CN109207193A - 一种催化裂化油浆净化方法 - Google Patents

Abstract

一种催化裂化油浆净化方法，属于固液分离技术领域。包括如下步骤：步骤1）高温油浆与轻质溶剂油混合后进入到预分离室内静置分层，其中上层为轻质油浆层，下层为重质渣浆层；步骤2）轻质油浆层的轻质油浆经高压电场分离后溢流至轻质油浆室；步骤3）轻质油浆室内的轻质油浆进入到床层式过滤器（4）内过滤，得到澄清油浆。本催化裂化油浆净化方法通过重力和电场双重作用对油浆进行预分离，油浆中的大部分催化剂颗粒以及部分胶质、沥青质等首先在预分离器中被分离，大大减轻后续床层式过滤器的负担，显著延长过滤系统运行周期。

Description

一种催化裂化油浆净化方法

技术领域

一种催化裂化油浆净化方法，属于固液分离技术领域。

背景技术

催化裂化是重油轻质化重要的二次加工手段，是各炼油厂的核心装置。随着炼油行业的加工深度不断增加，原料越来越重，为了保证装置操作平稳，降低再生器温度、减少生焦量，同时提高装置的处理能力，外甩油浆工艺是必不可少的措施。甩出的油浆现阶段主要作为燃料油的调和组分处理，但不经净化处理的油浆中由于含有大量的硅酸铝分子筛催化剂固体颗粒，即使直接燃烧也会造成炉管积灰，使传热效果变差。事实上，油浆中含有大量的芳烃、胶质、沥青质是生产炭黑、针状焦、碳纤维、导热油、橡胶填充油、塑料增塑剂、重质道路沥青等众多高附加值产品的优质原料，综合利用油浆具有很大的经济价值。但由于油浆中催化剂颗粒的存在，严重影响下游产品质量，给后续加工处理带来了很大的困难。

有效脱除油浆中的固体催化剂颗粒是综合利用油浆的必要前提。目前，工业上去除油浆中固体颗粒使用的分离方法主要有沉降法、旋流器分离法、静电分离法和过滤法等。其中沉降法和旋流器分离法设备简单、操作方便，但其分离效果较差，难以达到净化要求。静电分离法的设备投资大、操作费用高，尤其是适应性不好，当油浆中含有胶质、沥青质时，分离效率很低。过滤法采用多孔过滤介质分离油浆中的催化剂固体颗粒，固体脱除率高，是当前油浆净化的主要方法。在国外，美国PALL公司采用多层金属丝网烧结滤芯，MOTT公司采用不锈钢粉末烧结滤芯分别开发了油浆过滤净化分离技术，在国外催化裂化装置中已得到较为成功的应用，但在国内应用大多水土不服，效果并不理想，其主要原因在于国内催化原料比国外要差的多，油浆性质更劣化，密度、粘度增大，胶质、沥青质含量普遍较高，滤芯极易堵塞，装置难以长周期稳定运行，给国内油浆中固体颗粒的脱除提出了新的挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种适应国内劣化原料的低成本、长周期稳定运行的催化裂化油浆净化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该催化裂化油浆净化方法，其特征在于：净化装置包括预分离器以及床层式过滤器，预分离器内设置有溢流隔板，溢流隔板的下侧与预分离器密封连接，并将预分离器内腔分隔成预分离室和轻质油浆室，溢流隔板的上侧与预分离器内壁间隔设置，轻质油浆室的轻质油浆出口与床层式过滤器相连通；

净化方法包括如下步骤：

步骤1）高温油浆与轻质溶剂油混合后进入到预分离室内静置分层，其中上层为轻质油浆层，下层为重质渣浆层；

步骤2）轻质油浆层的轻质油浆经高压电场分离后溢流至轻质油浆室；

步骤3）对轻质油浆室内的轻质油浆和轻质溶剂油分离，轻质溶剂油再次与高温油浆混合并进入到预分离室内，轻质油浆进入到床层式过滤器内过滤，得到澄清油浆。

优选的，步骤1）中所述的高温油浆的温度为280~320℃，步骤1）中所述的高温油浆中催化剂颗粒的浓度通常为3000~20000ppm。

优选的，步骤1）中所述的轻质溶剂油为柴油。

优选的，步骤2）中所述的高压电场的电场强度为200~800V/cm。

优选的，步骤2）中溢流至轻质油浆室内的轻质油浆中催化剂颗粒的浓度为100~200ppm。

优选的，所述的净化装置还包括冷凝器，冷凝器的输入口与预分离器的顶部相连通，冷凝器的输出口串联凝液提升泵后与预分离室连通，所述的轻质油浆室内设置有蒸汽盘管，蒸汽盘管内通有循环的蒸汽。

