平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置及方法

專利名稱：平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工技術(shù)領(lǐng)域，特別指一種平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置及方法，它是用于石油加工企業(yè)中最重要的二次加工裝置之一的流化催化裂化 (FCC)裝置，尤其是重油催化裂化(RFCC)裝置在日常生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)生的平衡催化劑進(jìn)行在線式選擇性卸劑、再生和回用的工藝與裝置。
背景技術(shù)：
自上世紀(jì)八十年代以來，流化催化裂化(FCC)裝置已成為我國(guó)最主要的原油二次加工裝置之一，生產(chǎn)出我國(guó)超過50%以上的車用汽油、柴油和液化氣(LPG)。在流化催化裂化(FCC)裝置的生產(chǎn)過程中會(huì)要產(chǎn)生大量的廢催化劑固體廢物，平均在10萬噸/年以上。 FCC裝置生產(chǎn)中補(bǔ)充和卸出催化劑的過程是FCC裝置生產(chǎn)成本的一個(gè)重要部分(目前其平均價(jià)格在人民幣20，000元/噸左右)，同時(shí)又對(duì)周邊環(huán)境造成一定固廢污染。因此，降低催化劑的單耗、節(jié)省新鮮劑的用量及改善催化藏量平均污染水平和活性水平已成為提高FCC 裝置操作水平的重要問題。目前，國(guó)、內(nèi)外現(xiàn)有的處理工藝方法主要包括兩類濕式化學(xué)復(fù)活工藝和干式物理磁分離工藝。在化學(xué)法復(fù)活工藝中，比較典型的有美國(guó)某催化劑公司的ChemiCat工藝和海灣石油公司的DEMET工藝等。國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)和研究單位如中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院 (RIPP)和石油大學(xué)(華東)等均曾從上世紀(jì)八十年代后開展過化學(xué)法FCC廢催化劑脫金屬工藝的研究開發(fā)，并取得了一定的進(jìn)展?；瘜W(xué)法復(fù)活工藝在有效降低催化劑重金屬含量、提高催化劑活性及選擇性等方面已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但因其屬于濕法工藝的范疇，處理過程對(duì)催化劑的物性有不好影響，對(duì)環(huán)境造成二次污染，帶來新的環(huán)境問題，至今未見其在國(guó)內(nèi)煉化企業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。物理磁分離工藝可以進(jìn)一步分為電磁式及永磁式兩類。在電磁式工藝中有代表性的是，“車屑螺旋狀填充質(zhì)高梯度磁分離技術(shù)"和"周期式振動(dòng)高梯度磁分離技術(shù)"。在永磁式工藝中有代表性的是，美國(guó)ASHLAND公司的MGNACAT工藝和日本石油公司(NOC)與日本石油煉制公司(NPRC)合作開發(fā)的CMS-RFCC工藝。物理磁分離工藝屬于干法范疇，其處理過程對(duì)催化劑物性無影響，對(duì)環(huán)境無不良影響，無"三廢"產(chǎn)生，屬于“節(jié)能減排”的環(huán)保新技術(shù)。但電磁法工藝存在著能耗高、裝置安全性(特別是，主要磁選設(shè)備防爆要求級(jí)別過高)及穩(wěn)定性差等問題，一直難以在國(guó)內(nèi)煉廠推廣應(yīng)用；而永磁法工藝隨著近年來釹鐵硼等稀土永磁材料應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，已經(jīng)逐漸凸現(xiàn)出其固有優(yōu)勢(shì)，在歐美及日本等國(guó)已率先進(jìn)入了工業(yè)化運(yùn)行階段。我國(guó)石油加工行業(yè)所用原料的性質(zhì)和FCC裝置技術(shù)條件等與日、美等國(guó)不同而具有一定的特殊性，我國(guó)應(yīng)用這一技術(shù)會(huì)存在著自身固有的特點(diǎn)和方式。