催化裂化催化劑焙燒回收粉分級(jí)技術(shù)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(jí)技術(shù)研究田志鴻，周巖，楊凌。，賈惠。(1中國石化石油化工科學(xué)研究院，北京100083；2中國石化催化劑齊魯分公司)摘要：對(duì)催化裂化催化劑焙燒尾氣回收分級(jí)器進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)試驗(yàn)，得出操作參數(shù)對(duì)焙燒回收粉體的分級(jí)效果的影響規(guī)律，優(yōu)選出最佳分級(jí)操作條件為：總風(fēng)量262013“1。／h、分級(jí)輪轉(zhuǎn)速930

2、r／min、一次風(fēng)量占92、二次風(fēng)量占8。在此操作條件下，對(duì)于小于20pm顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64左右的原料，分級(jí)出的粗粉和細(xì)粉中小于20lam顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為152和925％，牛頓分級(jí)效率為782，計(jì)算得到的理論分級(jí)切割粒徑為265pm。關(guān)鍵詞：離心分級(jí)分級(jí)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(shù)，對(duì)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(xì)顆?；厥招实?，大部分會(huì)隨再生煙氣跑損，或者進(jìn)入

3、反應(yīng)沉降器的油漿中，既造成經(jīng)濟(jì)損失，又對(duì)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(xì)粉量控制在1以下，國內(nèi)要求控制在3以下。為了提高FCC催化劑的質(zhì)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(jīng)對(duì)噴霧干燥后旋下的催化劑進(jìn)行分級(jí)處理]，目的是分選出小于20pm的細(xì)粉。催化劑膠體噴霧干燥成形后還要經(jīng)過焙燒、洗滌等工藝，會(huì)再次出現(xiàn)催化劑破碎現(xiàn)象。針對(duì)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(duì)焙燒尾氣夾帶的細(xì)粉進(jìn)行回收，回收的細(xì)粉再分選出粗粉和細(xì)粉，粗粉與半成品一起再進(jìn)入焙燒工藝中，細(xì)粉研磨成膠與原料混合再利用。本課題主要研究分級(jí)系統(tǒng)操作參數(shù)對(duì)分級(jí)效果的影響規(guī)律，尋找最佳操作參數(shù)，為工業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。1實(shí)驗(yàn)11試驗(yàn)裝置及分級(jí)原理簡介試驗(yàn)裝置由細(xì)粉回收和細(xì)粉分級(jí)兩部分組成，工藝流程見圖1。催化劑膠體經(jīng)噴霧成顆粒狀后輸送到焙燒爐中焙燒，旋轉(zhuǎn)的焙燒爐管將催化劑揚(yáng)析開，焙燒爐頭

5、抽氣將爐管中揚(yáng)析的細(xì)粉抽出，含塵氣體經(jīng)過旋風(fēng)捕集下來，此粉體經(jīng)細(xì)粉分級(jí)器分級(jí)處理成粗粉、細(xì)粉兩部分，粗粉再次返回到焙燒爐中，細(xì)粉經(jīng)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(yán)格控制操作參數(shù)，以確保最終產(chǎn)品質(zhì)量合格。其中分級(jí)系統(tǒng)是本課題的主要研究內(nèi)容，要求分級(jí)的原料中小于20btm的細(xì)粉含量高，本裝置采用的是離心渦輪式分級(jí)器l3]。圖2是細(xì)粉分級(jí)器結(jié)構(gòu)及分級(jí)原理示意。采用重力落料方式將粉料從分級(jí)器筒體中下部側(cè)面進(jìn)料管加入，依

6、靠分級(jí)器內(nèi)氣流將粉料在分選空間里揚(yáng)析開，氣體在從錐體的下部一次風(fēng)、二次風(fēng)入口經(jīng)導(dǎo)向葉片進(jìn)入分級(jí)器內(nèi)時(shí)，與旋轉(zhuǎn)分級(jí)輪匹配，在分級(jí)器分選空間里形成穩(wěn)定的離心力場；處于分級(jí)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(xì)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(jí)輪(細(xì)粉室)中心運(yùn)動(dòng)[4]；在此同時(shí)旋轉(zhuǎn)的分級(jí)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(jí)器下部出口排出；細(xì)粉隨氣體進(jìn)入分級(jí)輪后，經(jīng)排風(fēng)管、旋風(fēng)分離器或者布袋除塵器回收。因此，改變分級(jí)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(jí)工程師，研究方向?yàn)榇呋瘎┲苽渑c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(zhuǎn)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(shí)，切割粒徑，分級(jí)后的粗粉、細(xì)粉均偏粗。以上為理想條件下得出的結(jié)果，而實(shí)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(nèi)的含塵濃度、分級(jí)后粗粉和細(xì)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(yīng)的粉料進(jìn)行試驗(yàn)，以試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。12分析方法總風(fēng)量由變頻調(diào)速控制，管道風(fēng)速由畢托管、風(fēng)速儀測定；樣品粒度由Malvern激光粒度分析儀測定；分級(jí)前后各粉料的質(zhì)量用電子天

