CN101322936A - 再生用于燃料净化中的吸附剂的方法和设备 - Google Patents

再生用于燃料净化中的吸附剂的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101322936A
CN101322936A CNA2008101094585A CN200810109458A CN101322936A CN 101322936 A CN101322936 A CN 101322936A CN A2008101094585 A CNA2008101094585 A CN A2008101094585A CN 200810109458 A CN200810109458 A CN 200810109458A CN 101322936 A CN101322936 A CN 101322936A
Authority
CN
China
Prior art keywords
adsorbent
vanadium
aforementioned
nickel
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2008101094585A
Other languages
English (en)
Inventor
J·A·奥萨赫尼
G·A·奥奈尔
T·J·菲维
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN101322936A publication Critical patent/CN101322936A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G25/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents
    • C10G25/12—Recovery of used adsorbent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/103—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/14—Diatomaceous earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3416—Regenerating or reactivating of sorbents or filter aids comprising free carbon, e.g. activated carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3433—Regenerating or reactivating of sorbents or filter aids other than those covered by B01J20/3408 - B01J20/3425
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/345—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture
    • B01J20/3458—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture in the gas phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/345—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture
    • B01J20/3475—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture in the liquid phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3483—Regenerating or reactivating by thermal treatment not covered by groups B01J20/3441 - B01J20/3475, e.g. by heating or cooling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

本发明涉及再生用于燃料净化中的吸附剂的方法和设备。一种再生用来除去燃料中的镍和/或钒杂质的吸附剂的方法，其包括用低沸点溶剂清洗所述的吸附剂，在装置中将吸附剂加热到大约300℃－大约700℃的温度，其中所述吸附剂包含镍和/或钒杂质，和用载气流流动混合吸附剂来除去吸附剂中的至少一部分的镍和/或钒杂质。