歐美等國(guó)的FCC裝置卸出平衡劑的重金屬鎳當(dāng)量含量一般不超過2000ppm，而我國(guó)絕大部分FCC裝置卸出平衡劑的重金屬鎳當(dāng)量均在5000ppm以上。因此，國(guó)外在線磁分離回收并回用的技術(shù)方案已無法適用于國(guó)內(nèi)原料與FCC裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服背景技術(shù)中的不足而提供一種用于FCC裝置的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置及方法。本發(fā)明通過輕度換熱過程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地將FCC裝置平衡劑罐中溫度較高(不超過 3000C )的平衡催化劑卸出并進(jìn)入處理流程，經(jīng)過處理的再生催化劑將被返回至新鮮催化劑劑罐中繼續(xù)返回FCC裝置中使用。通過自動(dòng)卸劑、輕度換熱、磁分離和自動(dòng)加劑等處理過程，將平衡催化劑按受重金屬污染程度不同分離開，并將受重金屬污染程度較小的部分 (低磁劑)回收并返回FCC裝置繼續(xù)使用；剩余部分(高磁劑)將用于其它用途。經(jīng)過優(yōu)化的磁分離工藝能夠處理重金屬鎳當(dāng)量在IOOOppm以上的平衡劑。通過對(duì)平衡催化劑的在線實(shí)時(shí)循環(huán)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)FCC裝置中平衡催化劑進(jìn)行自動(dòng)更新，并影響再生器藏量的重金屬污染水平和活性水平。通過應(yīng)用本發(fā)明方法，提高FCC裝置總轉(zhuǎn)化率、輕質(zhì)油收率和降低裝置催化劑的消耗量，并充分有效地利用催化劑資源，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn) FCC裝置催化劑運(yùn)轉(zhuǎn)過程的“降耗減排”，是結(jié)合我國(guó)FCC裝置實(shí)際情況并且不同于國(guó)外技術(shù)的在線式選擇性卸劑、再生和回用方案。本發(fā)明通過一個(gè)自動(dòng)監(jiān)控的在線式的循環(huán)處理過程來實(shí)現(xiàn)，平衡催化劑從FCC裝置的平衡劑罐中卸出，進(jìn)入到特殊設(shè)計(jì)的換熱系統(tǒng)，通過兩段高效換熱器后將溫度從300°C 降至40°C以下；降溫后的平衡催化劑進(jìn)入到以磁選設(shè)備為主的分選回收單元處理，磁分離過程后得到的低磁劑進(jìn)入到低磁劑罐中，高磁劑進(jìn)入到高磁劑罐中；低磁劑以密相輸送方式返回FCC裝置新鮮劑罐中以繼續(xù)使用，高磁劑將被廢棄或用于其它回收重金屬的工藝。 通過以上重復(fù)分選和循環(huán)回用的過程對(duì)FCC裝置中催化劑藏量分布進(jìn)行優(yōu)化操作，取得更好的平均活性和選擇性，進(jìn)而改善FCC裝置的產(chǎn)品分布與目的產(chǎn)品收率。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于FCC裝置的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用的方法，該方法通過自動(dòng)加卸劑、高效換熱和干法磁分離過程對(duì)煉油廠FCC裝置催化劑進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)的在線處理，其特征在于直接處理FCC裝置平衡劑罐中溫度不超過300°C的平衡催化劑，特別適合處理重金屬鎳當(dāng)量在IOOOppm以上的平衡催化劑；它能夠?qū)⑺龅钠胶鈩┲芯哂休^高活性及選擇性的部分分選回收；通過平衡催化劑的這種在線循環(huán)方式運(yùn)轉(zhuǎn)，完成對(duì)FCC裝置催化劑藏量進(jìn)行自動(dòng)更新，并可按照FCC裝置工藝及加工原料的要求對(duì)平均活性水平進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控。本方法包括從FCC裝置平衡催化劑罐中取出的熱平衡催化劑經(jīng)過一個(gè)自動(dòng)卸料系統(tǒng)進(jìn)入換熱系統(tǒng)；達(dá)到溫度要求后進(jìn)入磁分離系統(tǒng)；經(jīng)磁分離系統(tǒng)處理后得到的高磁劑進(jìn)入高磁罐中；經(jīng)磁分離系統(tǒng)處理后得到的低磁劑由一個(gè)自動(dòng)加料系統(tǒng)以與新鮮劑一定比例再返回FCC裝置新鮮劑罐中供裝置循環(huán)使用，達(dá)到改善操作水平面并降低催化劑單耗的綜合效果。