9、平稱量。13分級(jí)性能評(píng)價(jià)分級(jí)性能的評(píng)價(jià)由粗粉、細(xì)粉的粒度分布與綜合分級(jí)效率(牛頓分級(jí)效率)[63綜合考慮。原料A、粗粉B、細(xì)粉C中大于分級(jí)點(diǎn)的部分為此粉料中的粗顆粒，小于分級(jí)點(diǎn)的部分為此粉料中的細(xì)顆粒。綜合分級(jí)效率(牛頓分級(jí)效率)77按下式計(jì)算：㈦式中：^為原料中大于分級(jí)點(diǎn)顆粒所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；廠為粗粉B中大于分級(jí)點(diǎn)顆粒所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；fc，為細(xì)粉C中大于分級(jí)點(diǎn)顆粒所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2工業(yè)試驗(yàn)調(diào)試與結(jié)果本試驗(yàn)主要是調(diào)節(jié)分級(jí)器操作參數(shù)，研究分

10、級(jí)器各操作參數(shù)對(duì)分級(jí)器性能的影響，即一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、分級(jí)輪轉(zhuǎn)速3個(gè)參數(shù)對(duì)顆粒分級(jí)效果的影響規(guī)律。試驗(yàn)中總風(fēng)量采用2100m。／h和2620m／h兩檔調(diào)節(jié)；分級(jí)輪轉(zhuǎn)速采用930，1160，1400r／rain三個(gè)級(jí)別；一次風(fēng)閥全開，其風(fēng)量大小由二次風(fēng)閥開度來調(diào)節(jié)；二次風(fēng)閥采用全關(guān)閉、50開度、全開三組調(diào)試方式。對(duì)各參數(shù)進(jìn)行組合，一共進(jìn)行了18組試驗(yàn)。試驗(yàn)中每變化一個(gè)操作條件，對(duì)進(jìn)料A、分級(jí)后的粗粉B、分級(jí)后的細(xì)粉C進(jìn)行采樣分析。試驗(yàn)開

11、始時(shí)對(duì)原料A進(jìn)行4次采樣分析，其粒度分布比較穩(wěn)定，其中小于20gm的細(xì)顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)占64％左右，平均粒徑(D)為156gm，小于40gm的顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)占83以上，因此原料A中大部分是小于20gm的細(xì)粉。試驗(yàn)要求從原料A中分選大于20pm的粗顆粒，并且要求分級(jí)切割點(diǎn)接近20gm。21操作參數(shù)對(duì)分級(jí)性能的影響211總風(fēng)量和分級(jí)輪轉(zhuǎn)速對(duì)分級(jí)效果的影響在一次風(fēng)閥全開、二次風(fēng)閥零開度的條件下，考察總風(fēng)量和分級(jí)輪轉(zhuǎn)速對(duì)分級(jí)效果的影響，結(jié)果見表1。從

12、表1可以看出：總風(fēng)量為2100m。／h時(shí)，分級(jí)出的細(xì)粉純度高；總風(fēng)量在2620m。／h時(shí)，分級(jí)出的粗粉純度高。由于分級(jí)后的粗粉B將作為半成品進(jìn)入后續(xù)處理工藝，必須嚴(yán)格控制粗粉B中的粗粉純度，因此總風(fēng)量以2620rn。／h較為合適。表1總風(fēng)量和分級(jí)輪轉(zhuǎn)速對(duì)分級(jí)效果的影響從表1還可以看出，當(dāng)總風(fēng)量一定時(shí)，調(diào)節(jié)分級(jí)輪轉(zhuǎn)速，對(duì)分級(jí)后的粗粉、細(xì)粉純度都有明顯的影響，但是規(guī)律性不強(qiáng)，考慮到分級(jí)后粗粉B將作為半成品進(jìn)入后續(xù)處理工藝，在總風(fēng)量2620m

13、3／h時(shí)，分級(jí)輪轉(zhuǎn)速取930r／min和1400r／min較為合適。212一次風(fēng)、二次風(fēng)比例對(duì)分級(jí)效果的影響在總風(fēng)量為2620m。／h、分級(jí)輪轉(zhuǎn)速分別為930，1160，1400r／min的條件下，改變一次風(fēng)、二次風(fēng)的分配比例，考察其對(duì)分級(jí)效果的影響，結(jié)果見表2。其中二次風(fēng)量的大小由其進(jìn)氣管線調(diào)節(jié)閥的開度控制，一次風(fēng)管線調(diào)節(jié)閥全開，在二次風(fēng)調(diào)節(jié)閥開度為5O和100時(shí)測得二次風(fēng)進(jìn)氣量占總風(fēng)量的8和13。從表2可以看出：二次風(fēng)量對(duì)分級(jí)效果有