專(zhuān)利名稱(chēng)：催化裂化廢催化劑磁分離機(jī)與工藝流程和配套裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)煉油廠催化裂化廢催化劑的回收利用。
為了充分利用石油資源，石油的深加工如重油的催化裂化工藝是重要工藝環(huán)節(jié)。在催化裂化過(guò)程中，原料油所含的釩、鎳、鐵等重金屬雜質(zhì)會(huì)逐漸沉積到催化劑表面，降低催化劑的活性和選擇性，從而降低了催化產(chǎn)物的收率和性能。為了使催化裂化裝置中催化劑的性能保持在較高的水平，目前國(guó)內(nèi)外普遍的作法是，定期從裝置中卸出部分平衡劑，再向裝置內(nèi)補(bǔ)充部分新鮮催化劑。這種辦法被長(zhǎng)期實(shí)踐證明是有效的，但是從裝置卸出的廢催化劑中實(shí)際上還含有一部分加入裝置內(nèi)運(yùn)行不久的催化劑，其使用性能還較高，此部分隨廢劑一同棄置是對(duì)昂貴資源的浪費(fèi)。廢劑具有一定的放射性需深埋地下處理，大量廢劑的處理，既污染環(huán)境又增大處理費(fèi)用。因此，如何從廢催化劑中分離出有用成份，一直是煉油廠急需解決的重大課題。
由硅、鋁、沸石構(gòu)成的催化劑是沒(méi)有磁性的，但污染了鐵、鎳、釩等重金屬以后，在磁場(chǎng)下會(huì)顯示一定的磁性。重金屬污染程度越高，催化劑在磁場(chǎng)中的磁性就越明顯，因此就可以應(yīng)用磁分離技術(shù)，將廢劑按磁性不同分成兩部分，一部分是在裝置內(nèi)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)、金屬污染程度較嚴(yán)重、催化活性和選擇性較低的磁性劑，另一部分是在裝置內(nèi)運(yùn)行時(shí)間較短、金屬污染程度較輕、催化活性和選擇性較高的低磁性劑或非磁性劑，后者可再返回裝置中使用。
專(zhuān)利US4359379公布了日本石油公司的高梯度磁分離技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用于加工蒸餾渣油溶劑脫瀝青油或加氫脫硫油的流化催化裂化裝置，載體可選用空氣、氫氣、水蒸汽及其混合物，磁場(chǎng)強(qiáng)度為2000～20000高斯，磁場(chǎng)梯度為(2000～20000)×103高斯/厘米，介紹了分離的磁性物可通過(guò)離子交換、氯化、硫化、羰化、氧化還原等方法來(lái)脫除沉積的金屬；專(zhuān)利US5190635闡述了鐵磁性和超順磁性對(duì)磁分離效果的影響；專(zhuān)利WO9219698中介紹，將廢催化劑研磨、粒度分選，來(lái)增強(qiáng)磁分離效果，上述專(zhuān)利都沒(méi)有涉及磁分離工藝及裝備的型式結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的在于，通過(guò)開(kāi)發(fā)磁分離裝備及相應(yīng)的磁分離工藝流程，實(shí)現(xiàn)廢催化劑中有用部分的回收利用。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一套做為核心裝置的磁分離機(jī)，以及以壓縮空氣為廢劑輸送載體的磁分離工藝配套裝置。
磁分離機(jī)由分選環(huán)和磁體兩個(gè)最重要的工作單元構(gòu)成，分選環(huán)主軸由調(diào)速電機(jī)、減速器聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)，分選環(huán)工作在垂直平面內(nèi)，分選環(huán)環(huán)體被隔離成若干分離室，每個(gè)分離室內(nèi)交疊放置導(dǎo)磁和不導(dǎo)磁金屬網(wǎng)絲，在強(qiáng)磁場(chǎng)背景下形成高梯度磁場(chǎng)空間，成為廢催化劑的磁分離場(chǎng)所。磁體由以工程純鐵為材料的磁軛和在其內(nèi)水平放置的激磁線圈組成，是產(chǎn)生電磁場(chǎng)的單元。磁軛內(nèi)部形成供分選環(huán)體轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形通道，分選環(huán)徑向平面與激磁線圈平面垂直交割，使轉(zhuǎn)動(dòng)部分的分選環(huán)體在轉(zhuǎn)動(dòng)周期依次進(jìn)入磁場(chǎng)、脫離磁場(chǎng)。環(huán)形通道的上、下方的磁軛體內(nèi)設(shè)有相互隔離的兩組溜料槽，磁體上方設(shè)置廢劑給料器和壓縮空氣風(fēng)斗。磁分離機(jī)還包括向激磁線圈提供強(qiáng)大直流電的整流器和對(duì)激磁線圈、整流器降溫的循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
