CN111592908B - 一种油浆过滤系统和油浆过滤方法 - Google Patents

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Abstract

一种油浆过滤系统和油浆过滤方法，所述油浆过滤系统的过滤单元中设置至少一个过滤器，以及分别与每个过滤器连通的油浆入口管线、滤后油出口管线和滤渣排出管线，所述过滤器中设置柔性过滤材质的无针孔滤袋。该油浆过滤方法中，油浆通过与过滤器连通的油浆入口管线进入过滤器中进行过滤，滤后油从滤后油出口管线抽出。采用本发明提供的油浆过滤系统和过滤方法，油浆过滤过程的长期稳定运行，解决了过滤材质易被高黏性胶质杂质堵塞、再生效率差和去除效率低的问题。

Description

一种油浆过滤系统和油浆过滤方法
技术领域
本发明涉及一种油浆过滤系统和油浆过滤方法。
背景技术
催化裂化是重油轻质化生产汽柴油的重要工艺技术，是目前炼油领域最重要并且应用最广的技术之一，但是催化裂化会副产油浆，特别是目前催化裂化多采用加氢后的渣油或掺炼渣油的蜡油作为原料，油浆收率较高，一般为5％左右，收率高者甚至达到8％。油浆富含多环芳烃，多环芳烃本可以作为生产船燃或碳黑、碳纤维等的原料，但由于油浆中含有1～6g/L左右的催化裂化催化剂颗粒物，无法达到生产船燃或碳黑、碳纤维等的原料指标要求，因此目前利用价值较低。
为了提高油浆利用价值，必须首先脱除油浆中的固体颗粒物。脱除固体颗粒物的方法有多种，如沉降、絮凝、离心等方法，但这些方法脱除效率太低。过滤是脱除油浆中固体颗粒物较好的方法，但围绕提高过滤精度，很多采用多级过滤方法。
CN102002385A公开了一种从催化裂化油浆中分离残余物的装置和方法，其中包含至少两个过滤器组，每个过滤器组由预过滤器和精过滤器组成，预过滤器为锲形金属缠绕丝滤芯，过滤精度2～10微米，精过滤器为不对称金属粉末烧结滤芯，精度为0.2～1.0微米。
CN103865571A描述了重油脱除固体颗粒物的方法，过滤系统包含至少一个预过滤器，至少两个精过滤器，精过滤器滤芯精度优于预过滤器精度，预过滤器与精过滤器串联。新鲜的或反冲洗后的精过滤器重新形成滤饼的方法为采用预过滤器过滤后的滤液在精过滤器上形成滤饼，而不让原始待过滤液体直接在精过滤器上形成滤饼。
现有技术普遍采用精度不同的低精度预过滤器与高精度精过滤器组成的过滤器组进行过滤，制作复杂，且精过滤器费用较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种油浆过滤系统，及其油浆过滤方法，以克服现有技术中油浆过滤过程复杂、运行周期短和成本高等问题。
本发明提供的油浆过滤系统，包括过滤单元，所述过滤单元中设置至少一个过滤器，以及分别与每个过滤器连通的油浆入口管线、滤后油出口管线和滤渣排出管线；
所述过滤器中设置柔性过滤材质的无针孔滤袋；所述柔性过滤材质选自聚丙烯、聚乙烯、尼龙、涤纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、玻纤中的一种或几种，或上述任意两种以上复合而成的材质；
所述柔性过滤材质的过滤精度为2～15微米；柔性过滤材质的克重为520～660g/m2；所述柔性过滤材质至少设置脱固层和基布层，所述脱固层的孔隙率为85％～98％，所述的基布层的孔隙率为30％～40％。
为了达到更好的油浆过滤效果，以及延长过滤器使用时间，本发明中优选柔性过滤材质的经向断裂强力850N/5cm～2400N/5cm，纬向断裂强力1200N/5cm～2600N/5cm，厚度为1.8～2.9mm。进一步优选柔性过滤材质的过滤精度为2～10微米。
在优选的情况下，所述的基布层为聚四氟乙烯和/或聚苯硫醚。即基布层为单独聚四氟乙烯材质，或者单独聚苯硫醚材质，或者这两种材质混合纤维加工而成。
在本发明其中一种优选的实施方式中，所述的基布层为聚四氟乙烯长丝纤维加工而成。
为了达到更好的油浆过滤效果，本发明优选所述脱固层为具有三维空隙结构聚四氟乙烯。
本发明在过滤器中采用了柔性过滤材质的无针孔滤袋，优选的柔性过滤材质具有很强的化学稳定性、良好的耐磨性及耐疲劳性质，具有对颗粒物拦截性强、过滤精度高、材料强度好的特点。
本发明所采用的柔性过滤材质至少设置脱固层和基布层，但不限于此，可以在此基础上进行变化和衍生。
