nbms催化劑磁分離系統(tǒng)

1、2003-11-28,1,FCC平衡劑磁分離回收工藝技術(shù) ------NBMS工藝,北京欣博通創(chuàng)新能源技術(shù)開發(fā)有限公司中石油大慶石化公司研究院,2003-11-28,2,主要內(nèi)容,FCC平衡劑回收技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀FCC平衡劑磁分離技術(shù)的基本原理NBMS工藝的方法流程NBMS工藝的磁選技術(shù)NBMS工藝的換熱技術(shù)NBMS工藝的磁種技術(shù)NBMS工藝的應(yīng)用方案磁分離技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用,2003-11-28,3,發(fā)展現(xiàn)狀

2、： FCC平衡劑的失活原因,可逆因素 結(jié)焦失活（焦炭沉積到催化劑表面或孔隙中。1%--0.2%）；不可逆因素（1）中毒失活（原料中的重金屬幾乎全部沉積在催化劑上，造成嚴重污染。主要有Ni、V、Fe和Na等）；（2）水熱失活（在水蒸氣作用下的熱失活，導(dǎo)致催化劑孔徑變大，比表面積減小---“老化”）。,2003-11-28,4,發(fā)展現(xiàn)狀：FCC平衡劑回收技術(shù)的背景,基于化學(xué)法的處理工藝（濕法）：國外如美國海灣石油公司的CHE

3、MICAT工藝和DEMET工藝、國內(nèi)；基于物理法的處理工藝（干法）：如電磁式、永磁式（美國M.W.KELLOGG公司的MAGNACAT工藝、日本NIPPON石油公司的CMS-RFCC工藝）。,2003-11-28,5,美國M.W.KELLOGG公司MAGNACAT磁分離工藝裝置圖,2003-11-28,6,基本原理：FCC平衡劑常規(guī)操作模式,,W卸劑,2003-11-28,7,基本原理：原料中的金屬對FCC的影響,鎳Ni釩V鐵F

4、e 鈉Na,2003-11-28,8,基本原理： FCC平衡劑年齡與重金屬含量間關(guān)系,,,2003-11-28,9,基本原理： FCC平衡劑金屬含量與磁感性間關(guān)系,,,2003-11-28,10,基本原理： FCC平衡劑MAT與年齡間關(guān)系,,,2003-11-28,11,基本原理： 粉末物料干法磁分離技術(shù),低磁性劑（低磁化系數(shù)、低重金屬含量、高活性和高選擇性）,高磁性劑（高磁化系數(shù)、高重金屬含量、低活性和低選擇性）,2003-11-2

5、8,12,基本原理：應(yīng)用磁分離技術(shù)后FCC平衡劑的操作模式,,降低催化劑單耗，節(jié)省新鮮劑用量；改善FCC藏量的重金屬污染水平；改善FCC藏量的活性及選擇性水平。,,W卸劑,W低磁性,,2003-11-28,13,NBMS工藝流程：FCC平衡劑在線回收工藝,2003-11-28,14,磁選技術(shù)：永磁磁選單元的技術(shù)特點,利用世界領(lǐng)先的電磁場計算專用軟件AnSoft對磁輥的“磁篩”式磁路進行優(yōu)化計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計；針對催化劑粒子“料裹

6、鐵”的磁選特點，采用多次逐級精選的工藝形式，能夠最大程度提高磁選效率，兼顧回收率與精礦（低磁劑）品位之間的平衡。,2003-11-28,15,最新型的三輥式磁選機的技術(shù)特點,對催化劑顆粒在進行磁分離作業(yè)前設(shè)置了預(yù)磁化的平磁極，強化了磁選效果；三級分選磁輥，有效平均磁場強度分別為12000高斯、14000高斯和16000高斯，讓催化劑由粗選到精選三次遍歷，使用戶可在金屬鎳降幅與回收率之間具有較大的操作彈性。該磁選機的處理效果是：回收率在

7、50%時，Ni降幅可達15%以上；磁輥與從動輥采用特殊設(shè)計的活動式插軸結(jié)構(gòu)。既使磁輥工作在兩端有固定支承的穩(wěn)定狀態(tài)下，又保證了更換輸送帶方便；專為類似催化劑物料特殊設(shè)計的雙振動電機緩沖池式超細粉末給料機保證了下料效果并準確控制催化劑流量；進口材料定制的輸送帶，厚度可達0.15mm以內(nèi)，使用壽命長且成本較低。,2003-11-28,16,磁選技術(shù)：磁選分離單元使用效果,華北石化回收率50%,華北石化回收率50%,遼河石化回收率