Description

再生用于燃料净化中的吸附剂的方法和设备
技术领域
本公开涉及用于再生吸附剂的方法和设备，并更具体而言，涉及再生用来除去燃料中的镍和/或钒杂质的吸附剂的方法和设备。
背景技术
作为此处使用的，燃料可以是任何被这些金属污染的燃料，包括化石燃料例如原油和原油馏分如重质燃料或者低级燃料，和沥青，加工过/蒸馏过的残渣例如焦油，大气和真空渣油，流体催化裂化装置的供油，含有金属的脱沥青油和树脂，加工过的渣油和重油。
因为含有相当高比例的金属，因此原油馏分例如重质燃料或者低级燃料馏分(其对于动力燃气轮机发动机是理想的)通常被认为是最低级的原油。主要的金属污染物是金属离子络合物形式的镍(Ni)和钒(V)。
原油中的钒和/或镍金属离子通常与卟啉相结合并且是有机金属卟啉络合物的形式。卟啉是高分子量、高沸点有机材料。在本公开中，这些有机金属络合物和其它的可能存在于原油中的镍和钒被称为“镍和/或钒杂质”。
重质燃料中的镍和钒促进了运转在高于大约1000℃温度的燃气轮机的热腐蚀。为了防止另外的热腐蚀，加入了添加剂例如镁抑制剂。同时还由于将运转温度保持在低于大约1000℃而牺牲了效率。另外的缺点是频繁的清理设备来除去在燃气轮机燃烧时沉积的镍和钒氧化物。镍和钒还对于精炼加工是有害的；例如，它们使得在重质原油的氢化裂解中使用的催化剂中毒。因此，要寻求更有效的和成本有效的从原油中，特别是从重质燃料或者低级燃料中除去这些金属的方法。
一种除去原油中的镍和/或钒杂质的方法包括使得液体油馏分通过固体吸附剂例如粘土或活性炭。不局限于理论，吸附剂提供内表面，在通过的流体中的多种化学化合物(被吸附物)可以通过范德华力和/或其它的分子力而保持在这里，当可用的吸附位置填满时，吸附剂失活或者失效。目前，没有已知的重复循环用于原油净化中的吸附剂的方法。为了提高加工效率和降低净化原油的成本，再生(还被称为再活化)失效的吸附剂以多次使用循环是非常令人期望的。随着高质量原油的损耗增加和成本上升，对再生的吸附剂的需要的期望也增加了。
虽然再生的吸附剂具有潜在的显著的成本节约，但是这里存在着需要克服的问题。用常规溶剂来简单的清洗一些吸附剂例如活性炭并不能非常有效的除去牢固附着的镍和/或钒杂质。此外，因为镍和/或钒杂质具有相当高的沸点，因此仅仅通过加热的脱附作用也不是实用的解决方案。
因此，本领域存在着对再生用于净化被镍和/或钒杂质污染的燃料的吸附剂，特别是净化原油和原油馏分例如重质燃料或者低级燃料的方法的需要。
发明内容
此处公开了一种方法，其能够有力的和有效的再生用来除去燃料中的镍和/或钒杂质的吸附剂。该方法不受限于镍或钒有机金属络合物的有机部分。
所述的方法包括在将失效的吸附剂和载气流接触的同时，在受控条件下在装置中加热失效的吸附剂，所述的装置更具体的是直接的或者间接的传热反应器。仔细控制加热条件，目的是对吸附剂的多孔性能不产生不利影响，载气可以包括，尤其是燃气轮机废气或者蒸汽锅炉废气来除去镍和/或钒杂质的热释放挥发性副产物。
因此，在一种实施方案中，是一种再生用来除去燃料中的镍和/或钒杂质的吸附剂的方法，其包括用低沸点溶剂清洗所述的吸附剂，在装置中将吸附剂加热到大约300℃-大约700℃的温度，其中所述的吸附剂包含镍和/或钒杂质，和用载气流流动混合吸附剂来除去吸附剂中的至少一部分的镍和/或钒杂质。
在另外一种实施方案中，是一种净化含有镍和/或钒杂质的燃料的方法，其包括将固体吸附剂和第一部分量的燃料混合来除去镍和/或钒杂质，分离该固体吸附剂，其中该吸附剂包含有镍和/或钒杂质，用低沸点溶剂清洗该固体吸附剂，在装置中将固体吸附剂加热到大约300℃-大约700℃的温度，流动混合该吸附剂和载气流一段时间来有效的除去吸附剂中的至少一部分的镍和/或钒杂质和形成再生的吸附剂；以及将该再生的吸附剂和第二部分量的燃料混合来除去镍和/或钒杂质。
在另外一种实施方案中，是一种再生用来除去燃料中的镍和/或钒杂质的吸附剂的设备，其包含含有废气管的燃气轮机，和与废气管流体连接的加热装置，其中所述加热装置包含用来加热置于其上的吸附剂的载体表面，并且其中所述吸附剂包含镍和/或钒杂质。
本公开可以通过参考下面的对所公开内容的不同特征和包含在其中的实施例的详细说明而更容易理解。
附图说明
附图是一种示意性的用于再生吸附剂的设备。
具体实施方式
使用本文所述的方法获得用来净化燃料，特别是原油和原油馏分例如重质燃料或者低级燃料的吸附剂生产寿命的显著提高是可能的。当在装置(更具体的是直接的或者间接的传热反应器)中仔细加热，同时与载气流相接触时，来自重质燃料净化的被镍和/或钒杂质所污染的失效吸附剂被有力的和有效的再生了。当配合以包含燃气轮机发动机或者蒸汽锅炉废气的载气流时，所述的方法可以进一步降低净化重质燃料的成本。
所公开的方法不限于有机金属络合物中的有机部分，并包括卟啉和其它的可以和镍或钒金属离子形成有机金属络合物的有机材料。这里，术语“镍和/或钒杂质”指的是选自镍有机金属络合物、钒有机金属络合物和它们的组合的成分。
