催化裂化催化劑焙燒回收粉分級技術研究

1、加工工藝石油煉制與化工PETR0IEUMPROCESSINGPETROCHEMICALS2013年12月第44卷第l2期催化裂化催化劑焙燒回收粉分級技術研究田志鴻，周巖，楊凌。，賈惠。(1中國石化石油化工科學研究院，北京100083；2中國石化催化劑齊魯分公司)摘要：對催化裂化催化劑焙燒尾氣回收分級器進行參數(shù)調節(jié)試驗，得出操作參數(shù)對焙燒回收粉體的分級效果的影響規(guī)律，優(yōu)選出最佳分級操作條件為：總風量262013“1。／h、分級輪轉速930

2、r／min、一次風量占92、二次風量占8。在此操作條件下，對于小于20pm顆粒的質量分數(shù)為64左右的原料，分級出的粗粉和細粉中小于20lam顆粒的質量分數(shù)分別為152和925％，牛頓分級效率為782，計算得到的理論分級切割粒徑為265pm。關鍵詞：離心分級分級粒徑催化裂化催化劑催化裂化催化劑是流化催化裂化工藝(FCC)的核心技術，對其粒度分布有一定的要求。由于在使用中小于20gm的催化劑細顆?；厥招实?，大部分會隨再生煙氣跑損，或者進入

3、反應沉降器的油漿中，既造成經濟損失，又對環(huán)境造成污染。國際上一般要求催化裂化催化劑中小于20pm的細粉量控制在1以下，國內要求控制在3以下。為了提高FCC催化劑的質量、提高其國際競爭力，中國石化催化劑長嶺分公司、催化劑齊魯分公司、中國石油蘭州石化公司催化劑廠都曾經對噴霧干燥后旋下的催化劑進行分級處理]，目的是分選出小于20pm的細粉。催化劑膠體噴霧干燥成形后還要經過焙燒、洗滌等工藝，會再次出現(xiàn)催化劑破碎現(xiàn)象。針對此現(xiàn)象，中國石化催化劑齊

4、魯分公司在新建的50kt／a催化劑聯(lián)合裝置上提出了對焙燒尾氣夾帶的細粉進行回收，回收的細粉再分選出粗粉和細粉，粗粉與半成品一起再進入焙燒工藝中，細粉研磨成膠與原料混合再利用。本課題主要研究分級系統(tǒng)操作參數(shù)對分級效果的影響規(guī)律，尋找最佳操作參數(shù)，為工業(yè)生產提供技術指導。1實驗11試驗裝置及分級原理簡介試驗裝置由細粉回收和細粉分級兩部分組成，工藝流程見圖1。催化劑膠體經噴霧成顆粒狀后輸送到焙燒爐中焙燒，旋轉的焙燒爐管將催化劑揚析開，焙燒爐頭

5、抽氣將爐管中揚析的細粉抽出，含塵氣體經過旋風捕集下來，此粉體經細粉分級器分級處理成粗粉、細粉兩部分，粗粉再次返回到焙燒爐中，細粉經布袋除塵器回收后研磨成膠體，再投入成膠系統(tǒng)中。此系統(tǒng)必須嚴格控制操作參數(shù)，以確保最終產品質量合格。其中分級系統(tǒng)是本課題的主要研究內容，要求分級的原料中小于20btm的細粉含量高，本裝置采用的是離心渦輪式分級器l3]。圖2是細粉分級器結構及分級原理示意。采用重力落料方式將粉料從分級器筒體中下部側面進料管加入，依

6、靠分級器內氣流將粉料在分選空間里揚析開，氣體在從錐體的下部一次風、二次風入口經導向葉片進入分級器內時，與旋轉分級輪匹配，在分級器分選空間里形成穩(wěn)定的離心力場；處于分級輪附近的顆粒受到離心力和氣體向心曳力共同作用，粗顆粒受到的離心力大于氣體的曳力，被分離到粗粉室邊壁上沿器壁向下滑落；細顆粒受到的離心力小于氣體的向心曳力，被氣體攜帶向分級輪(細粉室)中心運動[4]；在此同時旋轉的分級輪通過其周邊的圓柱或葉片將其中夾帶的粗顆粒通過碰撞、捕集攔