优选的，所述的床层式过滤器包括过滤器主体以及设置在过滤器主体内的至少一种颗粒状或纤维状滤料。

优选的，所述的滤料由上至下设置有多种，且由上至下滤料的孔隙度逐渐减小，轻质油浆室的轻质油浆出口与床层式过滤器的上端相连通，输出管与床层式过滤器的下端相连通。

优选的，所述的滤料下侧的过滤器主体内还设置有承托层，承托层为卵石、砾石或惰性瓷球。

优选的，所述的床层式过滤器还连接有反冲洗装置。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、本催化裂化油浆净化方法通过重力和电场双重作用对油浆进行预分离，油浆中的大部分催化剂颗粒以及部分胶质、沥青质等首先在预分离器中被分离，大大减轻后续床层式过滤器的负担，显著延长过滤系统运行周期。现有的过滤技术中催化剂颗粒被截留在滤芯表面形成滤饼层，油浆中的催化剂颗粒在胶质、沥青质的作用下很极易粘附到滤芯上造成过滤介质堵塞，滤芯堵塞后需要拆出进行离线清洗，造成生产中断，很难长周期运行。本催化裂化油浆净化装置的颗粒物被捕集在滤料内部的孔隙通道中，不形成滤饼层，纳污能力强，滤料内部的孔隙通道堵塞后通常只需要在线反冲洗或置换新滤料即可迅速恢复纳污性能，能够保障过滤长周期稳定运行。

2、油浆的温度为280~320℃，从而能够更好地保证油浆的流动性，保证油浆能够在重力作用下进行分离，保证了油浆分离效果好。

3、轻质溶剂油为柴油，能够辅助油浆进行预分离，且方便与轻质油浆分离。

4、高压电场的电场强度为200~800V/cm，对油浆进行进一步分离，保证油浆的预分离效果，方便后续油浆的过滤。

5、预分离后轻质油浆中催化剂颗粒的浓度为100~200ppm，方便了床层式过滤器的过滤，提高了床层式过滤器的过滤效率，而且能够延长床层式过滤器的使用寿命，避免对床层式过滤器造成堵塞。

6、蒸汽盘管能够对轻质油浆室内的轻质油浆加热，保证了轻质油浆的流动性，并使轻质油浆与轻质溶剂油分离。

7、上层滤料的孔隙度大于下层滤料的孔隙度，从而分层次对轻质油浆进行过滤，既保证了过滤效果好，又提高了过滤效率，而且能够避免对滤料堵塞。

8、承托层可使用卵石、砾石、惰性瓷球，在反冲洗时承托层还可起在一定的均匀分布作用。

9、反冲洗装置能够对过滤器滤料进行反冲洗再生，使堵塞的滤料恢复过滤性能，，保证了设备长期稳定的运行。

附图说明

图1为催化裂化油浆净化装置的结构示意图。

图中：1、混合器 2、冷凝器 3、预分离器 301、阳极板 302、阴极板 303、溢流隔板304、蒸汽盘管 4、床层式过滤器 5、补充阀 6、输送管 7、排污管 8、反冲洗管 9、输出管10、排渣管 11、油浆注入管 12、轻质溶剂油补充管 13、排渣阀 14、注入阀 15、输出阀 16、反冲洗阀 17、排污阀 18、凝液提升泵。

