NBMS催化剂磁分离系统.ppt

2003-11-28,1,FCC平衡剂磁分离回收工艺技术 -NBMS工艺,北京欣博通创新能源技术开发有限公司 中石油大庆石化公司研究院,2003-11-28,2,主要内容,FCC平衡剂回收技术的发展现状 FCC平衡剂磁分离技术的基本原理 NBMS工艺的方法流程 NBMS工艺的磁选技术 NBMS工艺的换热技术 NBMS工艺的磁种技术 NBMS工艺的应用方案 磁分离技术的工业应用,2003-11-28,3,发展现状： FCC平衡剂的失活原因,可逆因素 结焦失活（焦炭沉积到催化剂表面或孔隙中。1%-0.2%）； 不可逆因素 （1）中毒失活（原料中的重金属几乎全部沉积在催化剂上，造成严重污染。主要有Ni、V、Fe和Na等）； （2）水热失活（在水蒸气作用下的热失活，导致催化剂孔径变大，比表面积减小-“老化”）。,2003-11-28,4,发展现状：FCC平衡剂回收技术的背景,基于化学法的处理工艺（湿法）：国外如美国海湾石油公司的CHEMICAT工艺和DEMET工艺、国内； 基于物理法的处理工艺（干法）：如电磁式、永磁式（美国M.W.KELLOGG公司的MAGNACAT工艺、日本NIPPON石油公司的CMS-RFCC工艺）。,2003-11-28,5,美国M.W.KELLOGG公司MAGNACAT磁分离工艺装置图,2003-11-28,6,基本原理：FCC平衡剂常规操作模式,W卸剂,2003-11-28,7,基本原理：原料中的金属对FCC的影响,镍Ni 钒V 铁Fe 钠Na,2003-11-28,8,基本原理： FCC平衡剂年龄与重金属含量间关系,2003-11-28,9,基本原理： FCC平衡剂金属含量与磁感性间关系,2003-11-28,10,基本原理： FCC平衡剂MAT与年龄间关系,2003-11-28,11,基本原理： 粉末物料干法磁分离技术,低磁性剂（低磁化系数、低重金属含量、高活性和高选择性）,高磁性剂（高磁化系数、高重金属含量、低活性和低选择性）,2003-11-28,12,基本原理：应用磁分离技术后FCC平衡剂的操作模式,降低催化剂单耗，节省新鲜剂用量； 改善FCC藏量的重金属污染水平； 改善FCC藏量的活性及选择性水平。,W卸剂,W低磁性,2003-11-28,13,NBMS工艺流程：FCC平衡剂在线回收工艺,2003-11-28,14,磁选技术：永磁磁选单元的技术特点,利用世界领先的电磁场计算专用软件AnSoft对磁辊的“磁筛”式磁路进行优化计算及结构设计； 针对催化剂粒子“料裹铁”的磁选特点，采用多次逐级精选的工艺形式，能够最大程度提高磁选效率，兼顾回收率与精矿（低磁剂）品位之间的平衡。,2003-11-28,15,最新型的三辊式磁选机的技术特点,对催化剂颗粒在进行磁分离作业前设置了预磁化的平磁极，强化了磁选效果； 三级分选磁辊，有效平均磁场强度分别为12000高斯、14000高斯和16000高斯，让催化剂由粗选到精选三次遍历，使用户可在金属镍降幅与回收率之间具有较大的操作弹性。该磁选机的处理效果是：回收率在50%时，Ni降幅可达15%以上； 磁辊与从动辊采用特殊设计的活动式插轴结构。既使磁辊工作在两端有固定支承的稳定状态下，又保证了更换输送带方便； 专为类似催化剂物料特殊设计的双振动电机缓冲池式超细粉末给料机保证了下料效果并准确控制催化剂流量； 进口材料定制的输送带，厚度可达0.15mm以内，使用寿命长且成本较低。,2003-11-28,16,磁选技术：磁选分离单元使用效果,华北石化 回收率50%,华北石化 回收率50%,辽河石化 回收率46%,2003-11-28,17,磁选技术：磁选分离单元使用效果,燕山石化 回收率44%,济南石化 回收率48%,济南石化 回收率48%,2003-11-28,18,磁选技术：磁选分离单元使用效果,抚顺二厂 回收率48%,抚顺二厂 回收率48%,荆门石化 回收率51%,荆门石化 回收率51%,2003-11-28,19,某炼油厂FCC原始平衡剂,2003-11-28,20,由该FCC平衡剂经磁分离后的低磁剂,2003-11-28,21,磁选技术：磁选机组设备总装现场,2003-11-28,22,换热技术：两段可调式高效换热器的结构及技术特点,结构紧凑、布局灵活、占地面积小； 钉头管传热效率高，比光管式传热元件管高30%； 耐磨性好，适用于催化剂等固体颗粒的换热。,2003-11-28,23,换热技术：高效换热器的工业试验流程,2003-11-28,24,换热技术：高效换热器的工业中试结果,换热器所耗冷却水量为3.5t/h。在额定的催化剂循环量下（450500kg/h），催化剂的温度均可由600750降至80105之内，再经过旋风分离器到达收集罐中，测量催化剂的实际温度均可降至80以内，可以满足要求。,2003-11-28,25,磁种技术：加入磁种进行原料预处理的方式,溶解在预提升蒸汽中，与预提升蒸汽一起进入到提升管反应器中； 溶解在喷嘴雾化蒸汽中、或采用油溶性溶液溶解在原料油中，经雾化喷嘴进入到提升管反应器中； 直接喷入到再生器密相床层中。