CN110885700B - 从催化裂化油浆中分离催化剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及催化裂化油浆处理领域，公开了一种从催化裂化油浆中分离催化剂的方法，该方法包括：1)向催化裂化油浆中加入分离剂和可选的稀油并混合均匀；2)将步骤1)所得混合物进行过滤，分离出催化剂；其中，所述分离剂包含酚类化合物和可选的磺酸类化合物，所述酚类化合物为烷基苯酚和/或烷基萘酚，其中的烷基选自C6‑C16的烷基；所述磺酸类化合物为烷基苯磺酸、烷基萘磺酸和重烷基苯磺酸中的至少一种，且所述烷基苯磺酸、烷基萘磺酸中的烷基选自C6‑C18的烷基。本发明的方法可明显降低油浆中的催化剂粉末含量，具有对过滤设备要求低、易操作和成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及催化裂化油浆处理领域，具体涉及一种从催化裂化油浆中分离催化剂的方法。
背景技术
催化裂化油浆是指催化裂化过程中沸点>350℃的未转化烃类，其中富含胶质沥青质，具有黏度高、密度大的特点。催化裂化油浆主要用于重质燃料油的调和组分、加氢裂化原料，生产炭黑、针状焦以及橡塑加工助剂。但催化裂化油浆中富含固体催化剂粉末，灰分较高，一般在0.2-0.9重量％，从而影响到下游产品的质量。例如，当催化裂化油浆作为炭黑和针状焦原料时，灰分必须<0.05重量％。此外，富含催化剂粉末的油浆作为燃料组分时会加速火嘴的磨损，作为加氢裂化原料时会堵塞催化剂孔道、增加压降，致使催化剂失活。因此，若要充分有效地利用催化裂化油浆，必须脱除油浆中的固体催化剂粉末。
现有的脱除催化剂粉末的方法主要包括：自然沉降法、助剂沉降法、过滤法、静电分离法和离心分离法。自然沉降法仅靠重力沉降，由于催化剂粉末颗粒细小，而油浆的黏度和密度较大，胶质沥青质阻碍催化剂粉末的沉降，所以沉降速度慢、周期长。针对自然沉降法的不足，文献报道了添加助剂加速沉降的方法，但周期仍然较长，且助剂都有一定的针对性。静电分离法由于处理过程中必然会发生的某些部件表面被油包裹的现象而不能达到理想效果。离心分离法很难大批量处理油浆，没有工业推广的实例。过滤法操作简单、分离效果稳定，可以脱除大部分催化剂粉末，但冲洗时间长，过滤阻力大，滤孔容易堵塞，经常导致停工检修等问题。
针对过滤法存在的孔径容易堵塞的问题，CN1239135A公开了一种从催化裂化油浆中分离催化剂颗粒的方法，该方法是采用三级过滤并联的方式进行油浆脱固；CN102002385B公开了一种从催化裂化油浆中分离残留物的装置以及方法，该方法是采用至少两组预过滤器和精过滤器串接而成的过滤器组过滤油浆，处理后的油浆清液残留催化剂含量小于0.01％，沥青质含量小于0.02％。以上过滤法主要是从过滤方式上入手，通过添加过滤设备来改善过滤性能并降低孔径堵塞，但对过滤设备要求高，操作复杂，也提高了处理成本。
发明内容
针对现有的以过滤法脱除催化裂化油浆中催化剂粉末所存在的上述问题，本发明提供了一种从催化裂化油浆中分离催化剂的方法。该方法具有过滤效率高、易操作的特点。
本发明提供了一种从催化裂化油浆中分离催化剂的方法，该方法包括：
1)向催化裂化油浆中加入分离剂和可选的稀油并混合均匀；
2)将步骤1)所得混合物进行过滤，分离出催化剂；其中，
所述分离剂包含酚类化合物和可选的磺酸类化合物，所述酚类化合物为烷基苯酚和/或烷基萘酚，其中的烷基选自C6-C16的烷基；所述磺酸类化合物为烷基苯磺酸、烷基萘磺酸和重烷基苯磺酸中的至少一种，且烷基苯磺酸、烷基萘磺酸中的烷基选自C6-C18的烷基。