具体实施方式

图1是本发明的最佳实施例，下面结合附图1对本发明做进一步说明。

一种催化裂化油浆净化装置，包括预分离器3以及床层式过滤器4，预分离器3内设置有溢流隔板303，溢流隔板303的下侧与预分离器3密封连接，并将预分离器3内腔分隔成预分离室和轻质油浆室，溢流隔板303的上侧与预分离器3内壁间隔设置，轻质油浆室的轻质油浆出口与床层式过滤器4相连通，床层式过滤器4的底部连接有输出管9，床层式过滤器4包括过滤器主体以及设置在过滤器主体内的至少一种颗粒状或纤维状滤料，预分离器3还连接有油浆注入管11、排渣管10和轻质溶剂油补充管12，油浆注入管11和排渣管10均与预分离室相连通，且排渣管10上设置有排渣阀13，轻质溶剂油补充管12上设置有补充阀5。本催化裂化油浆净化装置的高温油浆与轻质溶剂油混合，并在预分离器3的预分离室内分离，轻质溶剂油由溢流隔板303上侧流入到轻质油浆室内，轻质油浆室内的轻质油浆进入到床层式过滤器4内过滤，通过过滤器主体内的滤料除去轻质油浆内的催化剂颗粒，从而得到澄清的轻质油浆，油浆首先进行预分离，油浆中的大部分催化剂颗粒以及部分胶质、沥青质等首先在预分离器中被分离，大大减轻后续床层式过滤器的负担，显著延长过滤系统运行周期；现有的过滤技术中催化剂颗粒被截留在滤芯表面形成滤饼层，油浆中的催化剂颗粒在胶质、沥青质的作用下很极易粘附到滤芯上造成过滤介质堵塞，滤芯堵塞后需要拆出进行离线清洗，造成生产中断，很难长周期运行，本催化裂化油浆净化装置的颗粒物被捕集在滤料内部的孔隙通道中，不形成滤饼层，纳污能力强，滤料内部的孔隙通道堵塞后通常只需要在线反冲洗或置换新滤料即可迅速恢复纳污性能，能够保障过滤长周期稳定运行。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本发明的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。

具体的：如图1所示：预分离器3为横置的圆筒，预分离器3的两端均封闭设置，且预分离器3的两端均设置有椭圆形封头，从而使预分离器3可承压。溢流隔板303竖向设置在预分离器3内，溢流隔板303的下部与预分离器3的内壁密封连接，从而将预分离器3内腔分隔为左侧的预分离室和右侧的轻质油浆室，溢流隔板303的上侧与预分离器3的内壁间隔设置，从而能够保证在预分离室内分离后，上层的轻质油浆由溢流隔板303的上侧溢流到轻质油浆室内。

预分离器3内还设置有水平设置的阳极板301和阴极板302，阳极板301间隔设置在阴极板302的正上方，且阳极板301低于溢流隔板303的上端设置。阳极板301和阴极板302均设置在预分离室内，且阳极板301和阴极板302均设置在预分离室靠近溢流隔板303的一端。轻质油浆室内设置有蒸汽盘管304，蒸汽盘管304内设置有循环的蒸汽。阴极板302与阳极板301相配合，使油浆在溢出溢流隔板303前没有被重力分离的细小催化剂颗粒及胶质、沥青质在高压电场作用下进一步团聚分离，减轻后续床层式过滤器4的过滤压力，提高过滤效率，保证了床层式过滤器4长期稳定的运行。蒸汽盘管304能够对轻质油浆室内的轻质油浆加热，保证了轻质油浆的流动性，并使轻质油浆与轻质溶剂油分离。

预分离器3的左侧连接有混合器1，混合器1与预分离室的上部相连通，油浆注入管11与混合器1相连，并通过混合器1与预分离器3相连通。预分离器3还连接有冷凝器2，冷凝器2的输入口与预分离器3的上侧中部相连通，冷凝器2的输出口与混合器1相连通，并通过混合器1与预分离器3相连通，冷凝器2与混合器1之间设置有凝液提升泵18，凝液提升泵18用于将冷凝器2内的冷凝后的轻质溶剂油再次泵入到预分离器3内循环使用。混合器1还连接有轻质溶剂油补充管12，轻质溶剂油补充管12通过混合器1与预分离器3相连通，轻质溶剂油补充管12上设置有补充阀5，用于控制轻质溶剂油补充管12的通断。轻质溶剂油在高温以及蒸汽盘管304加热作用下蒸发汽化后进入到冷凝器2内，并通过凝液提升泵18再次泵入预分离器3内循环使用。

