CN108704673A - 沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法和装置，提供了一种沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法，该方法包括以下步骤：(A)溶剂混合；(B)微旋流萃洗；(C)溶剂回收；以及(D)溶剂再生。还提供了一种沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油装置。

Description

沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法和装置

技术领域

本公开属于生物质能源和油品加工领域，涉及一种对沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法和装置。具体地说，本公开提供了一种沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法和装置。

背景技术

农业废弃物如稻壳、秸秆等可以通过快速热裂解技术生产生物质油，但由于生物质裂解油粘度、密度较大，氧含量较高(40％)，特别是它的热不稳定性(加热至120℃即结焦成海绵状胶体)导致其不能直接作为发动机燃料，而且由于生物质裂解油中大量含氧官能团的存在，特别是醛、酮等化合物，即使在常温下也会发生缩聚反应，造成其储存和运输的困难。总之，要想扩大生物质裂解油的使用范围，必须对其进行精制，通过加氢脱氧能显著改善生物质的性能。

目前，世界上已经工业化的加氢技术有固定床、悬浮床、沸腾床和移动床。根据木焦油粘度大、易于缩合结焦，催化剂寿命短等特点，宜采用沸腾床加氢技术对其进行改质。沸腾床加氢技术有效解决了固定床反应器空速低、催化剂失活快、系统压降大、易结焦、装置运行周期短等问题。

沸腾床木焦油加氢过程中由于催化剂寿命较短，反应过程中产生的大量失活催化剂需要在线外排，而沸腾床加氢废催化剂是通过油相输送进行外排的，外排浆料中夹带大量的油相成分，如果得不到妥善的处理，不仅会造成资源的极大浪费，而且会严重污染环境。

为实现外排含油催化剂的有效处理，很多研究人员已经开展了对该领域的研究。

中国专利申请CN 101734834 A公开了一种砂质含油污泥回收方法，涉及油田污泥处理的技术领域，其按以下步骤进行：将萃取溶剂与油田的砂质含油污泥按体积比0.5:1至10:1在温度为10℃至80℃下充分混合，油溶入萃取溶剂中而形成三层分离状态，然后将萃取溶剂层、水层和泥沙层相互分离，再将分离后的萃取溶剂层通过常压或者减压得到油和萃取溶剂，能实现含油污泥中油和污泥的回收。但是该方法由于难以实现溶剂层、水层和泥沙层三层的精确分离，处理之后的污泥不可避免地仍然有较高的含油率，而且不能连续操作，处理周期较长。

美国专利申请US 4661265 A公开了一种从沸腾床加氢反应器外排催化剂中脱除油的方法，该方法的主要步骤为：从沸腾床反应器中取出外排催化剂浆料，在冷却罐中使其温度冷却到油的闪点一下；将冷却后的外排催化剂浆料通过以向上倾斜角摆放的螺旋输送机以螺旋流进行输送，螺旋输送机上设有反方向的漏油孔，外排催化剂浆料在螺旋传输的过程中，大部分的油可从催化剂颗粒中分离，脱油后的催化剂储存在储罐中，直至储罐中催化剂量达到设定值，停止输送，待催化剂处理后重复上述步骤。该方法工艺流程简单，操作方便，能实现外排催化剂浆料中大部分游离油的脱除。但脱油效率不高，处理后催化剂孔洞和催化剂颗粒之间仍然有很多的油不能脱除，整个处理过程连续性较差。

中国专利申请CN 102050556 A公开了一种含油污泥的处理方法，特别适用于炼油厂污水处理过程中产生的含油污泥。该方法是将经过离心脱水后的含油污泥通过旋转式干化处理设备，在一定的负压和温度控制下进行干化处理，破坏含油污泥中水、油、固稳定体系，蒸出含油污泥中部分油和水，干化后所生成的焦块进行溶剂萃取处理，对萃取后的物料进行固液分离，分离出的液相送入延迟焦化装置，分离后的固相经过干化处理后形成的残渣达到固体的排放标准，过程中生成的废水经过生化处理后达标排放。该方法能够较好地实现含油污泥中油相的回收，满足含油污泥的处理要求，但工艺较复杂，处理后的污泥仍有较高的含油率，无法适用于需要得到含油率很低的洁净催化剂的工艺场合。

