随着掺渣率的提高，沉降器结焦已成为影响重油催化裂化装置长周期安全运行的一个重大隐患。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，本文利用理论计算、实验研究和数值模拟等多种手段，研究了油浆的汽化率及其重馏分的生焦性能，定量解析了沉降器结焦过程，考察了重油催化裂化操作苛刻度对沉降器结焦的影响，探索了沉降器防结焦的技术途径。 利用基团贡献法，深入研究了油浆组成、油浆分压和油气温度对油浆的露点和汽化率的影响，并建立了相关的关联模型。结果表明，提高沉降器内的油气温度、降低油浆分压和油浆的大于550℃馏分含量，可降低油浆露点，提高油浆汽化率。所建立的油浆汽化率模型为解决沧州炼油厂重催沉降器顶部的结焦问题提供了良好的指导作用，取得了较好的工业应用效果。 在自建的热转化生焦实验装置上，详细考察了油浆重馏分的性质与组成、反应温度和反应时间对油浆重馏分热转化生焦性能的影响，并建立了反映油浆重馏分的生焦率与其残炭值、族组成和芳碳率之间关系的油浆重馏分生焦率模型。结果表明，提高反应温度可降低油浆重馏分的生焦率，当反应时间大于2 h时，油浆重馏分已彻底生焦。在相同反应条件下，油浆重馏分的生焦率随其残炭值、胶质+沥青质含量和芳碳率的增加而增加。在此基础上，构建了表征油浆重馏分热转化生焦性能的特性参数Kc，将Kc控制在较低范围内(小于1.2)会较大幅度降低沉降器内液相重组分的生焦量。 利用欧拉双流体模型对沉降器内气固两相流动传热规律进行了数值模拟研究。结果表明，沉降器内存在复杂的速度场、浓度场、压力场和温度场。沉降器内存在多个油气涡流，并且在顶部、内壁附近等区域存在流动缓区或死区；催化剂在沉降器内形成了明显的密相区和稀相区，在密相区压力从下而上逐渐降低，而在稀相区压力基本不变。沉降器内的温度分布非常不均匀，在内壁附近及顶部等区域存在低于油浆露点的低温区。 在获得沉降器内速度分布、压力分布和温度分布的基础上，结合油浆汽化率模型，利用颗粒轨道模型对沉降器内重油液滴运动规律进行了研究。结果表明，沉降器内重油液滴产生源为沉降器内壁、穹顶等低速、低温的区域。重油液滴的产生位置对其捕获率影响很大，液滴的产生位置离顶旋入口越远，液滴的捕获率越大。在此基础上，结合油浆重馏分生焦率模型，对沉降器结焦状况的预测结果表明，济南重催沉降器结焦非常轻微，沉降器内壁为主要结焦区，结焦物总量约为0.74～1.04t/a；长岭重催沉降器结焦比较严重，沉降器的顶旋外壁和穹顶内壁为主要结焦区，结焦物总量约为62～103 t/a。 利用提升管催化裂化中试装置，考察了反应温度、剂油比和反应时间对重油催化裂化产物分布和油浆组成的影响，建立了反映操作变量对重油催化裂化反应综合影响的函数——操作苛刻度及其与产物产率、油浆组成之间的关联模型。研究结果表明，提高操作苛刻度可降低油浆产率、油浆的大于550℃馏分含量和胶质+沥青质含量，这些都有利于减缓沉降器结焦。但随操作苛刻度提高，干气+焦炭产率增加，在一定围内轻质油产率基本不变，达到一定程度后轻质油产率大幅度降低。 基于上述研究，提出了重油催化裂化沉降器防结焦的主要技术途径是通过设计和改变汽提段的工艺条件将吸附在待生剂上的重组分完全转化；次要技术途径是通过提高操作苛刻度和增加反应系统的注汽量。只有将上述途径优化匹配才能根本上解决沉降器结焦问题。