一種用于FCC裝置的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置，它是催化裂化裝置平衡劑罐連接的催化劑在線磁分離與回用裝置，它主要包括自動(dòng)卸料系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、磁分離處理系統(tǒng)、自動(dòng)加料系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)，其特征在于PLC控制系統(tǒng)分別與FCC裝置平衡劑罐、自動(dòng)卸料系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、磁分離處理系統(tǒng)和自動(dòng)加料系統(tǒng)相連接；低磁劑由自動(dòng)加料系統(tǒng)返回平衡劑罐；高磁劑罐到上料位后進(jìn)行裝袋處理；整個(gè)平衡催化劑在線循環(huán)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)由PLC控制系統(tǒng)監(jiān)控。其中，所述的自動(dòng)卸料系統(tǒng)，是一種可從FCC裝置平衡劑罐中將平衡催化劑以一定流量卸出并加入換熱系統(tǒng)中，它可處理不超過300°C高溫的平衡催化劑粉體的輸送；所述的換熱系統(tǒng)，是一種兩段式外取熱裝置，它可實(shí)時(shí)地在一定處理量下將300°C 以下平衡催化劑降至常溫；在換熱過程中，催化劑隨同輸送風(fēng)從取熱裝置一側(cè)進(jìn)入，由另一側(cè)排出；該過程經(jīng)過下移式密相床取熱過程和上流式稀相床取熱過程。下移式密相床外取熱器及上流式稀相床外取熱器，均由外部殼體和固定在其內(nèi)部的釘頭傳熱管所組成。每根釘頭傳熱管由進(jìn)水管和排汽管或排水管組成一個(gè)獨(dú)立的水-汽或水-水循環(huán)元件。釘頭傳熱管上部固定在殼體頂封頭上，可自由伸縮以吸收傳熱管的熱膨脹量。每根傳熱管為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，避免了長(zhǎng)期操作下，單根傳熱管被催化劑磨穿而影響整個(gè)裝置的運(yùn)行。裝置外殼體內(nèi)壁襯有耐高溫隔熱耐磨襯里，抗磨性能好且壽命長(zhǎng)。高效換熱過程為實(shí)現(xiàn)平衡催化劑在線實(shí)時(shí)循環(huán)處理提供可能性；所述的釘頭傳熱管均由基管、釘頭和內(nèi)管構(gòu)成；釘頭交錯(cuò)均布在基管表面，并與基管表面相垂直；釘頭截面對(duì)基管表面的覆蓋率小于25%，既保留了催化劑顆粒對(duì)基管(光表面)傳熱的特點(diǎn)，又發(fā)揮釘頭管強(qiáng)化傳熱的優(yōu)點(diǎn)；所述的自動(dòng)加料系統(tǒng)，是一種催化劑的小型自動(dòng)計(jì)量與提升裝置，采用以氣固兩相段塞流(slug)流型的混輸方式，其輸送氣為壓力不超過0. SMI^a的壓縮空氣，保證自動(dòng)加料系統(tǒng)提升催化劑物料的流量在0至20噸/時(shí)內(nèi)線性調(diào)節(jié)；所述的PLC控制系統(tǒng)，是以PLC為核心的自動(dòng)控制單元，對(duì)FCC裝置平衡催化劑的活性及重金屬污染水平動(dòng)態(tài)監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)對(duì)在線磁分離與回用裝置的控制。所述的磁分離系統(tǒng)，是一種多級(jí)輥式磁分離裝置，能夠處理IOOOppm以上鎳當(dāng)量的平衡催化劑物料，達(dá)到回用要求；該磁選裝置主要包括進(jìn)料分配器、多級(jí)傳動(dòng)輥、輸送帶、多級(jí)磁輥、分流板和下料箱；進(jìn)料分配器采用緩沖池式微振動(dòng)給料方式，使催化劑物料均勻分配在輸送帶上；待生催化劑通過輸送帶運(yùn)行到多級(jí)磁輥進(jìn)行磁分離；下料機(jī)構(gòu)由不同角度的分流板和對(duì)應(yīng)的下料箱組成，下料箱由多個(gè)分隔板分隔開。