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(kāi)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N(yùn)BMS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(yán)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(guó)外如美國(guó)海灣石油公司的CHE

3、MICAT工藝和DEMET工藝、國(guó)內(nèi)；基于物理法的處理工藝（干法）：如電磁式、永磁式（美國(guó)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(guó)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(duì)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(diǎn),利用世界領(lǐng)先的電磁場(chǎng)計(jì)算專用軟件AnSoft對(duì)磁輥的“磁篩”式磁路進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；針對(duì)催化劑粒子“料裹

6、鐵”的磁選特點(diǎn)，采用多次逐級(jí)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(jī)的技術(shù)特點(diǎn),對(duì)催化劑顆粒在進(jìn)行磁分離作業(yè)前設(shè)置了預(yù)磁化的平磁極，強(qiáng)化了磁選效果；三級(jí)分選磁輥，有效平均磁場(chǎng)強(qiáng)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(jī)的處理效果是：回收率在

7、50%時(shí)，Ni降幅可達(dá)15%以上；磁輥與從動(dòng)輥采用特殊設(shè)計(jì)的活動(dòng)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(jì)的雙振動(dòng)電機(jī)緩沖池式超細(xì)粉末給料機(jī)保證了下料效果并準(zhǔn)確控制催化劑流量；進(jìn)口材料定制的輸送帶，厚度可達(dá)0.15mm以內(nèi)，使用壽命長(zhǎng)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(jì)南石化回收率48%,濟(jì)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(mén)石化回收率51%,荊門(mén)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(jī)組設(shè)備總裝現(xiàn)場(chǎng),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(diǎn),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(yàn)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(guò)旋風(fēng)分離器到達(dá)收集罐中，測(cè)量催化劑的實(shí)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(guò)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(yàn)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(dá)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(méi)有下降，而且絕大多數(shù)都有不同程度的提高，說(shuō)明磁種對(duì)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(diǎn),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(shì)是能夠優(yōu)化FCC藏量品質(zhì)。它通過(guò)高效換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線循環(huán)，使FCC藏量的年齡、活性分布趨向于優(yōu)化，達(dá)到提高轉(zhuǎn)化率、改善產(chǎn)品品質(zhì)的目的；超強(qiáng)多級(jí)磁選系統(tǒng)： 經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的超強(qiáng)分選磁場(chǎng)和多級(jí)分選結(jié)構(gòu)，實(shí)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(dú)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(duì)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(qiáng)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(biāo)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(dāng)系統(tǒng)處理量為300kg/h時(shí)：耗 電： 磁選機(jī)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(biāo)：離線建設(shè)方案,在磁分離裝置達(dá)到工藝設(shè)計(jì)指標(biāo)，磁選機(jī)組處于正常使用條件且低磁催化劑的回收率不小于50%時(shí)：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(gè)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(chǎng)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(shí)例，對(duì)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(jì)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(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)、生產(chǎn)管理費(fèi)、生產(chǎn)材料費(fèi)、催化劑的運(yùn)輸費(fèi)、樣品測(cè)試分析費(fèi)及設(shè)備維修保養(yǎng)費(fèi)等。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)并考慮各煉廠的具體情況，估計(jì)每噸平衡劑的處理費(fèi)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(jì)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(jì)算)，新鮮催化劑2萬(wàn)元/噸，每

18、年可減少新鮮催化劑支出250 X 2=500萬(wàn)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(biāo)： 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(diǎn)。其它與離線式系統(tǒng)同；經(jīng)濟(jì)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(yùn)行后，假設(shè)汽油產(chǎn)率因此上升0.3個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)300萬(wàn)噸/年的RFCC裝置來(lái)

19、說(shuō)，將創(chuàng)造直接效益約3000萬(wàn)元。這正是國(guó)外如美國(guó)及日本等國(guó)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(guó)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(shí)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(duì)MAGNCA

20、T裝置進(jìn)行了標(biāo)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(yàn)裝置(第一代磁選機(jī)),2003-11-28,43,應(yīng)用方案/工藝流程：過(guò)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(guò)渡

21、型在線NBMS裝置(第二代磁選機(jī)),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(tái),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(jí)磁選機(jī)),2003-11-28,49,工業(yè)應(yīng)