CN112480959B - 一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，包括以下步骤：加热，脱水，加入液态助剂混合，加热固态助剂混合，固液分离，从而获得脱除固体杂质低灰分的净化催化油浆。本发明通过液态助剂和固态助剂的共同作用，使得微小催化剂固体颗粒聚结成大颗粒状，从而使得杂质易于脱除；催化油浆中固体杂质是以固体形态分离出来，其工艺技术新颖、操作容易，可实现连续分离；分离出来的固渣外观呈松散固态，便于与燃煤掺烧，对环境友好；无浓缩液及其他液体危废产生，无环境污染风险；且其工艺条件缓和、设备简单、操作容易、可连续生产，固液分离彻底，成品收率高，分离后获得净化催化油浆收率达到99％以上。

Description

一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法

技术领域

本发明涉及石油炼制生产技术领域，具体涉及一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法。

背景技术

在炼油工业中，催化裂化是主要的二次加工技术，在催化裂化装置中，为解决原料重质化带来的操作条件恶化、热负荷加大、易生焦、处理能力下降等问题，许多炼油厂采用了外甩油浆的措施，据统计，我国外甩油浆量占装置处理量的5％-10％，每年外甩油浆量高达1350万吨以上。催化油浆中含有大量的带短侧链稠环(3-5环)芳烃，是生产炭黑、针状焦、碳纤维、橡胶软化剂及填充油、塑料增塑剂、重交通道路沥青及导热油等高附加值产品的优质原料，但由于油浆中含有大量不同粒径的催化剂固体颗粒，致使催化油浆难以广泛地综合利用，反而成为炼油工业液体危废中的一种物料。如何脱除催化油浆中的固体颗粒使其增值利用已成为炼油工业迫切需要解决的问题。

国内外对油浆的净化处理所采用的方法有：沉降法(包括自然沉降和化学沉降法)、过滤分离法、静电分离法和离心分离法等。但是这些方法通常存在以下缺点：①自然沉降法的净化效率不高，小于20μm的颗粒去除十分困难，不仅分离时间长，而且设备庞大，成品收率低，有浓缩液体危废产生；②过滤分离法中滤材料冲刷磨损、交变应力交变温度下破损的问题突出，其成品收率较低，净化效果不稳定，产生浓缩液体危废；③静电分离法的影响分离效果的因素较多，从而导致装置运行稳定性差，净化效果稳定性差，产生浓缩液体危废；④离心分离法在低温条件下分离效果不明显，高温条件下可分离大粒径的固体，分离效果差；⑤化学沉降法通过在油浆中加入醚类、胺类或芳环类化合物沉降剂，或含乙烯基、乙氧基、环氧丙基等的表面活性剂，在60-90℃下自然沉降12-60h，催化剂粉末脱除率可以达到85％-98％，有良好的分离效果。但化学沉降法存在处理效果不稳定、成品收率低、产生大量浓缩液体危废，影响装置长周期运行。

发明内容

针对上述问题，本发明的首要目的是提供一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，解决现有分离方法分离效果差、运行周期短、成品收率低、产生浓缩液体危废等问题，使催化油浆能够得到更广泛利用，并避免产生次生污染。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，先对催化油浆进行加热、脱水处理，再依次加入液态助剂、固态助剂并混合，最后采用固液分离设备进行固液分离，从而获得脱除固体杂质低灰分的净化催化油浆。

优选地，一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，包括以下步骤：

(1)加热处理：采用换热器将催化油浆加热到160～180℃；

(2)脱水处理：采用闪蒸罐在微负压下，脱去催化油浆内的微量水；

(3)加入液态助剂混合：将催化油浆转移至混合器，并在管道中加入液态助剂，经混合器混合，使液态助剂在催化油浆中分散均匀，使包裹在微小催化剂固体颗粒外围的胶质、沥青质溶解、扩散，令催化剂固体颗粒显露极性；

(4)加入固态助剂混合：在混合罐中加入固态助剂，并进行适度搅拌，混合15～30分钟，使已经显露极性的催化剂固体颗粒与固态助剂碰撞聚结成大颗粒状；通过固态助剂中的微粒捕集剂、助滤剂的滤隙和微孔将大颗粒状的聚结物截留或吸附下来；

(5)固液分离：采用压滤设备对混合态催化油浆进行固液分离，从而获得脱除固体杂质净化催化油浆，排出松散状固体杂质。

优选地，所述液态助剂为包括分散剂、憎油剂、稀释剂的液态混合物，所述分散剂、憎油剂、稀释剂的重量比例分别为10～20％，20～40％，40～60％。

优选地，所述分散剂为单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、多丁二酰亚胺、丁二酸酯中的一种或多种；其作用是使憎油剂、稀释剂更容易均匀分散在油浆中。

