CN114106878B - 一种处理含固原料油的系统、方法及其加氢滤后油的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理含固原料油的系统、方法及其加氢滤后油的用途，包括多级过滤系统和滤出油加氢单元，所述多级过滤系统包括一级过滤单元、二级过滤单元、三级过滤单元；滤出油加氢单元包括加氢反应区和气液分离区。采用本发明提供的系统，可以脱除含固原料油中大部分固体颗粒物，滤出油加氢单元可以脱除掉原料油中大部分硫并适当增加氢含量。本发明有效解决了含固原料油在过滤时脱除掉固体颗粒物效率低、成本高的问题，并使重油低成本转化为更多高价值产品。
Description
技术领域
本发明涉及重油加工领域，具体地说，是处理含固原料油的系统、方法及其加氢滤后油的用途。
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。
现有技术中还采用固定床加氢的方法脱除油浆中硫化物再进行利用。CN104119952B提供了一种烃油的加氢处理方法，将烃油和氢气在加氢处理装置中与设置的多个加氢催化剂床层接触；主加氢预处理反应器与备用加氢预处理反应器可以交替使用。CN103013567B一种由催化油浆生产针状焦的方法，该方法设置保护区和加氢反应区，催化裂化油浆先进入保护区，吸附掉绝大部分催化裂化催化剂粉末，然后与氢气混合进加热炉，加热后进入加氢反应区进行加氢处理反应。但是，上述方法存在成本高，产生废弃催化剂多等缺陷。
CN102786981A提供了一种催化裂化油浆利用新工艺，将催化油浆减压分馏，馏出口温度360℃～480℃，得到轻油浆和拔头后的油浆，轻油浆直接做船用残渣燃料油或与其它组分调合生产船用燃料油。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中含固原料油例如催化裂化油浆过滤过程复杂、运行周期短、处理过程成本高，以及重油浆利用价值低等问题，提供一种处理含固原料油的系统和方法，及其加氢滤后油的应用方法。
本发明提供一种处理含固原料油的系统，包括多级过滤系统和滤后油加氢单元；
所述多级过滤系统包括一级过滤单元和、二级过滤单元和/或三级过滤单元；
所述一级过滤单元包括至少一个第一过滤器；以及分别与每个第一过滤器连通的含固原料油入口管线、滤后油出口管线、滤渣排出管线，所述第一过滤器中具有至少一个柔性滤材的过滤组件，所述柔性滤材选自聚乙烯、丙纶、尼龙、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、涤纶、玻璃纤维中的一种或几种，或上述任意两种以上复合而成的柔性滤材；
所述二级过滤单元包括具有驱动机构的自动反冲洗的过滤装置；
所述三级过滤单元包括至少一个第二过滤器；以及分别与每个第二过滤器连通的待过滤油入口管线、滤后油出口管线、滤渣排出管线，所述第二过滤器中具有至少一个柔性滤材的过滤组件，所述柔性滤材选自聚乙烯、丙纶、尼龙、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、涤纶、玻璃纤维中的一种或几种，或上述任意两种以上复合而成的柔性滤材；
二级过滤单元的过滤精度小于一级过滤单元的过滤精度，三级过滤单元的过滤精度小于一级过滤单元的过滤精度且小于二级过滤单元的过滤精度；
一级过滤单元的滤后油出口分别与二级过滤单元的待过滤油入口和/或三级过滤单元的待过滤油入口连通；
滤后油加氢单元包括加氢反应区和气液分离区，多级过滤系统的滤后油出口与加氢反应区入口连通，气液分离区设置气相物料出口和加氢滤后油出口。
在本发明其中一个实施方式中，多级过滤系统包括一级过滤单元和二级过滤单元，此时，一级过滤单元的滤后油出口与二级过滤单元的待过滤油入口连通。
在本发明其中一个实施方式中，多级过滤系统包括一级过滤单元和三级过滤单元，此时，一级过滤单元的滤后油出口与三级过滤单元的待过滤油入口连通。
在本发明其中一个实施方式中，多级过滤系统包括一级过滤单元、二级过滤单元和三级过滤单元，此时，一级过滤单元的滤后油出口分别与二级过滤单元的待过滤油入口和三级过滤单元的待过滤油入口连通。
在本发明其中一个实施方式中，多级过滤系统包括一级过滤单元、二级过滤单元和三级过滤单元，此时，一级过滤单元的滤后油出口与二级过滤单元的待过滤油入口连通，二级过滤单元的滤后油出口与三级过滤单元的待过滤油入口连通。
本发明的一级过滤单元的过滤精度为一级过滤单元本身整体的过滤精度；本发明的二级过滤单元的过滤精度为二级过滤单元本身整体的过滤精度；本发明的三级过滤单元的过滤精度为三级过滤单元本身整体的过滤精度。即，为包含固体杂质的溶液通过各级过滤单元时，各级过滤单元所允许通过的最大颗粒的尺寸。
在本发明的多级过滤系统的一个实施方式中，一级过滤单元的过滤精度为0.1～25微米，优选为0.1～15微米，进一步优选为0.1～10微米。在本发明的一个实施方式中，所述一级过滤单元的过滤精度为2～25微米。在本发明的一个实施方式中，所述一级过滤单元的过滤精度为2～15微米，进一步优选为2～10微米。
在本发明的一个实施方式中，所述二级过滤单元的过滤精度为0.1～7微米，优选为1～5微米；
在本发明的一个实施方式中，所述三级过滤单元的过滤精度为0.1～1.0微米。
在本发明的一个实施方式中，二级过滤单元的过滤面积小于一级过滤单元的过滤面积，在一个实施方式中，所述二级过滤单元的过滤面积为一级过滤单元的过滤面积的1/20～1/10倍。
在本发明的一个实施方式中，三级过滤单元中的过滤器的过滤面积大于一级过滤单元中的过滤器的过滤面积。在一个实施方式中，所述三级过滤单元的过滤面积为一级过滤单元的过滤面积的1.5～20倍。
在本发明中，所述含固原料油为包含颗粒物杂质的液体烃，并不限制其来源，可以是任一加工处理过程中所得的带有颗粒物杂质的液体烃。在本发明一个实施方式中，所述含固原料油选自催化裂化重循环油、催化裂化油浆、煤焦油、煤直接液化油、煤油共炼加氢液体产物中的一种或几种。在本发明一个实施方式中，所述含固原料油选自原油来源原料和/或煤来源原料在沸腾床和/浆态床加工过程中的中间产物，如选自沸腾床液体产物、浆态床液体产物与浆态床催化剂混合物中一种或几种。
在本发明一个实施方式中，含固原料油中包括催化裂化油浆。
在现有催化裂化生产装置中，有的装置在催化裂化主分馏塔下部设置重循环油侧线抽出口，有的装置在催化裂化主分馏塔下部不设置重循环油侧线抽出口，是将催化裂化重循环油压入到塔底和油浆一起作为催化裂化油浆抽出。本发明中，所述催化裂化油浆中含有任选的催化裂化重循环油。