本发明提供的方法在脱除油浆催化剂粉末的过滤法中引入分离剂，所述分离剂可有效抑制油浆中重质组分析出、改善油浆流动性，并分散油浆中的催化剂粉末，减少粉末对滤孔的堵塞，利于油浆过滤。本发明的方法可明显降低催化剂粉末含量，例如由实施例可见，本发明的方法能使油浆的灰分降到0.07重量％以下，具有对过滤设备要求低、易操作和成本低的特点。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种从催化裂化油浆中分离催化剂的方法，该方法包括：
1)向催化裂化油浆中加入分离剂和可选的稀油并混合均匀；
2)将步骤1)所得混合物进行过滤，分离出催化剂。
本发明对所述催化裂化油浆没有特别限定，可以是任何炼厂催化裂化装置产生的含催化剂粉末的外甩油浆，本发明所述催化裂化油浆中的催化剂粉末以灰分法表示可以为0.1-0.9重量％。
在本发明中，所述分离剂为酚类化合物，或者为酚类化合物和磺酸类化合物的组合。
所述酚类化合物选自烷基苯酚和/或烷基萘酚，且所述烷基苯酚和烷基萘酚中的烷基选自C6-C16的烷基。C6-C16的烷基可以处于苯酚、萘酚除了羟基之外的任一位置，即作为苯酚、萘酚的取代基，形成所述烷基苯酚、烷基萘酚。
优选情况下，所述酚类化合物选自壬基苯酚、十二烷基苯酚、十五烷基苯酚、壬基萘酚、十二烷基萘酚和十五烷基萘酚中的至少一种。更优选地，所述酚类化合物为4-壬基苯酚、4-十二烷基苯酚、3-十五烷基苯酚、4-壬基-1-萘酚、4-十二烷基-1-萘酚和4-十五烷基-1-萘酚中的至少一种。
在本发明中，所述磺酸类化合物为烷基苯磺酸、烷基萘磺酸和重烷基苯磺酸中的至少一种。其中，所述烷基苯磺酸、烷基萘磺酸中的烷基选自C6-C18的烷基。所述C6-C18的烷基可以处于苯磺酸、萘磺酸除了磺酸基之外的任一位置，即作为苯磺酸、苯磺酸的取代基，形成所述烷基苯磺酸、烷基萘磺酸。
在本发明中，所述重烷基苯磺酸为含有烷基苯磺酸和二烷基苯磺酸的混合物，其中以所述重烷基苯磺酸的总重量为基准，烷基苯磺酸和二烷基苯磺酸的总含量为60-90重量％；所述重烷基苯磺酸也可以商购获得，例如南京金桐石油化工厂生产的重烷基苯磺酸。
优选情况下，所述磺酸类化合物选自十二烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸、十七烷基苯磺酸、十二烷基萘磺酸和重烷基苯磺酸中的至少一种。更优选地，所述磺酸类化合物为4-十二烷基苯磺酸、4-十四烷基苯磺酸、4-十七烷基苯磺酸、4-十二烷基萘磺酸和重烷基苯磺酸中的至少一种。
在本发明中，所述分离剂的用量通常不小于所述催化裂化油浆重量的0.5重量％。优选情况下，所述分离剂的用量为所述催化裂化油浆质量的0.5-3重量％。进一步优选地，所述分离剂的用量为所述催化裂化油浆质量的1-2重量％。
按照一种优选的实施方式，所述分离剂为所述酚类化合物和所述磺酸类化合物的组合物，且所述酚类化合物和所述磺酸类化合物的重量比为1：0.1-1，更优选为1:0.3-1。
在该优选的实施方式中，所述分离剂更优选为以下组合中的一种：3-十五烷基苯酚和4-十二烷基苯磺酸，4-十二烷基苯酚和4-十七烷基苯磺酸，4-壬基苯酚和4-十二烷基萘磺酸，4-壬基-1-萘酚和重烷基苯磺酸。进一步优选为3-十五烷基苯酚和4-十二烷基苯磺酸，4-壬基-1-萘酚和重烷基苯磺酸。
在本发明中，所述稀油可降低所述催化裂化油浆的黏度，使所述分离剂能起到更好的分散作用。所述稀油在温度50℃时的动力黏度≤50mPa·s。优选情况下，所述稀油为稀原油、油田凝析油和芳烃中的一种或多种，其中，所述芳烃为苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。更优选地，所述稀油为稀原油和/或油田凝析油。
在本发明中，所述稀油的用量可以为所述催化裂化油浆的0-10重量％。另外，所述稀油的用量还可根据所述催化裂化油浆的灰分确定，当所述催化裂化油浆的灰分在0.2重量％以上时，可以加入所述稀油。