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于由于本發(fā)明有效地分離重金屬含量不同的平衡催化劑，平衡催化劑通過分選后，一部分磁感性弱，受重金屬污染程度輕、活性及選擇性較好的平衡劑 (即低磁劑)可以重復(fù)利用；另一部分磁感性強(qiáng)、受重金屬污染程度重、活性及選擇性較差的平衡劑(即高磁劑)則可被廢棄或用做其它回收重金屬的工藝。這樣一方面為催化裂化 (FCC)裝置節(jié)約了大量新鮮催化劑，大大降低了生產(chǎn)成本；另一方面，通過平衡催化劑的在線實(shí)時(shí)循環(huán)處理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)FCC裝置的催化劑藏量進(jìn)行自動(dòng)更新并可按照工藝要求對(duì)其平均活性水平、重金屬污染水平進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控，達(dá)到提高其裝置總轉(zhuǎn)化率和目的產(chǎn)品收率的目的，為石油化工企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。以某公司所屬130萬噸/年的重油催化裂化裝置為例新鮮催化劑單耗約為1. 2 公斤/噸，裝置卸劑量達(dá)800噸/年以上。如果某公司采用本發(fā)明的技術(shù)方案，約50%的卸出平衡劑被進(jìn)行磁分離回收并回用，可節(jié)約新鮮催化劑200噸/年以上。按新鮮催化劑市場(chǎng)價(jià)2萬元/噸計(jì)算，可為FCC裝置節(jié)約400萬元/年以上的催化劑成本，同時(shí)減少了大量固體廢物處理資源。目前，我國(guó)現(xiàn)有催化裂化裝置160套以上，加工能力超過1. 0億噸/年。這些FCC 裝置的平均新鮮催化劑單耗一般為1. 0公斤/噸左右，50%為FCC裝置卸劑，因此由于主動(dòng)卸劑造成催化劑的耗量為5萬噸/年。如果應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，可卸出廢平衡劑的 50%回收再利用，至少可節(jié)約新鮮催化劑1萬噸/年以上；按新鮮劑2萬元/噸計(jì)算，則可為FCC裝置節(jié)省2億元/年。進(jìn)一步，F(xiàn)CC裝置在主動(dòng)應(yīng)用此技術(shù)后，目的產(chǎn)品收率及總轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)會(huì)有明顯提高，并且相應(yīng)的固廢排放減少?？傊?，本發(fā)明采用基于永磁技術(shù)與高效換熱技術(shù)的干法工藝，本發(fā)明可降低FCC 裝置的新鮮劑的單耗，進(jìn)一步改善FCC裝置操作水平，提高目的產(chǎn)品收率；有利于環(huán)境保護(hù)，無二次污染，具有明顯的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)工藝流程方框圖。圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中取熱單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4a、圖4b為本發(fā)明中釘頭傳熱管結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明中多級(jí)磁分離裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖標(biāo)號(hào)為FCC裝置再生器1 ；平衡劑罐2 ；自動(dòng)卸料系統(tǒng)3 ；換熱系統(tǒng)4 ；磁分離系統(tǒng)5 ；喂料系統(tǒng)5-1 ；軟連接5-2 ；振動(dòng)給料機(jī)5-3 ；膠輥5_4 ；傳輸帶5_5 ；平磁極預(yù)處理裝置5-6 ；高場(chǎng)強(qiáng)永磁輥5-7 ；分料板5-8 ；箱體5-9 ；低磁劑下料斗5_10 ；高磁劑下料斗 5-11 ；變頻減速機(jī)5-12 ；高磁劑罐6 ；自動(dòng)加料系統(tǒng)7、7’ ；低磁劑8 ；新鮮劑罐9 ；新鮮劑10 ；PLC控制系統(tǒng) 11 ；下移式密相床外取熱器12 ；入口 12-1 ；殼體12-2 ；入料口 12_3 ；冷卻水入口 12-4 ；上流式稀相床外取熱器13 ；輸送風(fēng)入口 13-1 ；殼體13-2 ；冷卻水入口 13_3 ；排水口 13-4 ；出料口 13-5 ；高磁劑14 ；控制閥151,152 ；催化劑緩沖罐16 ；燒焦空氣20 ；FCC原料21 ；提升管反應(yīng)器22 ；沉降器23 ；斜管241,242 ；基管26-1 ；釘頭26-2 ；內(nèi)管沈-3。