本领域那些技术人员将理解除了镍和钒杂质之外，其它的不含镍或钒的吸附的原油成分也必须在加热过程中在有效除去镍和/或钒杂质的温度或者低于该温度被除去。
净化燃料，特别是原油和原油馏分，以及更具体而言是含有镍和/或钒杂质的重质燃料或者低级燃料馏分的过程包括：将固体吸附剂和原油馏分在分散混合器中混合，任选的用低沸点溶剂稀释来降低粘度并促进污染物的吸附，燃料和吸附剂的比率可以变化。通常，该比率是1000-1份的燃料对应1份的吸附剂。在将混合物共混一段时间例如1分钟-1小时之后，将吸附剂(现在在此处被称为“失效的吸附剂”)通过离心方法从油相分离。或者，该失效的吸附剂可以通过过滤分离。在将其送到再生加工之前，将失效的吸附剂进一步用另外的低沸点有机的溶剂清洗来除去残留的重油。有机溶剂稀释剂可以在闪蒸装置或者蒸馏柱中从燃料中除去。取决于吸附剂的选择和开始的燃料，这种方法能够将燃料中的镍和/或钒杂质降低到低于每百万0.2份(ppm)。
虽然被称为失效的吸附剂，但是对本领域那些技术人员来说，很显然失效的吸附剂仍然可以具有可用的吸附位置并且用于再生此处所述的失效吸附剂的方法不要求全部的吸附位置被镍和/或钒杂质或者任何其它的杂质所占据。术语“失效的吸附剂”旨在指用于净化燃料的方法中任何的吸附剂，所述的方法尤其是除去镍和/或钒杂质。
被收集在失效的吸附剂中的残油可显著地影响再生步骤的加热时间，以及再生吸附剂的最终活性。清洗失效的吸附剂中的残油馏分的合适的低沸点有机溶剂包括较低碳链和环烃，芳族烃，醚类，聚醚，环醚，酯类，酮类，醇类等等。更具体地，是苯，甲苯，己烷，环己烷，石油醚，辛烷，环辛烷，庚烷，环庚烷，戊烷，二乙醚和丙酮。作为此处使用的，术语“低沸点溶剂”指的是具有小于120℃的沸点的溶剂。
然后将失效的吸附剂在加热装置中在载气流存在下加热。任何装备有加热室的装置和使失效的吸附剂与载气流相接触的手段都适于再生失效的吸附剂。加热设备可以连续的或者定期的使用螺丝钻、传送带、手工或者其它的包括它们的组合的方式来装入失效的吸附剂。
不局限于理论，载气据信是通过去除挥发性副产物来影响吸附剂的再生，所述的副产物是由在吸附的镍和/或钒杂质中在不破坏吸附剂的多孔性的温度下发生的热诱导反应、离解、分解或者其它的变化来形成的。该挥发性副产物从吸附剂被带到排气口，在这里它们可以通过本领域任何已知的方式来被检测、燃烧、净化或者丢弃。在以这种方式处理一段时间来有效的除去镍和/或钒杂质之后，失效的吸附剂可以再生并可以被再使用。
使载气渗滤过失效的吸附剂、将失效的吸附剂机械混合到载气中，或者翻转加热室自身提供了在加热步骤中失效的吸附剂和载气流之间的有效接触，载气流速的选择基于吸附剂和反应器构造。
合适的加热装置是直接或者间接传热反应器；更特别的是这些包括流化床，滚动床、回转窑炉和转鼓式干燥器。实例包括以商标名
Figure A20081010945800061
和
Figure A20081010945800062
等等市售的Bepex International间接干燥器。如果需要，该设备可以按尺寸缩小成滑动设计。加热装置可以以间歇方式或者连续方式运转。
在一种实施方案中，失效的吸附剂是在流化床反应器中再生的。该流化床系统通过在高温的载气流渗滤过固体吸附剂来将失效的吸附剂保持在半流体状态。
在另外一种实施方案中，失效的吸附剂在旋转的转鼓式干燥器被加热。这些通常是多级干燥器，例如，三通道干燥器包含伸长的水平的、轴向可旋转的本体，具有外鼓和在外鼓中的一系列同心的更小直径的鼓。这些鼓彼此接触并在干燥器内部定义了蛇形流路。这样的干燥器具有用于导入失效的吸附剂和热气流进入最里面的、最小直径的鼓的产物入口，因此产物经由诱导的通风流通过外鼓被传送，直到它达到外鼓和下一个内部的鼓定义的出入口。在此处，吸附剂处于它的最终再生状态并被传递用于进一步处理或者收集。因此，三通道圆柱干燥器利用了在最里面的鼓中的相对高的气流速度和温度条件(第一通道)。较低的气流速度和较低的温度通常用于中间的鼓(第二通道)，和甚至更低的速度和温度用于外鼓(第三通道)。
在另外一种实施方案中，加热设备是回转窑，一种在水平上轻微倾斜的圆柱形容器，其绕着自身的轴缓慢旋转，将失效的吸附剂加入该圆柱体的上端。随着所述的窑旋转，吸附剂逐渐移动到下端，并可以经历一定程度的搅拌和混合。将载气流引入到窑内，有时候以与加工材料以相同的方向引人(并流)，但通常是以相反的方向引入(逆流)。回转窑与在下端的材料出口罩相连接并将废气流排出。气体必须通过位于排气端的风扇推动经过回转窑。废气含有灰尘和被净化掉的挥发性副产物。
合适的载气包括一氧化碳，二氧化碳，氧气，空气，氮气，惰性气体，燃气轮机废气，蒸汽锅炉废气，或者包含至少一种前面的气体的组合。载气不必进行预热。但是，燃气轮机废气和蒸汽锅炉废气比其它的载气具有潜在的成本优势，因为该废气可以潜在地以预热条件被传送到加热装置。同样，这些废气潜在地不需要气体净化步骤；例如，为了降低氧气含量来减轻在高温时潜在的不期望的燃烧(氧化)副反应。这特别的应用于碳基吸附剂，该吸附剂可以和载气氧气进行反应。在使用前载气可以任选的进行过滤来除去微粒或者其它的不期望的成分。