本发明中，所述一级过滤单元和三级过滤单元中，柔性滤材形成过滤组件的方式没有特别限定，只要可以实现过滤即可。在本发明一个实施方式中，所述柔性滤材可以形成为平面膜状、半球状、袋状等的形状，从而用于过滤组件。从过滤效率、过滤效果、滤渣的后续处理、过滤器的再生效率等角度考虑，优选为袋状。
在优选的情况下，本发明中，在所述一级过滤单元和三级过滤单元中，柔性滤材的过滤组件为无针孔滤袋的形式。
在本发明中，所述柔性滤材的无针孔滤袋采用本领域公知的方法进行制备，在其中一种实施方式中，所述柔性滤材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。在其中另一种实施方式中，所述无针孔滤袋采用直接纺织成圆筒的柔性滤材进行制备。
在优选的情况下，柔性滤材的克重为300～1000g/m2，优选为520～660g/m2。
在优选的情况下，柔性滤材的经向断裂强力为850N/5cm～9000N/5cm，优选为1000N/5cm～2400N/5cm；纬向断裂强力为1000N/5cm～11000N/5cm，优选为1200N/5cm～2600N/5cm；厚度为0.5～3.4mm；优选为0.5～3.0mm，更优选为1.8～2.9mm。
在本发明的一个实施方式中，本发明的第一过滤器和第二过滤器中的柔性滤材可以为单层(单个)，也可以为多层(两个以上)。当为多层形式时，将多层柔性滤材进行层叠而成，此时，对所层叠的层数和层之间的排列方式没有任何限制。
本发明其中一种优选的实施方式中，在一级过滤单元中，所述柔性滤材至少包括脱固层和基布层，所述基布层是将上述可制成柔性滤材的原料利用本领域公知的织造技术进行织造而得的。对所述织造技术没有任何限定，包括但不限于水刺法、热合法、湿法织造法、纺粘法、熔喷法、针刺法、缝编法、热轧法等。所述脱固层是通过例如热压法、覆膜法、热轧法等本领域公知的方法，使用上述可制成柔性滤材的原料，在基布层上形成的。本发明的脱固层和基布层可以各自独立地先后进行制备，也可以一体化地进行制备。本发明的至少包括脱固层和基布层的柔性滤材可以通过本领域公知的方法进行制备，也可以采用市售品。
在本发明其中一种优选的实施方式中，所述脱固层的孔隙率为25％～98％，所述的基布层的孔隙率为30％～40％。
在本发明其中一种优选的实施方式中，在一级过滤单元中，柔性滤材的过滤精度为2～25微米时，所述脱固层的孔隙率为50％～98％。
在本发明其中一种优选的实施方式中，在一级过滤单元中，柔性滤材的过滤精度为0.1～小于2微米时，所述脱固层的孔隙率为25％～70％。
本发明中，通过在基布层上形成脱固层，可以进一步提高过滤材质的过滤效果，延长过滤器的使用寿命。
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。
为了达到更好的过滤效果，本发明优选所述脱固层由聚四氟乙烯制成，进一步优选脱固层由具有三维空隙结构聚四氟乙烯制成。
在本发明的一个实施方式中，柔性滤材至少包括脱固层和基布层，但不限于此，可以在此基础上进行变化和衍生。例如，在本发明的脱固层和基布层基础上，在不对本发明效果造成不良影响的基础上，可以进一步包括其他层。在本发明的一个实施方式中，所述脱固层和基布层相邻设置。在本发明的一个实施方式中，柔性滤材只包含脱固层和基布层。
对于本发明的包括脱固层和基布层的柔性滤材而言，优选脱固层为表面层，即所述柔性滤材在用于第一过滤器时，待过滤含固原料油首先接触脱固层。
在本发明的一个实施方式中，由上述脱固层和上述基布层以及任选的其他层制成柔性滤材。即，柔性滤材本身可以划分为基布层、脱固层和任选的其他层。
在本发明的一个实施方式中，在上述脱固层和基布层的基础上，所述柔性滤材进一步包括里层。即本发明的柔性滤材至少包括3层，依次为脱固层、基布层和里层。
在本发明的一个实施方式中，所述里层在与脱固层相反的一侧的基布层上通过本领域公知的方法(例如针刺法或水刺法等)由细度为1～3D的纤维制成。在本发明的一个实施方式中，用于制成里层的纤维的原料可以选自上述可制成柔性滤材的原料。在本发明的一个实施方式中，用于制成里层的纤维的原料为选自聚乙烯、尼龙、涤纶、丙纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、玻璃纤维中的一种或几种；优选为选自聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、玻璃纤维中的一种或几种。
在本发明的一个实施方式中，本发明的里层优选由强度高的纤维制成，由此能进一步提高柔性滤材的强度，并且降低在长时间连续载荷作用下柔性滤材发生的塑性变形的风险，延长过滤器的运行周期，并且延长过滤器的使用寿命。
在本发明的一个实施方式中，当柔性滤材至少包括脱固层、基布层和里层时，所述脱固层和基布层与本发明上述关于脱固层和基布层的描述一致。
在本发明的一个实施方式中，在脱固层、基布层和里层基础上，在不对本发明效果造成不良影响的基础上，柔性滤材可以进一步包括其他层。在本发明的一个实施方式中，柔性滤材只包含脱固层、基布层和里层。
在本发明的一个实施方式中，由上述脱固层、基布层和里层以及任选的其他层制成柔性滤材。即，柔性滤材本身可以划分为基布层、基布层和里层以及任选的其他层。
对于本发明的包括脱固层、基布层和里层的柔性滤材而言，优选脱固层为表面层，即所述柔性滤材在用于第一过滤器时，待过滤含固原料油首先接触脱固层。
本发明的至少包括脱固层、基布层和里层的柔性滤材可以通过本领域公知的方法进行制备，也可以为市售品。
在本发明的一个实施方式中，在上述脱固层和基布层的基础上，本发明的柔性滤材还包括精度层和里层。即，本发明的柔性滤材至少包括4层，依次为脱固层、精度层、基布层和里层。
在本发明的一个实施方式中，所述精度层在脱固层和基布层之间的基布层上通过本领域公知的方法(例如针刺法或水刺法等)由细度0.2～0.3D的超细纤维制成。在本发明的一个实施方式中，用于制成精度层的超细纤维的原料可以选自上述可制成柔性滤材的原料。在本发明的一个实施方式中，用于制成精度层的超细纤维的原料为选自聚乙烯、尼龙、涤纶、丙纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、玻璃纤维中的一种或几种；优选为选自聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、玻璃纤维中的一种或几种。
在本发明的一个实施方式中，所述精度层由细度比里层的细度更小的超细纤维制成。不受任何理论限定地，本发明的发明人认为，由于这些超细纤维间相互作用，形成立体三维结构，可进一步提高柔性滤材的过滤效率及过滤精度。另一方面，通过使用细度更小的超细纤维，可以扩大表面接触面积及表面张力，使得脱固层与精度层之间、脱固层与基布层之间的结合更加牢固，避免脱落，从而进一步延长了柔性滤材的使用周期。