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說明書附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。如圖1所示，本發(fā)明系統(tǒng)工藝流程方框圖，它包括從FCC裝置再生器1內(nèi)卸熱平衡催化劑至FCC裝置自有平衡劑罐2中；該熱平衡劑由自動(dòng)卸料系統(tǒng)3送入換熱系統(tǒng)4中進(jìn)行降溫處理；換熱系統(tǒng)4包含下移式密相床外取熱器12和上流式稀相床外取熱器13 ；溫度達(dá)到工藝要求的催化劑物料送至磁分離系統(tǒng)5中進(jìn)行處理；處理后得到的高磁劑14將進(jìn)入高磁劑罐6中儲(chǔ)存；由自動(dòng)加料系統(tǒng)7處理后得到的低磁劑8，再與新鮮劑10以一定比例返回新鮮劑罐9中儲(chǔ)藏；最后，以混合劑形式加入FCC再生器1中回用；整個(gè)裝置運(yùn)行由 PLC控制系統(tǒng)11進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制。如圖2所示，本發(fā)明的系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖帶有重金屬鎳、釩和鐵等的FCC原料21進(jìn)入到FCC裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)提升管反應(yīng)器22中進(jìn)行裂解反應(yīng)；反應(yīng)所需要的平衡催化劑從斜管Ml來；反應(yīng)產(chǎn)物(包括氣體、汽油和柴油等)與沉積在催化劑上的焦炭和重金屬同向流入到沉降器23中；在沉降器23中反應(yīng)產(chǎn)物與帶有重金屬和焦碳的平衡催化劑進(jìn)行快速分離；反應(yīng)產(chǎn)物從沉降器23的頂部出來后處理；而平衡催化劑則通過斜管242進(jìn)入再生器1中燒焦再生；在再生器1中平衡催化劑上焦碳與燒焦空氣20進(jìn)行混合燃燒；在700°C左右溫度下沉積在催化劑上的焦碳被氧化成二氧化碳或一氧化碳排出；平衡催化劑活性得到一定程度的恢復(fù)；同時(shí)原料中重金屬如鎳、釩和鐵等仍以氧化物的形式沉積在催化劑顆粒上；燒焦再生后的平衡催化劑通過斜管241回到提升管反應(yīng)器22中；周而往返地沉積在催化劑上的重金屬含量愈來愈高，造成反應(yīng)產(chǎn)物選擇性變差， 裂解反應(yīng)難以正常進(jìn)行。而本發(fā)明解決了這一技術(shù)難題，F(xiàn)CC裝置的平衡劑選擇性卸劑、再生和回用系統(tǒng)裝置，如圖2中右側(cè)部分所示。部分平衡催化劑從再生器1中卸劑到平衡劑罐2中；平衡劑罐2中的熱催化劑由自動(dòng)卸料系統(tǒng)3裝入換熱系統(tǒng)4中；換熱系統(tǒng)4中的熱催化劑首先進(jìn)入到下移式密相床外取熱器12中，經(jīng)初步降溫后的催化劑在輸送風(fēng)的作用下，進(jìn)入上流式稀相床外取熱器13中，冷卻水經(jīng)換熱后成為飽和蒸汽后排出；進(jìn)入到上流式稀相床外取熱器13的催化劑經(jīng)過進(jìn)一步換熱后進(jìn)入到催化劑緩沖罐16中；催化劑緩沖罐16中的催化劑料位變化由控制閥151和152來保證；催化劑緩沖罐 16的作用是保證進(jìn)入到磁分離系統(tǒng)5中催化劑流量的穩(wěn)定性，催化劑的回收比率可由自動(dòng)加料系統(tǒng)7和7’來監(jiān)控；由磁分離系統(tǒng)5得到的低磁劑8，由自動(dòng)加料系統(tǒng)7輸送到FCC裝置新鮮劑罐9 中；并與新鮮劑10以一定比例混合裝填；由磁分離系統(tǒng)5得到的高磁劑14，由自動(dòng)加料系統(tǒng)V輸送到高磁劑罐6中存儲(chǔ)。