再生失效的吸附剂的有效温度取决于具体的吸附剂，但是对于镍和/或钒杂质，反应器温度通常是大约300℃-大约700℃，更特别是大约350℃-大约450℃。镍和/或钒杂质的极限分解温度(Ta)在这样的温度范围内，其中不发生对吸附剂的孔性能显著的不利影响。吸附剂的极限分解温度(Td)是更高的；即，其中可能发生不可逆的有用的吸附剂表面积的部分或者全部的损失。选择其中Td大于Ta的吸附剂。
再生步骤的进展可以通过分析用于从失效的吸附剂所释放的挥发性副产物的载气流来监控。合适的用于流出气流的分析技术包括气相色谱法，紫外吸收法，可见光吸收法，红外线吸收法，导电率测试法，质谱法，以及它们的组合。或者，可以通过监测吸附剂质量的损失来检测全部释放的挥发性副产物。
在加热过程中的不期望的氧化副反应或者分解，例如吸附剂自身的氧化，可导致温度尖峰高于Td，选择加热装置中适当的温度梯升可以使这些尖峰最小化或者防止这些尖峰。有效的加热速率是1-50℃/min，并更特别地是1-30℃/min。
将吸附剂在最大温度加热一段时间来有效的除去挥发性副产物。加热时间取决于温度、具体的吸附剂、载气的流速和加热设备的类型。代表性的加热时间是5分钟-24小时，并更特别地是5分钟-3小时，最特别地是5分钟-1小时。
用于所公开的方法的合适的吸附剂是固体材料，其在石油烃油馏分中是不溶的和惰性的，并且具有与吸附的镍和/或钒杂质相适应的孔径大小。吸附剂内在的孔结构提供了内表面，燃料中不同的化学化合物(尤其包括镍和/或钒杂质)可以被保持在这里。对于特定的应用，合适的吸附剂取决于被吸附物的物理/化学特性，含有镍和/或钒杂质的燃料的物理/化学特性，和燃料中的镍和/或钒杂质的浓度。
用来净化燃料的示例性种类的吸附剂材料包括活性氧化铝、从三水合铝合成制造的无定形氧化物等等。氧化铝可以是具有高吸附能力的珠状材料或者粉末。其它合适的吸附剂包括天然存在的粘土和硅酸盐，例如硅藻土(diatomaceous earth)，漂白土，硅藻土(kieselguhr)，美国活性白土，长石，蒙脱石，多水高岭土，高岭土等等，和同样天然存在的或者合成制备的耐熔无机氧化物例如氧化锆，氧化钍，氧化硼(boria)，沉淀二氧化硅，二氧化硅-氧化铝，二氧化硅-氧化锆，氧化铝-氧化锆等等。还有其它的吸附剂包括活性炭例如通过木头、泥煤、褐煤、坚果壳、骨头、椰子壳和其它的含碳物质的干馏来制造的那些。所述的独特的结构可具有400-1200平方米/克，或者更高的非常大的表面积。更高的表面积材料还可以达到高达2400平方米/克。活性炭是非极性的，其提供了对于非极性被吸附物例如有机物的亲合力。木炭，更具体地为活性炭，是金属螯合物的活性吸附剂。石油焦炭也可以用作吸附剂，其可以具有许多碳吸附应用(例如活性炭)所需的物理和化学性能。石油焦炭是一种衍生自炼油厂焦化装置或其它裂解加工的含碳固体。
孔的形状和尺寸是选择吸附剂的因素。孔典型的被分为三种不同的尺寸种类：微孔、中孔和大孔。微孔通常具有小于2纳米的直径；中孔通常具有2到50纳米的直径；大孔通常具有大于50纳米的直径。微孔和中孔主要赋予多孔材料它们的吸附能力。这些类型的孔通常在活化加工过程中形成。活化主要是通过化学反应来进一步在低多孔原料中发育成孔。传统上，“物理”活化(即，用气体：气流、二氧化碳或者空气进行氧化)和化学活化(即，在加热处理之前与化学试剂进行反应)是两种产生根本上不同的孔结构的方法。
不同的孔结构测量参数提供了吸附性能的相关指示。最通用的三个吸附参数是内部孔隙率、孔径分布和内部表面积。这些参数对于吸附剂中的潜在的吸附特征的一般比较是有用的。作为实例，石油焦炭的内部和外部孔隙率可以分别接近和超过60％和35％。孔径大小可以是大约5-大约50埃。因此，石油焦炭的表面积可以接近和超过600平方米/克。这些碳吸附特征可以有利的与其它来源的活性炭的这些性能相比较。
吸附特征可以相当大的变化并且所测量吸附参数不是绝对的。因此，难以使用具体范围的吸附参数的分析测量值来具体定义吸附特性。替代的，吸附特征更适当的是在具体情况具体分析的基础上进行处理。吸附性能还取决于特定的被吸附物(一种或多种)和具体的吸附应用条件。对于期望的吸附性能所说明的范围是作为大多数情况下的指导。由于吸附的物理和化学条件的可变性和其它的因素，因此在某些情况下可以发生该范围之外的变化。因此，本公开不局限于特定的范围，而是还包括了这些范围的变量。
具有非常高的孔隙率和大表面积的含碳材料通常对于燃料中的镍和/或钒杂质提供良好的吸附性质。活性炭是高度多孔的并提供超常的吸附能力。已经发现其大部分的总表面积位于微孔，活性炭典型的数据是大于500平方米/克的微孔、10-100平方米/克的中孔和小于10平方米/克的大孔。