优选地，所述憎油剂为全氟辛基磺酸四乙基胺、全氟烷基磺酸类、全氟烷基烷氧基硅烷中的一种或多种；其作用是使包裹在微小催化剂固体颗粒外围的胶质、沥青质扩散，减少后续过滤滤渣含油。

所述稀释剂为高芳烃的矿物溶剂油，其作用是使包裹在催化剂外围的胶质、沥青质扩散，令催化剂固体颗粒显露极性，使催化剂固体颗粒易于与固态助剂碰撞聚结。

优选地，所述液态助剂的加入量为0.1～0.3％。

优选地，所述固态助剂为包括成核剂、微粒捕集剂、助滤剂的固态混合物，所述成核剂、微粒捕集剂、助滤剂的重量比例分别为20～30％，30～50％，30～50％。

优选地，所述成核剂的主要成分为碳酸钙小颗粒，直径80-100微米，其作用是粘结已显露极性的微小催化剂固体颗粒。

优选地，所述微粒捕集剂为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙的一种或多种，固体卷曲片状，表面锯齿状，相互咬合形成粗糙的滤隙，有许多内联的通道，能捕集到小于1微米的超微小颗粒。

所述助滤剂的主要成分为二氧化硅，内部微孔结构，当滤液通过时，大颗粒固体杂质被截留，小颗粒被吸附进入内孔，起良好的助滤作用。

优选地，所述固态助剂的加入量为0.5～3.0％。

优选地，步骤(4)中搅拌的形态为完全无规则的喷射混流。

优选地，所述喷射流体的喷出速度为20～35米/秒。

优选地，已脱除固体杂质的所述净化催化油浆的灰分小于100ppm，所述净化催化油浆成品收率达到99％以上。

优选地，所述排出固体为松散状固体。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用液态助剂使包裹在微小催化剂固体颗粒外围的胶质、沥青质溶解、扩散，令催化剂固体颗粒显露极性，再采用固态助剂与显露极性的催化剂固体颗粒碰撞聚结成大颗粒状，通过固态助剂中的微粒捕集剂、助滤剂的滤隙和微孔将大颗粒状的聚结物截留或吸附下来；通过液态助剂和固态助剂的共同作用，使得微小催化剂固体颗粒聚结成大颗粒状，从而使得杂质易于脱除。

2、催化油浆中固体杂质是以固体形态分离出来，其工艺技术新颖、操作容易，可实现连续分离；分离出来的固渣外观呈松散固态，便于与燃煤掺烧，对环境友好；无浓缩液及其他液体危废产生，无环境污染风险。

3、工艺操作及过滤温度为160～180℃，比其他过滤工艺(过滤温度280～360℃)低，相对能耗低，操作条件缓和。

4、采用压滤机进行固液分离，速度快、效果好、分离后获得净化催化油浆收率达到99％以上；净化后的催化油浆灰分小于100ppm，极限标准可长期稳定保证在10ppm以下。

5、本发明通过巧妙地工艺方法实现了催化油浆中微小催化剂固体颗粒的低温聚结脱，其工艺条件缓和、设备简单、操作容易、可连续生产，固液分离彻底，成品收率高，具有很强的实用性。

6、本发明可获得除掉固体杂质、低灰分的催化油浆，拓宽其使用用途，对催化油浆后续加工装置(燃料油调合、减压蒸馏、溶剂萃取、加氢精制、延时焦化)可大幅度降低装置设备投资、降低能耗、降低生产成本、提高成品收率及品质，防止后序换热设备堵塞、设备磨损、并延长装置生产周期，社会效益和经济效益显著。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，包括以下步骤：

(1)加热处理：采用换热器将催化油浆加热到170℃；

(2)脱水处理：采用闪蒸罐在-0.03MPa压力下，脱去催化油浆内的微量水；

(3)加入液态助剂混合：将催化油浆转移至混合器，并在管道中加入0.1％液态助剂，经混合器混合，使液态助剂在催化油浆中分散均匀，使包裹在微小催化剂固体颗粒外围的胶质、沥青质溶解、扩散，令催化剂固体颗粒显露极性；

(4)加入固态助剂混合：在混合罐中加入0.8％固态助剂，并进行适度搅拌，混合15分钟，使已经显露极性的催化剂固体颗粒与固态助剂碰撞聚结成大颗粒状；通过固态助剂中的微粒捕集剂、助滤剂的滤隙和微孔将大颗粒状的聚结物截留或吸附下来；