,2003-11-28,26,磁种技术：某种过渡金属基磁种的使用效果,添加磁种后平衡剂磁感性变化,添加磁种后平衡剂MAT变化,2003-11-28,27,磁种技术：室内小型试验结果,随着磁种添加剂的加入，平衡催化剂的整体磁性得到有效的提高（有的最高可达到二倍以上） 随着磁种添加剂的加入，平衡催化剂的MAT指数并没有下降，而且绝大多数都有不同程度的提高，说明磁种对平衡催化剂颗粒上的重金属元素（主要是Ni，V等）起到了一定的钝化作用；,2003-11-28,28,总结：NBMS工艺的技术特点,完整的工艺方案： NBMS工艺囊括了原料油预处理、高效换热及高效磁选等技术，形成了完整的工艺解决方案； 离/在线循环系统： NBMS工艺的优势是能够优化FCC藏量品质。它通过高效换技术实现了实时在线循环，使FCC藏量的年龄、活性分布趋向于优化，达到提高转化率、改善产品品质的目的； 超强多级磁选系统： 经过优化设计的超强分选磁场和多级分选结构，实现了精矿品位与回收率间的最大操作弹性，可适应各种不同装置及不同催化剂种类的要求； 独有的磁种添加剂技术 ：目前所有同类技术均应用于RFCC装置。对于重金属含量偏低的馏分油催化裂化，NBMS工艺率先采用了磁种添加剂技术，可成倍地增强平衡剂的磁化系数，为馏分油催化裂化装置藏量的优化回收处理提供了可能性。,2003-11-28,29,应用方案：NBMS工艺离线建设方案,工艺流程 公用工程 技术指标 主要设备 投资估算 效益分析,2003-11-28,30,应用方案/工艺流程：离线型NBMS装置的PID图,2003-11-28,31,离线型NBMS E-cat磁分离工艺流程图,2003-11-28,32,应用方案/公用工程：离线建设方案,当系统处理量为300kg/h时： 耗 电： 磁选机组用电功率小于 10 KW； 非净化风：用风量小于500kg/h。,2003-11-28,33,应用方案/技术指标：离线建设方案,在磁分离装置达到工艺设计指标，磁选机组处于正常使用条件且低磁催化剂的回收率不小于50%时： 低磁剂的镍含量降幅：不小于15%； 低磁剂的活性MAT提高值：不小于4个单位； 低磁剂的比表面积提高值：不小于8%； 磁选部件在正常工作状态下使用寿命不小于10年。,2003-11-28,34,应用方案/主要设备：离线建设方案,2003-11-28,35,工业应用/主要设备: 现场电气仪表清单,2003-11-28,36,工业应用/主要设备：低压变频柜清单,2003-11-28,37,工业应用/主要设备： PLC仪表柜清单,2003-11-28,38,应用方案/投资估算：离线建设方案,参考中石油华北石化分公司和中石化广州分公司的工业应用实例，对在石化RFCC装置应用催化剂磁分离技术的建议方案为： 采用处理量为300kg/h的离线装置, (其年处理量为1000吨)。,2003-11-28,39,应用方案/经济效益估算：离线建设方案,每吨平衡剂的生产成本： 处理每吨平衡催化剂的成本核算主要包括水、电、风消耗及人工费、设备折旧费、生产管理费、生产材料费、催化剂的运输费、样品测试分析费及设备维修保养费等。根据以往的经验并考虑各炼厂的具体情况，估计每吨平衡剂的处理费用应在1000元以内； FCC装置的效益核算：若催化装置一年卸出废平衡催化剂1000吨。按照回收率50%计算，可以回收低磁剂500吨。一般情况下，每吨低磁剂可以代替0.5-0.6吨新鲜催化剂，可以代替250吨新鲜剂(以0.5计算)，新鲜催化剂2万元/吨，每年可减少新鲜催化剂支出250 X 2=500万元。,2003-11-28,40,应用方案：在线型NBMS装置的建设方案,公用工程： 与离线式系统接近，略有不同； 技术指标： 与离线式系统同； 主要设备：需增加两段可调式高效换热器一套及相应的滑阀、传感器及控制点。其它与离线式系统同； 经济效益分析：除与离线式相同的处理成本与节约新鲜催化剂产生的效益外，在线装置稳定运行后，假设汽油产率因此上升0.3个百分点，对300万吨/年的RFCC装置来说，将创造直接效益约3000万元。这正是国外如美国及日本等国炼油企业广泛采用在线式磁分离系统的主要原因。,2003-11-28,41,工业应用：美国Ashland公司Canton炼油厂在线E-cat磁分离装置应用情况,Canton炼油厂应用KELLOGG的MAGNACAT工艺包的工业生产实况 从1996年4月1日至8月30日，共处理838吨平衡催化剂，平均回收利用了78%的平衡催化剂； 从1996年5月1日至7月12日对MAGNCAT装置进行了标定，FCC装置总转化率由75.4v%上升至81.7v%；汽油收率由62.5v%上升至63.2v%。其它目的产品收率也都有不同程度上升。 综合效益：折合每桶原料所得产品增值28美分。,2003-11-28,42,工业应用：中石油华北石化公司离线型NBMS工业试验装置(第一代磁选机),2003-11-28,43,应用方案/工艺流程：过渡型在线NBMS装置的PID图,2003-11-28,44,工业应用：中石油华北石化公司过渡型在线NBMS装置(第二代磁选机),2003-11-28,45,NBMS工艺在中石油华北石化公司第三催化装置应用的控制台,2003-11-28,46,中石油华北石化三催化NBMS工艺应用数据 降低新鲜剂单耗方案,2003-11-28,47,中石油华北石化NBMS工艺应用数据 提高转化率和轻油收率方案,2003-11-28,48,工业应用：中石化广州分公司离线型NBMS装置(采用了第