其中，所述的換熱系統(tǒng)4為兩段式換熱器，如圖3所示第一段換熱器為下移式密相床外取熱器12，將處于高溫狀態(tài)(300°C左右)的平衡催化劑降至150°C以下；第二段換熱器為上流式稀相床外取熱器13，繼續(xù)將150°C以下的平衡催化劑進(jìn)一步降溫至常溫，滿足后續(xù)工藝要求。下移式密相床外取熱器12及上流式稀相床外取熱器13，均由外部殼體12-2和固定在其內(nèi)部的釘頭傳熱管沈所組成。每根釘頭傳熱管由進(jìn)水管和排汽管(或排水管)組成一個(gè)獨(dú)立的水-汽或水-水循環(huán)元件。釘頭傳熱管沈上部固定在殼體頂封頭上，可自由伸縮，能吸收傳熱管的熱膨脹量；每根傳熱管是一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)，以避免了長(zhǎng)期操作下，一根傳熱管被催化劑磨穿而影響整個(gè)冷卻器的運(yùn)行。具體降溫溫度的設(shè)定，取決于釘頭傳熱管 26的數(shù)量及總換熱面積。
所述的換熱系統(tǒng)4中從平衡劑罐2中出來的熱平衡催化劑，以重力自溜的方式經(jīng)由自動(dòng)卸劑系統(tǒng)3進(jìn)入下移式密相床外取熱器12 ；在殼體中催化劑與釘頭傳熱管之間進(jìn)行換熱；首先以重力自溜的方式經(jīng)由入料口 12-3進(jìn)入下移式密相床外取熱器12，在殼體12-2 中催化劑與釘頭傳熱管26之間進(jìn)行換熱；在換熱過程中，冷卻水由釘頭傳熱管沈的冷卻水入口 12-4進(jìn)入，經(jīng)換熱后發(fā)生相變，成為蒸汽后由釘頭傳熱管沈的排汽口 12-5排出；經(jīng)換熱后的催化劑在重力的作用下經(jīng)由管25進(jìn)入到上流式稀相床外取熱器13中，在此過程中， 依靠由入口 12-1進(jìn)入的流化風(fēng)對(duì)催化劑進(jìn)行松動(dòng)，以防止出現(xiàn)催化劑流動(dòng)堵塞的現(xiàn)象；進(jìn)入上流式稀相床外取熱器13的催化劑在由輸送風(fēng)入口 13-1進(jìn)入的輸送風(fēng)的提升作用下， 進(jìn)入到殼體13-2中并與釘頭傳熱管沈之間進(jìn)行換熱；在換熱過程中，冷卻水由釘頭傳熱管 26的冷卻水入口 13-3進(jìn)入，經(jīng)換熱后由釘頭傳熱管沈的排水口 13-4排出；經(jīng)換熱后的催化劑在輸送風(fēng)的作用下，經(jīng)由出料口 13-5離開取熱單元4，繼續(xù)進(jìn)入到后面的后續(xù)裝置。如圖4所示，所述的釘頭傳熱管沈中的每根傳熱管均由基管沈-1、釘頭沈-2和內(nèi)管沈-3構(gòu)成。釘頭交錯(cuò)均布在基管表面，并與基管表面相垂直。釘頭截面對(duì)基管表面的覆蓋率小于25%，因此，它既保留了催化劑顆粒對(duì)基管(光表面)傳熱的特點(diǎn)，又可發(fā)揮釘頭管強(qiáng)化傳熱的優(yōu)點(diǎn)。所述的自動(dòng)卸劑系統(tǒng)3和自動(dòng)加料系統(tǒng)7，均采用壓力不超過0. SOMI^a的壓縮空氣對(duì)裝置中的催化劑進(jìn)行輸送，以保證輸送系統(tǒng)中催化劑流量在0至20噸/時(shí)內(nèi)調(diào)節(jié)，按工藝要求完成催化劑的存儲(chǔ)、緩沖與輸送。所述的磁分離系統(tǒng)5，可處理鎳含量IOOOppm以上的超細(xì)粉體弱磁性物料，并可按工藝要求調(diào)節(jié)回收率。所述的磁分離系統(tǒng)5，是一種多級(jí)輥式磁分離裝置，它能夠處理 IOOOppm以上鎳當(dāng)量的平衡催化劑物料，達(dá)到回用要求。如圖5所示，多級(jí)輥式磁分離裝置主要包括5-1喂料系統(tǒng)、5-2軟連接、5_3振動(dòng)給料機(jī)、5-4膠輥、5-5傳輸帶、5-6平磁極預(yù)處理裝置、5-7高場(chǎng)強(qiáng)永磁輥、5_8分料板、5_9 箱體、5-10低磁劑下料斗、5-11高磁劑下料斗、5-12變頻減速機(jī)。其中，催化劑物料由喂料系統(tǒng)5-1經(jīng)過軟連接5-2到達(dá)振動(dòng)給料機(jī)5-3 ；通過振動(dòng)給料機(jī)5-3，使催化劑物料均勻分配在輸送帶5-5上；待生催化劑通過輸送帶5-5運(yùn)行到多級(jí)磁輥進(jìn)行磁分離；下料機(jī)構(gòu)由不同角度的分料板5-8和對(duì)應(yīng)的下料箱組成；下料箱由多個(gè)分隔板分隔開。
權(quán)利要求
