随着掺渣率的提高,沉降器结焦已成为重油催化裂化装置长周期安全运行的制约因素之一。为了认清沉降器结焦过程的本质规律,为开发有效的沉降器防结焦技术提供指导,本文利用现场取样、理论计算、实验研究和数值模拟等多种手段,分析了汽提沉降系统的油气重组分分布情况,确定了沉降器结焦物的主要来源,研究了油浆的冷凝率及其重馏分的生焦性能,定量解析了沉降器结焦过程,探索了化学汽提的工艺条件。　　 利用自制的在线取样系统对多套工业重催装置进行了在线取样,并对所取得油气和催化剂进行了详细分析。结果表明,约有相当于进料24.0wt%的重油被催化剂携带入汽提段,其中大部分在汽提段发生热裂化反应和缩合反应转化为气体、轻油和焦炭等产物,但是仍约有相当于催化剂1.2wt%的重质烃类在汽提段并没有发生反应,从催化剂上汽提出来后进入沉降器内,成为沉降器内结焦物重要来源。　　 利用基团贡献法考察了油气温度和油浆分压对油浆冷凝率的影响。结果表明,油气温度和油浆分压对油浆冷凝率的影响很大,油气温度越高,油浆分压越低,油浆冷凝率越低。在此基础上,建立了油浆冷凝率模型,模型的预测效果较好,利用所建模型可预测不同油浆分压和油气温度下的油浆冷凝率,从而为确定液相重组分在沉降器内的数量提供依据。　　 利用双流体模型对沉降器内流动传热状况进行了数值模拟研究,得到了沉降器内详细的流场、温度场和浓度场。模拟结果表明,沉降器内存在复杂的速度场、浓度场和温度场。在不同截面上油气速度分布有所不同,但整体上来说,在穹项处、内壁附近等区域存在流动缓区或死区;沉降器内存在多个油气涡流,使得部分油气返混严重,停留时间长;催化剂在沉降器内形成了明显的密相区和稀相区,在粗旋肩部、顶旋肩部等处沉积有一定量的催化剂;沉降器内的温度分布非常不均匀,沿轴向从下向上逐渐降低,在内壁附近及顶部等区域存在低于油浆露点的低温区。　　 利用颗粒轨道模型对沉降器内油浆液滴的运动规律进行了模拟研究,考察了粒径、温度和液滴产生位置对液滴停留时间和捕捉率的影响情况。结果表明,粒径和温度场对油浆液滴停留时间有一定的影响,而对捕捉率基本没影响;液滴产生的位置对其停留时间分布和捕捉率影响很大,液滴产生的位置离顶旋入口越近,其停留时间越短,捕捉率越小。　　 通过对油浆重馏分生焦性能的实验研究,得到了油浆重馏分的生焦率随反应温度和反应时间变化关系。实验结果表明,反应温度对油浆重馏分的生焦率影响较大,随着反应温度的升高,油浆重馏分的生焦率逐渐减小;反应时间对油浆重馏分的生焦率影响较小,当反应时间大于2h时,其生焦率基本不变;油浆重馏分的组成对其热转化生焦性能具有重要的影响,油浆重馏分的生焦率随其饱和分含量的增加而降低,随芳香分、胶质和沥青质含量的增加而升高,其中胶质和沥青质是油浆重馏分热转化生焦的主要贡献者。在此基础上,建立了油浆重馏分生焦率模型,该模型能较好地预测油浆重馏分在不同温度下的生焦率。　　 在上述研究的基础上,将油浆冷凝率关联模型、液滴捕捉率和油浆重馏分生焦率关联模型结合起来,建立了沉降器生焦模型。通过计算可知,长岭沉降器内结焦量分别为80.9～168吨/年,与工业实际数据基本相符,表明该模型可以简单、有效地预测沉降器结焦量。　　 在小型固定流化床上,以油浆为原料,考察了化学汽提工艺条件。结果表明,提高汽提段的催化剂活性和汽提温度可有效地增加重油的转化率,可将易生焦的重组分在汽提段反应彻底,从根本上消除重油催化裂化装置沉降器结焦的内因。在综合考虑产物分布、汽提效果和沉降器防结焦的基础上,得到化学汽提器适宜的工艺条件为空速20hr-1,汽提段温度500℃,同时在汽提段引入10～30wt%的再生剂。