為了增加分離室的數(shù)量空間，提高分選環(huán)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，分選環(huán)采用以中環(huán)板為支承筋板、兩側(cè)并列設(shè)置環(huán)體的結(jié)構(gòu)形式。
在分離室內(nèi)，尚有一少部分非磁性顆粒裹脅在磁性顆粒中而被吸附于導(dǎo)磁網(wǎng)絲上。本發(fā)明的分選環(huán)主軸通過(guò)軸承裝有激振輪，激振輪上設(shè)置可調(diào)節(jié)位置的偏心塊，分選環(huán)主軸由橡膠彈簧組成的彈性支承支持在磁體上，并由電機(jī)、皮帶傳動(dòng)付、減速器和聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)，使主軸轉(zhuǎn)速可調(diào)，如電機(jī)采用調(diào)速電機(jī)，或改變皮帶傳動(dòng)付的傳動(dòng)比。調(diào)速電機(jī)、皮帶傳動(dòng)付和驅(qū)動(dòng)激振輪振動(dòng)單元組成，使分選環(huán)體產(chǎn)生徑向振動(dòng)，從而釋放出被磁性劑裹脅的非磁性顆粒，以提高非磁性劑的回收率。
本發(fā)明以壓縮空氣為廢催化劑載體，工藝配套流程為廢催化劑經(jīng)磁性粗濾網(wǎng)濾除強(qiáng)磁性顆粒和大尺寸雜質(zhì)后，進(jìn)入原料罐，由進(jìn)料控制器調(diào)控，不斷地與風(fēng)源輸出的壓縮空氣混合，送入磁分離機(jī)內(nèi)的給料器均勻化，然后進(jìn)入在磁場(chǎng)內(nèi)的分選環(huán)分離室進(jìn)行磁分離，磁性顆粒吸附在得磁金屬絲網(wǎng)上，非磁性顆粒通過(guò)一組溜料槽分離；同時(shí)，壓縮空氣風(fēng)斗吹出磁場(chǎng)內(nèi)滯留在分離室中的弱磁性顆粒，沿另一組溜料槽將中性顆粒分離；隨著分選環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，分離室脫離磁場(chǎng)，導(dǎo)磁性金屬絲網(wǎng)失磁，機(jī)內(nèi)放置的壓縮空氣風(fēng)斗將磁性顆粒吹離；分選環(huán)上方設(shè)置有反洗風(fēng)斗，壓縮空氣反向吹入，清除分離室內(nèi)殘留顆粒，疏清金屬絲網(wǎng)；攜帶磁性、弱磁性、非磁性顆粒的壓縮空氣，分別通過(guò)管道進(jìn)入相應(yīng)的氣固分離器，將固體顆粒分離收集，其尾氣經(jīng)凈化器進(jìn)一步除塵后排向大氣。
應(yīng)用本發(fā)明磁分離技術(shù)及裝備，非磁性劑回收率達(dá)到60％以上，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為9000—11000高斯條件下，回收的非磁性劑重金屬含量明顯低于廢催化劑，其微反活性提高3個(gè)單位以上，將非磁性劑返回到催化劑裝置中使用后可節(jié)約新鮮催化劑的用量，同時(shí)又減少了廢劑處理費(fèi)用，具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
下面給出
具體實(shí)施例方式附

圖1為磁分離機(jī)結(jié)構(gòu)主視圖。
附圖2為磁分離機(jī)結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
附圖3為分選環(huán)結(jié)構(gòu)主視圖。
附圖4為分選環(huán)結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
附圖5為磁體立體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖6為磁分離工藝流程簡(jiǎn)圖。