在本发明其中一种优选的实施方式中，所述柔性过滤材质在上述脱固层和基布层的基础上，增加了一层。即所述柔性过滤材质至少为3层，分别为脱固层、基布层和里层，所述里层为在基布层上针刺或水刺细度为1～3D的纤维。所述的纤维为选自聚乙烯、尼龙、涤纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、玻纤中的一种或几种；优选为选自聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、玻纤中的一种或几种。优选在里层加入强度高的纤维，能进一步提高柔性过滤材质的强度，并且减少在长时间连续载荷作用下柔性过滤材质发生的塑性变形。在本发明中，当柔性过滤材质至少为脱固层、基布层和里层时，所述的脱固层和基布层的材质和具体参数与前述的脱固层和基布层的材质和具体参数一致。
在本发明其中一种优选的实施方式中，所述柔性过滤材质在上述脱固层和基布层的基础上，增加了两层。即所述柔性过滤材质至少为4层，分别为脱固层、精度层、基布层和里层，所述精度层为在基布层上针刺或水刺细度0.2～0.3D的超细纤维，所述里层为在基布层上针刺或水刺细度为1～3D的纤维。所述精度层的超细纤维为选自聚乙烯、尼龙、涤纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、玻纤中的一种或几种；优选为选自聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、玻纤中的一种或几种。所述里层的纤维为选自聚乙烯、尼龙、涤纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、玻纤中的一种或几种；优选为选自聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、玻纤中的一种或几种。
优选在所述的精度层加入细度更小的纤维，由于这些超细纤维间相互作用，形成立体三维结构，可进一步提高柔性过滤材质的过滤效率及过滤精度。另一方面，扩大了表面接触面积及表面张力，使得脱固层与精度层粘贴得更牢固，避免脱落，从而进一步延长了过滤器的使用周期。在本发明中，当柔性过滤材质至少为脱固层、精度层、基布层和里层时，所述的脱固层和基布层的材质和具体参数与前述的脱固层和基布层的材质和具体参数一致。
在优选的情况下，所述柔性过滤材质的无针孔滤袋采用缝合工艺制备，其缝合孔隙用酸性密封胶材料进行密封。
在优选的情况下，过滤器的下部设置油浆入口，过滤器的上部设置滤后油出口，过滤器的底部设置滤渣出口。
在优选的情况下，本发明的过滤器设置吹扫介质入口。进一步优选，在过滤器的顶部和/或过滤器的上部设置吹扫介质入口。
在本发明其中一种优选的实施方式中，过滤系统中包括吹扫介质缓冲罐，吹扫介质缓冲罐的出口与过滤器吹扫介质入口连通。
在本发明中，所述过滤单元中可设置一个过滤器，也可以设置两个以上的过滤器。当设置多个过滤器时，本发明不限制任何连接方式。多个过滤器可以设置并联形式也可以设置串联形式，或者并联和串联切换使用，或者并联和串联同时使用的形式。当设置多个过滤器时，可以采用多个过滤精度一致的过滤器，也可以采用多个过滤精度不一致的过滤器。
本发明提供的油浆过滤系统，在过滤器中采用了柔性过滤材质的无针孔滤袋，优选的柔性过滤材质具有对颗粒物拦截性强、过滤精度高、材料强度好的特点。由于采用了柔性过滤材质，克服了硬质过滤材质易被细小固体颗粒物卡住的缺点，提高了过滤效率并延长了油浆过滤系统的运行周期。此外，本发明提供的油浆过滤系统，具有卸渣方便，反吹扫效果好，以及过滤材质的再生性能好的特点。
本发明还提供一种油浆过滤方法，采用上述任一油浆过滤系统，包括：油浆通过与过滤器连通的油浆入口管线进入过滤器中进行过滤，所述过滤器中设置柔性过滤材质的无针孔滤袋，滤后油从滤后油出口管线抽出；所述油浆为带有颗粒物杂质的液体烃，优选所述油浆为催化裂化油浆和/或煤焦油。
在优选的情况下，过滤器中过滤温度为30～250℃，更优选为50～240℃，进一步优选为60～180℃。
在优选的情况下，过滤器使用中的压差为0.01～0.5MPa。
在柔性过滤材质上面形成的滤饼有助于进一步提高过滤分离效率，在形成滤饼后所能实现的过滤精度优于柔性过滤材质本身精度。本发明优选采用监控压差以控制滤饼厚度的过滤方法。
在本发明其中一种优选的实施方式中，将使用后的过滤器用吹扫介质进行反吹扫。
在优选的情况下，所述的吹扫介质为惰性气体和/或冲洗油。所述的惰性气体为对过滤体系中的油浆和颗粒物都不产生反应的气体，优选为氮气。在一些情况下，也可选择为燃料气。所述的冲洗油优选为滤后油，可以是本过滤系统自身所得的滤后油。
当油浆过滤系统的过滤单元中设置一个过滤器时，优选采用过滤模式和吹扫模式交替进行的方式进行操作。
