1、项目名称: 基于颗粒物性分析的催化裂化装置跑剂故障诊断技术及应用

2、完成单位: 中国石油大学（北京）克拉玛依校区，海南大学

3、提名等级：2025年度中国颗粒学会科技进步奖二等奖

4、项目简介：

该项目属流态化相关研究领域。

流化催化裂化（Fluid Catalytic Cracking, FCC）工艺是重质油轻质化的重要技术之一。针对工业上FCC装置故障跑剂问题，本项目从催化剂物性参数变化出发，分析装置故障源对催化剂跑损的影响，建立故障源与催化剂物性参数之间的对应模型关系，应用于FCC装置故障跑剂问题的诊断和预测，为跑剂故障诊断技术提供理论支持，具有重要的科学意义及工业实用价值。

本项目丰富了FCC装置跑剂故障诊断理论，促进了故障诊断技术的创新。起研究内容包括：针对工业催化裂化装置跑剂问题，从旋风分离器压降变化出发，探究催化剂跑损的影响因素，考察旋风分离器运行状态与催化剂物性参数变化的关系；基于催化剂磨损破碎机制，考察故障源位置对催化剂微观形貌和粒度分布的影响，提出故障源位置对催化剂粒度分布的影响规律，为工业装置故障诊断提供基于催化剂物性分析的技术和理论支持，进而提高故障诊断的准确性，对工业现场具有重大意义。

本项目建立的创新技术已在多套工业FCC和MTO装置上推广应用。2023年9月在中石油乌鲁木齐石化90万吨/年蜡油FCC装置成功判断了沉降器待生催化剂的破碎问题，缩短2天停工周期。2018年至2024年对克拉玛依石化100万吨/年蜡油FCC装置跑剂问题进行了长期跟踪研究，建立了旋风分离器全生命周期的运行监测与故障诊断技术，通过操作调整和技术改造改善了装置的运行状况。2023年累计减少催化剂跑损量约100余吨，减少废渣排放和处理量100余吨，为企业节约费用178.7万元；同时，准确预测了该装置再生器旋风磨损穿孔跑剂故障，避免了一次非计划停工，节省经济效益约799.5万元，合计为企业节省费用978.2万元。2024年在玉门石化80万吨/年FCC装置，对再生器外循环立管流化不畅问题进行了故障诊断和现场操作调整，提出了改造松动风的建议；2023年9月，对国能新疆化工有限公司68万吨/年MTO装置再生立管进行了松动风改造，改善了再生立管内催化剂的流化工况，提高了装置烯烃收率。工业实践表明，该技术可靠性强，对FCC装置跑剂故障判断准确，可应用于工业FCC装置的运行监测和跑剂故障诊断，具有极大的推广价值。

5. 项目代表性论文和专著

1. Peng, W., Wei, Y., Liu, Y., Han, S., & Bao, B. (2022). Effect of flow patterns in the recirculation catalyst standpipe on the performance of FCC high-efficiency regenerator. Chemical Engineering Science, 248, 117154.

2. 彭威，徐波，杨亮，等，FCC装置再生器旋风分离器磨损跑剂分析，炼油技术与工程，2023，53(8):37-40.

3. Song, J., Wang, D., He, Y., Lei, P., Peng, W., & Wei, Y. (2023). A Stepwise Diagnosis Method for the Catalyst Loss Fault of the Cyclone Separator in FCC Units. Separations, 10(1), 28.

4. 伍林,于化龙,胡霞,等.鼓泡流化床稀相空间颗粒粒度分布的时变特性[J].中国粉体技术,2023,29(03):12-20.DOI:10.13732/j.issn.1008-5548.2023.03.002.

5. 史柯柯,房兴,刘君建,等.垂直立管-阀门系统中的流态特性及其量化识别[J].石油学报(石油加工),2023,39(04):883-891.

6. 彭威,于浩,刘君建,等.FCC再生工艺类型及催化剂输送特点的分析[J].石油学报(石油加工),2022,38(04):946-957.

7. Gao, Z.W.*; Liu, Z.X.; Song, Z.H.; Li, C.X.; Qi, X.Y.; Ling, H.R.; Wei, Y.D. (2022) Peculiarities of particle motion inside cyclone separator by using LES-DRW model. Chemical Engineering Research and Design, 183, 512-524.

8. Gao, Z.W.*; Liu, Z.X.; Wang, S.H.; Li, C.X.; Qi, X.Y.; Ling, H.R. Experiment of hydrocyclone under different inlet velocity and its wear analysis of wall and particle. (2022) Powder Technology, 405, 117541.

9. Gao, Z.W.*; Liu, Z.X.; Song, Z.H.; Li, C.X.; Qi, X.Y.; Ling, H.R.; Wei, Y.D. (2022) Peculiarities of particle motion inside cyclone separator by using LES-DRW model. Chemical Engineering Research and Design, 183, 512-524.

10. Gao, Z.W.*; Liu, Z.X.; Wang, S.H.; Li, C.X.; Qi, X.Y.; Ling, H.R. Experiment of hydrocyclone under different inlet velocity and its wear analysis of wall and particle. (2022) Powder Technology, 405, 117541.

6、主要完成人情况：

彭威、高助威、梁金强，谭聪，刘舜，方勤珠，刘佳琪，雷天凯，阚京玉

公示期自2025年4月24日至2025年4月30日，共计5天。在公示期内，如有异议，请以书面形式向科技与信息部反映并署真实姓名。

联 系 人：姜倩

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科技与信息部

2025年4月24日