[00148356]催化剂密度分级技术开发及工业化推广应用

催化剂连续再生式（CCR）铂重整装置加工石脑油，生产高辛烷值的汽油调合组分和供石油化工利用的芳烃。反应是在装有含铂催化剂（颗粒状）的移动床层反应器中进行，在装置运行过程中，既可以向反应器中添加催化剂，也可以从反应器中卸出催化剂。因为催化剂在反应器中不断地循环，在催化剂的内外表面上会产生结碳，一般情况下，积碳量为5%。在上述反应过程中，有一小部分的铂催化剂并末在反应器系统中完全实现循环，这部分没有流动的催化剂，滞留在反应器底部，称为滞底催化剂，数次循环以后，滞底催化剂的积碳量可高达30～50%，卸催化剂时，滞底催化剂会掺杂在最新的低碳催化剂中离开反应器。被滞底污染的催化剂的数量取决于装置的规模、设计以及卸出的操作步聚。一般来说，卸出的催化剂有10%左右被滞底催化剂污染。现有经验表明，如果催化剂中含有3%左右的高碳催化剂，该催化剂就不宜再用，因为在再生段，滞底催化剂上的积碳只有小部分能烧掉，通过更新段时，其余积碳会迅速反应，引起超温。可是，一般情况下被滞底催化剂污染的催化剂中高含碳量的的质量分数约在10～35%，而90～65%是可以继续使用的催化剂。以往，这类被滞底催化剂污染的催化剂只能作为废品回收，造成的经济损失一次就高达几百万，甚至上千万。一般来说，每回收1吨催化剂，相当于节约30～40万左右的重新加工费。显然，如果能采用分级技术将被污染的催化剂中的有用催化剂（低密度部分，约含65～90%）分离出来，继续使用，将具有明显的经济效应。但是，国内至今还没有开展对颗粒状催化剂按不同密度进行分级的机理研究与技术开发研究。该研究取得的主要成果：（1）依据催化剂的含碳量不同，密度就不同的特性，在国内首次提出了采用振动床（筛）与流态化相结合的复合技术分级催化剂的设想，并开发出相应的设备和装置，合理控制振动床的斜度、震动幅度、频率、操作风量等，通过大量的试验研究与工业化实践，最终实现了高含碳量（高密度）与低含碳量（低密度）颗粒状催化剂的分离，合格的产品催化剂的含碳量达到了工业化的应用要求。（2）工业化生产表明：在加料速度保持在200～230kg/hr时，体积回收效率达95%以上。此效率高于催化剂再生（CRI）国际公司提供的91.4%的技术指标。（3）工业化生产表明：开发的振动流态化密度分级装置分级后得到的产品催化剂，平均含碳量基本保持在1.5～2%左右，最高含碳量在5～8%。（4）工业化生产表明：开发的振动流态化密度分级装置分级后得到的产品催化剂，从大约2000颗的产品催化剂中人工挑选出30颗颜色最黑（含碳量最高）的催化剂，测得的含碳量（最高含碳量）为6～7%，基本稳定在6.3%左右。（5）工业化生产表明：可以实现密度差在3%以上的颗粒状催化剂之间的分级。目前，国内有近20套的连续重整装置，如果将密度分级技术在重整装置上推广应用，每年获得的直接经济效益将有可能超亿元。另一方面，该课题开发的密度分级技术还可以用于其它类型的催化剂，如圆柱型等大颗粒状的催化剂，推广应用前景广阔。总之，催化剂密度分级是一个投资少、直接、间接经济效益十分显著的技术。目前，已进行了工业化应用装置的建设，正在推广应用。