预分离器3的底部连接有排渣管10，排渣管10与预分离室相连通，排渣管10上用于将预分离室内的重质渣浆排出并输送至污油接收罐。排渣管10上设置有排渣阀13。预分离器3的底部还连接有输送管6，输送管6的输入端与轻质油浆室的底部相连通，输送管6的输出端与床层式过滤器4的顶部相连通，输出管9与床层式过滤器4的底部相连通。

床层式过滤器4与输送管6之间设置有注入阀14，注入阀14能够控制输送管6与床层式过滤器4之间的通断，床层式过滤器4与输出管9之间设置有输出阀15，输出阀15能够控制床层式过滤器4与输出管9之间的通断，床层式过滤器4还连接有反冲洗装置。

反冲洗装置包括反冲洗管8以及排污管7，反冲洗管8与床层式过滤器4的底部相连通，排污管7与床层式过滤器4的上部或顶部相连通，在本实施例中，排污管7与床层式过滤器4的上部相连通，且排污管7的输入端高于床层式过滤器4内的滤料设置。反冲洗管8与床层式过滤器4之间设置有反冲洗阀16，排污管7与床层式过滤器4之间设置有排污阀17，反冲洗阀16能够控制反冲洗管8的通断，排污阀17能够控制排污管7的通断，使床层式过滤器4的反冲洗在线即可进行，不需要将床层式过滤器4拆开，滤料再生方便，保证了设备长期稳定的运行。反冲洗管8与排污管7相配合，能够对床层式过滤器4进行反冲洗，反冲洗的水由排污管7排出，从而使废渣排出床层式过滤器4，在床层式过滤器4运行一段时间后对滤料进行反冲洗再生，避免滤料堵塞，提高了滤料的过滤效率，保证了设备长期稳定的运行。

床层式过滤器4并联设置有多个，在本实施例中，床层式过滤器4并联设置有三个。床层式过滤器并联设置有多个，保证了整个生产过程连续。

床层式过滤器4包括过滤器主体以及设置在过滤器主体内的滤料，滤料至少设置有一种，在本实施例中，滤料由上至下设置有多种，且由上至下滤料的孔隙度逐渐减小，即由上至下滤料的密度逐渐增大。滤料可以采用石化企业的普通废催化剂，废物利用，成本低廉，亦可选用石英砂、硅藻土、珍珠岩等耐高温专用滤料，亦可同时使用多种滤料。

滤料下侧的过滤器主体内设置有承托层，承托层可使用卵石、砾石、惰性瓷球等，在反冲洗时承托层还可起在一定的均匀分布作用。

本催化裂化油浆净化装置的催化裂化油浆的净化方法包括如下步骤：

步骤1），高温油浆与轻质溶剂油混合后进入到预分离室内静置分层，其中上层为轻质油浆层，下层为重质渣浆层；

高温油浆的温度为280~320℃，轻质溶剂油为柴油，高温油浆与轻质溶剂油在混合器1内混合，高温油浆中催化剂颗粒的浓度通常为3000~20000ppm，在混合器1内混合后的高温油浆与轻质溶剂油进入到预分离器3的预分离室内，油浆中的催化剂颗粒以及胶质、沥青质等较重组分在重力的作用下逐步沉积在预分离室的下层空间形成重质渣浆层，上层为较为洁净的轻质油浆层。每隔一定时间间隔开启排渣阀13，沉积在预分离室底部的催化剂颗粒等重质渣浆通过排渣管10排出至污油接收储罐。

步骤2）轻质油浆层的轻质油浆经高压电场分离后溢流至轻质油浆室；

预分离室右侧上部的轻质油浆中没有被重力分离的细小催化剂颗粒及胶质、沥青质在高压阳极板301和阴极板302之间的电场作用下进一步团聚分离，高压电场的电场强度为200~800V/cm，预分离后的轻质油浆由溢流隔板303的上侧溢流至轻质油将室内。

轻质油浆室内的轻质油浆通过蒸汽盘管304加热并保持良好的流动性，预分离器3内的轻质溶剂油蒸汽通过冷凝器冷凝液化后经凝液提升泵18再次泵入到预分离器3内重复使用，也实现了轻质油浆与轻质溶剂油的分离。

