密度分級(jí)技術(shù)在連續(xù)重整裝置催化劑分離中的應(yīng)用

鄧威

（西安石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安710065；中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南 洛陽471012）

密度分級(jí)技術(shù)在連續(xù)重整裝置催化劑分離中的應(yīng)用

鄧威

（西安石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安710065；中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南 洛陽471012）

本文介紹了密度分離技術(shù)在重整催化劑分離過程中的應(yīng)用，此次采用密度分離技術(shù)對(duì)燒結(jié)重整催化劑進(jìn)行分離，效果是非常顯著的，不僅最大限度地回收了低碳催化劑，而且所分離出的催化劑質(zhì)量也不錯(cuò)，分離重整高低碳、侏儒球、粉塵及碎顆?；旌洗呋瘎p少的間接經(jīng)濟(jì)損失也相當(dāng)可觀，說明本次使用密度分離技術(shù)對(duì)重整催化劑進(jìn)行分離是成功的。

密度分離；重整裝置；催化劑；碳含量

1 前言

2011年大檢修期間三聯(lián)合車間重整裝置更換了再生器中心筒及燒焦區(qū)熱電偶，在催化劑再生系統(tǒng)開工時(shí)，再生器在摸索燒焦的過程中，因催化劑殘?zhí)枷乱?，造成氧氯化段及焙燒段超溫，所產(chǎn)生的結(jié)塊催化劑含有大量的粉塵、侏儒球等沒有活性的雜質(zhì)，因此利用了專業(yè)設(shè)備，采取密度分離的技術(shù)，通過振動(dòng)、反吹、分離等工序，對(duì)結(jié)塊催化劑進(jìn)行分離處理，進(jìn)行最大限度的回收。

2 重整催化劑密度分離原因分析

2.1 反應(yīng)器盲區(qū)催化劑混入正常催化劑中

所謂盲區(qū)催化劑，實(shí)際上是在催化劑正常循環(huán)提升過程中，反應(yīng)器底部無法參與循環(huán)的催化劑，在停工卸劑過程中，催化劑流動(dòng)速度快而被攜帶進(jìn)入正常催化劑中。不流動(dòng)區(qū)域的催化劑沒有活性，碳含量在15%～38%，且是燒焦速度很慢的石墨碳，需要多個(gè)循環(huán)周期才能降低對(duì)氧氯化區(qū)、焙燒區(qū)的影響。

生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，如果催化劑中含有3%左右的高碳催化劑（含碳量＞8%），該催化劑就不宜再用，因?yàn)樵谠偕鸁箙^(qū)，盲區(qū)催化劑上的積炭只有小部分能燒掉，通過空氣環(huán)境時(shí)，其余積碳會(huì)迅速反應(yīng)，引起超溫，導(dǎo)致催化劑損壞。一般情況下被盲區(qū)催化劑污染的催化劑中高含碳量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約在10%～35%，而90%～65%是可以繼續(xù)使用的催化劑，因此需將兩種催化劑重新分離。

2.2 侏儒球的存在會(huì)加劇催化劑間磨損及影響提升

裝置長周期運(yùn)行會(huì)造成占系統(tǒng)藏量約5%～10%的催化劑被燒成侏儒球，這部分失活催化劑如不予以剔除，一旦重新使用后也會(huì)給裝置的正常生產(chǎn)帶來極大麻煩，一是影響催化劑正常流動(dòng)，二是加劇催化劑磨損。以往，這種被盲區(qū)催化劑污染的催化劑和侏儒球只能作為廢劑處理以回收貴金屬鉑，造成的經(jīng)濟(jì)損失一次就高達(dá)幾百萬，甚至上千萬。

2.3 催化劑粉塵量較大

重整裝置停工卸劑后催化劑未進(jìn)行過篩，檢修后直接進(jìn)行了回裝，一個(gè)生產(chǎn)周期產(chǎn)生的大量催化劑粉塵造成催化劑提升困難，提升不暢時(shí)多是采取密封氣和提升氣進(jìn)行反吹處理，后期都是職工用木榔頭敲擊提升氣后路過濾網(wǎng)予以解決。不僅加大了職工的勞動(dòng)量，而且影響到裝置的正常運(yùn)行。

3 催化劑密度分級(jí)技術(shù)介紹

顆粒狀催化劑密度分級(jí)技術(shù)是涉及顆粒狀催化劑按密度大小而分級(jí)的技術(shù)與成套裝置（特別適用于不同含碳量的鉑重整催化劑的分級(jí)與工業(yè)應(yīng)用）。由于催化劑顆粒的直徑基本相等，密度的不同就反映了催化劑含碳量的不同，按密度實(shí)現(xiàn)分級(jí)，實(shí)際上就是按含碳量分級(jí)。確保加入反應(yīng)器內(nèi)的催化劑的含碳量及純凈度在裝置的安全運(yùn)作范圍內(nèi)。

顆粒狀催化劑密度分級(jí)裝置是采用振動(dòng)床（篩）與流態(tài)化相結(jié)合的復(fù)合技術(shù)，構(gòu)成密度分級(jí)（分離）裝置。它是利用流態(tài)化風(fēng)使篩板上的顆粒流態(tài)化，密度小的顆粒上浮在顆粒流化層的表面，密度大的顆粒下沉到篩板的表面附近，由于篩板不斷運(yùn)動(dòng)，篩板表面附近的密度大的顆粒不斷被篩板推向上端，密度小的顆粒在自身重量的作用下，自然滑落下端，從而將密度大和密度小的顆粒分開。即按催化劑含碳量的大小實(shí)現(xiàn)分級(jí)。

