FCC催化劑的氣力輸送重力摻混技術

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(天華化工機械及自動化研究設計院有限公司，蘭州 730060)

0 引 言

氣力輸送技術廣泛應用于化工、醫藥等行業，是一種成熟的物料輸送方式。其具有輸送管道配置靈活，輸送系統完全封閉，散料輸送效率高，輸送物料品質保證，輸送過程可實現定量分流等優點[1]。FCC催化劑成品是具備合理粒度分布的微球顆粒，固含量不小于80%，根據其特點適用于氣力輸送方式[2]。

在FCC催化劑廠中，經常生產不同性質、不同功效的催化劑、助劑等半成品，再根據不同需求將這些產品進行摻混，調配出滿足各種石油化工工藝的成品催化劑。另外，在FCC催化劑的生產過程中，受原料供應、生產工藝、操作時序等工況的影響，不同批次的產品規格不盡相同，為保證產品粒徑均一、物性穩定，需對其進行進一步混合。

現有的粉料摻混技術可分為以下幾種類型：重力摻混、流化摻混、機械摻混和組合稱重摻混。其中，重力摻混與機械摻混兩種裝置的結構與操作較為簡單，生產連續性強，且在FCC催化劑生產中得到應用驗證[3]，但機械摻混處理量小、能耗大，不利于大批量連續生產，且轉動部件多，易產生故障。因此選用重力摻混是較優模式。

1 技術內容

為組合現有工藝，克服現有技術不足，滿足不同性能催化劑成品的需求，文中介紹了一種FCC催化劑的氣力輸送重力摻混技術。利用文丘里輸送器[4]的孔口射流噴出高速空氣，由此在喉管部位形成相對與管道內氣流正壓的負壓場，產生吸力，抽吸不同批次的FCC催化劑及助劑粉料，使其初步摻混；利用多管式重力摻混料倉，通過氣流循環，多次摻混后成為最終成品，實現不同摻混目的，得到滿足不同需要的成品。

如附圖1所示，FCC催化劑的氣力輸送重力摻混技術，其工藝流程是：

圖1 工藝流程圖

(1)產品冷卻輸送過程

高溫的FCC催化劑經產品卸料閥1進入產品冷卻料倉2，與盤管內的冷卻水逆向間接接觸換熱后降溫。同時，由產品輸送風機5產生的正壓空氣流經文丘里輸送器4，從而在喉管部位形成負壓場，冷卻后的FCC催化劑通過具有鎖氣功能的產品卸料閥3吸入文丘里輸送器4內，被高速的射流空氣加速后，在正壓氣力輸送下進入產品脈沖布袋過濾器6-1/2，分離出來的FCC催化劑進入產品中間罐7-1/2，凈化后的射流空氣排空。

產品脈沖布袋過濾器6-1/2、產品中間罐7-1/2、產品卸料閥8-1/2和文丘里輸送器9-1/2可一開一備輪換操作，也可并聯同時操作。

(2)產品輸送儲裝過程

進入產品中間罐7-1/2的FCC催化劑通過產品卸料閥8-1/2進入文丘里輸送器9-1/2內，同時由產品輸送風機10產生的正壓空氣流經文丘里輸送器9-1/2，抽吸FCC催化劑并送入產品脈沖布袋過濾器11-1/2/3/4內，分離出來的FCC催化劑進入產品儲罐12-1/2/3/4，凈化后的射流空氣排空。

產品脈沖布袋過濾器11-1/2/3/4、產品儲罐12-1/2/3/4和產品卸料閥13-1/2/3/4互為備用。不同批次的FCC催化劑可分別進入不同產品儲罐保存。

(3)助劑摻混輸送過程

在多管式重力摻混管的作用下，進入助劑摻混倉20的助劑達到性能均一化后，通過助劑卸料閥21進入文丘里輸送器22內，同時由助劑輸送風機23產生的正壓空氣流經文丘里輸送器22，抽吸助劑并送入助劑脈沖布袋過濾器15內，分離出來的助劑進入助劑儲罐16，凈化后的射流空氣排空。

