论文导读：炼油厂催化裂化（FCC）装置中的三级旋风分离器（简称三旋）是催化裂化装置能量回收系统的关键设备，它起着回收催化剂细粉，保护烟机正常运行和减少污染排放的作用。对于多管式旋风分离器，各种类型的单管在冷态试验时，分离效率都很高，达到95%以上，但实际工业应用中单管并联组合后使用的整体效率并不理想。主要由壳体、中心管气体分配器和8组并联的小旋分组成。
关键词：三级旋风分离器，小旋分，分离效率
0.概述
炼油厂催化裂化（FCC）装置中的三级旋风分离器（简称三旋）是催化裂化装置能量回收系统的关键设备，它起着回收催化剂细粉，保护烟机正常运行和减少污染排放的作用。论文格式。国内的三旋大多采用立管式多管旋风分离器和卧管式多管旋风分离器。BSX型三级旋风分离器是由SEI 和营口庆营石化设备总厂共同拥有的专利技术， 2006年9月建成投产的海南炼化280万吨／年重油催化裂化装置首次成功地采用了BSX型三旋。中海油惠州炼油120万吨/年催化裂化装置于2009年5月投产，采用的也是BSX型三旋，取得了满意的使用效果。
1.几种三级旋风分离器的技术性能对比
立管式多管旋风分离器（见图1）。论文格式。主要由壳体、中心管膨胀节、吊筒和若干根旋风分离单管组成。论文格式。主要分离元件为安装固定在上、下分离隔板上的分离单管。在旋分器工作时，烟气由入口进入气体分配室中，再分配到各旋流分离单管内，分离净化后的烟气由单管升气管进入集气室，后经烟气出口排出，分离出的粉尘则经排尘结构排入集尘室。
卧管式多管旋风分离器（见图2）。它由外壳、中间壳体、烟气出口集合管和旋风管等主要部件组成。旋风单管沿圆周方向卧式布置，壳体直径较小。含尘烟气从顶部横管切向进入进气室，先在进气室内对其中的粗颗粒进行惯性预分离，再进入各排旋风单管，在卧式旋风单管内靠离心力作用与粉尘分离，净化气从中央集气室排出，粉尘进入集尘室从底部排出。
1.3多管式三旋不可克服的结构缺陷[3]
对于多管式旋风分离器，各种类型的单管在冷态试验时，分离效率都很高，达到95%以上，但实际工业应用中单管并联组合后使用的整体效率并不理想。造成多管式旋风分离器整体效率下降的主要原因在于单管组合后的抗返混能力差，组合后的各单管由于压降不均匀或不一致，造成部分单管不工作、失效、甚至返混，从而导致整体效率严重下降。造成各单管压降不均匀或不一致的主要原因是由单管的加工、制造和安装精度产生的，单管和隔板的拼焊组装，施工难度较大，组装后单管的同轴度和其他精度很难达到要求；三旋正常运行时在高达700℃高温的工况下，隔板受热受压变形，也使焊接在上面的单管产生变形，造成分离效率的降低；运行中集尘室粉尘较多时，排尘不畅，粉尘分布不均也会造成各单管的压降分布不均，使各单管的效率下降，甚至部分返混。
单管的直径较小且结构复杂，在相同的入口线速下，离心力很大，从而导致催化剂的磨损和粉碎，使烟机入口的细粉含量增加。
多管式三旋的结构相对复杂，其内部件损坏的几率相对较多，由于处理量变动、效率下降、内件（单管、隔板、膨胀节）损坏等各种原因，经常要对三旋进行改造和更换，由于多管三旋内部结构的限制，其内部件的改造和更换就比较困难，有时甚至需要打开三旋的顶封头，这对施工现场是件比较困难和麻烦的事情，加大了施工难度和工作量。
1.4 BSX型三级旋风分离器[3]
中海油惠州炼油120万吨/年催化裂化装置采用的是BSX型三级旋风分离系统（见图3）。主要由壳体、中心管气体分配器和8组并联的小旋分组成。小旋分（见图4）结构类似再生器一级和二级旋分，由筒体、灰斗、出口管、料腿组成，筒体直径1.16m ，内涂有高温高耐磨刚玉衬里。含尘烟气从顶部进入旋分器后，以切向进入各并联的小旋分，在离心力和重力的作用下，净化气体从小旋分顶部出口管进入集气室，从烟气出口排出，粉尘则沿筒体内壁旋转下落由灰斗进入集尘室，靠重力从底部排出。这种形式的三旋，结构简单，占地小，布置和设计均很方便，便于施工和检修，可避免返混，设备的整体分离效率比传统的三旋高，并且投资低。
2.BSX型三级旋分在惠炼项目上的使用情况
在装置正常运行半年后，中海油惠州炼油委托岳阳长岭设备研究所对三旋出入口的烟气粉尘进行测试分析，主要分析结果如下。
2.1 粉尘浓度分析结果
通过多次采样分析，三旋入口的平均粉尘浓度为380.6mg/m3 ，经过三旋后出口的粉尘浓度为70.5mg/m3，远远低于烟机入口粉尘浓度控制指标≤200 mg/m3。
2.2粉尘粒度分析结果
表1 粉尘粒度分析主要数据表
| 序号 |
三旋入口 |
三旋出口（烟机入口） |
| 体积百分比（%） |
粒径范围（μm） |
体积百分比（%） |
粒径范围（μm） |
| 1 |
10.00 |
<1.54 |
3.00 |
<0.06 |
| 2 |
30.4 |
<5.00 |
10.00 |
<0.18 |
| 3 |
50.0 |
<9.28 |
25.9 |
<0.5 |
| 4 |
52.8 |
<10.00 |
46.2 |
<1.0 |
| 5 |
65.6 |
<14.0 |
50.00 |
<1.11 |
| 6 |
90.0 |
<29.1 |
80.2 |
<2.5 |
| 7 |
92.1 |
<32.0 |
90.0 |
<3.49 |
| 8 |
99.7 |
<70.0 |
100 |
<14.0 |
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烟机入口粉尘粒度控制指标D（V，90%）≤10.00μm |
由表1可见三旋入口粉尘粒径的主要分布情况：体积占总颗粒体积10%的颗粒粒径小于1.54μm，占50%的小于9.28μm，占90%的小于29.1μm。粉尘粒径小于10.00μm的颗粒占52.8%，最大粉尘粒径小于100.0μm。
经三旋后出口的粉尘粒径较小，小于1μm的颗粒占总的46.2%，小于2.5μm的占80.2%，总颗粒体积90%的颗粒粒径小于3.49 μm，粒径大于14.0μm的完全除净，完全能满足烟机长周期生产的要求。
3.结论
3.1 BSX型三旋与传统的多管式三旋相比，返混小，整体分离效率高，可靠性高，适应性强，使用寿命长，结构更加简单，便于施工和检修，能够适应较大的入口线速和较大的处理量，是国内三旋技术的革新。
3.2 BSX型三旋在使用过程中，偶尔会出现内部噪声大的现象，请设计单位进一步分析和优化设计。
参考文献
[1]梁凤印.流化催化裂化[M].北京：中国石化出版社，2006，218-225.
[2]孙涛.催化裂化装置中卧管式第三级旋风分离器的结构分析[J].石油化工设备技术，2002，23（4）：14-16.
[3]黄荣臻等.催化裂化第三级旋风分离器的现状和发展方向[J].石油化工设备技术，2005，26（1）：29-31.
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