在本发明的一个实施方式中，当柔性滤材至少包括脱固层、精度层、基布层和里层时，所述脱固层、基布层和里层与本发明上述关于脱固层、基布层和里层的描述一致。
对于本发明的包括脱固层、精度层、基布层和里层的柔性滤材而言，优选脱固层为表面层，即所述柔性滤材在用于第一过滤器时，待过滤含固原料油首先接触脱固层。
在本发明的一个实施方式中，由上述脱固层、精度层、基布层和里层制成柔性滤材。即，柔性滤材本身可以划分为脱固层、精度层、基布层和里层。
在本发明的一个实施方式中，在不对本发明效果造成不良影响的基础上，在上述脱固层、精度层、基布层和里层的基础上，本发明的柔性滤材可以进一步任选地包括其他层。在本发明的一个实施方式中，柔性滤材只包含脱固层、精度层、基布层和里层。
本发明的至少包括脱固层、精度层、基布层和里层的柔性滤材可以通过本领域公知的方法进行制备，也可以为市售品。
在本发明的一个实施方式中，一级过滤单元中，第一过滤器的过滤组件包括在所述过滤组件上设置的由助滤剂形成的滤饼层；所述助滤剂为选自硅藻土、纤维素、珍珠岩、滑石粉、活性白土、过滤器所得滤渣、废催化裂化催化剂中的一种或多种混合物；由助滤剂形成的滤饼层的厚度为0.1～10mm。
在本发明的一个实施方式中，一级过滤单元中，在柔性滤材上设置由助滤剂形成的滤饼层的情况下，所述柔性滤材的过滤精度为3～25微米。在本发明的一个实施方式中，在柔性滤材上设置由助滤剂形成的滤饼层的情况下，所述柔性滤材的克重为300～1000g/m2。在本发明的一个实施方式中，在柔性滤材上设置由助滤剂形成的滤饼层的情况下，所述柔性滤材的厚度为0.5～3.0mm。在本发明的一个实施方式中，在柔性滤材上设置由助滤剂形成的滤饼层的情况下，所述柔性滤材的经向断裂强力为1000N/5cm～9000N/5cm，纬向断裂强力为1000N/5cm～11000N/5cm。
在本发明的一个实施方式中，在所述过滤组件上设置由助滤剂形成的滤饼层后，过滤组件的压差为0.01～0.07MPa。当压差低于0.01MPa时，无法在滤材上形成有效的助滤剂滤饼层，则无法实现优异的过滤效果或者无法延长过滤器使用寿命，当压差大于0.07MPa时，则对于过滤器的使用压差而言预留的压差上升空间减少，导致油浆过滤的有效时间缩短。
在本发明的一个实施方式中，一级过滤单元中，所述第一过滤器的过滤组件包括在上述至少包括脱固层和基布层的柔性滤材上设置由助滤剂形成的滤饼层。
在本发明的一个实施方式中，所述第一过滤器为上流式过滤器或下流式过滤器，所述第一过滤器设置含固原料油入口、滤后油出口、滤渣出口、再生介质入口。
在本发明的一个实施方式中，第一过滤器的下部设置含固原料油入口，第一过滤器的上部设置滤后油出口，第一过滤器的底部设置滤渣出口。
在本发明的一个实施方式中，一级过滤单元设置再生介质缓冲罐和分别与每个第一过滤器连通的再生介质入口管线。
在本发明中，再生介质包括淋洗油和吹扫介质。优选所述淋洗油为含固原料油和/或滤后油。在本发明的一个实施方式中，所述淋洗油选自催化裂化油浆、脱固催化裂化油浆、催化裂化重循环油、催化裂化柴油中的一种或几种。
所述吹扫介质为不活性气体和/或冲洗油。在本发明的一个实施方式中，所述冲洗油为选自滤后油、催化裂化柴油、催化裂化重循环油中的一种或几种。
在本发明的一个实施方式中，第一过滤器上部设置淋洗油入口和喷淋装置。
在本发明的一个实施方式中，第一过滤器设置吹扫介质入口。优选，在第一过滤器的顶部和/或第一过滤器的上部设置吹扫介质入口。
在本发明的一个实施方式中，第一过滤器设置助滤剂入口，一级过滤单元设置助滤剂缓冲罐，助滤剂缓冲罐分别与每个第一过滤器的助滤剂入口连通；所述助滤剂为选自硅藻土、纤维素、珍珠岩、滑石粉、活性白土、过滤器所得滤渣、废催化裂化催化剂中的一种或多种混合物；
优选所述助滤剂缓冲罐中装填有助滤剂和混合介质，所述混合介质为液体烃类。
在本发明中，所述一级过滤单元中可设置一个第一过滤器，也可以设置两个以上的第一过滤器。当设置多个第一过滤器时，本发明不限制任何连接方式。多个第一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。当设置多个第一过滤器时，可以采用多个过滤精度一致的第一过滤器，也可以采用多个过滤精度不一致的第一过滤器。
在本发明一个实施方式中，所述一级过滤单元设置至少一个过滤器组，每个过滤器组设置至少两个第一过滤器，每个第一过滤器设置含固原料油入口、滤后油出口、再生介质入口和滤渣出口，以及分别与各自出入口连通的管线；在同一个过滤器组内，每个第一过滤器的滤后油出口与同组其他的每个第一过滤器的含固原料油入口之间设置连通管线，所述连通管线上设有连通阀门。在每个过滤器组所包含的多个第一过滤器的过滤精度的数量级一致。
在本发明的一个实施方式中，本发明的二级过滤单元中包括具有驱动机构的自动反冲洗的过滤装置。该自动反冲洗的过滤装置可以为本领域中公知的具有驱动机构的自动反冲洗的过滤装置。在本发明的一个实施方式中，所述过滤装置包括圆筒状壳体、圆筒状滤网、卸渣机构、冲洗油入口、滤渣出口，所述卸渣机构设置在圆筒状滤网的内侧并与驱动机构连接。在本发明的一个实施方式中，所述过滤装置能够通过监控压差，自动进行滤网的反冲洗。具体而言，启动反冲洗时，通过电机驱动位于滤网内侧的卸渣机构进行旋转，旋转着的卸渣机构内部通过管线连通外部低压罐，冲洗油通过卸渣机构与滤网局部接触部位进入到卸渣机构的低压区，利用冲洗油对滤网进行反冲洗。由于卸渣机构是旋转着的，每旋转一圈即完成对全滤网的反冲洗再生。
在本发明中，对于所述二级过滤单元中的过滤装置的滤网的材料，没有任何限定，可以使用本领域中公知的可作为滤网的材料。作为所述滤网的材料，可以为选自聚丙烯、聚乙烯、尼龙、涤纶、丙纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、玻璃纤维中的至少一种材料。本发明中，所述二级过滤单元的过滤精度小于一级过滤单元的过滤精度。在本发明的一个实施方式中，所述二级过滤单元的过滤精度为0.1～7微米，优选为1～5微米。
本发明的多级过滤系统中，所述三级过滤单元中包括至少一个第二过滤器。所述三级过滤单元中的第二过滤器可以使用本领域公知的过滤器，只要该三级过滤单元的过滤精度小于一级过滤单元的过滤精度且小于二级过滤单元的过滤精度即可。
在本发明的一个实施方式中，所述第二过滤器为上流式过滤器或下流式过滤器，所述第二过滤器设置待过滤油入口、滤后油出口、滤渣出口、再生介质入口。
在本发明的一个实施方式中，在所述第二过滤器中设置柔性滤材的无针孔滤袋，优选所述柔性滤材的孔隙率为85％～98％，克重为300～1000g/m2。