典型的，仅仅部分的总表面积对于待吸附的分子是可用的。由于它们的尺寸，大部分这些更大的化合物从大部分的微孔系统所排斥。因此，需要具有更高数目的中孔的碳，并且具有微孔占优的高总表面积的碳具有很少的价值或者不具有价值。理想的，所述的碳应当具有许多数目的孔，其刚好稍微大于待吸附分子的尺寸。更小的孔是不可用的，大很多的孔提供每单位体积相对小的表面积。
此处进一步公开了用于净化含有镍和/或钒杂质的燃料的另外的方法。这种方法包含步骤：将固体吸附剂和第一部分量的燃料混合来除去镍和/或钒杂质，分离该固体吸附剂，用低沸点溶剂清洗该固体吸附剂，在加热装置中将固体吸附剂加热到大约300℃-大约700℃的温度，流动混合载气和固体吸附剂一段时间来有效的除去固体吸附剂的至少一部分的镍和/或钒杂质并形成再生的吸附剂，和将该再生的吸附剂和第二部分量的燃料混合来除去镍和/或钒杂质。这种方法可以以间歇方式或者连续方式二者来进行。
在一种另外的实施方案中，公开了一种设备(通常是如图中所示的10)，其用于再生用来除去燃料中的镍和/或钒杂质的吸附剂。该设备包含燃气轮机或者蒸汽锅炉12，包含有废气导管14和与废气导管流体接触的加热装置16，其中加热装置具有承载表面18，用来在仔细控制的条件下加热失效的吸附剂，同时与燃气轮机废气接触一段时间来有效的再生吸附剂。
下面的实施例落入本发明的范围并作为例举，更一般的所述的方法在前面进行了阐明。所给出的实施例仅仅是说明性的目的，并无意于对本发明范围的限制。
实施例1
将用于焦油中的镍和/或钒杂质吸附的失效的活性炭吸附剂(Calgon RB，由Calgon Carbon Corporation销售的一种球磨碳)用环己烷清洗并干燥。使用热重分析仪(TGA)和空气载气再生失效的活性炭吸附剂的一小部分试样。将试样(20毫克)放在TGA盘上，其被以10℃/分钟程序升温到500℃。将未用过的活性炭对照样以相同的方式同样加热来作为对比。在加热步骤之后，将再生的碳再次用来吸附丙酮溶液中的四苯基卟啉钒(50ppm)(钒浓度为50ppm)。发现该再生的碳在吸附溶液中的钒型化合物四苯基卟啉钒时与对照的碳是等效的。所述类型的化合物吸附后的溶液的UV-可见光光谱与纯的丙酮溶液的光谱是不可区分的，表明已经完全吸附。
实施例2
在1英寸的450℃的管式炉中，将0.5克的以前用环己烷清洗后的失效的碳(Calgon RB)放置在小舟中并送入炉子中。向该碳上吹入空气来除去分解产物。2小时之后，将小舟取出并使所述的碳冷却到室温。再生效果是通过使用实施例1中所述的四苯基卟啉钒(50ppm)的丙酮溶液与活性炭对照样对比来确定。发现该再生的碳与对照碳是等效的。
因此，此处所公开的方法和设备提供了一种有效再生和再循环被来自燃料净化的镍和/或钒杂质污染的失效的吸附剂的方式，所述的燃料特别是原油和原油馏分，更特别是期望用于燃气轮机发动机中的重质燃料或者低级燃料。所述的方法提供了显著潜在的与原油和原油馏分的净化的成本节约相关的方法。
单数形式“一”和“该”包括复数对象，除非上下文中另有明确的指示。涉及到相同性能或组分的全部范围的端点是独立组合的并包括所述的端点。
虽然本发明已经参考其实施方案进行了说明，但是本领域那些技术人员将理解可以进行不同的变化并且其要素可以用等价物来取代而不脱离本发明的范围。此外，根据本发明的教导可以进行许多的改变来适应具体的环境或者材料而不脱离其基本的范围。因此，其目的是本发明不限于实施本发明的最佳的预期方式所公开的具体的实施方案，而是本发明将包括全部的落入附加的权利要求的范围内的实施方案。

Claims (10)

1.一种再生用来除去燃料中的镍和/或钒杂质的吸附剂的方法，其包括：
用低沸点溶剂清洗所述的吸附剂，
在装置中将该吸附剂加热到大约300℃-大约700℃的温度，其中所述吸附剂包含镍和/或钒杂质，和
用载气流流动混合该吸附剂来除去吸附剂中的至少一部分的镍和/或钒杂质。
2.权利要求1的方法，其中所述加热是以有效的防止温度升高到吸附剂分解温度以上的速度进行的。
3.前述任何一项权利要求的方法，其中所述加热是以每分钟1℃-30℃的速度进行的。
4.前述任何一项权利要求的方法，其中所述温度是350℃-450℃。
5.前述任何一项权利要求的方法，其中所述载气包括一氧化碳、二氧化碳、空气、氮气、惰性气体、燃气轮机废气、蒸汽锅炉废气或者包含至少一种前述气体的组合。
6.前述任何一项权利要求的方法，其中所述吸附剂是活性炭、活性氧化铝、硅藻土(diatomaceous earth)、漂白土、硅藻土(kieselguhr)、美国活性白土、长石、蒙脱石、多水高岭土、高岭土、氧化锆、氧化钍、氧化硼、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-氧化锆、氧化铝-氧化锆、沉淀二氧化硅或者包含至少一种前述吸附剂的组合。
7.前述任何一项权利要求的方法，其中所述装置是传热反应器。
8.前述任何一项权利要求的方法，其中所述装置选自流化床反应器、旋转鼓式干燥器和回转窑。
9.前述任何一项权利要求的方法，其中所述燃料选自原油和原油馏分。
