[发明专利]一种催化裂化垢样及其制备方法与应用

说明书

本发明属于炼油行业催化裂化装置表面处理技术领域，具体涉及一种催化裂化垢样及其制备方法与应用。所述的催化裂化垢样的制备方法，包含如下步骤：将基体材料进行表面粗化处理，得到表面粗化后的基体材料；对表面粗化处理后的基体材料表面等离子喷涂MMC‑2催化裂化催化剂粉体，得到催化裂化垢样。本发明提供的催化裂化垢样与金属基体具有较高的结合强度，垢样内聚强度较大。且不需要再引入其他成分促进垢样形成，等离子喷涂制备的垢样成分与催化剂粉体成分相差不大。

技术领域

本发明属于炼油行业催化裂化装置表面处理技术领域，具体涉及一种催化裂化垢样及其制备方法与应用。

背景技术

在炼油行业中，催化裂化烟气轮机(简称烟机)是将高温烟气的热能转化为机械能，并带动主风机或发电机工作。实现能量转换的动力设备。回收效率可达130％以上，具有显著的节能效果。

第三级旋风分离器(简称三旋)是催化裂化装置烟气出口能量回收系统的关键设备之一，其运行过程中效率的高低直接影响烟机的正常使用。在工业运行过程中烟机主轴振动超标造成非正常停车是常见问题之一，其根本原因是烟机叶片磨损及催化剂结垢所造成。近年来，随着催化裂化工艺的不断改进，新型催化剂的使用以及原料油品质的问题所引起的三旋及烟机结垢问题日益突出，严重影响了能量回收系统的长周期运行。

烟机内部结垢特别是烟机动叶表面结垢问题越来越严重，严重破坏转子的动平衡，轻则造成烟机振动超标停机，重则造成动叶与外缘碰撞，折断叶片。某些炼油厂的烟机往往运行了几个月就要停机除垢，无法与整个设备的大修同步，因故障频繁停机减少了对高温烟气的回收利用效率，能耗上升，有时甚至造成整个装置的非计划停工，这严重影响了企业的经济效益，造成了巨大的经济损失。因此，烟气轮机防结垢方法的开发具有重要意义。

涂层防护是进行三旋单管及烟气轮机叶片结垢治理的方法之一，而垢样的制备是进行涂层与垢样间相互作用的研究基础。三旋单管、烟气轮机上催化剂的结垢要往往经历几个月才能形成，且垢样形状不规则。若能制备出垢样的规则样品，则有利于涂层与垢样的相容性研究，方便防护涂层的筛选。

王瑜等人(王瑜，邢少伟，王建军.催化裂化烟气轮机内催化剂结垢机理的实验研究[J].中国粉体技术，22(1)，2016，92-96.)在垢样制备方面，采用高温电炉中进行静态高温烧结实验，加热炉模拟烟机内的工作环境，在与烟机动叶相同材质的试件上放置等量的催化装置烟机入口催化剂样品，进行烧结试验以制备垢样。胡仁波等人(胡仁波，白锐，赵晋翀，等.催化裂化三旋催化剂细粉烧结及结垢机制[J].中国石油大学学报(自然科学版)，37(4)，2013，169-173.)也是选用典型催化裂化装置三旋细粉为研究对象，在不同温度下对三旋细粉进行焙烧实验。催化剂细粉主要成分为氧化铝和氧化硅。上述烧结方法存在的缺点是垢样自身内聚强度不高，且与基体金属不粘接。

在催化裂化结垢样的制备方面，目前未见公开的采用等离子喷涂方法制备。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的目的在于提供一种催化裂化垢样的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的催化裂化垢样。

本发明的再一目的在于提供上述催化裂化垢样的应用。

本发明的第四个目的在于提供一种防垢涂层筛选的方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种催化裂化垢样的制备方法，包含如下步骤：

(1)将基体材料进行表面粗化处理，得到表面粗化处理后的基体材料；

(2)对步骤(1)中表面粗化处理后的基体材料表面等离子喷涂MMC-2催化裂化催化剂粉体，得到催化裂化垢样；

步骤(1)中所述的基体材料优选为304不锈钢或GH864合金；