CN102836699A

CN102836699A - 一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统及方法

Info

Publication number: CN102836699A
Application number: CN2012103595630A
Authority: CN
Inventors: 顾春来; 丁李节; 刘剑; 雷外成; 孙石雷
Original assignee: BEIJING LIKONPEC TECHNOLOGY Inc
Current assignee: BEIJING LIKONPEC TECHNOLOGY Inc
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2012-12-26

Abstract

一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统及方法，它包括：高梯度干法磁分离系统、气流分级系统、粉体物料自动输送系统和自动控制系统，其特征在于：所述的S-Zorb平衡吸附剂经过粉体物料输送系统送至磁分离系统进行磁力分选，根据工艺要求进行一至四次分选；再由气流分级系统对一定粒径以下的稀吸附剂进行去除，使S-Zorb低磁剂都能达到S-Zorb装置的工艺回收要求；整个系统操作由自动控制系统中PLC程序软件自动控制与监控。本发明采用了多级气流分级技术，对S-Zorb平衡吸附剂的多组分、黏性大且颗粒粒径分布宽的超细粉体进行了高精度切割，具备环保、低耗优点。

Description

一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统及方法

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，特别指一种用于催化汽油深度吸附脱硫S-Zorb平衡吸附剂的再生与回用系统及方法。

背景技术

当今世界汽车工业和石油工业的迅速发展，为人类带来了便利的同时，也出现了诸多问题，其中最为引人关注的是汽车尾气中含有大量的硫等有害物质所造成的大气污染日益严重。目前，在全球污染最严重的城市当中，首当其冲的污染源就是汽车尾气。因此，为保护环境，遏制污染，实现可持续发展，限制车用汽油硫含量势在必行。《世界燃料规范》中车用汽油的Ⅲ、Ⅳ类硫含量要求小于30μg.g^-1和小于10μg.g^-1。随着国内石油资源的不断开采，近年来，我国炼油企业加工的进口含硫原油及国内高酸值、高含硫原油逐渐增加；同时车用汽油硫含量的要求越来越严格。我国自2000年以来对GB17930-1999汽油标准修改了三次，主要是降低汽油硫含量，控制烯烃含量。从2005年7月1日起实施的汽油标准将硫含量改为不大于500μg.g^-1；2006年颁布的GB17930-2006车用汽油标准，规定从2009年12月31日起实施车用汽油硫含量低于150μg.g^-1，烯烃含量不大于

而北京市从2005年7月1日起开始实施相当于欧Ⅲ排放标准的汽油规格，要求供应北京市场的车用汽油硫含量低于0.015%（Wt），烯烃含量低于2008年1月1日起开始实施相当于欧Ⅳ排放标准的汽油规格，要求车用汽油硫含量低于50μg.g^-1，烯烃含量低于（烯烃+芳烃含量低于

）。原油品质变差和汽油排放标准不断提高这两方面原因对我国石油炼制工业生产清洁汽油提出了更为严峻的挑战。

我国的炼油工业中，汽油组分的近80%来自催化裂化过程，而汽油中90%～95％的硫来自催化裂化汽油。因此，降低车用汽油中硫含量的关键在于降低催化裂化汽油中的硫含量。目前，工业中应用的脱硫技术主要包括：溶剂抽提、吸附脱硫、化学精制以及加氢精制。其中，溶剂抽提法运行成本较高，操作较为复杂；属于化学精制的Merox催化氧化法和加氢精制技术，目前也很难满足高脱硫率和保持汽油辛烷值的双重要求。S-Zorb催化汽油吸附脱硫技术具有脱硫效果好、汽油辛烷值损失小、运行成本较低等优点，是一项具有广阔应用前景的汽油脱硫技术。当前国内各大石化企业均将其作为应对国内汽油质量不断升级要求的一种重要技术手段。随着国家对环境保护的重视以及相关的环保法规的日趋严格，为保护环境，遏制污染，实现可持续发展，限制车用汽油硫含量势在必行。在我国的炼油工业中，汽油组分的近80%来自催化裂化过程，而汽油中90%～95％的硫来自催化裂化汽油。因此，降低车用汽油中硫含量的关键在于降低催化裂化汽油中的硫含量。其中的美国COP公司开发的S-Zorb催化汽油吸附剂深度脱硫技术具有耗氢量小、汽油辛烷值损失小、运行成本较低的优点，在被中国石油化工股份有限公司买断后在国内各大炼厂推广应用。