7、截下來，隨分離到邊壁處的粗顆粒一起向下滑落，從分級器下部出口排出；細粉隨氣體進入分級輪后，經排風管、旋風分離器或者布袋除塵器回收。因此，改變分級器的氣量與收稿日期：2013—04—01；修改稿收到日期：2013一O7O3。作者簡介：田志鴻(1966)，男，碩士，高級工程師，研究方向為催化劑制備與工程放大。通訊聯(lián)系人：田志鴻，Email：tianzhripp@sinopeccorn。8石油煉制與化工2013年第44卷于切割粒徑的轉速，r／

8、s。顆粒粒徑的部分被分離到粗粉室邊壁上；顆粒粒徑。時，切割粒徑，分級后的粗粉、細粉均偏粗。以上為理想條件下得出的結果，而實際情況則受到多種因素的影響，如粉體原料的粒度分布、分選空間內的含塵濃度、分級后粗粉和細粉的粒度分布等。上述各式均沒有考慮這些因素的影響，因此必須用相應的粉料進行試驗，以試驗結果為準。12分析方法總風量由變頻調速控制，管道風速由畢托管、風速儀測定；樣品粒度由Malvern激光粒度分析儀測定；分級前后各粉料的質量用電子天

9、平稱量。13分級性能評價分級性能的評價由粗粉、細粉的粒度分布與綜合分級效率(牛頓分級效率)[63綜合考慮。原料A、粗粉B、細粉C中大于分級點的部分為此粉料中的粗顆粒，小于分級點的部分為此粉料中的細顆粒。綜合分級效率(牛頓分級效率)77按下式計算：㈦式中：^為原料中大于分級點顆粒所占的質量分數(shù)；廠為粗粉B中大于分級點顆粒所占的質量分數(shù)；fc，為細粉C中大于分級點顆粒所占的質量分數(shù)。2工業(yè)試驗調試與結果本試驗主要是調節(jié)分級器操作參數(shù)，研究分

10、級器各操作參數(shù)對分級器性能的影響，即一次風量、二次風量、分級輪轉速3個參數(shù)對顆粒分級效果的影響規(guī)律。試驗中總風量采用2100m。／h和2620m／h兩檔調節(jié)；分級輪轉速采用930，1160，1400r／rain三個級別；一次風閥全開，其風量大小由二次風閥開度來調節(jié)；二次風閥采用全關閉、50開度、全開三組調試方式。對各參數(shù)進行組合，一共進行了18組試驗。試驗中每變化一個操作條件，對進料A、分級后的粗粉B、分級后的細粉C進行采樣分析。試驗開

11、始時對原料A進行4次采樣分析，其粒度分布比較穩(wěn)定，其中小于20gm的細顆粒質量分數(shù)占64％左右，平均粒徑(D)為156gm，小于40gm的顆粒質量分數(shù)占83以上，因此原料A中大部分是小于20gm的細粉。試驗要求從原料A中分選大于20pm的粗顆粒，并且要求分級切割點接近20gm。21操作參數(shù)對分級性能的影響211總風量和分級輪轉速對分級效果的影響在一次風閥全開、二次風閥零開度的條件下，考察總風量和分級輪轉速對分級效果的影響，結果見表1。從

12、表1可以看出：總風量為2100m。／h時，分級出的細粉純度高；總風量在2620m。／h時，分級出的粗粉純度高。由于分級后的粗粉B將作為半成品進入后續(xù)處理工藝，必須嚴格控制粗粉B中的粗粉純度，因此總風量以2620rn。／h較為合適。表1總風量和分級輪轉速對分級效果的影響從表1還可以看出，當總風量一定時，調節(jié)分級輪轉速，對分級后的粗粉、細粉純度都有明顯的影響，但是規(guī)律性不強，考慮到分級后粗粉B將作為半成品進入后續(xù)處理工藝，在總風量2620m

13、3／h時，分級輪轉速取930r／min和1400r／min較為合適。212一次風、二次風比例對分級效果的影響在總風量為2620m。／h、分級輪轉速分別為930，1160，1400r／min的條件下，改變一次風、二次風的分配比例，考察其對分級效果的影響，結果見表2。其中二次風量的大小由其進氣管線調節(jié)閥的開度控制，一次風管線調節(jié)閥全開，在二次風調節(jié)閥開度為5O和100時測得二次風進氣量占總風量的8和13。從表2可以看出：二次風量對分級效果有