10.前述任何一项权利要求的方法，其中所述原油馏分是重质燃料馏分。
CNA2008101094585A 2007-06-12 2008-06-12 再生用于燃料净化中的吸附剂的方法和设备 Pending CN101322936A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/761,867 US20080308464A1 (en) 2007-06-12 2007-06-12 Method and apparatus for regenerating adsorbents used in the purification of fuel
US11/761867 2007-06-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101322936A true CN101322936A (zh) 2008-12-17

Family

ID=39743732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008101094585A Pending CN101322936A (zh) 2007-06-12 2008-06-12 再生用于燃料净化中的吸附剂的方法和设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20080308464A1 (zh)
EP (1) EP2003186A1 (zh)
JP (1) JP2008307532A (zh)
CN (1) CN101322936A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103432983A (zh) * 2013-08-08 2013-12-11 西安热工研究院有限公司 一种电力用油再生处理微孔极性诱导吸附剂及其制备方法
CN104941247A (zh) * 2015-05-29 2015-09-30 孚迪斯石油化工（葫芦岛）有限公司 喷气燃料再生双效吸附精馏工艺

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8187991B2 (en) 2008-06-11 2012-05-29 General Electric Company Methods for regeneration of adsorbent material
CN103736447A (zh) * 2014-01-03 2014-04-23 绿色动力环保集团股份有限公司 生活垃圾焚烧烟气处理反应助剂
US20190161688A1 (en) * 2014-12-18 2019-05-30 Phillips 66 Company Solid adsorption process for removing particles from heavy, partially refined oils
US9976094B2 (en) * 2014-12-18 2018-05-22 Phillips 66 Company Upgrading kerosene to jet fuel with carbonaceous desorption and filtration
US9803144B2 (en) * 2014-12-18 2017-10-31 Phillips 66 Company Upgrading biofuel crude oils with solid sorbents for petroleum refinery processing
JP2017018903A (ja) * 2015-07-13 2017-01-26 太平洋セメント株式会社 廃活性炭の再生処理方法及び加炭材の製造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL76978C (zh) * 1950-08-03
NL160080C (nl) * 1968-02-28 1979-09-17 Venot Pic Sa Draaibare droogtrommel.
US4486298A (en) * 1981-05-28 1984-12-04 Mobil Oil Corporation Adsorptive demetalation of heavy petroleum residua
WO1986004191A1 (en) * 1985-01-09 1986-07-17 Board Of Regents, The University Of Texas System Energy density homopolar generator
US4908122A (en) * 1989-05-08 1990-03-13 Uop Process for sweetening a sour hydrocarbon fraction