S-Zorb吸附剂主要是由氧化锌（ZnO）、氧化镍（NiO）、氧化硅及氧化铝组成，采用反应吸附原理将硫化物从汽油中脱除，其主要过程是：汽油中的有机硫化物首先在还原镍活性中心上催化裂解成硫化氢，然后硫化氢被吸附剂中的氧化锌吸收形成硫化锌，从而实现将硫化物从反应物料中脱除的目的，负载硫后的吸附剂通过氧化再生，将硫化锌转化成氧化锌，吸附脱硫活性得到恢复。在工业应用过程中，原料硫含量突然增加或者吸附剂再生循环不畅导致待生吸附剂载硫量升高，脱硫活性下降，进而导致产品汽油硫含量出现超标现象，这时需要对S-Zorb装置中再生器中的脱硫吸附剂进行置换，加入新鲜剂的同时卸出部分废剂，以保证再生器中脱硫吸附剂的活性，维持S-Zorb装置的正常生产。在S-Zorb装置生产过程中产生的平衡吸附剂是一种富含锌、镍等过渡金属氧化物或硫化物的颗粒状粉体，本身整体脱硫活性较低，丧失工业使用价值。而所卸出的废剂中还含有部份未来得及参加反应以及参加反应时间较短的较新鲜的吸附剂，这部份吸附剂颗粒仍具有较高的脱硫活性，极具回收利用的价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统，它采用磁分离技术对S-Zorb平衡吸附剂进行再生回收，得到一定收率的S-Zorb低磁剂；再对该S-Zorb低磁剂进行多级气流分级处理，得到一定收率的粒径分布合格的S-Zorb再生剂产品。本发明可采用离线和在线方式运行。

S-Zorb吸附剂颗粒的有效组分为ZnO与NiO，ZnO在S-Zorb装置反再系统的运行过程中逐步生成铝酸锌与硅酸锌。由于其极易破碎，造成平衡吸附剂使用寿命缩短，且吸附剂颗粒中生成铝锌尖晶石后，随着ZnO含量的大幅度降低，脱硫活性降低，NiO在吸附剂颗粒中所占比重加大，吸附剂也从无磁物质，转变成有磁物质。在通过磁分离系统分选后，平衡吸附剂可以分为两个部分：其一称为低磁部分，仍具备较高脱硫活性和强度，可返回S-Zorb装置再次使用；其二称为高磁部分(一定粒径以下的细粉)脱硫活性很差，细粉含量过高，无法使用，作为废剂处理。其中，对于低磁部分，可根据S-Zorb装置对吸附剂颗粒筛分组成的工艺要求，利用气流分级原理对低磁部分产品进行粒径分选，最终使得再生剂的脱硫活性和颗粒粒径达到回用的条件。

本发明是根据冶金选矿行业磁分离技术的基本原理，采用干法永磁技术对S-Zorb平衡吸附剂进行再生回收处理，首次将高梯度磁分离技术应用于S-Zorb平衡吸附剂的再生与回用处理，开辟了磁分离技术的一个新的应用领域。本发明采用了磁筛式开放气隙磁路设计方案对S-Zorb平衡吸附剂进行磁分离回收处理，磁分离装置包括固体物料的电磁振动给料技术和自动控制技术。

与此同时，本发明是根据超细粉体气流分级技术的基本原理，采用多级气流分级技术对S-Zorb平衡吸附剂进行分级回收处理，首次将气流分级技术应用于S-Zorb平衡吸附剂的再生与回用处理，开辟了气流分级技术的一个新的应用领域。本发明采用了多级气流分级设计方案对S-Zorb平衡吸附剂进行处理，气流分级装置包括固体物料输送技术和自动控制技术。