在本发明的一个实施方式中，第二过滤器的柔性滤材的厚度为0.5～3.0mm，经向断裂强力为1000N/5cm～9000N/5cm，纬向断裂强力为1000N/5cm～11000N/5cm。
在本发明一个实施方式中，多级过滤系统包括控制系统，控制系统包括在线压差监测模块、过滤器控制模块和再生控制模块。在线压差监测模块用于监测在线过滤器的压差。过滤器控制模块用于控制单个过滤器切入和切出过滤系统。再生控制模块用于控制过滤器的再生过程，当过滤器压差达到设定压差时进行再生，所述的再生过程为通过采用反吹扫和/或淋洗油喷淋的方式去除无针孔滤袋上的滤饼颗粒物。
本发明提供的多级过滤系统中，在第一过滤器和第二过滤器中采用了柔性滤材的过滤组件，其中一种实施方式为无针孔滤袋。优选的柔性滤材具有优异的化学稳定性、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。另外，本发明中，通过采用柔性滤材的过滤组件，克服了硬质过滤材质易被细小固体颗粒物卡住的缺点，提高过滤效率并延长了过滤器的运行周期，并且降低过滤器的磨损，有效延长了过滤器的使用寿命。此外，本发明提供的一级过滤单元，具有卸渣方便，再生性能好的特点。本发明在一级单元的下游设置二级过滤单元和/或三级过滤单元中，进一步提高了多级过滤系统整体的过滤精度。
当含固原料油中包括催化裂化油浆时，本发明提供的一级过滤单元，由于采用了所述的柔性滤材，克服了易于被油浆中沥青质和胶质吸附于其上并黏附、结焦、堵塞的缺点，提高了过滤效率。
在本发明的一个实施方式中，滤后油加氢单元包括加氢反应区和气液分离区，滤后油出口与加氢反应区入口连通；所述的加氢反应区设置选自固定床反应器、浆态床反应器、沸腾床反应器中的一种或几种反应器，加氢反应区出口与气液分离区入口连通；气液分离区设置气体出口和加氢滤后油出口。
在本发明的一个实施方式中，加氢反应区内设置至少一个固定床反应器。
在本发明一个实施方式中，滤后油加氢单元的加氢反应区设置任选的重油原料入口。
在本发明中，“任选的”的含义是可选组分的意思。例如，滤后油加氢单元设置任选的重油原料入口，是指滤后油加氢单元可以设置重油原料入口也可以不设置重油原料入口。
在本发明中，所述重油原料为选自渣油、直馏蜡油、焦化蜡油、催化裂化重循环油、催化裂化柴油、煤焦油中的一种或几种混合油。
在本发明的一个实施方式中，所述的加氢反应区的固定床反应器内依次级配装填加氢保护剂、加氢脱金属剂和/或加氢处理剂。
在本发明的一个实施方式中，加氢反应区的固定床反应器内依次装填加氢保护剂、加氢脱金属剂或加氢处理剂，以固定床反应器内整体催化剂为基准，加氢保护剂的装填体积分数为5％～90％，加氢脱金属剂或加氢处理剂的装填体积分数为5％～90％。
在本发明的一个实施方式中，加氢反应区的固定床反应器内依次装填加氢保护剂、加氢脱金属剂和加氢处理剂，以固定床反应器内整体催化剂为基准，加氢保护剂的装填体积分数为10％～70％，加氢脱金属剂的装填体积分数为10％～60％，加氢处理剂的装填体积分数为20％～80％。
所述加氢保护催化剂、所述加氢脱金属剂、所述加氢处理剂各自装填一种或多种。在本发明中，所述加氢保护剂、加氢脱金属剂和/或加氢处理剂的级配情况可根据催化剂的孔结构、活性、原料性质、操作条件等情况进行优化。在本发明中，所述的加氢保护剂、加氢脱金属剂和加氢处理剂可以采用本领域常见的加氢保护剂、加氢脱金属剂和加氢处理剂。例如，所述的加氢保护剂、加氢脱金属剂和加氢处理剂的活性组分可以为选自第VIB族和/或第VIII族非贵金属，优选镍-钨、镍-钨-钴、镍-钼或钴-钼的组合；其载体为选自氧化铝、氧化硅或氧化钛中的一种或几种。载体中可加入磷、硼或氟等元素进行改性。催化剂的形状呈挤出物或球形，其直径为0.5～50.0mm，堆密度为0.3～1.2g/cm3，比表面积为50～300m2/g。例如加氢保护剂、加氢脱金属剂、加氢处理剂可以分别采用中国石化石油化工科学研究院开发的RG系列、RUF系列、RDM系列、RMS系列、RCS系列商业催化剂。
本发明还提供一种处理含固原料油的方法，采用上述任一系统，包括：
(1)含固原料油进入多级过滤系统，经过包括一级过滤单元和、二级过滤单元和/或三级过滤单元进行过滤后，得到滤后油和滤渣；
(2)滤后油与任选的重油原料一起进入滤后油加氢单元，在氢气的作用下与加氢催化剂接触进行反应，反应流出物经分离后得到加氢滤后油。
在本发明的一个实施方式中，含固原料油通过与一级过滤单元连通的含固原料油入口管线进入具有柔性滤材的无针孔滤袋的第一过滤器中进行过滤，滤后油从滤后油出口管线抽出，进入二级过滤单元和/或三级过滤单元进行再次过滤得到滤后油和滤渣；
所述二级过滤单元中设置具有驱动机构的自动反冲洗的过滤装置；
所述三级过滤单元中设置至少一个具有柔性滤材的无针孔滤袋的第二过滤器。
在本发明中，所述含固原料油为包含颗粒物杂质的液体烃。在本发明一个实施方式中，所述含固原料油选自催化裂化重循环油、催化裂化油浆、煤焦油、煤直接液化油、煤油共炼加氢液体产物中的一种或几种。在本发明一个实施方式中，所述含固原料油为原油来源原料和/或煤来源原料在沸腾床和/浆态床加工过程中的中间产物，如选自沸腾床液体产物、浆态床液体产物与浆态床催化剂混合物中一种或几种。在本发明一个实施方式中，含固原料油中包括催化裂化油浆。
在本发明的一个实施方式中，一级过滤单元的第一过滤器中过滤温度为30～250℃，优选为50～240℃，更优选为60～180℃。
在本发明的一个实施方式中，一级过滤单元的第一过滤器使用中的压差为0.01～0.5MPa。在本发明的一个实施方式中，使用压差的下限可以为0.02MPa、0.04MPa；使用压差的上限可以为0.4MPa、0.30MPa。当使用压差低于0.01MPa时，所过滤的含固原料油无法在滤材上形成有效的滤饼，则无法实现优异的过滤效果。另一方面，当使用压差高于0.5MPa，则对柔性滤材造成损害，导致柔性滤材在以后的过滤中效率降低，使用寿命缩减。
在本发明的一个实施方式中，使用后的第一过滤器的再生方法为淋洗油在柔性滤材形成滤饼的表面进行喷淋和/或采用吹扫介质进行反吹扫。
所述淋洗油为选自含固原料油和/或滤后油。在本发明的一个实施方式中，所述淋洗油选自催化裂化油浆、脱固催化裂化油浆、催化裂化重循环油、催化裂化柴油中的一种或几种。
所述吹扫介质为不活性气体和/或冲洗油。在本发明中，所述的不活性气体为对过滤体系中的含固原料油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。在本发明的一个实施方式中，所述的冲洗油为选自滤后油、催化裂化重循环油、催化裂化柴油中的一种或几种。
在本发明的一个实施方式中，在一级过滤单元进行过滤时，包括以下步骤：