按照一种优选的实施方式，所述催化裂化油浆灰分≥0.2重量％，所述稀油的用量为所述催化裂化油浆重量的5-10重量％。
按照另一种优选的实施方式，所述催化裂化油浆的灰分<0.2重量％，不加入所述稀油。
在本发明中，步骤1)中，为了更好的实现混合均匀，优选情况下，所述混合的温度为80-100℃。所述混合优选以搅拌形式进行，搅拌时间可以为20-60分钟。另外，在将所述分离剂和可选的稀油加入到所述催化裂化油浆之前，优选将所述催化裂化油浆预热，例如将所述催化裂化油浆加热到80-100℃并恒温1-2小时。
本发明对步骤2)中的过滤条件没有特别限定，可以参照现有的过滤分离法选择。针对本发明，所述过滤的温度高于步骤1)搅拌的温度。一般地，所述过滤的温度可以为130-300℃，例如为130℃、140℃、150℃、200℃、270℃或300℃。按照一种实施方式，在进行过滤之前，优选将步骤1)所述混合物加热到所述过滤的温度并恒温0.1-3小时。
本发明的方法通过加入分离剂能够促进油浆中重质组分的流动以及催化剂粉末分散，可提高灰分脱除率(即提高了对催化剂粉末的脱除效率)，同时降低过滤时间。因此对过滤设备没有特殊要求，可参照现有技术选择，在此不再赘述。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中，所处理催化裂化油浆的主要性质及其测试方法如表1所示。
表1
1：也用于稀油黏度的测试；2：也用于澄清油灰分的测试。
对催化剂粉末的脱除效果用灰分脱除率来评价，灰分脱除率计算如下：
真空过滤利用真空泵进行，真空度均为-0.1MPa。其中，以过滤时间评价分离剂的脱除催化剂效果，从开始过滤至无油浆滤出为过滤时间。
以下实施例用于说明本发明的从催化裂化油浆中分离催化剂的方法。
实施例1-4的方法用于处理油浆1。
实施例1
向500mL烧杯中加入200g油浆1，于80℃油浴中加热并恒温2h，然后加入3.0g 3-十五烷基苯酚、1.0g 4-十二烷基苯磺酸和16g中原文一联稀原油(50℃动力黏度为10.6mPa·s，下同)，搅拌30min至混合均匀，接着升温至150℃并恒温30min，最后在该温度下采用Φ80mm布氏漏斗真空过滤，得到澄清油。该实施例的过滤时间以及灰分脱除效果如表2所示。
实施例2
向500mL烧杯中加入200g催化裂化油浆1，于90℃油浴中加热并恒温2h，然后加入1.5g 4-十二烷基苯酚、0.5g 4-十七烷基苯磺酸和20g中原胡状联稀原油(50℃动力黏度为6.0mPa·s，下同)，搅拌20min至混合均匀，接着升温至130℃并恒温30min，最后在该温度下采用Φ80mm布氏漏斗真空过滤，得到澄清油。该实施例的过滤时间以及灰分脱除效果如表2所示。
实施例3
向500mL烧杯中加入200g催化裂化油浆1，于100℃油浴中加热并恒温2h，然后加入2.0g 4-壬基-1-萘酚、1.0g重烷基苯磺酸和10g中原胡状联稀原油，搅拌25min至混合均匀，接着升温至140℃并恒温30min，之后在该温度下采用布氏漏斗真空过滤，得到澄清油。该实施例的过滤时间以及灰分脱除效果如表2所示。
实施例4
按照实施例1的方法对油浆1进行处理，所不同的是，不加入4-十二烷基苯磺酸，而是采用4.0g 3-十五烷基苯酚和16g中原文一联稀原油处理油浆，从而得到澄清油。该实施例的过滤时间以及灰分脱除效果如表2所示。
对比例1
向500mL烧杯中加入200g油浆1，于80℃油浴中加热并恒温2h，搅拌30min，然后升温至150℃并恒温30min，最后在该温度下采用Φ80mm布氏漏斗真空过滤，得到澄清油。该对比例的过滤时间以及灰分脱除效果如表2所示。
对比例2