综上所述，目前含油外排催化剂的处理方法还存在脱油效率不高、得到的催化剂颗粒不够洁净、处理成本较高、连续性不好等问题，这不仅会对环境造成一定的危害，还阻碍着沸腾床木焦油加氢工艺的发展。

沸腾床木加油加氢外排催化的处理，其核心问题是要将外排催化剂中的油从催化剂颗粒中高效地分离出来，得到干净的油和催化剂。要实现这一目标，可以通过重力沉降滗油、过滤、旋流分离、萃取等方式。但重力沉降滗油和过滤，只能脱除外排催化剂浆料中的部分游离油；旋流分离能得到较干净的油相和含油率相对较低的催化剂颗粒相，但同时需要其他辅助方法和设备实现外排催化剂油相的高效脱除。由于沸腾床木焦油加氢催化剂以多孔颗粒作为载体，其比表面积大，孔隙发达，大量的油吸附在多孔颗粒的孔道中，单纯采用萃取的方法，虽然由于相似相溶能够萃取出大部分的油，但很难将催化剂颗粒孔隙中的油萃取出来，而且存在萃取连续性差、流程长、萃取后液固分离效果不好等问题。

因此，本领域急需开发一种沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法，实现外排催化剂中油相和催化剂颗粒的洁净高效回收，不仅满足环境友好型、资源节约型的社会目标，而且能为木焦油加氢工艺的快速发展提供前提条件。

发明内容

本公开提供了一种新颖的沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法和装置，有效解决了现有技术中存在的技术难题，实现了沸腾床木焦油加氢外排废催化剂中油相的高效回收。

本发明针对现有含油外排废催化剂脱油过程中脱油效率不高、得到的催化剂颗粒不够洁净、处理成本较高、连续性不好、对环境造成二次污染，以及采用单一的重力沉降滗油、过滤、旋流分离、萃取、干燥等方式并不能完全满足工艺要求等问题，采用了旋流分离、旋流强化萃取、干燥和精馏相结合的工艺路线，实现含油外排催化剂中油和催化剂的高效分离。

本发明首先将来自沸腾床木焦油加氢反应器中间歇外排的催化剂浆料与有机溶剂以一定的比例和温度进行均匀混合，然后在微旋流场中对沸腾床木焦油加氢外排催化剂浆料中油相进行旋流强化萃取，同时实现脱油后催化剂颗粒和萃取溶剂的高效分离；经过萃取除油的催化剂颗粒通过自返料干燥除去夹带的有机溶剂，得到干燥洁净的催化剂颗粒；萃取后富溶剂还可以通过精馏实现溶剂再生，循环利用。

一方面，本公开提供了一种沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法，该方法包括以下步骤：

(A)溶剂混合：将沸腾床木焦油加氢外排废催化剂浆料与有机溶剂混合，并使其分散均匀，以形成催化剂浆料和贫溶剂的均匀混合物；

(B)微旋流萃洗：对步骤(A)中所得的催化剂浆料和贫溶剂的均匀混合物实施微旋流强化萃洗，其中，通过相似相溶原理，采用有机溶剂对油相进行萃取，使外排催化剂浆料中的油相迁移到贫溶剂中，并利用旋流场中快速的界面更新及剪切力和离心力，实现催化剂颗粒表面及孔洞中油相的强化萃取，同时利用旋流分离作用，实现脱油后催化剂颗粒和富溶剂的分离；

(C)溶剂回收：对步骤(B)中经过微旋流萃洗后得到的带有有机溶剂的催化剂颗粒进行自返料干燥,以脱除催化剂颗粒夹带的有机溶剂；以及

(D)溶剂再生：对步骤(B)中得到的富溶剂实施精馏分离，实现贫溶剂和脱附油的分离。

在一个优选的实施方式中，在步骤(A)中，所述外排废催化剂颗粒通过油相输送，并以一定的时间间隔从沸腾床木焦油加氢反应器间歇外排，其中，所述外排催化剂浆料含油50～70％，以质量计，经调节缓冲后连续定量外排处理。