(1)过滤步骤：使含固原料油进入至少一个第一过滤器中；
(2)控制步骤：使在线压差监测模块监测在线第一过滤器的压差，使过滤器控制模块控制第一过滤器切入和切出过滤系统，使再生控制模块控制过滤器的再生过程；和
(3)再生步骤：采用淋洗油在柔性滤材形成滤饼的表面进行喷淋和/或采用吹扫介质进行反吹扫。
当在线压差监测模块监测到在线第一过滤器的压差达到设定值I时，通过过滤器控制模块将压差达到设定值I的在线第一过滤器切出过滤系统，通过再生控制模块用淋洗油和/或吹扫介质对切出过滤系统的第一过滤器进行卸渣和反吹扫；所述设定值I在0.01～0.5MPa的范围。
在本发明的一个实施方式中，当一级过滤单元设置至少两个第一过滤器时，当在线压差监测模块监测到在线第一过滤器的压差达到设定值I时，通过过滤器控制模块将非在线的第一过滤器切入过滤系统，进行上述过滤步骤，并将压差达到设定值I的第一在线过滤器切出过滤系统，通过再生控制模块用淋洗油和/或吹扫介质对切出过滤系统的第一过滤器进行卸渣和反吹扫。
在本发明的一个实施方式中，在一级过滤单元，在(1)过滤步骤之前，具有(1-1)滤饼层形成步骤：使助滤剂进入过滤器，以在过滤器的过滤组件上形成助滤剂滤饼层；所述助滤剂为选自硅藻土、纤维素、珍珠岩、滑石粉、活性白土、过滤器所得滤渣、废催化裂化催化剂中的一种或多种混合物；
在线压差监测模块监测到滤饼层形成步骤中的第一过滤器的压差达到设定值II时，通过过滤器控制模块将该形成了滤饼层的第一过滤器切入过滤系统进行(1)过滤步骤，所述设定值II在0.01～0.07MPa的范围。
在本发明的一个实施方式中，滤饼层形成步骤中，当压差低于0.01MPa时，所无法在滤材上形成有效的助滤剂滤饼，则无法实现优异的过滤效果，当压差大于0.07MPa时，则对于过滤器的使用压差而言预留的压差上升空间减少，导致含固原料油过滤的有效时间缩短。在本发明的一个实施方式中，所述助滤剂为选自硅藻土、纤维素、珍珠岩、滑石粉、活性白土、过滤器所得滤渣、废催化裂化催化剂中的一种或多种混合物。在本发明的一个实施方式中，通过监控过滤器压差以控制助滤剂滤饼层的厚度。在本发明的一个实施方式中，使滤后油的至少一部分返回助滤剂缓冲罐。
当多级过滤系统的一级过滤单元中设置一个第一过滤器时，优选采用过滤模式和再生模式交替进行的方式进行操作。
当多级过滤系统的一级过滤单元设置多个第一过滤器时，优选采用在线第一过滤器和备用第一过滤器轮流切换的方式进行操作。当在线第一过滤器的压差达到或高于压差设定值时，可以将备用的第一过滤器切入过滤系统，并将在线第一过滤器切出过滤系统，对其进行再生。以液体混合物排出的滤渣具有良好的流动性，可以根据工艺的需求直接排放到过滤系统外，或回到工艺中重复使用；也可以在第一过滤器对滤饼稳定、干燥，并直接以完全固体化的滤渣形式排出过滤系统。
本发明采用上述反复交替的在线第一过滤器操作模式，可使整个多级过滤系统有效地连续运行，保证了整个多级过滤系统的长期稳定运行的运转周期。
在本发明中，多级过滤系统的三级过滤单元中设置一个或多个第二过滤器，优选第二过滤器中过滤温度为30～250℃，更优选为60～180℃。
在本发明的一个实施方式中，第二过滤器不进行任何再生步骤。第二过滤器采用内进外出的过滤模式，将杂质完全置于第二过滤器内部。
本发明在一级单元的下游设置二级过滤单元和/或三级过滤单元中，进一步提高了多级过滤系统整体的过滤精度。
在本发明的一个实施方式中，来自多级过滤系统的滤后油与任选的重油原料进入滤后油加氢单元的加氢反应区，在含氢气体存在下，与加氢催化剂接触进行反应，脱除了滤后油中的大部分硫化合物，芳烃进行了部分饱和，沥青质和胶质同时也进行了加氢转化，其反应流出物进入气液分离区进行气液分离，得到气体物流和加氢滤后油。
在本发明的一个实施方式中，所述重油原料为选自渣油、直馏蜡油、焦化蜡油、催化裂化重循环油、催化裂化柴油、煤焦油中的一种或几种混合油。
在本发明一个实施方式中，滤后油加氢单元的反应条件为：反应温度100～400℃，反应压力1.0～20.0MPa，氢油体积比为10～1000，液时体积空速0.10～10.0h-1；优选的反应条件为：反应温度200～380℃，反应压力2.0～16.0MPa，氢油体积比为50～500，液时体积空速0.2～5.0h-1。
在本发明中，气液分离区的分离条件为本领域技术人员公知，气液分离区中的分离压力为系统压力，即分离区的压力与所述加氢反应区的压力相同。
在本发明一个实施方式中，进入加氢反应区的含氢气体的氢气含量为20体积％～100体积％。优选，所述进入加氢反应区的含氢气体选自催化裂化干气、焦化干气、加氢装置低分气、氢气中一种或几种。
本发明提供一种加氢滤后油的用途，采用上述任一系统，含固原料油中包括催化裂化油浆时，所得的加氢滤后油用于选自催化裂化原料、延迟焦化原料、低硫船用燃料油的调合组分中的一种或几种用途。
与现有技术相比，本发明提供的处理含固原料油的系统和方法，有效解决了含固原料油在过滤时脱除掉固体颗粒物效率低、成本高的问题。并且，在提高了过滤效率同时，有效延长了多级过滤系统的运行周期。
通过含固原料油脱除固体颗粒物后，再进入加氢单元，有利于保证固定床加氢反应器的长运行周期。在滤出油加氢单元可以脱除掉原料油中大部分硫并适当增加氢含量，所得加氢滤出油可以作为后续处理装置的原料，也可以作为低硫燃料油的调合组分。
此外，当含固原料油中包括催化裂化油浆时，本发明可以有效利用油浆的全馏分，所得的加氢滤后油即可作为催化裂化装置的原料，也可作为延迟焦化装置的原料，还可作为低硫船用燃料油的调合组分，使得重油低成本转化为更多高价值产品。
附图说明
图1是本发明提供的处理含固原料油的其中一个实施方式的示意图。
图2是本发明提供的多级过滤系统中一级过滤单元其中一个实施方式的示意图。
图3是本发明提供的多级过滤系统中一级过滤单元其中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是本发明提供的处理含固原料油的系统其中一个实施方式的示意图。
如图1所示，多级过滤系统包括一级过滤单元1和、二级过滤单元2和/或三级过滤单元3；所述一级过滤单元1中设置至少一个第一过滤器；所述二级过滤单元2中设置具有驱动机构的自动反冲洗的过滤装置；所述三级过滤单元3中设置至少一个第二过滤器。
一级过滤单元1设置含固原料油入口管线5和滤渣出口管线11，一级过滤单元1的滤后油出口管线6与第二过滤单元2的待过滤油入口连通，一级过滤单元1的滤后油出口管线7与第三过滤单元3的待过滤油入口连通。二级过滤单元2设置滤渣出口管线12和滤后油出口管线8，二级过滤单元2的滤后油出口经管线10与三级过滤单元3的待过滤油入口连通。第三过滤单元设置滤后油出口管线9。
