針對重油催化裂化沉降器系統設備結焦嚴重威脅裝置長周期平穩運行的問題，開發設計了高效率與低泄氣量的粗旋系列、發明了粗旋排氣口與頂旋進氣口封閉直聯的油氣快速引出技術、抑制頂旋升氣管外壁結大焦塊技術和抑制頂旋翼閥磨損技術；耦合集成形成了一套抑制沉降器系統結焦的綜合技術，可根據催化裂化裝置的工藝和結構特點，進行“有的放矢”的設計與應用。
重油催化裂化沉降器系統設備表面結焦普遍且嚴重，是威脅裝置的長周期平穩運行的一個難題。本技術針對這一難題，研究揭示了沉降器內結焦形成與長大的機理及其與油氣（油滴）和催化劑流動、停留時間、溫度分布等的關系，研究了粗旋排氣管與排料腿尺寸匹配對粗旋泄氣量的影響規律，提出現粗旋高效低泄氣量的措施，使催化劑快速分離與油氣短停留兩者高效協調，進而抑制了沉降器內結焦；研究了沉降器空間油氣快速引出的方法，提出集合管直聯技術，使粗旋排氣管油氣、粗旋和頂旋催化劑排料夾帶的油氣、汽提段汽提出的油氣三股油氣全部快速引出沉降器，有效解決了沉降器內結焦問題；研究了頂旋升氣管外壁油氣流動狀態與結焦特征的關系，首次闡釋了頂旋升氣管外壁結焦的過程與機理，提出在頂旋升氣管外壁增設螺旋導片、蒸汽吹破升氣管外壁滯留層和對稱雙進口頂旋等技術措施，消除了頂旋升氣管外壁結焦對長周期運行的危害。集成上述創新性技術，形成了一套抑制沉降器系統結焦的綜合技術，推廣應用于近20套重油催化工業裝置，取得了顯著地抑制結焦效果；延長了裝置開工周期、節約了檢修費用，同時還適度增加了輕油產品收率，經濟效益顯著。
該技術獲得2018年中國石油和化學工業聯合會科技進步一等獎、2016年中國顆粒學會技術發明一等獎。
圖1 某120噸/年重油催化沉降器應用本抑制結焦技術前后的結焦情況比較
該技術較好解決了重油催化沉降器系統結焦造成裝置非計劃停工的難題，在所有重油催化裂化裝置沉降器系統中都可應用，可根據催化裂化裝置的工藝和結構特點，進行“有的放矢”的設計應用。
催化裂化是煉油工業的一個重要裝置，其數量隨著煉油工業的發展而不斷增加。國內僅中石化和中石油這兩大石油公司的催化裂化裝置數量就有約200套。此外，中海油、中化以及眾多地方煉廠也擁有若干催化裂化裝置。近年來，隨著煉油技術的不斷進步和環保要求的日益提高，催化裂化裝置在煉油企業中的地位更加重要，它不僅承擔著將重質油轉化為輕質油的重要任務，還在提高燃油經濟性、減少環境污染等方面發揮著積極作用。本技術能夠有效支持催化裂化裝置的長周期安全運行，在所有催化裂化裝置上都可應用，市場前景廣闊。
已獲授權發明專利4項。
圖2 授權專利
合作開發、技術服務和咨詢、技術許可。
孫國剛，教授/博導。研究方向：顆粒-流體多相流動與分離及傳遞過程強化。從事旋風分離器及除霧器的研究設計、石油催化裂化工藝裝備、煙氣脫硫除塵脫白及脫碳、催化劑細粉顆粒分選、固體燃料（煤、油頁巖、生物質等）熱轉化等技術研究多年。公開發表學術論文150多篇，獲得授權專利30多個。先后負責過國家自然科學基金面上項目4項；共同負責973項目子課題2項、863項目1項、國家重大科學儀器設備開發專項1項。研究成果獲得過國家科學技術進步二等獎2項（2010、1991）、省部級或全國一級學會一等獎7項（2022、2018、2016、2016、2010、2009、1990)。參編4部大型技術手冊（《化學工程手冊》（第三版）-2019、《催化裂化工藝與工程》（第三版）-2015、《石油化工設計手冊》-2015、《現代煤化工技術手冊》-2004）并主編專業核心課程教材（《壓力容器與過程設備設計》-2016）。
聯系方式
成果完成人（團隊）：
孫老師 18600837961
科學技術處（技術轉移中心）：
譚老師 010-89733055
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