在另一个优选的实施方式中，在步骤(A)中，所述沸腾床木焦油加氢工艺所用的新鲜催化剂载体为活性炭颗粒，其BET比表面积为800～1000m²/g、颗粒粒径为1～2mm。

在另一个优选的实施方式中，在步骤(A)中，所述有机溶剂为甲醇或乙醇，或者与外排催化剂浆料中的主要油相组分相溶的极性有机溶剂。

在另一个优选的实施方式中，在步骤(A)中，外排催化剂浆料和贫溶剂的混合比例为1:1～1:50，以质量比计，混合温度不高于100℃，通过搅拌混合以分散均匀，搅拌停留时间为1～30min。

在另一个优选的实施方式中，在步骤(D)中，分离得到的贫溶剂返回步骤(A)循环使用，得到的脱附油回收。

另一方面，本公开提供了一种沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油装置，该装置包括：

搅拌混合罐，用于将沸腾床木焦油加氢外排废催化剂浆料与有机溶剂混合，并使其分散均匀，以形成催化剂浆料和贫溶剂的均匀混合物，并调控混合物的温度以及液固比；

与搅拌混合罐连接的微旋流萃洗器，用于对所得的催化剂浆料和贫溶剂的均匀混合物实施微旋流强化萃洗，其中，通过相似相溶原理，采用有机溶剂对油相进行萃取，使外排催化剂浆料中的油相迁移到贫溶剂中，并利用旋流场中快速的界面更新及剪切力和离心力，实现催化剂颗粒表面及孔洞中油相的强化萃取，同时利用旋流分离作用，实现脱油后催化剂颗粒和富溶剂的分离；

与微旋流萃洗器连接的自返料干燥机，用于对经过微旋流萃洗后得到的带有有机溶剂的催化剂颗粒进行自返料干燥,以脱除催化剂颗粒夹带的有机溶剂；以及

与微旋流萃洗器连接的精馏塔，用于对得到的富溶剂实施精馏分离，实现贫溶剂和脱附油的分离。

在一个优选的实施方式中，该装置还包括：

与搅拌混合罐连接的调节缓冲罐，用于对沸腾床木焦油加氢反应器在线间歇外排的催化剂浆料进行缓冲储存，实现间歇外排的催化剂浆料的连续输出处理。

在另一个优选的实施方式中，根据处理量的要求，所述微旋流萃洗器可由多台并联以组成微旋流萃洗器组，其进口流速大于8m/s；进口和含油有机溶剂的出口压力降小于0.15MPa；顶部富溶剂出口固含量小于5ppm；底部脱油催化剂颗粒出口流量连续可调，占进口流量的3～50％，以质量计。

在另一个优选的实施方式中，经所述微旋流萃洗器微旋流萃取、自返料干燥机干燥后的外排催化剂颗粒的油回收率高达98％、含油率小于2％、溶剂残留率小于0.1％，以质量计。

有益效果：

本发明的方法和装置的主要优点在于：

(1)通过微旋流分离、微旋流强化萃取、干燥和精馏相结合的工艺路线，实现沸腾床木焦油加氢外排催化剂浆料中油相的高效脱除以及溶剂的高效利用，得到洁净的催化剂颗粒。

(2)利用旋流场强化溶剂萃取过程。在利用相似相溶原理对油相进行萃取的同时，通过旋流场中催化剂颗粒的高速自转和公转，强化催化剂颗粒表面和有机溶剂的界面更新，强化萃取过程，并利用颗粒自转和公转的离心力，将催化剂颗粒孔隙中难以萃取的油甩出来，提高分离效率。

(3)在微旋流场中进行萃取的同时，利用催化剂颗粒的离心力，实现脱油后催化剂颗粒与富溶剂的高效分离。

(4)有机溶剂通过溶剂再生，能返回到溶剂混合段循环利用，降低系统的运行成本，提高萃取比，保证始终用贫溶剂萃取，浓度梯度大，传质效率高，能保证贫溶剂以较高的溶剂含量进行萃取，效率高。