8、46%,2003-11-28,17,磁選技術(shù)：磁選分離單元使用效果,燕山石化回收率44%,濟南石化回收率48%,濟南石化回收率48%,2003-11-28,18,磁選技術(shù)：磁選分離單元使用效果,撫順二廠回收率48%,撫順二廠回收率48%,荊門石化回收率51%,荊門石化回收率51%,2003-11-28,19,某煉油廠FCC原始平衡劑,2003-11-28,20,由該FCC平衡劑經(jīng)磁分離后的低磁劑,2003-11-28,21

9、,磁選技術(shù)：磁選機組設(shè)備總裝現(xiàn)場,2003-11-28,22,換熱技術(shù)：兩段可調(diào)式高效換熱器的結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點,結(jié)構(gòu)緊湊、布局靈活、占地面積?。会旑^管傳熱效率高，比光管式傳熱元件管高30%；耐磨性好，適用于催化劑等固體顆粒的換熱。,,2003-11-28,23,換熱技術(shù)：高效換熱器的工業(yè)試驗流程,2003-11-28,24,換熱技術(shù)：高效換熱器的工業(yè)中試結(jié)果,換熱器所耗冷卻水量為3.5t/h。在額定的催化劑循環(huán)量下（450~500

10、kg/h），催化劑的溫度均可由600~750℃降至80~105℃之內(nèi)，再經(jīng)過旋風(fēng)分離器到達收集罐中，測量催化劑的實際溫度均可降至80℃以內(nèi)，可以滿足要求。,2003-11-28,25,磁種技術(shù)：加入磁種進行原料預(yù)處理的方式,溶解在預(yù)提升蒸汽中，與預(yù)提升蒸汽一起進入到提升管反應(yīng)器中；溶解在噴嘴霧化蒸汽中、或采用油溶性溶液溶解在原料油中，經(jīng)霧化噴嘴進入到提升管反應(yīng)器中；直接噴入到再生器密相床層中。,2003-11-28,26,磁種技

11、術(shù)：某種過渡金屬基磁種的使用效果,,,,,添加磁種后平衡劑磁感性變化,,添加磁種后平衡劑MAT變化,2003-11-28,27,磁種技術(shù)：室內(nèi)小型試驗結(jié)果,隨著磁種添加劑的加入，平衡催化劑的整體磁性得到有效的提高（有的最高可達到二倍以上）隨著磁種添加劑的加入，平衡催化劑的MAT指數(shù)并沒有下降，而且絕大多數(shù)都有不同程度的提高，說明磁種對平衡催化劑顆粒上的重金屬元素（主要是Ni，V等）起到了一定的鈍化作用；,2003-11-28,28,

12、總結(jié)：NBMS工藝的技術(shù)特點,完整的工藝方案： NBMS工藝囊括了原料油預(yù)處理、高效換熱及高效磁選等技術(shù)，形成了完整的工藝解決方案；離/在線循環(huán)系統(tǒng)： NBMS工藝的優(yōu)勢是能夠優(yōu)化FCC藏量品質(zhì)。它通過高效換技術(shù)實現(xiàn)了實時在線循環(huán)，使FCC藏量的年齡、活性分布趨向于優(yōu)化，達到提高轉(zhuǎn)化率、改善產(chǎn)品品質(zhì)的目的；超強多級磁選系統(tǒng)： 經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的超強分選磁場和多級分選結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了精礦品位與回收率間的最大操作彈性，可適應(yīng)各種不同裝置及不

13、同催化劑種類的要求；獨有的磁種添加劑技術(shù) ：目前所有同類技術(shù)均應(yīng)用于RFCC裝置。對于重金屬含量偏低的餾分油催化裂化，NBMS工藝率先采用了磁種添加劑技術(shù)，可成倍地增強平衡劑的磁化系數(shù)，為餾分油催化裂化裝置藏量的優(yōu)化回收處理提供了可能性。,2003-11-28,29,應(yīng)用方案：NBMS工藝離線建設(shè)方案,工藝流程公用工程技術(shù)指標主要設(shè)備投資估算效益分析,2003-11-28,30,應(yīng)用方案/工藝流程：離線型NBMS裝置的PI

14、D圖,2003-11-28,31,離線型NBMS E-cat磁分離工藝流程圖,2003-11-28,32,應(yīng)用方案/公用工程：離線建設(shè)方案,當系統(tǒng)處理量為300kg/h時：耗 電： 磁選機組用電功率小于 10 KW；非凈化風(fēng)：用風(fēng)量小于500kg/h。,2003-11-28,33,應(yīng)用方案/技術(shù)指標：離線建設(shè)方案,在磁分離裝置達到工藝設(shè)計指標，磁選機組處于正常使用條件且低磁催化劑的回收率不小于50%時：低磁劑的鎳