本发明的技术方案是：

一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统，它包括：高梯度干法磁分离系统、气流分级系统、粉体物料自动输送系统和自动控制系统，其特征在于：所述的S-Zorb平衡吸附剂经过粉体物料输送系统送至磁分离系统进行磁力分选，根据工艺要求进行一至四次分选；再由气流分级系统对一定粒径以下的稀吸附剂进行去除，使S-Zorb低磁剂都能达到S-Zorb装置的工艺回收要求；整个系统操作由自动控制系统中PLC程序软件自动控制与监控。

其中，所述的高梯度干法磁分离系统，它包括：缓冲料仓、仓壁振动器、振动给料机、磁辊总成部分、分料板、低磁剂料斗、高磁剂料斗、气流分级系统、S-Zorb再生剂压送罐、S-Zorb废剂压送罐。

在S-Zorb吸附剂工艺流程中应用磁分离技术和气流分级技术，一般为离线方式。

根据S-Zorb平衡吸附剂的磁选性能和回收工艺来要求来确定磁辊场强、下料速度、电机调频范围、设备处理能力、功耗及回收率；根据工艺要求设定设备技术参数,选择采用若干次磁选分离过程，对其进行优化调试，使S-Zorb低磁剂都能达到回收工艺要求。

根据原S-Zorb低磁剂的再生回收要求，经一次或多次分级后，40μm以下的粒径，S-Zorb低磁剂细粉的脱除率可达到97%以上。

所述的粉体物料自动输送系统，根据S-Zorb平衡吸附剂的回收量以及再生回收装置的工艺要求设定,输送系统具有定时定量的自动输送物料功能,并可根据工艺要求的变更而随时改动输送参数以及切换手动控制。

所述的自动控制系统，由PLC程序软件对整个系统工艺流程进行自动操作与动态监控，可由工艺要求变更随时更改其操作参数以及切换手动控制。

本发明的优点在于：

本发明在S-Zorb平衡吸附剂的再生与回用的工艺过程中，将高梯度磁分离技术与多级气流分级技术结合起来应用于S-Zorb工艺中。本发明采用了磁筛式开放气隙磁路，具有磁场力大、产品回收率线性可调和磁分离效率高的特点；本发明采用了干式永磁技术，具有装置运行能耗低，无环境和噪声污染极小；本发明采用了多级气流分级技术，对S-Zorb平衡吸附剂的多组分、黏性大且颗粒粒径分布宽的超细粉体进行了高精度切割，具备环保、低耗和增效的综合效益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图；

图2为本发明中磁分离系统结构示意图；

图3为本发明中气流分级系统结构示意图。

其中，附图标号为：111、中间储罐；222、高梯度干法磁分离系统；333、气流分级系统；444、S-Zorb再生剂压送罐；555、S-Zorb废剂压送罐；666、S-Zorb废剂罐；

1、缓冲料仓；2、仓壁振动器；3、振动给料机；4、磁辊总成部分；5、分料板

6、低磁剂料斗；7、高磁剂料斗；8、鼓风机；9、分级机；

10、细颗粒的S-Zorb低磁剂；11、旋风分离器；

12、粗颗粒的S-Zorb低磁剂；13、引风机。

具体实施方式

下面结合说明书附图及实施例，对本发明作进一步的说明。

本发明S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统，包括高梯度干法磁分离系统、气流分级系统、粉体物料自动输送系统以及自动控制系统。