附图说明

附图是用以提供对本公开的进一步理解的，它只是构成本说明书的一部分以进一步解释本公开，并不构成对本公开的限制。

图1是根据本发明的一个实施方式的沸腾木焦油加氢外排催化剂处理的工艺流程图。

具体实施方式

本申请的发明人经过广泛而深入的研究后发现：沸腾床木焦油加氢工艺过程中，失活后废催化剂是通过反应器内的油相对外进行在线输送外排的，所以外排浆料中含有大量的油分，包括木焦油、烷烃、芳烃、苯酚、醇，如果得不到妥善的处理，不仅会造成资源的极大浪费，而且会严重污染环境；同时，沸腾床木焦油加氢催化剂具有极大的比表面积，其发达的孔隙结构使其能够吸附大量的油在孔隙中，实现催化剂中孔隙油和催化剂颗粒的高效分离，是本技术领域的难点。

沸腾床木焦油加氢外排催化的处理，其核心问题是要将外排催化剂中的油从催化剂颗粒中高效地分离出来，得到干净的油和催化剂；要实现这以目标，可以通过重力沉降滗油、过滤、旋流分离、萃取和干燥等方式；但重力沉降滗油和过滤，只能脱除外排催化剂浆料中的部分游离油；旋流分离能得到较干净的油相和含油率相对较低的催化剂颗粒相，但同时需要其他辅助方法和设备实现外排催化剂的高效处理；由于沸腾床木焦油加氢催化剂以多孔颗粒作为载体，其比表面积大，孔隙发达，大量的油吸附在多孔颗粒的孔道中，单纯采用萃取的方法，虽然由于相似相溶能够萃取出大部分的油，但很难将催化剂颗粒孔隙中的油萃取出来，而且存在萃取连续性差、流程长、萃取后液固分离效果不好等问题；因此，采用单一的重力沉降滗油、过滤、旋流分离、萃取、干燥等方式并不能完全满足工艺要求。

基于上述发现，本申请的发明人采用了微旋流分离、微旋流强化萃取、干燥和精馏相结合的工艺路线，实现含油外排催化剂中油和催化剂的高效分离。首先将沸腾床木焦油加氢外排催化剂浆料(含油50～70％，以质量计)与有机溶剂以一定的比例和温度均匀混合；利用相似相溶原理通过有机溶剂对催化剂中吸附油进行萃取，并使萃取过程在旋流场中进行，一方面可以利用旋流场中催化剂颗粒的高速自转和公转，强化催化剂颗粒表面和有机溶剂的界面更新，另一方面，由于催化剂颗粒孔洞中吸附油和催化剂颗粒之间的吸附力较大，有机溶剂也很难进入进行高效萃取，可利用催化剂颗粒的自转和公转产生的离心力，实现孔隙油的机械分离，强化整个萃取过程，提高油和催化剂的分离效率；同时，在微旋流萃取的同时，能利用催化剂颗粒的离心力实现脱油后催化剂和含油有机溶剂的分离；脱油后催化剂颗粒进入自返料干燥机进行干燥，脱除有机溶剂，得到含油率低的洁净催化剂颗粒，进行回收，萃取后的含油有机溶剂进入精馏塔进行精馏，实现油和有机溶剂的分离，除油后有机溶剂进入旋流萃取段循环利用。

基于上述研究及发现，本发明得以完成。

在本公开的第一方面，提供了一种沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法，该方法包括以下步骤：

(A)溶剂混合：沸腾床木焦油加氢反应器通过油相输送以一定的时间间隔向外间歇排放废催化剂，外排废催化剂浆料经调节缓冲后连续定量地进入搅拌混合罐，与有机溶剂以一定的比例、一定温度混合，并通过搅拌使其分散均匀，形成催化剂浆料和贫溶剂的均匀混合物；

(B)微旋流萃洗：通过相似相溶原理，采用有机溶剂对油相进行萃取，使外排催化剂浆料中油相迁移到贫溶剂中，并利用旋流场中快速的界面更新及剪切力、离心力，实现催化剂颗粒表面及孔洞中油相的强化萃取，同时利用旋流分离作用，实现脱油后催化剂颗粒和富溶剂的高效分离；