滤后油加氢单元4设置含氢气体入口管线13、滤后油入口管线14、气体物流出口管线15和加氢滤后油出口管线16。滤后油入口管线14与滤后油出口管线8和滤后油出口管线9连通，含氢气体入口管线13与滤后油入口管线14连通。
图2是本发明提供的多级油浆预过滤系统一级过滤单元设置单个第一过滤器的示意图，如图2所示，一级过滤单元中设置第一过滤器1，与第一过滤器1连通的含固原料油入口管线3、滤后油出口管线4和滤渣排出管线5。所述第一过滤器1中设置柔性滤材的无针孔滤袋2，在第一过滤器1的下部设置含固原料油入口，在第一过滤器1的上部设置滤后油出口，在第一过滤器1的底部设置滤渣出口。在第一过滤器1顶部和上部设置再生介质入口，并与再生介质入口管线6连通。
图3是本发明提供的多级过滤系统中一级过滤单元中设置两个第一过滤器的实施方式的示意图。如图3所示，所述油浆过滤单元中设置第一过滤器1、第一过滤器3，与第一过滤器1连通的含固原料油入口管线5、滤后油出口管线7和滤渣排出管线9；与第一过滤器3连通的含固原料油入口管线6、滤后油出口管线8、和滤渣排出管线10。所述第一过滤器1中设置柔性滤材的无针孔滤袋2；所述第一过滤器3中设置柔性滤材的无针孔滤袋4。在第一过滤器1顶部设置再生介质入口，并与再生介质入口管线11连通；第一过滤器1的上部设置再生介质入口，并与再生介质入口管线13连通。在第一过滤器3顶部设置再生介质入口，并与再生介质入口管线12连通；第一过滤器3的上部设置再生介质入口，并与再生介质入口管线14连通。在第一过滤器1的滤后油出口和第一过滤器3的待过滤油入口之间设置连通管线15。
采用如图3所示的一级过滤单元进行过滤时，第一过滤器1和第一过滤器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，第一过滤器1在线过滤时，第一过滤器3同时进行再生、备用或者过滤状态；或者第一过滤器3在线过滤时，第一过滤器1同时进行再生、备用或者过滤状态。
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。
实施例中滤出油加氢单元在双管反应器中试装置上进行，加氢保护剂、加氢脱金属催化剂、加氢处理剂的商品牌号分别为RG-30A、RG-30B、RDM-35、RMS-30、RCS-30，均由中国石化催化剂分公司长岭催化剂厂生产。
实施例1
采用图1所示的处理系统，其中多级过滤系统中设置一级过滤单元、二级过滤单元和三级过滤单元，一级过滤单元的滤后油出口与二级过滤单元的入口连通，二级过滤单元的滤后油出口与三级过滤单元的入口连通，滤后油和含氢气体混合后进入滤后油加氢单元的加氢反应器，其反应产物进入气液分离区分离出气体和加氢滤后油。
在一级过滤单元中设置如图2所示的单个第一过滤器，所述第一过滤器中设置柔性滤材I的无针孔滤袋，具体的性质参数如表1所示。在二级过滤单元中设置具有驱动机构的自动反冲洗的过滤装置，过滤材质的过滤精度为1.5微米，过滤面积是第一过滤器的过滤面积的1/20倍。在三级过滤单元中设置单个第二过滤器，所述第二过滤器中设置柔性滤材II的无针孔滤袋，具体的性质参数如表1所示。第二过滤器过滤面积是第一过滤器的过滤面积的4.5倍。
实施例1要处理的含固原料油性质见表4，油浆A为催化裂化油浆，进入多级过滤系统进行过滤，油浆A进入一级过滤单元在第一过滤器中进行过滤，所得滤后油依次进入二级过滤单元和三级过滤单元进行过滤，得到最终的滤后油。第一过滤器的过滤温度100℃、过滤设定到压差0.12MPa进行再生，采用用油浆A喷淋滤饼表面和同时用100℃氮气进行反吹的再生方式。监测二级过滤单元进出口的过滤压差，通过电机驱动启动卸渣机构，旋转一圈，耗时3s。第二过滤器的过滤温度80℃，不进行反吹。
所得滤后油进入滤后油加氢单元的固定床反应器中进行加氢，固定床加氢反应器中催化剂的装填情况见表8，加氢工艺条件如表9所示，产物性质如表10所示。
表1
实施例2
多级油浆过滤系统设置一级过滤单元和三级过滤单元，一级过滤单元的滤后油出口与三级过滤单元的入口连通。在一级过滤单元中设置如图3所示的两个第一过滤器，所述第一过滤器中设置柔性滤材I的无针孔滤袋，具体的性质参数如表2所示。在三级过滤单元中设置单个第二过滤器，所述第二过滤器中设置柔性滤材II的无针孔滤袋，具体的性质参数如表2所示。第二过滤器的过滤面积是第一过滤器的过滤面积的6倍。滤后油和含氢气体混合后进入滤后油加氢单元的加氢反应器，其反应产物进入气液分离区分离出气体和加氢滤后油。
实施例2要处理的含固原料油性质见表4，油浆B为催化裂化油浆，进入多级过滤系统进行过滤，油浆B进入一级过滤单元在第一过滤器中进行过滤，所得滤后油进入三级过滤单元的第二过滤器中进行过滤，得到最终的滤后油。第一过滤器的过滤温度140℃、过滤设定到压差0.20MPa进行再生，采用滤后油喷淋滤饼表面和同时用140℃氮气进行反吹的再生方式。第二过滤器的过滤温度120℃，不进行反吹。
所得滤后油进入滤后油加氢单元的固定床反应器中进行加氢，固定床加氢反应器中催化剂的装填情况见表8，加氢工艺条件如表9所示，产物性质如表10所示。
表2
实施例3
多级过滤系统设置一级过滤单元、二级过滤单元和三级过滤单元，一级过滤单元的滤后油出口与二级过滤单元的入口连通，二级过滤单元的滤后油出口与三级过滤单元的入口连通。
在一级过滤单元中设置如图3所示的两个第一过滤器，所述第一过滤器中设置柔性滤材I的无针孔滤袋，具体的性质参数如表3所示。在二级过滤单元中设置具有驱动机构的自动反冲洗的过滤装置，过滤材质的过滤精度为1微米，过滤面积是第一过滤器的过滤面积的1/15倍。在三级过滤单元中设置单个第二过滤器，所述第二过滤器中设置柔性滤材II的无针孔滤袋，具体的性质参数如表3所示。第二过滤器的过滤面积是第一过滤器的过滤面积的8倍。
实施例3要处理的含固原料油性质见表4，油浆C为催化裂化油浆，进入多级过滤系统进行过滤，油浆C进入一级过滤单元在第一过滤器中进行过滤，所得滤后油依次进入二级过滤单元、三级过滤单元的第二过滤器中进行过滤，得到最终的滤后油。第一过滤器的过滤温度200℃、过滤设定到压差0.30MPa进行再生，采用催化裂化重循环油喷淋滤饼表面和同时用200℃氮气进行反吹的再生方式。监测二级过滤单元进出口的过滤压差，通过电机驱动启动卸渣机构，旋转一圈，耗时3s。第二过滤器的过滤温度160℃，不进行反吹。
所得滤后油进入滤后油加氢单元的固定床反应器中进行加氢，固定床加氢反应器中催化剂的装填情况见表8，加氢工艺条件如表9所示，产物性质如表10所示。
表3
表4
| 油浆A | 油浆B | 油浆C | |
| 密度(g/cm3) | 1.126 | 1.115 | 1.158 |