1.一種平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用的方法，該方法通過自動(dòng)加卸劑、 高效換熱和干法磁分離過程對(duì)煉油廠FCC裝置催化劑進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)的在線處理，其特征在于直接處理FCC裝置平衡劑罐中溫度不超過300°C的平衡催化劑，特別適合處理重金屬鎳當(dāng)量在IOOOppm以上的平衡催化劑；它能夠?qū)⑺龅钠胶鈩┲芯哂休^高活性及選擇性的部分分選回收；通過平衡催化劑的這種在線循環(huán)方式運(yùn)轉(zhuǎn)，完成對(duì)FCC裝置催化劑藏量進(jìn)行自動(dòng)更新，并可按照FCC裝置工藝及加工原料的要求對(duì)平均活性水平進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用的方法，其特征在于該方法包括從FCC裝置平衡催化劑罐中取出的熱平衡催化劑經(jīng)過一個(gè)自動(dòng)卸料系統(tǒng)進(jìn)入換熱系統(tǒng)；達(dá)到溫度要求后進(jìn)入磁分離系統(tǒng)；經(jīng)磁分離系統(tǒng)處理后得到的高磁劑進(jìn)入高磁罐中；經(jīng)磁分離系統(tǒng)處理后得到的低磁劑由一個(gè)自動(dòng)加料系統(tǒng)以與新鮮劑一定比例再返回FCC裝置新鮮劑罐中供裝置循環(huán)使用，達(dá)到改善操作水平面并降低催化劑單耗的效
3.一種用于FCC裝置的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置，它是催化裂化裝置平衡劑罐連接的催化劑在線磁分離與回用裝置，它主要包括自動(dòng)卸料系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、磁分離處理系統(tǒng)、自動(dòng)加料系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)，其特征在于PLC控制系統(tǒng)分別與FCC 裝置平衡劑罐、自動(dòng)卸料系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、磁分離處理系統(tǒng)和自動(dòng)加料系統(tǒng)相連接；低磁劑由自動(dòng)加料系統(tǒng)返回平衡劑罐；高磁劑罐到上料位后進(jìn)行裝袋處理；整個(gè)平衡催化劑在線循環(huán)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)由PLC控制系統(tǒng)監(jiān)控。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于FCC裝置的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置，其特征在于所述的自動(dòng)卸料系統(tǒng)，是一種可從FCC裝置平衡劑罐中將平衡催化劑以一定流量卸出并加入換熱系統(tǒng)中，它可處理不超過300°C高溫的平衡催化劑粉體的輸送。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于FCC裝置的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置，其特征在于所述的換熱系統(tǒng)，是一種兩段式外取熱裝置，它可實(shí)時(shí)地在一定處理量下將300°C以下平衡催化劑降至常溫；在換熱過程中，催化劑隨同輸送風(fēng)從取熱裝置一側(cè)進(jìn)入，由另一側(cè)排出；該過程經(jīng)過下移式密相床取熱過程和上流式稀相床取熱過程。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于FCC裝置的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置，其特征在于下移式密相床外取熱器及上流式稀相床外取熱器，均由外部殼體和固定在其內(nèi)部的釘頭傳熱管所組成；每根釘頭傳熱管由進(jìn)水管和排汽管或排水管組成一個(gè)獨(dú)立的水-汽或水-水循環(huán)元件；釘頭傳熱管上部固定在殼體頂封頭上，可自由伸縮以吸收傳熱管的熱膨脹量；每根傳熱管為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，避免了長(zhǎng)期操作下，單根傳熱管被催化劑磨穿而影響整個(gè)裝置的運(yùn)行；裝置外殼體內(nèi)壁襯有耐高溫隔熱耐磨襯里。