回收液对高稀土超稳分子筛的生产影响及对策

发表时间:2019/9/27   来源:《知识-力量》2019年10月43期   作者:谭谢方 梁汉文
[导读] 由于原油重质化、劣质化的趋势明显,所以对FCC催化剂的重油转化能力提出了更高的要求,以满足市场需求。我厂与石油化工研究院开发了新型重油FCC催化剂,其核心产品是活性高,稳定性强的新型超稳高稀土分子筛。采用该分子筛制备的FCC催化剂与国内重油转化能力较强的CDC催化剂相比,前者重油转化效果非常明显。该分子筛以现有分子筛制备工艺为基础,以硝酸镧为改性物质,设计开发了新型高活性分子筛改性工艺技术。
(中国石油兰州石化公司催化剂厂,甘肃 兰州 730060)
摘要:由于原油重质化、劣质化的趋势明显,所以对FCC催化剂的重油转化能力提出了更高的要求,以满足市场需求。我厂与石油化工研究院开发了新型重油FCC催化剂,其核心产品是活性高,稳定性强的新型超稳高稀土分子筛。采用该分子筛制备的FCC催化剂与国内重油转化能力较强的CDC催化剂相比,前者重油转化效果非常明显。该分子筛以现有分子筛制备工艺为基础,以硝酸镧为改性物质,设计开发了新型高活性分子筛改性工艺技术。
关键词:超稳分子筛;稀土;硫酸铵;回收液

 
            该套装置生产高稀土超稳分子筛工艺较为复杂,包括NaY的合成和改性两大部分。改性分子筛的合成制备包括溶液配制、成胶晶化、NaY过滤及母液回收、预交换及交换过滤、闪蒸干燥、焙烧、成品浆液调配、回收系统等“二交二焙式”工序。高稀土超稳分子筛生产过程中,因为过滤滤液中含有一定量的分子筛,经过竖流沉降筒进入回收罐。后将罐底部的分子筛转入交换罐替代化学水调配浆液浓度,回收罐上层清液做滤机洗布水再利用。
            本文提出将回收液中部分未反应的稀土再利用措施,提高分子筛收率,减少化学水用量,降低污水中悬浮物含量,减少罐底沉淀物堆积量,达到环保固废减量化要求,实现装置生产清洁化。
            一、生产工艺流程简介
            高稀土超稳分子筛工艺流程是将合格NaY放入一交预交换罐,加入一交回收液调含量至规定值后,用稀盐酸调节浆液pH,然后按NaY、RE2O3的干基比加入硝酸镧稀土溶液,再调节pH,升温交换好的浆液输送到一交滤机,按照一定交换比加混合液进行过滤交换洗涤,滤饼卸入打浆罐进行二次稀土交换,交换好的料输送进闪蒸塔进行预干燥,粉料由袋式除尘器捕集后进行一次超稳化焙烧,焙烧打浆后转入二交预交换罐,按分子筛、交换液的干基比加硫酸铵和二交回收液,升温交换后将浆液输送到二交滤机经洗涤过滤,滤饼输送进旋转闪蒸塔进行预干燥,粉料由袋式除尘器捕集后进行二次超稳化焙烧,打浆后转入成品罐。
            二、生产现状及影响分析
            近两年,以超稳高稀土为主活性的催化剂需求量越来越大,高稀土分子筛的产量越来越高,生产周期越来越长。2018年装置生产高稀土超稳分子筛产量3201.5吨,占全年产量的58.19%。随着产能的提高和生产周期的延长,回收液的长久混用影响高稀土超稳分子筛的优质生产。
            二交滤液经溢流线进入污水收集罐内,再经洗布水流程循环进入到一、二交回收罐,造成一、二交回收液混用。一交滤液进入回收罐后,滤液中的RE3+与回收罐中原有硫酸根离子、氧化钠反应生产稀土复盐沉淀。由于稀土复盐沉淀不溶于酸性介质,进入工艺系统后造成产品氧化钠、硫酸根偏高,甚至超标。
            回收罐因沉淀物累积导致竖流沉降筒堵塞,上层液体溢流至污水罐内,造成污水悬浮物浓度频繁超标;同时高悬浮物污水容易堵塞滤机洗布水喷淋管喷嘴,滤布没有冲洗效果,出现滤布孔隙糊死情况,直接影响过滤水洗质量。若发生堵塞,岗位人员必须进行停机处理,畅通后才可开启运行。降低装置日产量,增加岗位劳动强度。
            三、对策实施目的及方案
            为稳定产品质量,杜绝一、二交滤液互混,合理有效的利用回收液,解决上述问题对生产的重要影响。针对原有流程缺陷,综合考虑质量、产量、环保,操作难度等方面因素,经讨论实施新流程优化方案:将原有大循环流程变更为一、二交分离小循环流程。
            1、回收液原工艺流程
            1.1一交回收系统
            一交滤机的滤液、洗液、洗布水回水自流至一交一级回收罐,加絮凝剂进行竖流沉降,一交一级回收罐沉降后的清液溢流至一交二级回收罐进行二次沉降,其清液自高出口自流到容一交污水罐,用作一、二交滤机洗布水循环使用,其余部分输送至其它装置。回收罐底部沉降下的浊液自低出口由回收泵输送至一交交换罐。利废储罐用作一、二交滤机的洗涤水缓存罐,通过离心泵输送至一交滤机自流至回收罐。