步骤3）对轻质油浆室内的轻质油浆和轻质溶剂油分离，轻质溶剂油再次与高温油浆混合并进入到预分离室内，轻质油浆进入到床层式过滤器4内过滤，得到澄清油浆。

轻质油浆室内的轻质油浆内还含有少量细小的催化剂颗粒，且催化剂颗粒的浓度一般在100~200ppm，轻质油浆进入到床层式过滤器4内，并经床层式过滤器4内的滤料过滤后除去催化剂颗粒，得到澄清油浆，每台床层式过滤器4在使用一段时间后进行反冲洗，保证过滤效率。床层式过滤器4并联设置有三台，当一台床层式过滤器4进行反冲洗时，另外两台床层式过滤器4仍处于过滤状态，从而保证整个生产过程连续。反冲洗采用过滤后的澄清油浆，反冲洗过程一般持续5~10min，反冲洗后的污油经排污管7排至污油接收罐内。床层式过滤器4过滤过程和反洗过程的总时间记为周期T（一般为100~800个小时）。三台床层式过滤器4应依次投用，每台床层式过滤器投用时间间隔为T/3。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种催化裂化油浆净化方法，其特征在于：净化装置包括预分离器（3）以及床层式过滤器（4），预分离器（3）内设置有溢流隔板（303），溢流隔板（303）的下侧与预分离器（3）密封连接，并将预分离器（3）内腔分隔成预分离室和轻质油浆室，溢流隔板（303）的上侧与预分离器（3）内壁间隔设置，轻质油浆室的轻质油浆出口与床层式过滤器（4）相连通；

净化方法包括如下步骤：

步骤1）高温油浆与轻质溶剂油混合后进入到预分离室内静置分层，其中上层为轻质油浆层，下层为重质渣浆层；

步骤2）轻质油浆层的轻质油浆经高压电场分离后溢流至轻质油浆室；

步骤3）对轻质油浆室内的轻质油浆和轻质溶剂油分离，轻质溶剂油再次与高温油浆混合并进入到预分离室内，轻质油浆进入到床层式过滤器（4）内过滤，得到澄清油浆。

2.根据权利要求1所述的催化裂化油浆净化方法，其特征在于：步骤1）中所述的高温油浆的温度为280~320℃，步骤1）中所述的高温油浆中催化剂颗粒的浓度通常为3000~20000ppm。

3.根据权利要求1所述的催化裂化油浆净化方法，其特征在于：步骤1）中所述的轻质溶剂油为柴油。

4.根据权利要求1所述的催化裂化油浆净化方法，其特征在于：步骤2）中所述的高压电场的电场强度为200~800V/cm。

5.根据权利要求1所述的催化裂化油浆净化方法，其特征在于：步骤2）中溢流至轻质油浆室内的轻质油浆中催化剂颗粒的浓度为100~200ppm。

6.根据权利要求1所述的催化裂化油浆净化方法，其特征在于：所述的净化装置还包括冷凝器（2），冷凝器（2）的输入口与预分离器（3）的顶部相连通，冷凝器（2）的输出口串联凝液提升泵（18）后与预分离室连通，所述的轻质油浆室内设置有蒸汽盘管（304），蒸汽盘管（304）内通有循环的蒸汽。

7.根据权利要求1所述的催化裂化油浆净化方法，其特征在于：所述的床层式过滤器（4）包括过滤器主体以及设置在过滤器主体内的至少一种颗粒状或纤维状滤料。

8.根据权利要求7所述的催化裂化油浆净化方法，其特征在于：所述的滤料由上至下设置有多种，且由上至下滤料的孔隙度逐渐减小，轻质油浆室的轻质油浆出口与床层式过滤器（4）的上端相连通，输出管（9）与床层式过滤器（4）的下端相连通。

9.根据权利要求7或8所述的催化裂化油浆净化方法，其特征在于：所述的滤料下侧的过滤器主体内还设置有承托层，承托层为卵石、砾石或惰性瓷球。

10.根据权利要求1所述的催化裂化油浆净化方法，其特征在于：所述的床层式过滤器（4）还连接有反冲洗装置。