FCC催化剂的气力输送重力掺混技术

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(天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，兰州 730060)

0 引 言

气力输送技术广泛应用于化工、医药等行业，是一种成熟的物料输送方式。其具有输送管道配置灵活，输送系统完全封闭，散料输送效率高，输送物料品质保证，输送过程可实现定量分流等优点[1]。FCC催化剂成品是具备合理粒度分布的微球颗粒，固含量不小于80%，根据其特点适用于气力输送方式[2]。

在FCC催化剂厂中，经常生产不同性质、不同功效的催化剂、助剂等半成品，再根据不同需求将这些产品进行掺混，调配出满足各种石油化工工艺的成品催化剂。另外，在FCC催化剂的生产过程中，受原料供应、生产工艺、操作时序等工况的影响，不同批次的产品规格不尽相同，为保证产品粒径均一、物性稳定，需对其进行进一步混合。

现有的粉料掺混技术可分为以下几种类型：重力掺混、流化掺混、机械掺混和组合称重掺混。其中，重力掺混与机械掺混两种装置的结构与操作较为简单，生产连续性强，且在FCC催化剂生产中得到应用验证[3]，但机械掺混处理量小、能耗大，不利于大批量连续生产，且转动部件多，易产生故障。因此选用重力掺混是较优模式。

1 技术内容

为组合现有工艺，克服现有技术不足，满足不同性能催化剂成品的需求，文中介绍了一种FCC催化剂的气力输送重力掺混技术。利用文丘里输送器[4]的孔口射流喷出高速空气，由此在喉管部位形成相对与管道内气流正压的负压场，产生吸力，抽吸不同批次的FCC催化剂及助剂粉料，使其初步掺混；利用多管式重力掺混料仓，通过气流循环，多次掺混后成为最终成品，实现不同掺混目的，得到满足不同需要的成品。

如附图1所示，FCC催化剂的气力输送重力掺混技术，其工艺流程是：

图1 工艺流程图

(1)产品冷却输送过程

高温的FCC催化剂经产品卸料阀1进入产品冷却料仓2，与盘管内的冷却水逆向间接接触换热后降温。同时，由产品输送风机5产生的正压空气流经文丘里输送器4，从而在喉管部位形成负压场，冷却后的FCC催化剂通过具有锁气功能的产品卸料阀3吸入文丘里输送器4内，被高速的射流空气加速后，在正压气力输送下进入产品脉冲布袋过滤器6-1/2，分离出来的FCC催化剂进入产品中间罐7-1/2，净化后的射流空气排空。

产品脉冲布袋过滤器6-1/2、产品中间罐7-1/2、产品卸料阀8-1/2和文丘里输送器9-1/2可一开一备轮换操作，也可并联同时操作。

(2)产品输送储装过程

进入产品中间罐7-1/2的FCC催化剂通过产品卸料阀8-1/2进入文丘里输送器9-1/2内，同时由产品输送风机10产生的正压空气流经文丘里输送器9-1/2，抽吸FCC催化剂并送入产品脉冲布袋过滤器11-1/2/3/4内，分离出来的FCC催化剂进入产品储罐12-1/2/3/4，净化后的射流空气排空。

产品脉冲布袋过滤器11-1/2/3/4、产品储罐12-1/2/3/4和产品卸料阀13-1/2/3/4互为备用。不同批次的FCC催化剂可分别进入不同产品储罐保存。

(3)助剂掺混输送过程

在多管式重力掺混管的作用下，进入助剂掺混仓20的助剂达到性能均一化后，通过助剂卸料阀21进入文丘里输送器22内，同时由助剂输送风机23产生的正压空气流经文丘里输送器22，抽吸助剂并送入助剂脉冲布袋过滤器15内，分离出来的助剂进入助剂储罐16，净化后的射流空气排空。