(C)溶剂回收：对步骤(B)中经过微旋流萃洗后的含有机溶剂的外排催化剂颗粒进行自返料干燥，脱除催化剂夹带的有机溶剂，以减少系统中的有机溶剂跑损，实现外排催化剂的洁净处理；以及

(D)溶剂再生：对步骤(B)中得到的富溶剂实施精馏分离，实现贫溶剂和脱附油的分离，得到的贫溶剂返回到溶剂混合段循环利用，得到的脱附油进行回收。

在本公开中，在步骤(A)中，所述外排废催化剂颗粒通过油相输送，并以一定的时间间隔从沸腾床木焦油加氢反应器间歇外排，外排催化剂浆料含油50～70％，以质量计，经调节缓冲后连续外排处理。

在本公开中，在步骤(A)中，所述有机溶剂为甲醇或乙醇，或者可以与外排催化剂浆料中的主要油相组分相溶的极性有机溶剂。

在本公开中，在步骤(A)中，外排催化剂浆料和贫溶剂的混合比例为1:1～1:50(质量比)，混合温度不高于100℃，通过搅拌混合，搅拌停留时间为1～30min。

在本公开中，在步骤(D)中，所述含油有机溶剂通过精馏再生后实现有机溶剂和脱附油的分离，得到贫溶剂返回到溶剂混合段循环使用，得到脱附油进行回收。

在本公开的第二方面，提供了一种沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油装置，该装置包括：

调节缓冲罐，用于对沸腾床木焦油加氢反应器在线间歇外排的催化剂浆料进行缓冲储存，实现间歇外排催化剂浆料连续输出处理的目的；

与调节缓冲罐出口连接的搅拌混合罐，用于实现外排催化剂浆料和贫溶剂的搅拌混合，形成外排催化剂浆料与有机溶剂的均匀混合物，并调控混合物的温度以及液固比；

与搅拌混合罐出口连接的微旋流萃洗器，用于使外排催化剂浆料中的油相迁移到有机溶剂中，并提供稳定的微旋流场，利用流体剪切力、催化剂颗粒在微旋流场中的高速自传和公转产生的离心力及快速界面更新，强化溶剂对催化剂颗粒表面和内部孔道中吸附油的萃取过程；同时，利用旋流场中离心力实现萃取后催化剂颗粒和富溶剂的高效分离；

与微旋流萃洗器底部相连的自返料干燥机，用于溶剂回收，实现萃取脱油后催化剂颗粒夹带的有机溶剂的脱除，得到洁净干燥的催化剂颗粒；

与自返料干燥机粉体颗粒出口连接的催化剂储罐，用于储存脱油后的催化剂颗粒，为催化剂的下一步处理处理做准备；

与微旋流萃洗器顶端出口和自返料干燥机顶端气相出口相连的精馏塔，用于溶剂再生，实现富溶剂中有机溶剂和脱附油的分离，得到贫溶剂返回到溶剂混合段循环利用，得到脱附油进行回收；

与精馏塔塔顶气相出口相连的冷凝器，用于将溶剂蒸汽进行冷凝回收；

与冷凝器出口相连的塔顶回流罐，用于储存冷凝液，进行塔顶回流或者直接获得有机溶剂，循环使用；

与塔顶回流罐出口相连的溶剂泵，用于将塔顶回流罐中的部分有机溶剂作为回流液体引入精馏塔中；

与塔顶回流罐出口相连的溶剂泵，用于将塔顶回流罐中的部分有机溶剂泵回搅拌混合罐中，实现有机溶剂的循环再生；

与精馏塔底部相连的循环泵，用于从塔底中取出部分液体作为再沸液，输送到再沸塔中；以及

与循环泵相连的再沸塔，用于实现液体的汽化，产生上升蒸汽，实现连续精馏操作流程。

在本公开中，根据处理量的要求，所述微旋流萃洗器可以由多台并联，组成微旋流萃洗器组，其进口流速大于8m/s；进口和含油有机溶剂出口压力降小于0.15MPa；顶部富溶剂出口固含量小于5ppm；底部脱油催化剂颗粒出口流量连续可调，占进口流量的3～50％，以质量计。