具体实施过程是：

图1所示，在生产过程中S-Zorb装置所卸出的废吸附剂，由专用粉体运输车送料至S-Zorb平衡吸附剂的再生与回用系统，并经过输送管线和控制阀加入到中间缓冲罐111中；然后该待处理物料经过输送管线和控制阀进入高梯度干法磁分离系统222；根据S-Zorb装置的工艺要求进行一至四次的磁分离过程，得出S-Zorb高磁剂和S-Zorb低磁剂两部分物料，S-Zorb低磁剂经输送管线和控制阀进入气流分级系统333进行气流分级处理；其中较粗颗粒的S-Zorb低磁剂进入S-Zorb再生剂压送罐444，送至S-Zorb装置反再系统中回用；较细颗粒的S-Zorb低磁剂与磁分离后的S-Zorb高磁剂进入S-Zorb废剂压送罐555后，直接排到废剂罐666中处理。

如图2所示，所述的磁分离系统222，它包括：缓冲料仓1、仓壁振动器2、振动给料机3、磁辊总成部分4、分料板5、低磁剂料斗6、高磁剂料斗7、气流分级系统333、S-Zorb再生剂压送罐444、S-Zorb废剂压送罐555。其具体实施过程是：

S-Zorb吸附剂进入磁分离系统缓冲料仓1后，经仓壁振动器2振击缓冲料仓1后，物料落入振动给料机3；给料机3均匀给料到磁辊总成部分4；按事先的工艺调节参数，由变频减速机驱动磁辊、传输带带动胶辊以一定的速度运行，在离心力与重力的作用下物料呈抛物运动；由分料板5分割成两部份，一部份进入低磁剂料斗6；另部份进入高磁剂料斗7；其中，分选后的吸附剂低磁剂经气流分级系统333分离出细颗粒的S-Zorb低磁剂10和粗颗粒的S-Zorb低磁剂12；细颗粒的S-Zorb低磁剂10为废剂；粗颗粒的S-Zorb低磁剂12返回S-Zorb反再系统应用。图2所示的实施例只是进行一次分选，可以根据物料不同，进行多次分选，以达到S-Zorb反再系统的工艺回收要求。

所述的磁辊总成部分4中的磁辊，采用高性能稀土永磁材料与高性能软磁合金材料制成；永磁体与软磁合金材料轴向斥挤串联进行排列组合所产生高梯度磁场的磁场强度为1—2T。

所述的带仓壁振动器式的缓冲料仓1，由于废吸附剂破碎后流动性差的特性，加载仓壁振动器2以调节S-Zorb平衡吸附剂物料的流动性。

所述的振动给料机3，可通过直流电源的电压值来调节并控制给料量；或由加载的调节板来控制。

如图3所示，所述的气流分级系统333，它包括：鼓风机8、低磁剂料斗6、分级机9、旋风分离器11、引风机13。其具体实施过程是：

S-Zorb吸附剂，经磁分离分选后，S-Zorb吸附剂低磁剂由鼓风机8，以一定速度将物料带入分级机9，使物料在分级机9内高速运转；在离心力的作用下，细颗粒物料在引风机13强大的风力抽引后，使其将一定粒径以下的细颗粒的S-Zorb低磁剂10带入旋风分离器11收集再废弃处理；所留下的粗颗粒的S-Zorb低磁剂12下降至旋风分离器11下部排出后返回S-Zorb反再系统应用。

所述的气流分级系统333，可以根据S-Zorb废吸附剂的再生要求，经多次粒径分级后使一定粒径以下的平衡吸附剂细粉的脱除率达到97%以上。

Claims

1.一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统，它包括：高梯度干法磁分离系统、气流分级系统、粉体物料自动输送系统和自动控制系统，其特征在于：所述的S-Zorb平衡吸附剂，经过粉体物料输送系统送至磁分离系统进行磁力分选；再由气流分级系统对一定粒径以下的稀吸附剂进行去除，使S-Zorb低磁剂都能达到S-Zorb装置的工艺回收要求；整个系统操作由自动控制系统中PLC程序软件自动控制与监控。

2.根据权利要求1所述的一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统，其特征在于：所述的高梯度干法磁分离系统，它包括：缓冲料仓、仓壁振动器、振动给料机、磁辊总成部分、分料板、低磁剂料斗、高磁剂料斗、气流分级系统、S-Zorb再生剂压送罐、S-Zorb废剂压送罐。