当油浆过滤系统的过滤单元设置多个过滤器时，优选采用在线过滤器和备用过滤器轮流切换的方式进行操作。当在线过滤器的压差达到或高于压差设定值时，可以将备用的过滤器切入过滤系统，并将在线过滤器切出过滤系统，对其进行反吹扫和卸渣。以液体混合物排出的滤渣具有良好的流动性，可以排出过滤系统外；也可以根据工艺的需求直接回到工艺中重复使用；也可以在过滤器对滤饼稳定、干燥，并直接以完全固体化的滤渣形式排出过滤系统。
与现有技术相比，本发明提供的油浆过滤系统和过滤方法，能实现对高浓度含胶质黏性催化剂物料的长期稳定运行，解决了过滤材质易被高黏性胶质杂质堵塞、再生效率差和去除效率低的问题。并且卸渣方式灵活，有效解决了催化剂有机物料对环境造成污染的问题。
附图说明
图1是本发明提供的油浆过滤系统其中一个实施方式的示意图。
图2是本发明提供的油浆过滤系统另一个实施方式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
图1是本发明提供的油浆过滤系统设置单个过滤器的示意图，如图1所示，本发明提供油浆过滤系统，包括过滤单元，所述过滤单元中设置过滤器1，与过滤器1连通的油浆入口管线3、滤后油出口管线4和滤渣排出管线5。所述过滤器1中设置柔性过滤材质的无针孔滤袋2；所述柔性过滤材质选自聚丙烯、聚乙烯、尼龙、涤纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、玻纤中的一种或几种，或上述任意两种以上复合而成的材质。在过滤器1的下部设置油浆入口，在过滤器1的上部设置滤后油出口，在过滤器1的底部设置滤渣出口。在过滤器1顶部和上部设置吹扫介质入口，并与吹扫介质入口管线6连通。
图2是本发明提供的油浆过滤系统设置两个过滤器的示意图，如图2所示，本发明提供油浆过滤系统，包括过滤单元，所述过滤单元中设置过滤器1、过滤器3，与过滤器1连通的油浆入口管线5、滤后油出口管线7和滤渣排出管线9；与过滤器3连通的油浆入口管线6、滤后油出口管线8、和滤渣排出管线10。所述过滤器1中设置柔性过滤材质的无针孔滤袋2；所述过滤器3中设置柔性过滤材质的无针孔滤袋4；所述柔性过滤材质选自聚丙烯、聚乙烯、尼龙、涤纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、玻纤中的一种或几种，或上述任意两种以上复合而成的材质。在过滤器1顶部设置吹扫介质入口，并与吹扫介质入口管线11连通；过滤器1的上部设置吹扫介质入口，并与吹扫介质入口管线13连通。在过滤器3顶部设置吹扫介质入口，并与吹扫介质入口管线12连通；过滤器3的上部设置吹扫介质入口，并与吹扫介质入口管线14连通。在过滤器1的滤后油出口和过滤器3的油浆入口之间设置连通管线15。
采用如图2所示的过滤系统进行过滤时，过滤器1和过滤器3可以并联使用，可以串联使用，也可以切换使用。当切换使用时，过滤器1在线过滤时，过滤器3同时进行反吹扫或为备用状态；或者过滤器3在线过滤时，过滤器1同时进行反吹扫或为备用状态。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不因此而使本发明受到任何限制。
实施例1-3
采用图1所示的油浆过滤系统，其过滤单元中设置单个过滤器，所述过滤器中设置柔性过滤材质的无针孔滤袋。所述柔性过滤材质设置脱固层和基布层，具体的性质参数如表1所示。
表1
Figure BDA0001973294060000081
实施例4-5
采用附图2所示的油浆过滤系统，其过滤单元中设置两个过滤器，所述两个过滤器中均设置柔性过滤材质的无针孔滤袋。所述柔性过滤材质设置脱固层、基布层和里层，具体的性质参数如表2所示。
表2
Figure BDA0001973294060000082
Figure BDA0001973294060000091
实施例6-8
采用附图1所示的油浆过滤系统，其过滤单元中设置单个过滤器，所述过滤器中设置柔性过滤材质的无针孔滤袋。所述柔性过滤材质设置脱固层、精度层、基布层和里层，具体的性质参数如表3、表4、表5所示。
表3
Figure BDA0001973294060000092
表4
Figure BDA0001973294060000093
Figure BDA0001973294060000101
表5
Figure BDA0001973294060000102
实施例9-11
本组实施例用于说明采用实施例1-3油浆过滤系统的油浆过滤方法。待过滤的油浆性质如表6所示。