在本公开中，经所述微旋流萃洗器微旋流萃取以及自返料干燥机干燥后的外排催化剂颗粒的含油率小于2％、溶剂残留率小于0.1％，以质量计。

本公开的方法和装置适用于沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法，也适用于油田、炼厂等产生的各种含油废弃物的脱油处理。

以下参看附图。

图1是根据本发明的一个实施方式的沸腾木焦油加氢外排催化剂处理的工艺流程图。如图1所示，外排催化剂浆料自沸腾床木焦油加氢反应器以一定的时间间隔间歇性地进入调节缓冲罐1进行缓冲储存，同时进行搅拌以防止催化剂颗粒在调节缓冲罐1底部沉积板结；通过调节缓冲使间歇的外排过程变为催化剂的连续处理过程，外排催化剂浆料含油率为50～70％(以质量计)；均匀分散的外排催化剂浆料进入搅拌混合罐2中与有机溶剂进行定比混合，并调控温度至合适；混合均匀后的催化剂颗粒和有机贫溶剂进入微旋流萃洗器3，在旋流场中通过相似相溶原理和旋流强化对催化剂颗粒中吸附油进行萃取，同时利用旋流场中催化剂颗粒的离心力实现脱油后催化剂颗粒和有机富溶剂的高效分离，得到含油的富溶剂和残留有有机溶剂的催化剂颗粒两股物料；脱油后催化剂颗粒(含有机溶剂)进入自返料干燥机4进行干燥，去除脱油后催化剂颗粒加入的有机溶剂，得到洁净干燥的催化剂颗粒，进入催化剂储罐5进行储存，待进一步的处理和回收；微旋流萃洗得到的含油富溶剂进入精馏塔6进行精馏再生，实现有机溶剂和油的分离，得到有机溶剂循环利用，得到脱附油进行回收；进入精馏塔中的富溶剂在塔底循环泵11的作用下进入再沸塔12，实现液体的汽化，产生上升水蒸汽，流回到精馏塔6中，实现连续精馏操作流程；冷凝水排出；精馏所得的重相油经精馏塔6底部出口排出，而轻相的溶剂蒸汽从精馏塔6顶部流出，经冷凝器7进入塔顶回流器8中，塔顶回流器8中的溶剂一部分经溶剂泵9回流到精馏塔6中，用于冷凝塔中液体，一部分经溶剂泵10流回到搅拌混合罐2中，实现溶剂循环再生应用。

实施例

下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。

实施例1：

针对3万吨/年规模的沸腾床木焦油加氢装置外排催化剂处理工艺，按照本发明的方法，使用甲醇(沸点64.7℃)作为有机萃取溶剂，首先对沸腾床木焦油加氢外排催化剂进行微旋流萃取；实现催化剂颗粒和油的高效分离；旋流萃取后的催化剂颗粒进行自返料干燥，实现脱油后催化剂和催化剂夹带的有机溶剂的分离，获得干燥的洁净催化剂颗粒进行储存。旋流萃取后的富甲醇溶剂进入精馏塔中进行精馏，实现甲醇和油相的分离，得到贫溶剂返回到微旋流萃取段循环利用，得到脱附油进行回收，其具体运作过程及效果描述如下：

1.沸腾床木焦油加氢外排催化剂的性质

含油外排催化剂浆料间歇性地从反应器中排出，每天外排含油催化剂720kg，其中：

含油量为60重量％，油相的主要组分为：(1)芳烃46.44％、(2)烷烃35.09％、(3)苯酚8.56％，其余包括烯烃、醚、酯、酮、醇、水等；

沸腾床木焦油加氢外排催化剂新鲜载体为活性炭颗粒，具有发达的空隙结构，其BET比表面积为800～1000m²/g、颗粒粒径为1～2mm，活性炭表面和空隙中吸附有金属作为催化活性成分。