(5)压滤分离：采用压滤设备对混合态催化油浆进行固液分离，从而获得脱除固体杂质净化催化油浆，排出松散状固体杂质。

具体地，本实施例1中，所述液态助剂为分散剂、憎油剂、稀释剂的液态混合物，所述分散剂、憎油剂、稀释剂的重量比例分别为15％，30％，55％。

具体地，所述分散剂为单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、多丁二酰亚胺、丁二酸酯中的混合物；其作用是使憎油剂、稀释剂更容易均匀分散在油浆中。所述憎油剂为全氟辛基磺酸四乙基胺、全氟烷基磺酸类、全氟烷基烷氧基硅烷中的混合物；其作用是使包裹在微小催化剂固体颗粒外围的胶质、沥青质扩散，减少后续过滤滤渣含油。所述稀释剂为高芳烃的矿物溶剂油，其作用是使包裹在催化剂外围的胶质、沥青质扩散，令催化剂固体颗粒显露极性，使催化剂固体颗粒易于与固态助剂碰撞聚结。

具体地，所述固态助剂为包括成核剂、微粒捕集剂、助滤剂的固态混合物，所述成核剂、微粒捕集剂、助滤剂的重量比例分别为25％，35％，40％。

具体地，所述成核剂的主要成分为碳酸钙小颗粒，直径80-100微米，其作用是粘结已显露极性的微小催化剂固体颗粒。所述微粒捕集剂为二氧化硅和三氧化二铝的混合物，固体卷曲片状，表面锯齿状，相互咬合形成粗糙的滤隙，有许多内联的通道，能捕集到小于1微米的超微小颗粒。所述助滤剂的主要成分为二氧化硅，内部微孔结构，当滤液通过时，大颗粒固体杂质被截留，小颗粒被吸附进入内孔，起良好的助滤作用。

具体地，本实施例1中步骤(4)中搅拌的形态为完全无规则的喷射混流，所述喷射流体的喷出速度为30米/秒。

具体地，采用本实施例1的工艺方法，已脱除固体杂质的所述净化催化油浆的灰分小于40ppm，所述净化催化油浆成品收率达到99％以上。

具体地，所述排出固体为松散状固体，其灰分大于57％。

实施例2：

一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，包括以下步骤：

(1)加热处理：采用换热器将催化油浆加热到180℃；

(2)脱水处理：采用闪蒸罐在微负压下，脱去催化油浆内的微量水；

(3)加入液态助剂混合：将催化油浆转移至混合器，并在管道中加入0.3％液态助剂，经混合器混合，使液态助剂在催化油浆中分散均匀，使包裹在微小催化剂固体颗粒外围的胶质、沥青质溶解、扩散，令催化剂固体颗粒显露极性；

(4)加入固态助剂混合：在混合罐中加入3％固态助剂，并进行适度搅拌，混合30分钟，使已经显露极性的催化剂固体颗粒与固态助剂碰撞聚结成大颗粒状；通过固态助剂中的微粒捕集剂、助滤剂的滤隙和微孔将大颗粒状的聚结物截留或吸附下来；

(5)压滤分离：采用压滤设备对混合态催化油浆进行固液分离，从而获得脱除固体杂质净化催化油浆，排出松散状固体杂质。

具体地，本实施例1中，所述液态助剂为分散剂、憎油剂、稀释剂的液态混合物，所述分散剂、憎油剂、稀释剂的重量比例分别为20％，40％，40％。

具体地，所述分散剂为单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、多丁二酰亚胺、丁二酸酯中的一种或多种；其作用是使憎油剂、稀释剂更容易均匀分散在油浆中。所述憎油剂为全氟辛基磺酸四乙基胺、全氟烷基磺酸类、全氟烷基烷氧基硅烷中的一种或多种；其作用是使包裹在微小催化剂固体颗粒外围的胶质、沥青质扩散，减少后续过滤滤渣含油。所述稀释剂为高芳烃的矿物溶剂油，其作用是使包裹在催化剂外围的胶质、沥青质扩散，令催化剂固体颗粒显露极性，使催化剂固体颗粒易于与固态助剂碰撞聚结。