在实施例9中，油浆A通过与过滤器连通的油浆入口管线进入实施例1所述的过滤器中进行过滤，滤后油从滤后油出口管线抽出。过滤器的过滤温度100℃，过滤设定到压差0.12MPa进行反吹。在过滤器的压差为0.04MPa时开始收集滤后油，当压差达到0.12MPa时停止进料，停止滤后油收集，利用100℃氮气进行反吹。对所收集的滤后油进行分析，固体颗粒物含量为262μg/g。
在实施例10中，油浆B通过与过滤器连通的油浆入口管线进入实施例2所述的过滤器中进行过滤，滤后油从滤后油出口管线抽出。过滤器的过滤温度180℃，过滤设定到压差0.30MPa进行反吹。在过滤器的压差为0.04MPa时开始收集滤后油，压差达到0.30MPa时停止进料，停止滤后油收集，利用180℃氮气进行反吹。对所收集的滤后油进行分析，固体颗粒物含量为481μg/g。
在实施例11中，油浆C通过与过滤器连通的油浆入口管线进入实施例3所述的过滤器中进行过滤，滤后油从滤后油出口管线抽出。过滤器的过滤温度250℃，过滤设定到压差0.45MPa进行反吹。在过滤器的压差为0.05MPa时开始收集滤后油，当压差达到0.45MPa时停止进料，停止滤后油收集，利用250℃氮气进行反吹。对所收集的滤后油进行分析，固体颗粒物含量为1106μg/g。
表6
油浆A 油浆B 油浆C
密度(g/cm<sup>3</sup>) 1.135 1.093 1.141
100℃黏度(mm<sup>2</sup>/s) 41 32 67
固体颗粒物含量(μg/g) 1782 3735 10330
实施例12-13
本组实施例用于说明采用实施例4-5油浆过滤系统的油浆过滤方法。待过滤的煤焦油性质如表7所示。
在实施例12中，煤焦油A通过与过滤器连通的油浆入口管线进入实施例4所述的过滤器中进行过滤，滤后油从滤后油出口管线抽出。过滤器的过滤温度60℃，过滤设定到压差0.30MPa进行反吹。在过滤器的压差为0.04MPa时开始收集滤后油，当压差达到0.30MPa时停止进料，停止滤后油收集，利用常温氮气进行反吹。对所收集的滤后油进行分析，固体颗粒物含量为487μg/g。
在实施例13中，煤焦油B通过与过滤器连通的油浆入口管线进入实施例5所述的过滤器中进行过滤，滤后油从滤后油出口管线抽出。过滤器的过滤温度80℃，过滤设定到压差0.35MPa进行反吹。在过滤器的压差为0.04MPa时开始收集滤后油，当压差达到0.35MPa时停止进料，停止滤后油收集，利用80℃氮气进行反吹。对所收集的滤后油进行分析，固体颗粒物含量为765μg/gh。
表7
煤焦油A 煤焦油B
密度(g/cm<sup>3</sup>) 1.15 1.20
100℃黏度(mm<sup>2</sup>/s) 2.8 3.2
固体颗粒物含量(μg/g) 5522 8765
实施例14-16
本组实施例用于说明采用实施例6-8油浆过滤系统的油浆过滤方法。待过滤的油浆性质如表6所示。
在实施例14中，油浆A通过与过滤器连通的油浆入口管线进入实施例6所述的过滤器中进行过滤，滤后油从滤后油出口管线抽出。过滤器的过滤温度130℃，过滤设定到压差0.25MPa进行反吹。在过滤器的压差为0.05MPa时开始收集滤后油，当压差达到0.25MPa时停止进料，停止滤后油收集，利用130℃氮气进行反吹。对所收集的滤后油进行分析，固体颗粒物含量为155μg/g。
在实施例15中，油浆B通过与过滤器连通的油浆入口管线进入实施例7所述的过滤器中进行过滤，滤后油从滤后油出口管线抽出。过滤器的过滤温度150℃，过滤设定到压差0.18MPa进行反吹。在过滤器的压差为0.04MPa时开始收集滤后油，当压差达到0.18MPa时停止进料，停止滤后油收集，利用150℃氮气进行反吹。对所收集的滤后油进行分析，固体颗粒物含量为356μg/g。
在实施例16中，油浆C通过与过滤器连通的油浆入口管线进入实施例7所述的过滤器中进行过滤，滤后油从滤后油出口管线抽出。过滤器的过滤温度180℃，过滤设定到压差0.40MPa进行反吹。在过滤器的压差为0.04MPa时开始收集滤后油，当压差达到0.40MPa时停止进料，停止滤后油收集，利用150℃氮气进行反吹。对所收集的滤后油进行分析，固体颗粒物含量为983μg/g。

Claims (19)

1.一种油浆过滤系统，包括过滤单元，所述过滤单元中设置至少一个过滤器，以及分别与每个过滤器连通的油浆入口管线、滤后油出口管线和滤渣排出管线，过滤器的下部设置油浆入口，过滤器的上部设置滤后油出口，过滤器的底部设置滤渣出口，在过滤器的顶部和/或过滤器的上部设置吹扫介质入口；