15、含量降幅：不小于15%；低磁劑的活性MAT提高值：不小于4個單位；低磁劑的比表面積提高值：不小于8%；磁選部件在正常工作狀態(tài)下使用壽命不小于10年。,,2003-11-28,34,應(yīng)用方案/主要設(shè)備：離線建設(shè)方案,,,2003-11-28,35,工業(yè)應(yīng)用/主要設(shè)備: 現(xiàn)場電氣儀表清單,2003-11-28,36,工業(yè)應(yīng)用/主要設(shè)備：低壓變頻柜清單,2003-11-28,37,工業(yè)應(yīng)用/主要設(shè)備： PLC儀表柜清單,2003-

16、11-28,38,應(yīng)用方案/投資估算：離線建設(shè)方案,參考中石油華北石化分公司和中石化廣州分公司的工業(yè)應(yīng)用實例，對在××石化RFCC裝置應(yīng)用催化劑磁分離技術(shù)的建議方案為： 采用處理量為300kg/h的離線裝置, (其年處理量為1000噸)。,2003-11-28,39,應(yīng)用方案/經(jīng)濟效益估算：離線建設(shè)方案,每噸平衡劑的生產(chǎn)成本： 處理每噸平衡催化劑的成本核

17、算主要包括水、電、風(fēng)消耗及人工費、設(shè)備折舊費、生產(chǎn)管理費、生產(chǎn)材料費、催化劑的運輸費、樣品測試分析費及設(shè)備維修保養(yǎng)費等。根據(jù)以往的經(jīng)驗并考慮各煉廠的具體情況，估計每噸平衡劑的處理費用應(yīng)在1000元以內(nèi)； FCC裝置的效益核算：若催化裝置一年卸出廢平衡催化劑1000噸。按照回收率50%計算，可以回收低磁劑500噸。一般情況下，每噸低磁劑可以代替0.5-0.6噸新鮮催化劑，可以代替250噸新鮮劑(以0.5計算)，新鮮催化劑2萬元/噸，每

18、年可減少新鮮催化劑支出250 X 2=500萬元。,2003-11-28,40,應(yīng)用方案：在線型NBMS裝置的建設(shè)方案,公用工程： 與離線式系統(tǒng)接近，略有不同；技術(shù)指標： 與離線式系統(tǒng)同；主要設(shè)備：需增加兩段可調(diào)式高效換熱器一套及相應(yīng)的滑閥、傳感器及控制點。其它與離線式系統(tǒng)同；經(jīng)濟效益分析：除與離線式相同的處理成本與節(jié)約新鮮催化劑產(chǎn)生的效益外，在線裝置穩(wěn)定運行后，假設(shè)汽油產(chǎn)率因此上升0.3個百分點，對300萬噸/年的RFCC裝置來

19、說，將創(chuàng)造直接效益約3000萬元。這正是國外如美國及日本等國煉油企業(yè)廣泛采用在線式磁分離系統(tǒng)的主要原因。,2003-11-28,41,工業(yè)應(yīng)用：美國Ashland公司Canton煉油廠在線E-cat磁分離裝置應(yīng)用情況,Canton煉油廠應(yīng)用KELLOGG的MAGNACAT工藝包的工業(yè)生產(chǎn)實況從1996年4月1日至8月30日，共處理838噸平衡催化劑，平均回收利用了78%的平衡催化劑；從1996年5月1日至7月12日對MAGNCA

20、T裝置進行了標定，F(xiàn)CC裝置總轉(zhuǎn)化率由75.4v%上升至81.7v%；汽油收率由62.5v%上升至63.2v%。其它目的產(chǎn)品收率也都有不同程度上升。綜合效益：折合每桶原料所得產(chǎn)品增值28美分。,2003-11-28,42,工業(yè)應(yīng)用：中石油華北石化公司離線型NBMS工業(yè)試驗裝置(第一代磁選機),2003-11-28,43,應(yīng)用方案/工藝流程：過渡型在線NBMS裝置的PID圖,2003-11-28,44,工業(yè)應(yīng)用：中石油華北石化公司過渡

21、型在線NBMS裝置(第二代磁選機),2003-11-28,45,NBMS工藝在中石油華北石化公司第三催化裝置應(yīng)用的控制臺,2003-11-28,46,中石油華北石化三催化NBMS工藝應(yīng)用數(shù)據(jù)－降低新鮮劑單耗方案,2003-11-28,47,中石油華北石化NBMS工藝應(yīng)用數(shù)據(jù)－提高轉(zhuǎn)化率和輕油收率方案,2003-11-28,48,工業(yè)應(yīng)用：中石化廣州分公司離線型NBMS裝置(采用了第三代多級磁選機),2003-11-28,49,工業(yè)應(yīng)