具体地，所述固态助剂为包括成核剂、微粒捕集剂、助滤剂的固态混合物，所述成核剂、微粒捕集剂、助滤剂的重量比例分别为30％，40％，30％。

具体地，所述成核剂的主要成分为碳酸钙小颗粒，直径80-100微米，其作用是粘结已显露极性的微小催化剂固体颗粒。所述微粒捕集剂为二氧化硅和三氧化二铝的混合物，固体卷曲片状，表面锯齿状，相互咬合形成粗糙的滤隙，有许多内联的通道，能捕集到小于1微米的超微小颗粒。所述助滤剂的主要成分为二氧化硅，内部微孔结构，当滤液通过时，大颗粒固体杂质被截留，小颗粒被吸附进入内孔，起良好的助滤作用。

具体地，本实施例2中步骤(4)中搅拌的形态为完全无规则的喷射混流，所述喷射流体的喷出速度为35米/秒。

具体地，采用本实施例2的工艺方法，已脱除固体杂质的所述净化催化油浆的灰分小于100ppm，所述净化催化油浆成品收率达到99％以上。所述排出固体为松散状固体。

实施例3：

本实施例3与实施例2的不同之处仅在于：

步骤(1)中，加热温度为170℃；

步骤(3)中，液态助剂的加入量为0.2％，液态助剂中所述分散剂、憎油剂、稀释剂的重量比例分别为20％，20％，60％。

步骤(4)中，固态助剂的加入量为1.5％，固态助剂中所述成核剂、微粒捕集剂、助滤剂的重量比例分别为23％，37％，40％。

步骤(4)中，搅拌混合的时间为20分钟，喷射流体的喷出速度为20米/秒。

实施例4：

本实施例4与实施例2的不同之处仅在于：

步骤(1)中，加热温度为160℃；

步骤(3)中，液态助剂的加入量为0.1％，液态助剂中所述分散剂、憎油剂、稀释剂的重量比例分别为10％，35％，55％。

步骤(4)中，固态助剂的加入量为0.5％，固态助剂中所述成核剂、微粒捕集剂、助滤剂的重量比例分别为20％，30％，50％。

步骤(4)中，搅拌混合的时间为15分钟，喷射流体的喷出速度为25米/秒。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、组合、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，其特征在于：先对催化油浆进行加热、脱水处理，再依次加入液态助剂、固态助剂并混合，最后采用固液分离设备进行固液分离，从而获得脱除固体杂质低灰分的净化催化油浆；

所述液态助剂为包括分散剂、憎油剂、稀释剂的液态混合物，所述分散剂、憎油剂、稀释剂的重量比例分别为10～20%，20～40%，40～60%；

所述分散剂为单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、多丁二酰亚胺、丁二酸酯中的一种或多种；所述憎油剂为全氟辛基磺酸四乙基胺、全氟烷基磺酸类、全氟烷基烷氧基硅烷中的一种或多种；所述稀释剂为高芳烃的矿物溶剂油；

所述固态助剂为包括成核剂、微粒捕集剂、助滤剂的固态混合物，所述成核剂、微粒捕集剂、助滤剂的重量比例分别为20～30%，30～50%，30～50%；

所述成核剂的主要成分为碳酸钙小颗粒，直径80-100微米；所述微粒捕集剂为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙的一种或多种；所述助滤剂的主要成分为二氧化硅。

2.根据权利要求 1 所述的一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）加热处理：采用换热器将催化油浆加热到160～180℃；

（2）脱水处理：采用闪蒸罐在微负压下，脱去催化油浆内的微量水；

（3）加入液态助剂混合：将催化油浆转移至混合器，并在管道中加入液态助剂，经混合器混合，使液态助剂在催化油浆中分散均匀，使包裹在微小催化剂固体颗粒外围的胶质、沥青质溶解、扩散，令催化剂固体颗粒显露极性；

（4）加入固态助剂混合：在混合罐中加入固态助剂，并进行适度搅拌，混合15～30分钟，使已经显露极性的催化剂固体颗粒与固态助剂碰撞聚结成大颗粒状；

（5）固液分离：采用压滤设备对混合态催化油浆进行固液分离，从而获得脱除固体杂质净化催化油浆，排出松散状固体杂质。

3.根据权利要求 1 或 2 所述的一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，其特征在于：所述液态助剂的加入量为0.1～0.3%。

4.根据权利要求 1 或 2 所述的一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，其特征在于：所述固态助剂的加入量为0.5～3.0%。

5.根据权利要求 2 所述的一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，其特征在于：步骤（4）中搅拌的形态为完全无规则的喷射混流。

6.根据权利要求 5 所述的一种低温聚结脱除催化油浆固体杂质的方法，其特征在于：所述喷射流体的喷出速度为20～35米/秒。

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