4 重整催化劑應(yīng)用分級(jí)技術(shù)分離的情況及效果

4.1 分級(jí)技術(shù)在重整催化劑分級(jí)過程中的應(yīng)用情況

由于此次重整催化劑中含有一定量的粉塵，粉塵將影響到分級(jí)產(chǎn)品的最終質(zhì)量，必須要預(yù)先去除，結(jié)合催化劑的加料過程，本項(xiàng)目中采用斗提輸送的方式上料，同時(shí)考慮催化劑的揚(yáng)料以便除出去催化劑原料中的粉塵，確保分級(jí)過程的精確性，這樣的工藝可以同時(shí)滿足物料輸送和預(yù)除塵的雙重要求。原料倉有料位監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)加料過程的穩(wěn)定控制。

分級(jí)工段的工作原理為：料倉內(nèi)的催化劑，通過皮帶秤計(jì)量后送入密度分級(jí)裝置中，經(jīng)過分級(jí)后（同時(shí)考慮去破碎催化劑顆粒）的低碳催化劑通過低碳催化劑出料口進(jìn)入成品倉，被碳污染的高碳催化劑經(jīng)出料口進(jìn)入廢品倉，粉塵再一次被分離，而進(jìn)入袋除塵器。試驗(yàn)研究表明：加料速度、主風(fēng)機(jī)風(fēng)量、振動(dòng)頻率均對(duì)分級(jí)后催化劑的質(zhì)量影響比較明顯，故本裝置通過皮帶秤的計(jì)量控制加料速度，總風(fēng)量采用孔板流量計(jì)與調(diào)節(jié)閥控制，最終能夠?qū)崿F(xiàn)半自動(dòng)化的生產(chǎn)過程，達(dá)到提高分級(jí)后產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

4.2 重整催化劑密度分級(jí)后的分布及使用情況

在重整催化劑過篩期間，由于天氣因素影響，整個(gè)過篩過程耗時(shí)12天。過程中車間積極配合，提供了安全可靠的場(chǎng)地，保證了過篩的順利進(jìn)行，并對(duì)催化劑碳含量分析及時(shí)提供相應(yīng)化驗(yàn)數(shù)據(jù)，將分離好的催化劑通過雙層塑料薄膜分別進(jìn)行了密封，避免催化劑受潮影響活性。

表1 過篩前各種催化劑的碳含量分析

表2 過篩后黑色催化劑的抽樣分析結(jié)果

表3 物料平衡表 單位：KG

表4 過篩后催化劑的使用情況 單位：KG

從以上表中可以看出，催化劑的回收率高達(dá)71.7%，損失率僅占0.4‰，而且分離效果非常明顯，催化劑、侏儒球及粉塵和碎顆粒完全分離，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。按傳統(tǒng)處理滯底催化劑、侏儒球及粉塵過多催化劑的方法，這次重整催化劑需要回收后進(jìn)行加工，重新加工費(fèi)用約為50萬元／噸。本次應(yīng)用濟(jì)南瑞東實(shí)業(yè)有限公司的密度分級(jí)裝置，對(duì)連續(xù)重整裝置約5.0噸混合催化劑進(jìn)行分級(jí)處理，得到可利用的低碳催化劑3.6噸。與傳統(tǒng)的處理這批催化劑的方法對(duì)比計(jì)算，節(jié)約直接經(jīng)濟(jì)效益約為235萬元；如果采用調(diào)撥、緊急生產(chǎn)連續(xù)重整催化劑，則延誤開車，對(duì)效益的影響可能會(huì)更大。

5 結(jié)論

此次采用密度分離技術(shù)對(duì)燒結(jié)重整催化劑進(jìn)行分離，效果是非常顯著的，不僅最大限度地回收了低碳催化劑，而且所分離出的催化劑質(zhì)量也不錯(cuò)，直接補(bǔ)入再生系統(tǒng)后裝置也運(yùn)行平穩(wěn)，低碳催化劑的碳含量均值（3.82%）也滿足技術(shù)協(xié)議（≤6%）的要求，抽樣確認(rèn)手面無明顯粉塵，并且分離重整高低碳、侏儒球、粉塵及碎顆粒混合催化劑，減少的間接經(jīng)濟(jì)損失也相當(dāng)可觀。綜合以上幾點(diǎn)說明，本次使用密度分離技術(shù)對(duì)重整催化劑進(jìn)行過篩是成功的。

[1]張琰彬，趙亞娟，王聰.連續(xù)重整催化劑密度分級(jí)技術(shù)的應(yīng)用[J].煉油技術(shù)與工程，2011（10）.

[2]王俊玲，李順德，蔡立棟，楊玉明.催化劑物理分離技術(shù)在連續(xù)重整裝置的應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2012（12）.

TQ051

A

1671-0037（2014）02-79-1.5

2014年2月10日。

鄧威（1983.03-），男，在讀工程碩士，工程師，研究方向：材料工程。