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S Zorb再生剂磁分离分级回收系统

1 项目背景

国内广泛应用S Zorb催化汽油吸附剂深度脱硫技术生产清洁汽油,在S Zorb装置中卸出的再生剂是一种富含锌、镍等过渡金属氧化物或硫化物的颗粒状粉体,其中有部份还未来得及参加反应或参加反应时间较短的吸附剂,此部分剂具有较高的脱硫活性,极具回收价值。因此,可以通过将卸出的再生剂进行物理切割及磁分离,得到颗粒相对完整、且活性较高的低磁剂返回S Zorb装置继续使用。由于低磁剂的活性水平高于原有的再生剂,且剔除了再生剂中无用的细粉,因此S Zorb装置加入低磁剂后,能够将S Zorb装置吸附剂整体活性水平提高,有利于降低硫差,提高装置的操作平稳性并节约新鲜吸附剂。

2 理论依据

⑴ 表面镍锌比

新鲜吸附剂在反应器内的循环使用,随着时间的推移,其老化程度会越来越严重。因此,可以用吸附剂颗粒的“表面镍锌比”来描述吸附剂颗粒的老化程度,作为吸附剂在S Zorb装置中循环的年龄标记(新鲜剂NiO/ZnO≈0.4;再生剂 NiO/ZnO将逐渐增加)。即随着时间的推移,NiO/ZnO比值越来越大。因此,可以用NiO/ZnO作为吸附剂的年龄分布函数的自变量:随着吸附剂颗粒在装置中停留时间的增加,该比值会越来越大,表明吸附剂老化也越严重。

⑵ 新鲜吸附剂及再生剂磁性

根据国家磨料模具质量监督检验中心的检测结果,新鲜剂中磁性物含量为万分之一左右,基本表现为无磁性;而再生剂中磁性物含量达到万分之八十四,在高强磁场作用下,会呈现出很强的磁性。

 I 磁化曲线系数

表01 新鲜剂及再生剂磁化曲线系数

磁场强度
10000
11000
12000
13000
14000
15000
16000
17000
18000
再生剂 83.80 92.18 100.56 108.94 117.32 125.70 134.08 142.46 150.84
新鲜剂 1.28 1.408 1.536 1.664 1.792 1.92 2.048 2.176 2.304

 

  II 再生剂磁分离性能曲线;

再生剂的磁分离性能曲线,我们以18000高斯高强磁场下,对再生剂的磁分离作用,通过检验低磁剂的镍锌比及其活性来表示再生剂的磁分离性能。

表02 再生剂磁分离性能曲线(场强:18000高斯)

低磁剂收率 再生剂原剂 50% 39% 30% 21% 新鲜吸附剂
NiO/ZnO 0.608 0.591 0.585 0.571 0.566 0.434
活性值 72 80 83 83 84 90

 

随着低磁剂收率的降低,低磁剂活性呈逐渐升高的趋势;而镍锌比则成下降态势。

3 工艺方案

将S Zorb再生剂进行粒径分析后,按一定粒径做物理切割预处理,先筛除一定粒径下的破碎颗粒(包含破碎的吸附剂骨架载体及其它无用成分),然后经过高强度磁分离机对预处理后的再生剂进行高效磁选,形成可以回用的低磁吸附剂。

4 技术总结

⑴ S Zorb再生吸附剂有明显的磁场性能,适合磁分离设备来处理。通过国家磨料磨具质量监督检验中心的检测报告可以看出,再生吸附剂有着较强的磁场性能,而新鲜吸附剂无此性能,因此,再生吸附剂可以通过高效高强磁选设备分选。

⑵随着S Zorb吸附剂使用时间的延长,其表面镍锌比呈上升趋势;而镍锌比越大,意味着吸附剂老化情况越严重。

⑶ 在低磁吸附剂总收率不大于50%的情况下,低磁剂活性组份ZnO和NiO会较再生吸附剂有明显上升。

⑷低磁吸附剂能够改善和提高再生吸附剂的活性水平。

⑸ 加入低磁剂后,能够有效降低硫差,减少汽油中因烯烃加氢饱和反应对辛烷值造成的影响。在S-Zorb装置运行过程中,装置通过加入新鲜剂增加硫差来强化脱硫效果,但相应烯烃的加氢饱和反应会加强,从而使汽油的辛烷值降低。加入低磁剂后,由于总硫差降低,而装置的整体活性水平升高,有利于提高汽油的辛烷值。