磁分離機(jī)由分選環(huán)1、磁體2兩個(gè)主要工作單元構(gòu)成。分選環(huán)工作在垂直平面內(nèi)，其主軸3由彈簧橡膠組成的彈性支承12支持在磁體2上，分選環(huán)主軸3由電機(jī)4、皮帶傳動(dòng)付5、減速器6和聯(lián)軸節(jié)7驅(qū)動(dòng)，并使主軸轉(zhuǎn)速可調(diào)，如電機(jī)采用調(diào)速電機(jī)或改變皮帶傳動(dòng)付的傳動(dòng)比。主軸3的另一端通過(guò)軸承裝有激振輪8，激振輪上設(shè)置可調(diào)節(jié)位置的偏心塊9；在調(diào)速電機(jī)10和皮帶傳動(dòng)付11的驅(qū)動(dòng)下，激振輪旋轉(zhuǎn)，使分選環(huán)體產(chǎn)生徑向振動(dòng)。改變調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速可以控制分選環(huán)的轉(zhuǎn)速和振動(dòng)頻率，改變偏心塊的質(zhì)量或位移，可以控制分選環(huán)體徑向振幅。
分選環(huán)以中環(huán)板13為支持板，其兩側(cè)并列環(huán)體14，隔板15將環(huán)體分隔成若干分離室，每個(gè)分離室內(nèi)交錯(cuò)疊放導(dǎo)磁和不導(dǎo)磁金屬絲網(wǎng)16，托棒17和壓棒18將金屬絲網(wǎng)固定壓緊。分離室是磁分離的主要場(chǎng)所，中環(huán)板中心套與主軸3鍵聯(lián)。
磁體2是產(chǎn)生電磁場(chǎng)的場(chǎng)所，以工程純鐵為材料，由左上磁軛19、右上磁軛20、側(cè)磁軛21和下磁軛22組合而成。磁軛體內(nèi)水平放置激磁線圈23，線圈截面為矩形或圓形，中間通孔為冷卻劑提供流動(dòng)通道。磁軛的作用是形成封閉磁路，并防止磁力線外泄，四塊磁軛拼置為一體，結(jié)合面采用耐壓密封，防止廢催化劑外泄；在磁體內(nèi)部，激磁線圈要與風(fēng)和催化劑通道完全隔離，以保證線圈絕緣完好；磁軛內(nèi)部形成供分選環(huán)體轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形通道24，環(huán)形通道位于激磁線圈內(nèi)，且工作平面與激磁線圈平面垂直交割，環(huán)形通道24的上、下方的磁軛體內(nèi)設(shè)有相互隔離的兩組溜料槽，它們分別是非磁性顆粒溜料槽25和弱磁性顆粒溜料槽26。機(jī)罩27與主軸和磁體2上表面耐壓密封。磁分離機(jī)還配置有向激磁線圈提供強(qiáng)大直流電的整流器29，和對(duì)激磁線圈、激振線圈冷卻的循環(huán)水冷裝置28。
圖6給出了磁分離工藝配套流程簡(jiǎn)圖。壓縮空氣源30通過(guò)流量計(jì)31及送風(fēng)管線向磁分離機(jī)輸送廢催化劑載體風(fēng)和工藝用風(fēng)，從催化裂化裝置中卸出的廢劑先經(jīng)過(guò)磁性粗濾網(wǎng)，濾除強(qiáng)磁性顆粒和大尺寸雜質(zhì)后裝入原料罐32，經(jīng)由閥門(mén)33、進(jìn)料控制器34調(diào)控，不斷與壓縮空氣混合，送入磁分離機(jī)內(nèi)的給料器35均勻化，到達(dá)磁場(chǎng)中的分選環(huán)分離室，磁性顆粒吸附于得磁金屬絲網(wǎng)16，非磁性顆粒經(jīng)溜料槽25分離；同時(shí)，弱磁性顆粒在壓縮空氣風(fēng)斗36作用下，做為中性劑經(jīng)溜料槽26分離；風(fēng)斗37將脫離磁場(chǎng)分離室內(nèi)磁性顆粒吹離；反洗風(fēng)斗38的壓縮空氣反向吹入分離室，清除殘留顆粒疏通金屬絲網(wǎng)，保證下一次接受廢催化劑時(shí)處于干凈狀態(tài)。從磁分離機(jī)輸出的壓縮空氣攜帶分離的磁性顆?；蚍谴判灶w粒分別進(jìn)入氣固分離器39分離出固體劑，并分別收入磁性劑收集罐41和非磁性劑收集罐40，中間劑根據(jù)工藝需要或使用要求可并入非磁性劑或磁性劑中，從氣固分離器出來(lái)的尾氣夾帶少許固體顆粒，經(jīng)凈化器42進(jìn)一步去除后排向大氣。
對(duì)于不同金屬含量的催化劑，其分離效果和非磁性劑收率與磁場(chǎng)強(qiáng)度、分選環(huán)轉(zhuǎn)速、振動(dòng)頻率、壓縮空氣流量和廢劑處理量等工藝參數(shù)關(guān)系密切，本發(fā)明在上述環(huán)節(jié)都采用了可調(diào)節(jié)措施，以便于試驗(yàn)獲得最佳效果。
權(quán)利要求