| 100℃黏度(mm2/s) | 39 | 28 | 75 |
| 50℃黏度(mm2/s) | 4100 | 2000 | 6800 |
| 硫，重量％ | 1.46 | 0.86 | 0.52 |
| 氢含量，重量％ | 6.55 | 7.23 | 6.98 |
| 固体颗粒物含量(μg/g) | 2352 | 3520 | 11200 |
实施例4
多级过滤系统设置一级过滤单元和二级过滤单元，一级过滤单元的滤后油出口与二级过滤单元的入口连通。
在一级过滤单元中设置如图3所示的两个第一过滤器，所述第一过滤器中设置柔性滤材I的无针孔滤袋。所述柔性滤材I的具体的性质参数如表5所示。在二级过滤单元中设置具有驱动机构的自动反冲洗的过滤装置，过滤材质的过滤精度为2微米，过滤面积是第一过滤器的过滤面积的1/15倍。
待过滤的煤焦油性质如表7所示，在实施例4中，煤焦油A进入多级过滤系统中进行过滤。煤焦油A进入一级过滤单元在第一过滤器中进行过滤，所得滤后油进入二级过滤单元进行过滤，得到最终的滤后油。第一过滤器的过滤温度70℃、过滤设定到压差0.3MPa，切换在线第一过滤器，切换出过滤系统的第一过滤器采用煤焦油喷淋滤饼表面同时用氮气进行反吹的再生方式，采用常温氮气进行反吹。监测二级过滤单元进出口的过滤压差，通过电机驱动启动卸渣机构，旋转一圈，耗时3s。
滤后煤焦油进入滤后油加氢单元的固定床反应器中进行加氢，固定床加氢反应器中催化剂的装填情况见表8，加氢工艺条件如表9所示，产物性质如表10所示。
表5
实施例5
多级油浆过滤系统设置一级过滤单元和三级过滤单元，一级过滤单元的滤后油出口与三级过滤单元的入口连通。
在一级过滤单元中设置如图3所示的两个第一过滤器，所述第一过滤器中设置柔性滤材I的无针孔滤袋，其具体的性质参数如表6所示。在三级过滤单元中设置两个第二过滤器，所述第二过滤器中设置柔性滤材II的无针孔滤袋，具体的性质参数如表6所示。
第二过滤器的过滤面积是第一过滤器的过滤面积的5倍。
在实施例5中，煤焦油B在多级过滤系统进行过滤。助滤剂和滤后油通过脱固原料油入口管线加入第一过滤器中，所述助滤剂为第一过滤器所得的滤渣，当柔性滤材的无针孔滤袋的表面形成滤饼后，停止助滤剂的加入。煤焦油B通过脱固原料油入口管线进入上述的形成滤饼的第一过滤器中进行过滤，所得滤后油进入三级过滤单元进行过滤，得到最终的滤后油。
助滤剂在形成滤饼时，第一过滤器的温度为90℃，当过滤器的压差为0.05MPa时，停止注入助滤剂。所形成的滤饼厚度为3-5mm。
煤焦油B进行过滤时，在线第一过滤器的过滤温度90℃，过滤设定到压差0.35MPa，切出过滤系统进行再生。再生方式采用90℃氮气进行反吹。第二过滤器的过滤温度80℃，不进行反吹。
滤后煤焦油进入滤后油加氢单元的固定床反应器中进行加氢，固定床加氢反应器中催化剂的装填情况见表8，加氢工艺条件如表9所示，产物性质如表10所示。
从表10的数据可以看出，催化裂化油浆经过本发明提供的方法进行处理后，得到固体颗粒物含量低、硫含量低、氢含量高的加氢滤后油，所得加氢滤后油既可以作为催化裂化装置原料，也可以作为延迟焦化原料，还可以作为低硫船用燃料油的调合组分。
此外，多级过滤系统脱除了煤焦油中大部分固体颗粒物，滤后油加氢单元脱除了滤后油中大部分的硫，同时脱除掉剩余的固体颗粒物，所得加氢滤后油既可以作为其他处理过程的原料，可以作为低硫船用燃料油的调合组分。
并且，本发明提供的系统，运行周期长，成本低，环保性好。
表6
表7
| 煤焦油A | 煤焦油B | |
| 密度(g/cm3) | 1.21 | 1.29 |
| 100℃黏度(mm2/s) | 3.0 | 3.6 |
| 硫，重量％ | 0.13 | 0.22 |
| 固体颗粒物含量(μg/g) | 5900 | 9200 |
表8固定床加氢反应器催化剂级配装填
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| RG-30A | 50 | 10 | |||
| RG-30B | 20 | 30 | 20 | 50 | |
| RDM-35 | 50 | 30 | 20 | 30 | 30 |
| RMS-30 | 30 | 20 | 20 | ||
| RCS-30 | 20 | 50 | 20 | ||
| R1合计/ml | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
表9
| 工艺条件 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 反应温度，℃ | 380 | 380 | 380 | 360 | 380 |
| 总压力，MPa | 16.0 | 12.0 | 16.0 | 10.0 | 12.0 |
| 氢分压，MPa | 16.0 | 12.0 | 16.0 | 10.0 | 12.0 |
| 氢油比(体积) | 700 | 600 | 700 | 200 | 300 |
| 液时空速，hr-1 | 1.5 | 1.0 | 0.5 | 3.0 | 1.5 |
表10
Claims (44)
1.一种处理含固原料油的系统，包括多级过滤系统和滤后油加氢单元；
所述多级过滤系统包括一级过滤单元和、二级过滤单元和/或三级过滤单元；
所述一级过滤单元包括至少一个第一过滤器；以及分别与每个第一过滤器连通的含固原料油入口管线、滤后油出口管线、滤渣排出管线，所述第一过滤器中具有至少一个柔性滤材的过滤组件，所述柔性滤材选自聚乙烯、丙纶、尼龙、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、涤纶、玻璃纤维中的一种或几种；柔性滤材的克重为300~1000g/m2，经向断裂强力为850N/5cm~9000N/5cm，纬向断裂强力为1000N/5cm~11000N/5cm，厚度为0.5~3.4mm，所述一级过滤单元中，柔性滤材至少包括脱固层和基布层，所述脱固层的孔隙率为25%~98%，所述基布层的孔隙率为30%~40%，所述基布层由聚四氟乙烯和/或聚苯硫醚制成；
一级过滤单元设置再生介质缓冲罐和分别与每个第一过滤器连通的再生介质入口管线，再生介质包括淋洗油和吹扫介质，第一过滤器上部设置淋洗油入口和喷淋装置，在第一过滤器的顶部和/或第一过滤器的上部设置吹扫介质入口；
所述二级过滤单元包括具有驱动机构的自动反冲洗的过滤装置；
所述三级过滤单元包括至少一个第二过滤器；以及分别与每个第二过滤器连通的待过滤油入口管线、滤后油出口管线、滤渣排出管线，所述第二过滤器中具有至少一个柔性滤材的过滤组件，所述柔性滤材选自聚乙烯、丙纶、尼龙、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、涤纶、玻璃纤维中的一种或几种；
