[发明专利]一种快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统及制备模拟垢样的方法

权利要求书

1.一种快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统，其特征在于，包括汽化炉，空气加热炉，催化剂加料系统，催化剂加热炉，二氧化硫氧化炉和反应炉，所述空气加热炉和所述催化剂加料系统均通过管路连接催化剂加热炉，所述催化剂加热炉，所述汽化炉和所述二氧化硫氧化炉均通过设置进料管路连通至反应炉内，所述反应炉内设置有三旋单管和烟机中的任意一种，所述三旋单管通过三旋单管外壁与所述反应炉内壁固定连接，所述烟机包括外设的壳体，并通过壳体与所述反应炉内壁固定连接，所述三旋单管或所述烟机设置有进料端并通过进料端与所述进料管路连通；所述三旋单管包括分离锥体，进气管和排气管，所述进气管的管内壁与所述分离锥体的内侧壁相切连接并与所述分离锥体内部连通，所述分离锥体的底部连通所述排气管，所述进气管与所述进料管路连通。

2.根据权利要求1所述的快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统，其特征在于，所述汽化炉还连接有加溶剂系统，所述反应炉通过气路管道与尾气处理系统连通。

3.一种使用如权利要求1-2任一项所述的快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统的制备模拟垢样的方法，其特征在于，包括依次进行的如下步骤：启动空气加热炉，二氧化硫氧化炉和反应炉，使空气经空气加热炉加热后经管路将由催化剂加料系统加入的催化剂吹入至催化剂加热炉中进行加热；二氧化硫在二氧化硫氧化炉中部分氧化形成硫化物SO_X，溶液汽化炉中汽化后的溶液通过管路进入反应炉中与通过管路分别进入反应炉中的催化剂、空气、SO_X进行结垢反应，最终在三旋单管或烟机表面结垢；

所述三旋单管结垢反应的主要原料包括如下重量分数的组分：FCC催化剂：11.40～26.62wt％，SO₂：2.00～4.60wt％，CaCl₂：0.36～0.83wt％，(NH₄)₂HPO₄：0.36～0.83wt％，NaHSO₄：0.18～0.42wt％和水蒸气：66.70～85.70wt％；

所述烟机结垢反应的主要原料包括如下重量分数的组分：FCC催化剂：8.20～35.90wt％，SO₂：1.44～6.90wt％，CaCl₂：0.26～1.14wt％，(NH₄)₂HPO₄：0.26～0.88wt％，NaHSO₄：0.13～0.44wt％和水蒸气：56.30～83.90wt％。

4.根据权利要求3所述的快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统制备模拟垢样的方法，其特征在于，所述空气加热炉中的空气的温度为650-780℃，所述催化剂加热炉中的固相原料的温度为650-780℃，所述二氧化硫氧化炉中的SO_X的温度为450-550℃，所述溶液汽化炉中汽化后的溶液的温度为650-780℃，所述反应炉的反应温度为500-780℃。

5.根据权利要求4所述的快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统制备模拟垢样的方法，其特征在于，所述空气加热炉中的空气的温度为680-750℃，所述催化剂加热炉中的固相原料的温度为680-750℃，所述二氧化硫氧化炉中的SO_X的温度为470-520℃，所述溶液汽化炉中汽化后的溶液的温度为680-750℃，所述反应炉的反应温度为680-750℃。

6.根据权利要求3所述的快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统制备模拟垢样的方法，其特征在于，在三旋单管表面结垢的反应时长为40-80h，在烟机叶片表面结垢的反应时长为50-100h。

7.根据权利要求3所述的快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统制备模拟垢样的方法，其特征在于，所述CaCl₂、(NH₄)₂HPO₄和NaHSO₄的粒径小于10μm。

8.根据权利要求3所述的快速模拟FCC装置三旋单管及烟机结垢的系统制备模拟垢样的方法，其特征在于，固相物质和液相物质的进料方式如下(1)和(2)所示：

(1)将CaCl₂、(NH₄)₂HPO₄和NaHSO₄与FCC催化剂混合后作为固相物质原料，用蒸馏水单独进料，加热汽化后作为液相物质原料；

(2)将催化剂和CaCl₂混合作为固相物质原料用，蒸馏水与(NH₄)₂HPO₄和NaHSO₄混合制成溶液，将混合溶液加热汽化后作为液相物质原料。