1.一種催化裂化廢催化劑磁分離機(jī)，主要包括有分選環(huán)(1)和磁體(2)兩個(gè)主要工作單元和整流器(29)、水冷裝置(28)其特征在于分選環(huán)(1)工作在垂直平面內(nèi)，分選環(huán)環(huán)體被隔離成若干分離室，分離室內(nèi)交疊放置導(dǎo)磁和不導(dǎo)磁金屬絲網(wǎng)(16)磁體(2)由磁軛和在其中水平放置的激磁線圈(23)組成，磁軛內(nèi)部形成供分選環(huán)體轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形通道(24)，分選環(huán)徑向工作平面與激磁線圈平面垂直交割，環(huán)形通道(24)的上、下方磁軛體內(nèi)設(shè)有相互隔離的溜料槽(25)和(26)，磁體(2)上方設(shè)有廢催化劑給料器(35)和壓縮空氣風(fēng)斗；分選環(huán)主軸(3)由橡膠彈簧組成的彈性支承(12)支持在磁體(2)上，主軸(3)由調(diào)速電機(jī)(4)、皮帶傳動(dòng)付(5)、減速器(6)、聯(lián)軸節(jié)(7)驅(qū)動(dòng)，并使主軸轉(zhuǎn)速可調(diào)；主軸(3)的另一端裝有激振輪(8)。
2.催化裂化廢催化劑磁分離工藝流程及配套裝置，主要包括有壓縮空氣源(30)、廢催化劑原料罐(32)、氣固分離器(39)、凈化器(42)以及收集罐(40)和(41)，工藝流程的特征在于采用壓縮空氣作為廢催化劑載體，從催化裂化裝置卸出的廢劑，經(jīng)磁性粗濾網(wǎng)裝入原料罐，經(jīng)過(guò)進(jìn)料控制器(34)調(diào)控，不斷與壓縮空氣混合，送入磁分離機(jī)內(nèi)的給料器(35)均勻化，到達(dá)磁場(chǎng)中的分選環(huán)分離室，分離出非磁性劑；壓縮空氣風(fēng)斗(36)將磁場(chǎng)中分離室內(nèi)弱磁性顆粒分離出中性劑；壓縮空氣風(fēng)斗(37)將脫離磁場(chǎng)的分離室內(nèi)磁性顆粒吹離；反洗風(fēng)斗(38)清除分離室內(nèi)殘留顆粒，疏清金屬絲網(wǎng)；攜帶磁性劑、非磁性劑的壓縮空氣分別進(jìn)入氣固分離器(39)分離出固體顆粒；產(chǎn)生的尾氣經(jīng)凈化器(42)除塵后，排向大氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化廢催化劑磁分離機(jī)，其特征在于分選環(huán)主軸上安裝的激振輪(8)上設(shè)有可調(diào)節(jié)位置的偏心塊(9)，激振輪(8)由調(diào)速電機(jī)(10)和皮帶傳動(dòng)付(11)驅(qū)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的催化裂化廢催化劑磁分離機(jī)，其特征在于分選環(huán)(2)是以中環(huán)板(13)為支持板，兩側(cè)并列環(huán)體(14)，隔板(15)將環(huán)體隔離為若干分離室，室內(nèi)的金屬絲網(wǎng)(16)被托棒(17)和壓棒(18)固定壓緊，中環(huán)板中心套與主軸(3)鍵聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及煉油廠廢催化劑中有用成分的磁分離回收技術(shù)及裝備，主要包括有磁分離機(jī)及相應(yīng)的磁分離工藝流程和配套裝置。磁分離機(jī)由立式分選環(huán)和磁體兩個(gè)主要工作單元構(gòu)成，分選環(huán)體工作面與內(nèi)置于磁體中的激磁線圈平面垂直交割，環(huán)體分隔成若干放置導(dǎo)磁絲網(wǎng)的磁分離室，廢催化劑以壓縮空氣為載體，實(shí)現(xiàn)連續(xù)磁分離處理，分選環(huán)還采用了徑向振動(dòng)機(jī)構(gòu)加強(qiáng)磁分離效果，該技術(shù)回收的非磁性劑的重金屬含量明顯低于廢劑，微反活性提高3個(gè)單位，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C10G11/00GK1239681SQ98110319
公開(kāi)日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1998年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月24日
發(fā)明者衛(wèi)全華, 郝代軍, 袁峻業(yè), 張成海, 沙穎遜, 況敬業(yè), 韓劍敏, 趙銀亮, 謝獻(xiàn)偉, 任滿年, 萬(wàn)書(shū)曉, 劉永明, 田英愛(ài), 江麗 申請(qǐng)人:中國(guó)石化洛陽(yáng)石油化工總廠