US5039398A (en) * 1990-03-19 1991-08-13 Uop Elimination of caustic prewash in the fixed bed sweetening of high naphthenic acids hydrocarbons
US5358634A (en) * 1991-07-11 1994-10-25 Mobil Oil Corporation Process for treating heavy oil
US5364524A (en) * 1991-07-11 1994-11-15 Mobil Oil Corporation Process for treating heavy oil
US5374350A (en) * 1991-07-11 1994-12-20 Mobil Oil Corporation Process for treating heavy oil
US5300468A (en) * 1992-06-30 1994-04-05 Associated Universities, Inc. Carbonaceous adsorbent regeneration and halocarbon displacement by hydrocarbon gases
DE4241464A1 (de) * 1992-08-28 1994-03-03 Linde Ag Verfahren zur Beschickung von Öfen mit sauerstoffhaltigem Verbrennungsgas in Industrieanlagen mit einer Gasturbine
US5624547A (en) * 1993-09-20 1997-04-29 Texaco Inc. Process for pretreatment of hydrocarbon oil prior to hydrocracking and fluid catalytic cracking
US5824273A (en) * 1995-06-23 1998-10-20 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Gas refining system
US6403515B1 (en) * 1998-10-20 2002-06-11 Institut Francais Du Petrole Process for treating a catalyst or an adsorbent in a fluidized bed
EP1013743B1 (en) * 1998-12-21 2005-02-02 INDIAN OIL CORPORATION Ltd. A fluid catalytic cracking (FCC) process
US20020179493A1 (en) * 1999-08-20 2002-12-05 Environmental & Energy Enterprises, Llc Production and use of a premium fuel grade petroleum coke
US6372124B2 (en) * 2000-01-03 2002-04-16 Saint-Gobain Norpro Corporation Removal of impurities from hydrocarbon streams
US7094333B2 (en) * 2001-09-04 2006-08-22 The Regents Of The University Of Michigan Selective sorbents for purification of hydrocarbons
WO2003020850A2 (en) * 2001-09-04 2003-03-13 The Regents Of The University Of Michigan Selective sorbents for purification of hydrocarbons
FI20021223A (fi) * 2002-06-24 2003-12-25 Andritz Oy Menetelmä ja poltin rumpu-uuneja varten
GB0227222D0 (en) * 2002-11-21 2002-12-24 Air Prod & Chem Apparatus for use in regenerating adsorbent