所述过滤器中设置柔性过滤材质的无针孔滤袋；所述柔性过滤材质选自聚丙烯、聚乙烯、尼龙、涤纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、玻纤中的一种或几种，或上述任意两种以上复合而成的材质；
所述柔性过滤材质的过滤精度为2~15微米；柔性过滤材质的克重为520~660g/m2，柔性过滤材质的经向断裂强力850N/5cm~2400N/5cm，纬向断裂强力1200N/5cm~2600N/5cm，厚度为1.8~2.9mm；所述柔性过滤材质至少设置脱固层和基布层，所述脱固层的孔隙率为85%~98%，所述的基布层的孔隙率为30%~40%，所述的基布层为聚四氟乙烯和/或聚苯硫醚。
2.按照权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，柔性过滤材质的过滤精度为2~10微米。
3.按照权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述的基布层为聚四氟乙烯长丝纤维加工而成。
4.按照权利要求1-3任一所述的过滤系统，其特征在于，所述柔性过滤材质至少为3层，分别为脱固层、基布层和里层，所述里层为在基布层上针刺或水刺细度为1~3D的纤维。
5.按照权利要求4所述的过滤系统，其特征在于，里层的纤维选自聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、玻纤中的一种或几种。
6.按照权利要求1-3任一所述的过滤系统，其特征在于，所述柔性过滤材质至少为4层，分别为脱固层、精度层、基布层和里层，所述精度层为在基布层上针刺或水刺细度0.2~0.3D的超细纤维，所述里层为在基布层上针刺或水刺细度为1~3D的纤维。
7.按照权利要求6所述的过滤系统，其特征在于，里层的纤维选自聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、玻纤中的一种或几种；精度层的超细纤维选自聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、玻纤中的一种或几种。
8.按照权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述脱固层为具有三维空隙结构聚四氟乙烯。
9.按照权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，过滤系统中包括吹扫介质缓冲罐，吹扫介质缓冲罐的出口与过滤器吹扫介质入口连通。
10.按照权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述柔性过滤材质的无针孔滤袋采用缝合工艺制备，其缝合孔隙用酸性密封胶材料进行密封。
11.一种油浆过滤方法，采用权利要求1-10任一过滤系统，包括：
油浆通过与过滤器连通的油浆入口管线进入过滤器中进行过滤，所述过滤器中设置柔性过滤材质的无针孔滤袋，滤后油从滤后油出口管线抽出；所述油浆为带有颗粒物杂质的液体烃。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，过滤器中过滤温度为30~250℃。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，过滤器中过滤温度为50~240℃。
14.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，过滤器中过滤温度为60~180℃。
15.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，过滤器使用中的压差为0.01~0.5MPa。
16.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，所述油浆为催化裂化油浆和/或煤焦油。
17.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，将使用后的过滤器用吹扫介质进行反吹扫。
18.按照权利要求17所述的方法，其特征在于，所述的吹扫介质为惰性气体和/或冲洗油。
19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的冲洗油为滤后油。
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