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于FCC裝置的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置，其特征在于所述的釘頭傳熱管均由基管、釘頭和內(nèi)管構(gòu)成；釘頭交錯(cuò)均布在基管表面，并與基管表面相垂直；釘頭截面對(duì)基管表面的覆蓋率小于25%。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于FCC裝置的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置，其特征在于所述的自動(dòng)加料系統(tǒng)，是一種催化劑的小型自動(dòng)計(jì)量與提升裝置， 采用以氣固兩相段塞流流型的混輸方式，其輸送氣為壓力不超過0. SMPa的壓縮空氣，保證自動(dòng)加料系統(tǒng)提升催化劑物料的流量在0至20噸/時(shí)內(nèi)線性調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于FCC裝置的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置，其特征在于所述的PLC控制系統(tǒng)，是以PLC為核心的自動(dòng)控制單元，對(duì)FCC裝置平衡催化劑的活性及重金屬污染水平動(dòng)態(tài)監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)對(duì)在線磁分離與回用裝置的控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于FCC裝置的平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置，其特征在于所述的磁分離系統(tǒng)，是一種多級(jí)輥式磁分離裝置，能夠處理 IOOOppm以上鎳當(dāng)量的平衡催化劑物料，達(dá)到回用要求；該磁選裝置主要包括進(jìn)料分配器、多級(jí)傳動(dòng)輥、輸送帶、多級(jí)磁輥、分流板和下料箱；進(jìn)料分配器采用緩沖池式微振動(dòng)給料方式，使催化劑物料均勻分配在輸送帶上；待生催化劑通過輸送帶運(yùn)行到多級(jí)磁輥進(jìn)行磁分離；下料機(jī)構(gòu)由不同角度的分流板和對(duì)應(yīng)的下料箱組成，下料箱由多個(gè)分隔板分隔開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種平衡催化劑在線式選擇性卸劑、再生與回用裝置及方法。該方法通過自動(dòng)加卸劑、高效換熱和干法磁分離過程對(duì)煉油廠FCC裝置催化劑進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)的在線處理，其特征在于直接處理FCC裝置平衡劑罐中溫度不超過300℃的平衡催化劑，特別適合處理重金屬鎳當(dāng)量在1000ppm以上的平衡催化劑；它能夠?qū)⑺龅钠胶鈩┲芯哂休^高活性及選擇性的部分分選回收；通過平衡催化劑的這種在線循環(huán)方式運(yùn)轉(zhuǎn)，完成對(duì)FCC裝置催化劑藏量進(jìn)行自動(dòng)更新，并可按照FCC裝置工藝及加工原料的要求對(duì)平均活性水平進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控。本發(fā)明可降低FCC裝置的新鮮劑的單耗，進(jìn)一步改善FCC裝置操作水平，提高目的產(chǎn)品收率；有利于環(huán)境保護(hù)，無二次污染，具有明顯的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C10G11/18GK102382673SQ20111027865
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者丁李節(jié), 劉劍, 雷外成, 顧春來 申請(qǐng)人:北京立誠(chéng)石化技術(shù)有限公司