(4)成品掺混输送过程

进入产品储罐12-1/2/3/4的FCC催化剂分别通过产品卸料阀13-1/2/3/4进入文丘里输送器14-1/2/3/4内；进入助剂储罐16的助剂通过助剂卸料阀17进入文丘里输送器18内；同时环境空气经产品输送风机19增压后分别进入文丘里输送器14-1/2/3/4和文丘里输送器18内；抽吸FCC催化剂和助剂并送入成品脉冲布袋过滤器25-1/2内，初步掺混的“FCC催化剂+助剂”成品粉料进入成品掺混仓26-1/2，净化后的射流空气排空。

分别储存在产品储罐12-1/2/3/4内不同批次的FCC催化剂，可单独、两两或同时输送至成品掺混仓26-1/2进行掺混，具体方式可根据所需的成品规格性能决定。

进入成品掺混仓26-1/2的“FCC催化剂+助剂”粉料，可进行单仓单次掺混、单仓多次掺混、双仓多次掺混。其中，单仓单次掺混不开启成品输送风机30，在多管式重力掺混管的作用下，“FCC催化剂+助剂”粉料在成品掺混仓26-1/2内只分别进行一次掺混，即通过成品卸料阀27-1/2及换向阀28-1/2卸出；单仓多次掺混需开启成品输送风机30，在多管式重力掺混管的作用下，“FCC催化剂+助剂”粉料在成品掺混仓26-1/2内分别掺混后，分别通过对应的成品卸料阀27-1/2进入对应的文丘里输送器29-1/2内；同时环境空气经成品输送风机30增压后分别进入文丘里输送器29-1/2内；抽吸“FCC催化剂+助剂”粉料分别送入成品脉冲布袋过滤器25-1/2内，分离后的粉料进入成品掺混仓26-1/2内再次分别掺混，可循环多次直至达到性能均一化。成品掺混仓26-1/2可一开一备轮换操作，也可并联同时操作；双仓多次掺混需开启成品输送风机30，在多管式重力掺混管的作用下，“FCC催化剂+助剂”粉料在成品掺混仓26-1内掺混后，通过成品卸料阀27-1进入文丘里输送器29-1内，同时环境空气经成品输送风机30增压后进入文丘里输送器29-1内，抽吸“FCC催化剂+助剂”粉料送入成品脉冲布袋过滤器25-2，分离后的粉料进入成品掺混仓26-2内再次掺混。使成品掺混仓26-1和26-2串联，则粉料在两仓之间可循环多次。

注：助剂掺混仓和成品掺混仓可为菲利普式或贴壁式多管重力掺混料仓，也可为多流道式重力掺混料仓[5]。

2 技术特点

(1)动力能耗小：在输送阶段，利用文丘里输送器喷射高速气体形成负压场，从而提高了输送器内的真空度，使粉料可充足、均匀地进入输送器内；在掺混阶段，依靠粉料自身重力流动达到掺混目的。无需运动部件及机械传动，能耗小。

(2)设备简单：该系统除风机、旋转卸料阀外，均为静设备，操作简单，便于维护，投资成本低。

(3)功能性强：该系统包含了催化剂冷却、分仓输送、掺混等多种技术，系统紧凑，功能性强。

(4)选择性高：本系统可根据不同需求，对FCC催化剂粉料进行掺混，表现为①同一种类不同批次、②同一种类不同粒径、③不同种类不同性质。并可将得到的催化剂与不同功效的助剂粉料进一步掺混，从而得到不同性能的成品。

(5)均化效果好：在气力输送阶段，使FCC催化剂和助剂粉料初步掺混；在重力掺混阶段，可选择单仓单次、单仓多次、多仓多次等多种掺混方式，均化效果好。

(6)技术输送量大，输送距离长，自动化程度高，系统封闭，无污染。

3 结束语

采用气力输送+重力掺混技术，实现了FCC催化剂输送的灵活性、连续性以及产品的不同掺混需求，消除了因生产过程的不稳定因素而带来的产品粒度分布波动现象，确保了产品质量的均一稳定，为FCC催化剂生产装置的设计优化和选型提供依据。