US7155841B2 (en) * 2005-03-28 2007-01-02 Earth Care Products, Inc. Rotary impinging stream dryer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103432983A (zh) * 2013-08-08 2013-12-11 西安热工研究院有限公司 一种电力用油再生处理微孔极性诱导吸附剂及其制备方法
CN104941247A (zh) * 2015-05-29 2015-09-30 孚迪斯石油化工（葫芦岛）有限公司 喷气燃料再生双效吸附精馏工艺

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008307532A (ja) 2008-12-25
US20080308464A1 (en) 2008-12-18
EP2003186A1 (en) 2008-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101322936A (zh) 再生用于燃料净化中的吸附剂的方法和设备
CN101657527B (zh) 除去中间馏分燃料中硫的组合物和方法
US20140208945A1 (en) Phosphoric acid treatment of carbonaceous material prior to activation
US20100266468A1 (en) Methods of manufacturing mercury sorbents and removing mercuryfrom a gas stream
JP2010509440A5 (zh)
TWI679057B (zh) 用於從程序排氣流去除顆粒物質之方法與系統
JP2007529305A (ja) 燃焼排ガス中の重金属を低減するための方法
US4377396A (en) Process of purifying exhaust air laden with organic pollutants
KR101746711B1 (ko) 사이클론형 촉매 산화 장치를 이용한 VOCs 제거 시스템
CN107649093A (zh) 一种芳烃精制白土的再生方法
US20190201842A1 (en) A process for the removal of siloxanes from landfill gases
US20060191821A1 (en) Process for deep desulfurization by adsorption of a gas oil-type hydrocarbon fraction
EP3374078B1 (en) Production method of an adsorbent material for adsorbing sulfur compounds
JP6140326B1 (ja) 揮発性有機化合物の吸着剤の再生処理方法
Dasgupta et al. A vapor phase adsorptive desulfurization process for producing ultra low sulphur diesel using NiY zeolite as a regenerable adsorbent
JP2008537758A (ja) 活性炭を用いて炭化水素系燃料から有色体を除去する方法
KR20010002570A (ko) 유기화합물 제거를 위한 금속촉매 활성탄의 제조방법
JP2005015766A (ja) 低硫黄分接触分解ガソリンの製造方法
CN221131598U (zh) 蜂窝型活性炭过滤器的再生装置
Mosavari Nezamabad Effect of Surface Oxygen Groups on Irreversible Adsorption of Volatile Organic Compounds on Beaded Activated Carbon
JP4890789B2 (ja) コークス炉の排ガス処理方法と処理設備及びコークスの製造方法
RU2458860C1 (ru) Способ обезвреживания отработанного активированного угля с получением калорийного топлива
CN1235678C (zh) 一种滤清沥青烟气介质的再生方法
CN113717741A (zh) 一种多级孔焦炭及其制备方法和应用
Alhooshani et al. Kinetic studies and evaluation of nanoporous carbon for desulfurization of fuels coupled with GC-SCD detection method

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20081217