策苑朝霞门军（译自ＮＰＲＡ文献ＡＭ～０３—４４ＦＣＣＲｅｇｅｎｅｒａｔｏｒＡｆｔｅｒｂｕｒｎＣａｕｓｅｓａｎｄＣｕｒｅｓ）中石油天然气股份有限公司华北石化分公司科技信息处河北任丘０６２５５２前言设备的可靠性以及ＦＣＣＵ的操作灵活性。ＦＣＣ再生器后燃现象定义为在再生床层以１原因上所发生的任何温度的增长。后燃现象可在再生器稀相、旋风分离器或者烟道气管线中产生。再生器后燃问题分为两种主要类型，其中每一种又包括两小类。Ｉ型后燃现

2、象比较普遍，表现为在稀相横截面上和／或者旋风分离器出口处温度均匀上升或者接近均匀上升。工ａ型后燃现象实际上是断续发生的，表现为在一个时期内，设备也许在正常温度下进行操作，之后，另一个时期后燃现象的发生基于种种原因：这些包括操作条件（温度、空气／焦炭、再生速度）、空气分布问题、不良的碳分配以及再生器结构组成。后燃现象的位置和类型也取决于这些因素的变化。为了诊断出后燃现象问题，人们必须很好地了解发生在再生器内部的各种反应、它们如何受再生器操作条件的影响以及所采用的再生模式。１．１再生器反应以下是发生在再生器内部的主要反应：内，

3、在没有明显原因的情况下稀相或者旋风分离器的温度将会上升到不能接受的程度，之后，温Ｃ＋０２一ＣＯ。２Ｃ＋０２—２Ｃ０（１）（２）度将再一次返回到正常操作值。另一方面，Ｉｂ２Ｈ２＋０２—２Ｈ２０（３）型后燃现象是连续发生的，表现为只要操作条件２ＣＯ＋０２—２Ｃ０２（４）不发生改变，温度就～直处于高位。Ⅱ型后燃现象伴随着高温在局部发生，只发生在部分再生器横截面或者部分旋风分离器中。Ｉｉａ型后燃现象是断续发生或者发生位置不定＿出现在再生器的不同部位或者不同的旋风分离器中。只要再生器的操作不发生重大的改变，Ⅱｂ型后燃现象

4、就会保持在同一个位置上。局限于再生器稀相的后燃现象通常不会带来麻烦，在大多数装置中：稀相包含足够的悬浮的催化剂来吸收由ＣＯ燃烧所放出的热量，烟道气的温度只有少量的增加。然而一旦这种悬浮的催化剂在第一级旋风分离器中被除去，则即使这些反应中的前三个代表对失活的催化剂进行烧焦，它们发生在再生器的床层上。第四个反应是由烧焦演变而成的一氧化碳的燃烧。这个反应是由烧焦引起的，发生在烟道气中，可以发生在床层、稀相、旋风分离器或者烟道气系统中。除了这些主要的反应之外，在再生器内焦炭中硫和氮的化合物也进行着一些反应。硫转换成ＳＯｘ，主要是Ｓ

5、０：，焦炭中的氮化合物首先转换成ＨＣＮ或者氨，然后这些物质被氧化成氮氧化物或者氮气。氮氧化物能够与任何存在的ＣＯ反应，以形成氮气和二氧化碳。最终，在再生器的床层上，对于存在于催化剂上的碳而言，发生下列反应：是少量的Ｃｏ的氧化都将会引起烟道气温度的大大升高。由此可导致设备损坏、非计划停机或者延长小修时间。排除不必要的后燃现象将提高Ｃ＋Ｃ０２—２Ｃ０２ＮＯ＋２Ｃ－－－２ＣＯ＋Ｎ２Ｃ＋２ＮＯ—Ｃ０２＋Ｎ２（５）（６）（７）・６６・五省石油学会第２５届学术年会论文集２００７正这些反应在再生器后燃现象中起着关键的作用，尤其

6、是第一个反应。１．２再生器操作模式ＦＣＣ再生器采取下列两种模式中的一种：ＣＯ完全燃烧（富氧再生），在再生器内所有的碳转换成二氧化碳；或者ＣＯ部分燃烧（贫氧再生），碳转换成二氧化碳和一氧化碳。为了避免后燃现象，这些模式中的每一种模式都有特定的操作要求。当今再生器最普通的模式是富氧再生。在二十世纪七十年代之前一直是以贫氧再生为标准的。然而，随着富氧再生的出现，这种操作模式几乎就消失了。然而，近来通过对催化剂进行改进，使其能耐受更多的残碳，而且期望在主风机的限度范围内使ＦＣＣ的进料量最大化，这样就使贫氧再生的优势得到了增长。在贫氧

7、再生过程中，碳转换成二氧化碳和一氧化碳。通常将Ｃ０。的转化程度表示为在再生器烟道气中二氧化碳对一氧化碳的摩尔比率。２一般（Ｉ型）后燃现象无论应用哪种再生模式，如果ＣＯ和氧两者都从床层逸出，那么后燃现象才能发生。为了避免后燃现象，必须是在床层上将所有的：ＣＯ转换成ＣＯ：（富氧再生模式），或者必须将所有的氧在床层上消耗掉（贫氧再生模式）。为了达到这种目的，再生器必须在温度、气体停留时间以及氧浓度的正确结合的情况下进行操作。在贫氧再生的装置中，增加空气与焦炭比通常会增加ＣＯ：／ＣＯ比以及再生器的床层温度。同时，空气流率的增加将减少

8、床层上气相的停留时间、减少氧与一氧化碳结合的有效时间。如果空气流率升高太多，在床层上将没有足够的时间用于消耗所有的氧，那么氧就会穿过床层。发生这种情况所需要的空气流率通常比床层上Ｃ０完全燃烧所需要的空气流率更低。结果，ＣＯ也逸出床层，因此就会发生后燃现象。如果再生器温度低，后燃现象最有可能