2.实施过程

参照本发明的具体实施步骤，如下：

(i)沸腾床木焦油加氢外排催化剂浆料以每天720kg的外排量间歇地储存在调节缓冲罐中，并进行搅拌，以防止外排催化剂颗粒在调节缓冲罐底部沉积板结。

(ii)经调节缓冲后的外排催化剂浆料以30kg/h的速率连续输入到搅拌混合罐中，同时，循环溶剂甲醇以2000kg/h泵入搅拌混合罐中，形成一定比例的催化剂和甲醇的混合物，搅拌均匀，并调控温度不超过100℃。

(iii)混合均匀的甲醇和催化剂浆料混合液(流量为2030kg/h)进入微旋流萃洗器中进行旋流强化萃取，催化剂中的油被萃取入甲醇中，实现催化剂颗粒和油的高效分离；在旋流萃取的同时，利用旋流场中催化剂颗粒的离心力，实现脱油后催化剂颗粒和甲醇富溶剂的分离，形成甲醇富溶剂和净化催化剂颗粒(残留有机溶剂)两股物料，甲醇富溶剂从微旋流萃洗器顶部的溢流口流出，洁净催化剂(残留有机溶剂)从微旋流萃洗器底部的底流口流出。

(iv)旋流萃洗后催化剂颗粒进入自返料干燥机进行干燥，实现脱油后催化剂和溶剂的最终分离，其中蒸汽干燥温度为160℃，所得脱油催化剂粉体颗粒落入到催化剂储罐中进行缓冲储存，待下一步处理。

(v)旋流萃洗和自返料干燥后得到的甲醇富溶剂进入精馏塔中精馏，甲醇富溶剂在塔底循环泵的作用下进入再沸塔，实现液体的汽化，产生上升蒸汽，流回到精馏塔中，实现连续精馏操作流程。精馏所得重相油经精馏塔底部出口排出回收，而轻相的溶剂蒸汽从精馏塔顶部流出，经冷凝器进入塔顶回流器中，塔顶回流器中的溶剂一部分经溶剂泵回流到精馏塔中，用于冷凝塔中液体，一部分经溶剂泵流回到搅拌混合罐中，实现溶剂的循环再生应用。

3.结果分析

沸腾床木焦油加氢外排催化剂每天间歇外排720kg，其中含油432kg。采用旋流分离、旋流萃取、干燥和精馏相结合的处理工艺，催化剂颗粒含油率下降至2.4％，对于油的总回收效率达到了98.3％，脱油效率远高于单独采用沉降滗油或者萃取、过滤等手段，处理后的催化剂颗粒基本能达到100％的回收。采用微旋流强化萃洗，对外排催化剂颗粒中的芳烃萃取率几近100％，虽然甲醇与烷烃并不互溶，但由于旋流场中的离心作用，烷烃的萃洗效率也有83％，这是普通萃取方法无法达到的。在木焦油加氢的过程中，由于稠环芳烃对活性金属的覆盖而导致催化剂失效，而甲醇实施微旋流萃洗的过程中对芳烃有着很高的脱除效率，使得外排催化剂具备再生的条件。

各步骤实施后，外排催化剂的物料组成见下表1所示：

表1沸腾床木焦油加氢外排催化剂经各步骤后物料组成

使用本发明的方法和步骤，针对3万吨/年规模的沸腾床木焦油加氢装置外排催化剂处理工艺，一小时能回收17.7kg的油相，以一年8000小时计算，一套该装置能回收141.6吨/年的油，其中含芳烃约50％、烷烃约30％、苯酚约8％，其余包括烯烃、醚、酯、酮、醇等，以市场价格芳烃7800元/吨，烷烃8900元/吨，苯酚9600元/吨，其它以6000元/吨计，一套3万吨/年规模的沸腾床木焦油加氢装置一年能节省114万的油品费，并能得到洁净的催化剂颗粒进行回收利用，保护环境。

上述所列的实施例仅仅是本公开的较佳实施例，并非用来限定本公开的实施范围。即凡依据本申请专利范围的内容所作的等效变化和修饰，都应为本公开的技术范畴。

在本公开提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本公开的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本公开作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油方法，该方法包括以下步骤：