(4)成品摻混輸送過程

進入產品儲罐12-1/2/3/4的FCC催化劑分別通過產品卸料閥13-1/2/3/4進入文丘里輸送器14-1/2/3/4內；進入助劑儲罐16的助劑通過助劑卸料閥17進入文丘里輸送器18內；同時環境空氣經產品輸送風機19增壓后分別進入文丘里輸送器14-1/2/3/4和文丘里輸送器18內；抽吸FCC催化劑和助劑并送入成品脈沖布袋過濾器25-1/2內，初步摻混的“FCC催化劑+助劑”成品粉料進入成品摻混倉26-1/2，凈化后的射流空氣排空。

分別儲存在產品儲罐12-1/2/3/4內不同批次的FCC催化劑，可單獨、兩兩或同時輸送至成品摻混倉26-1/2進行摻混，具體方式可根據所需的成品規格性能決定。

進入成品摻混倉26-1/2的“FCC催化劑+助劑”粉料，可進行單倉單次摻混、單倉多次摻混、雙倉多次摻混。其中，單倉單次摻混不開啟成品輸送風機30，在多管式重力摻混管的作用下，“FCC催化劑+助劑”粉料在成品摻混倉26-1/2內只分別進行一次摻混，即通過成品卸料閥27-1/2及換向閥28-1/2卸出；單倉多次摻混需開啟成品輸送風機30，在多管式重力摻混管的作用下，“FCC催化劑+助劑”粉料在成品摻混倉26-1/2內分別摻混后，分別通過對應的成品卸料閥27-1/2進入對應的文丘里輸送器29-1/2內；同時環境空氣經成品輸送風機30增壓后分別進入文丘里輸送器29-1/2內；抽吸“FCC催化劑+助劑”粉料分別送入成品脈沖布袋過濾器25-1/2內，分離后的粉料進入成品摻混倉26-1/2內再次分別摻混，可循環多次直至達到性能均一化。成品摻混倉26-1/2可一開一備輪換操作，也可并聯同時操作；雙倉多次摻混需開啟成品輸送風機30，在多管式重力摻混管的作用下，“FCC催化劑+助劑”粉料在成品摻混倉26-1內摻混后，通過成品卸料閥27-1進入文丘里輸送器29-1內，同時環境空氣經成品輸送風機30增壓后進入文丘里輸送器29-1內，抽吸“FCC催化劑+助劑”粉料送入成品脈沖布袋過濾器25-2，分離后的粉料進入成品摻混倉26-2內再次摻混。使成品摻混倉26-1和26-2串聯，則粉料在兩倉之間可循環多次。

注：助劑摻混倉和成品摻混倉可為菲利普式或貼壁式多管重力摻混料倉，也可為多流道式重力摻混料倉[5]。

2 技術特點

(1)動力能耗?。涸谳斔碗A段，利用文丘里輸送器噴射高速氣體形成負壓場，從而提高了輸送器內的真空度，使粉料可充足、均勻地進入輸送器內；在摻混階段，依靠粉料自身重力流動達到摻混目的。無需運動部件及機械傳動，能耗小。

(2)設備簡單：該系統除風機、旋轉卸料閥外，均為靜設備，操作簡單，便于維護，投資成本低。

(3)功能性強：該系統包含了催化劑冷卻、分倉輸送、摻混等多種技術，系統緊湊，功能性強。

(4)選擇性高：本系統可根據不同需求，對FCC催化劑粉料進行摻混，表現為①同一種類不同批次、②同一種類不同粒徑、③不同種類不同性質。并可將得到的催化劑與不同功效的助劑粉料進一步摻混，從而得到不同性能的成品。

(5)均化效果好：在氣力輸送階段，使FCC催化劑和助劑粉料初步摻混；在重力摻混階段，可選擇單倉單次、單倉多次、多倉多次等多種摻混方式，均化效果好。

(6)技術輸送量大，輸送距離長，自動化程度高，系統封閉，無污染。

3 結束語

采用氣力輸送+重力摻混技術，實現了FCC催化劑輸送的靈活性、連續性以及產品的不同摻混需求，消除了因生產過程的不穩定因素而帶來的產品粒度分布波動現象，確保了產品質量的均一穩定，為FCC催化劑生產裝置的設計優化和選型提供依據。