3.根据权利要求1所述的一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统，其特征在于：所述的气流分级系统，它包括：鼓风机、低磁剂料斗、分级机、旋风分离器、引风机。

4.根据权利要求1所述的一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统，其特征在于：根据S-Zorb平衡吸附剂的磁选性能和回收工艺来要求来确定磁辊场强、下料速度、电机调频范围、设备处理能力、功耗及回收率；根据工艺要求设定设备技术参数,选择采用若干次磁选分离过程，对其进行优化调试，使S-Zorb低磁剂都能达到回收工艺要求。

5.根据权利要求1所述的一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统，其特征在于：根据原S-Zorb低磁剂的再生回收要求，经一次或多次分级后，40μm以下的粒径，S-Zorb低磁剂细粉的脱除率达到97%以上。

6.根据权利要求1所述的一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统，其特征在于：所述的粉体物料自动输送系统，根据S-Zorb平衡吸附剂的回收量以及再生回收装置的工艺要求设定,输送系统具有定时定量的自动输送物料功能,并可根据工艺要求的变更而随时改动输送参数以及切换手动控制。

7.根据权利要求1所述的一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用系统，其特征在于：所述的自动控制系统，由PLC程序软件对整个系统工艺流程进行自动操作与动态监控，可由工艺要求变更随时更改其操作参数以及切换手动控制。

8.一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用方法，它包括：高梯度干法磁分离系统、气流分级系统、粉体物料自动输送系统以及自动控制系统，其特征在于：该工艺方法包括：

在生产过程中S-Zorb装置所卸出的平衡吸附剂，由专用粉体运输车送料至S-Zorb平衡吸附剂的再生与回用系统，并经过输送管线和控制阀加入到中间缓冲罐中；然后该待处理物料经过输送管线和控制阀进入高梯度干法磁分离系统；根据S-Zorb装置的工艺要求进行若干次的磁分离过程，得出S-Zorb高磁剂和S-Zorb低磁剂两部分物料，S-Zorb低磁剂经输送管线和控制阀进入气流分级系统进行气流分级处理；其中较粗颗粒的S-Zorb低磁剂进入S-Zorb再生剂压送罐，送至S-Zorb装置反再系统中回用；较细颗粒的S-Zorb低磁剂与磁分离后的S-Zorb高磁剂进入S-Zorb废剂压送罐后，直接排到废剂罐中处理。

9.根据权利要求8所述的一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用方法，其特征在于：所述的磁分离系统，其工艺方法包括：

S-Zorb吸附剂进入磁分离系统缓冲料仓后，经仓壁振动器振击缓冲料仓后，物料落入振动给料机；给料机均匀给料到磁辊总成部分；按事先的工艺调节参数，由变频减速机驱动磁辊、传输带带动胶辊以一定的速度运行，在离心力与重力的作用下物料呈抛物运动；由分料板分割成两部份，一部份进入低磁剂料斗；另部份进入高磁剂料斗；其中，分选后的吸附剂低磁剂经气流分级系统分离出细颗粒的S-Zorb低磁剂和粗颗粒的S-Zorb低磁剂；细颗粒的S-Zorb低磁剂为废剂；粗颗粒的S-Zorb低磁剂返回S-Zorb反再系统应用。

10.根据权利要求8所述的一种用于S-Zorb废吸附剂的再生与回用方法，其特征在于：所述的气流分级系统，其工艺方法包括：

S-Zorb吸附剂，经磁分离分选后，S-Zorb吸附剂低磁剂由鼓风机，以一定速度将物料带入分级机，使物料在分级机内高速运转；在离心力的作用下，细颗粒物料在引风机强大的风力抽引后，使其将一定粒径以下的细颗粒的S-Zorb低磁剂带入旋风分离器收集再废弃处理；所留下的粗颗粒的S-Zorb低磁剂下降至旋风分离器下部排出后返回S-Zorb反再系统应用。