(A)溶剂混合：将沸腾床木焦油加氢外排废催化剂浆料与有机溶剂混合，并使其分散均匀，以形成催化剂浆料和贫溶剂的均匀混合物；

(B)微旋流萃洗：对步骤(A)中所得的催化剂浆料和贫溶剂的均匀混合物实施微旋流强化萃洗，其中，通过相似相溶原理，采用有机溶剂对油相进行萃取，使外排催化剂浆料中的油相迁移到贫溶剂中，并利用旋流场中快速的界面更新及剪切力和离心力，实现催化剂颗粒表面及孔洞中油相的强化萃取，同时利用旋流分离作用，实现脱油后催化剂颗粒和富溶剂的分离；

(C)溶剂回收：对步骤(B)中经过微旋流萃洗后得到的带有有机溶剂的催化剂颗粒进行自返料干燥,以脱除催化剂颗粒夹带的有机溶剂；以及

(D)溶剂再生：对步骤(B)中得到的富溶剂实施精馏分离，实现贫溶剂和脱附油的分离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，所述外排废催化剂颗粒通过油相输送，并以一定的时间间隔从沸腾床木焦油加氢反应器间歇外排，其中，所述外排催化剂浆料含油50～70％，以质量计，经调节缓冲后连续定量外排处理。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，所述沸腾床木焦油加氢工艺所用的新鲜催化剂载体为活性炭颗粒，其BET比表面积为800～1000m²/g、颗粒粒径为1～2mm。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，所述有机溶剂为甲醇或乙醇，或者与外排催化剂浆料中的主要油相组分相溶的极性有机溶剂。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，外排催化剂浆料和贫溶剂的混合比例为1:1～1:50，以质量比计，混合温度不高于100℃，通过搅拌混合以分散均匀，搅拌停留时间为1～30min。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(D)中，分离得到的贫溶剂返回步骤(A)循环使用，得到的脱附油回收。

7.一种沸腾床木焦油加氢外排废催化剂的脱油装置，该装置包括：

搅拌混合罐(2)，用于将沸腾床木焦油加氢外排废催化剂浆料与有机溶剂混合，并使其分散均匀，以形成催化剂浆料和贫溶剂的均匀混合物，并调控混合物的温度以及液固比；

与搅拌混合罐(2)连接的微旋流萃洗器(3)，用于对所得的催化剂浆料和贫溶剂的均匀混合物实施微旋流强化萃洗，其中，通过相似相溶原理，采用有机溶剂对油相进行萃取，使外排催化剂浆料中的油相迁移到贫溶剂中，并利用旋流场中快速的界面更新及剪切力和离心力，实现催化剂颗粒表面及孔洞中油相的强化萃取，同时利用旋流分离作用，实现脱油后催化剂颗粒和富溶剂的分离；

与微旋流萃洗器(3)连接的自返料干燥机(4)，用于对经过微旋流萃洗后得到的带有有机溶剂的催化剂颗粒进行自返料干燥,以脱除催化剂颗粒夹带的有机溶剂；以及

与微旋流萃洗器(3)连接的精馏塔(6)，用于对得到的富溶剂实施精馏分离，实现贫溶剂和脱附油的分离。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

与搅拌混合罐(2)连接的调节缓冲罐(1)，用于对沸腾床木焦油加氢反应器在线间歇外排的催化剂浆料进行缓冲储存，实现间歇外排的催化剂浆料的连续输出处理。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，根据处理量的要求，所述微旋流萃洗器(3)可由多台并联以组成微旋流萃洗器组，其进口流速大于8m/s；进口和含油有机溶剂的出口压力降小于0.15MPa；顶部富溶剂出口固含量小于5ppm；底部脱油催化剂颗粒出口流量连续可调，占进口流量的3～50％，以质量计。

10.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，经所述微旋流萃洗器(3)微旋流萃取、自返料干燥机(4)干燥后的外排催化剂颗粒的油回收率高达98％、含油率小于2％、溶剂残留率小于0.1％，以质量计。