            1.2二交回收系统
            二交滤机的滤液、洗液,洗布水回水自流至二交一级回收罐,加絮凝剂进行竖流沉降,二交一级沉降后的清液溢流至二交二级罐进行二次沉降,其清液自高出口自流到二交污水罐,作为一、二交滤机洗布水循环使用,其余部分输送至其它装置。二交回收罐底部沉降下的浊液自低出口由回收泵输送至二交交换罐。利废储罐用作一、二交滤机的洗涤水缓存罐,通过离心泵输送至一交滤机自流至回收罐。
            2、回收液改进后工艺流程
            2.1一交回收系统
            一交污水罐污水经离心泵送至一交滤机洗布,洗布后废水与滤液自流至一交一级回收罐,经竖流沉降后清液溢流至二级沉降罐,再由高出口溢流至一交污水罐。回收罐低出口回收料经一交回收泵送至一交交换罐回用。利废储罐作为一交滤机的洗涤水缓存罐,通过离心泵输送至一交滤机自流至回收罐。
            2.2二交回收系统
            将原一交洗涤水储罐污水作为二交滤机洗布水罐,经离心泵送至二交滤机洗布,洗布后废水与滤液自流至二交一级回收罐,经竖流沉降后清液溢流至二交二级回收罐,再由高出口溢流至二交污水罐。回收罐低出口回收料经二交回收泵送至二交交换罐回用。利废储罐作为二交滤机的洗涤水缓存罐,通过离心泵输送至二交滤机自流至回收罐。
            四、对策实施前后效果对比
            1、洗涤水流程对比
            在原有洗涤水大流程不变的原则下,用利废储罐作为滤机洗涤水缓存罐,经离心泵送至一、二交滤机洗涤滤饼。
            本次施工成本低,方案简单易行,运行效果好。
            2、洗布水流程对比
            原一、二交污水罐隔离使用,一交回收进一交污水罐,二交回收进二交污水罐。新增污水储罐至二交滤机洗布水工艺流程,配置二交二级回收罐溢流线,泵出口管线和自控球阀,启用两台离心泵运行。
            工艺流程变动大,新增工艺管线和机泵设备,增加了一定施工成本但运行效果明显好于原流程。一、二交回收罐沉降效果好,污水悬浮物未超标,装置生产运行连续,平稳。
            五、结论
            通过对回收液流程的现状分析以及对生产的直接影响,再到具体对策的实施和效果对比,彻底解决了高稀土超稳分子筛生产中使用回收液的难题,使装置处于安、稳、优的生产运行状态:
            1、稳定了高稀土超稳分子筛生产工艺,提高了分子筛收率,产品质量和环保馏出口合格率;
            2、降低沉降筒,喷淋管的堵塞频次,减轻员工操作强度,保证了连续平稳生产。
            3、节省了交换用化学水,减少固废渣处理成本,直接起到了节能减排,降本增效的目的。
            4、实现了一、二交回收系统的真正隔离,避免一、二交发生互混反应引发的后序生产异常。
参考文献
[1]中国石油兰州石化分公司催化剂厂6000吨/年超稳Y型分子筛装置操作规程
[2]姜山,蔡智军,李雪礼.NaY分子筛工业合成影响因素分析及对策[J].石化技术与应用,2017,5(175):317-374.
 
 
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