向500mL烧杯中加入200g油浆1，于80℃油浴中加热并恒温2h，加入16g中原文一联稀原油，搅拌30min至混合均匀，接着升温至150℃并恒温30min，最后在该温度下采用Φ80mm布氏漏斗真空过滤，得到澄清油。该对比例的过滤时间以及灰分脱除效果如表2所示。
以下实施例5-8的方法用于处理油浆2。
实施例5
向500mL烧杯中加入200g油浆2，于80℃油浴中加热并恒温2h，然后加入2.0g 3-十五烷基苯酚和2.0g 4-十二烷基苯磺酸，搅拌30min至混合均匀，接着升温至150℃并恒温30min，最后在该温度下采用Φ80mm布氏漏斗真空过滤，得到澄清油。该实施例的过滤时间以及灰分脱除效果如表3所示。
实施例6
向500mL烧杯中加入200g油浆2，于80℃油浴中加热并恒温2h，然后加入2.0g 4-壬基-1-萘酚和1.0g重烷基苯磺酸，搅拌30min至混合均匀，接着升温至140℃并恒温30min，最后在该温度下采用Φ80mm布氏漏斗真空过滤，得到澄清油。该实施例的过滤时间以及灰分脱除效果如表3所示。
实施例7
向500mL烧杯中加入200g油浆2，于80℃油浴中加热并恒温2h，然后加入1.5g 4-壬基苯酚和0.5g 4-十二烷基萘磺酸，搅拌30min至混合均匀，接着升温至150℃并恒温30min，最后在该温度下采用Φ80mm布氏漏斗真空过滤，得到澄清油。该实施例的过滤时间以及灰分脱除效果如表3所示。
实施例8
按照实施例5的方法对油浆2进行处理，所不同的是，将3-十五烷基苯酚和4-十二烷基苯磺酸的加入量分别调整为0.8g和0.2g，从而得到澄清油。该实施例的过滤时间以及灰分脱除效果如表3所示。
对比例3
向500mL烧杯中加入200g油浆2，于80℃油浴中加热并恒温2h，搅拌30min，接着升温至150℃并恒温30min，最后在该温度下采用Φ80mm布氏漏斗真空过滤，得到澄清油。该对比例的过滤时间以及灰分脱除效果如表3所示。
对比例4
按照实施例5的方法对油浆2进行处理，所不同的是，用4.0g十八烷不饱和脂肪酸二聚物代替实施例5的3-十五烷基苯酚和4-十二烷基苯磺酸，从而得到澄清油。该对比例的过滤时间以及灰分脱除效果如表3所示。
表2
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 |
| 油浆重量/g | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
| 分离剂加入量/％ | 2 | 1 | 1.5 | 2 | 0 | 0 |
| 稀油加入量/％ | 8 | 10 | 5 | 8 | 0 | 8 |
| 过滤温度/℃ | 150 | 130 | 140 | 150 | 150 | 150 |
| 过滤时间/min | 4.5 | 6.0 | 5.5 | 6.5 | 9.0 | 8.0 |
| 澄清油灰分/％ | 0.036 | 0.068 | 0.054 | 0.058 | 0.298 | 0.222 |
| 灰分脱除率/％ | 94.4 | 89.4 | 91.2 | 90.9 | 53.4 | 65.3 |
表3
| 项目 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 对比例3 | 对比例4<sup>1</sup> |
| 油浆重量/g | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
| 分离剂加入量/％ | 2 | 1.5 | 1 | 0.5 | 0 | 2 |
| 过滤温度/℃ | 150 | 140 | 150 | 150 | 150 | 150 |
| 过滤时间/min | 5.0 | 5.5 | 6.5 | 6.5 | 8.0 | 7.0 |
| 澄清油灰分/％ | 0.028 | 0.030 | 0.045 | 0.048 | 0.088 | 0.076 |
| 灰分脱除率/％ | 79.4 | 77.9 | 66.9 | 64.7 | 35.3 | 44.1 |
1：分离剂为十八烷不饱和脂肪酸二聚物。
由表2和3可知，实施例1-8所提供的小试试验通过在对催化裂化油浆进行过滤之前，采用所述的酚类化合物、磺酸类化合物作为分离剂，能有效提高对催化剂粉末的脱除效率，并缩短过滤时间。另外，将实施例5与对比例4相比可知，本发明引入的分离剂比脂肪酸二聚物(现有分离油浆中催化剂所采用的助剂)具有更好的分离效果。所以，本发明的方法更有利于过滤法的工业化推广，降低对过滤设备的要求以及操作难度。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种从催化裂化油浆中分离催化剂的方法，该方法包括：
1)向催化裂化油浆中加入分离剂和稀油并混合均匀；
2)将步骤1)所得混合物进行过滤，分离出催化剂；其中，
所述分离剂包含酚类化合物和磺酸类化合物，所述酚类化合物与所述磺酸类化合物的重量比为1：0.1-1；所述酚类化合物为烷基苯酚和/或烷基萘酚，其中的烷基选自C6-C16的烷基；所述磺酸类化合物为烷基苯磺酸、烷基萘磺酸和重烷基苯磺酸中的至少一种，且所述烷基苯磺酸、烷基萘磺酸中的烷基选自C6-C18的烷基；所述分离剂的用量为所述催化裂化油浆的0.5-3重量％；
所述稀油选自稀原油、油田凝析油和芳烃中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分离剂的用量为所述催化裂化油浆的1-2重量％。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述酚类化合物选自壬基苯酚、十二烷基苯酚、十五烷基苯酚、壬基萘酚、十二烷基萘酚和十五烷基萘酚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述磺酸类化合物选自十二烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸、十七烷基苯磺酸、十二烷基萘磺酸和重烷基苯磺酸中的至少一种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述分离剂为所述酚类化合物和所述磺酸类化合物的组合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述芳烃为苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其中，所述稀油的用量为所述催化裂化油浆重量的0-10重量％，且所述稀油的用量不为0。
8.根据权利要求1或6所述的方法，其中，所述催化裂化油浆的灰分含量≥0.2重量％，所述稀油的用量为所述催化裂化油浆重量的5-10重量％。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述催化裂化油浆的灰分含量≥0.2重量％，所述稀油的用量为所述催化裂化油浆重量的5-10重量％。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1)中，所述混合的温度为80-100℃。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1)中，所述混合通过搅拌进行，搅拌时间为20-60分钟。
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