一级过滤单元的过滤精度为0.1~25微米，二级过滤单元的过滤精度小于一级过滤单元的过滤精度，二级过滤单元的过滤精度为0.1~7微米，三级过滤单元的过滤精度小于一级过滤单元的过滤精度且小于二级过滤单元的过滤精度，三级过滤单元的过滤精度为0.1~1.0微米；
一级过滤单元的滤后油出口分别与二级过滤单元的待过滤油入口和/或三级过滤单元的待过滤油入口连通；
滤后油加氢单元包括加氢反应区和气液分离区，多级过滤系统的滤后油出口与加氢反应区入口连通，气液分离区设置气相物料出口和加氢滤后油出口。
2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，多级过滤系统包括一级过滤单元和二级过滤单元时，一级过滤单元的滤后油出口与二级过滤单元的待过滤油入口连通；或者
多级过滤系统包括一级过滤单元和三级过滤单元时，一级过滤单元的滤后油出口与三级过滤单元的待过滤油入口连通；或者
多级过滤系统包括一级过滤单元、二级过滤单元和三级过滤单元时，一级过滤单元的滤后油出口分别与二级过滤单元的待过滤油入口和三级过滤单元的待过滤油入口连通；或者
多级过滤系统包括一级过滤单元、二级过滤单元和三级过滤单元时，一级过滤单元的滤后油出口与二级过滤单元的待过滤油入口连通，二级过滤单元的滤后油出口与三级过滤单元的待过滤油入口连通。
3.按照权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述一级过滤单元的过滤精度为2~15微米；
所述二级过滤单元的过滤精度为1~5微米。
4.按照权利要求3所述的系统，其特征在于，所述一级过滤单元的过滤精度为2~10微米。
5.按照权利要求1或2所述的系统，其特征在于，二级过滤单元的过滤面积为一级过滤单元的过滤面积的1/20~1/10倍；三级过滤单元的过滤面积为一级过滤单元的过滤面积的1.5~20倍。
6.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级过滤单元和三级过滤单元中，所述柔性滤材的过滤组件为无针孔滤袋的形式。
7.按照权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无针孔滤袋采用缝合工艺进行制备，其缝合孔隙用酸性密封胶材料进行密封。
8.按照权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无针孔滤袋采用直接纺织成圆筒的柔性滤材进行制备。
9.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三级过滤单元中，柔性滤材的克重为300~1000g/m2，经向断裂强力为850N/5cm~9000N/5cm，纬向断裂强力为1000N/5cm~11000N/5cm，厚度为0.5~3.4mm。
10.按照权利要求1或9所述的系统，其特征在于，一级过滤单元和三级过滤单元中，柔性滤材的克重为520~660g/m2；经向断裂强力为1000N/5cm~2400N/5cm，纬向断裂强力为1200N/5cm~2600N/5cm；厚度为0.5~3.0mm。
11.按照权利要求10所述的系统，其特征在于，一级过滤单元和三级过滤单元中，柔性滤材的厚度为1.8~2.9mm。
12.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级过滤单元中，柔性滤材的过滤精度为2~25微米时，所述脱固层的孔隙率为50%~98%；
柔性滤材的过滤精度为0.1~小于2微米时，所述脱固层的孔隙率为25%~70%。
13.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱固层由聚四氟乙烯制成。
14.按照权利要求13所述的系统，其特征在于，脱固层由具有三维空隙结构聚四氟乙烯制成。
15.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，一级过滤单元和三级过滤单元中，所述柔性滤材至少包括脱固层、基布层和里层，所述里层位于与脱固层相反的一侧的基布层上，由细度为1~3D的纤维制成。
16.按照权利要求15所述的系统，其特征在于，一级过滤单元和三级过滤单元中，制成所述里层的纤维的原料为选自聚乙烯、尼龙、涤纶、丙纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、玻璃纤维中的一种或几种。
17.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一过滤器为上流式过滤器或下流式过滤器，所述第一过滤器设置含固原料油入口、滤后油出口、滤渣出口、再生介质入口；
所述第二过滤器为上流式过滤器或下流式过滤器，所述第二过滤器设置待过滤油入口、滤后油出口、滤渣出口、再生介质入口。
18.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，第一过滤器的过滤组件包括在所述过滤组件上设置的由助滤剂形成的滤饼层；所述助滤剂为选自硅藻土、纤维素、珍珠岩、滑石粉、活性白土、过滤器所得滤渣、废催化裂化催化剂中的一种或多种混合物；由助滤剂形成的滤饼层的厚度为0.1~10mm。
19.按照权利要求18所述的系统，其特征在于，第一过滤器设置助滤剂入口，一级过滤单元设置助滤剂缓冲罐，助滤剂缓冲罐分别与每个第一过滤器的助滤剂入口连通。
20.按照权利要求19所述的系统，其特征在于，所述助滤剂缓冲罐中装填有助滤剂和混合介质，所述混合介质为液体烃类。
21.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述淋洗油为含固原料油和/或滤后油；
所述吹扫介质为不活性气体和/或冲洗油。
22.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级过滤单元设置至少一个过滤器组，每个过滤器组设置至少两个第一过滤器，每个第一过滤器设置含固原料油入口、滤后油出口、再生介质入口和滤渣出口，以及分别与各自出入口连通的管线；在同一个过滤器组内，每个第一过滤器的滤后油出口与同组其他的每个第一过滤器的含固原料油入口之间设置连通管线，所述连通管线上设有连通阀门；每个过滤器组所包含的多个第一过滤器的过滤精度的数量级一致。
23.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述二级过滤单元中设置具有驱动机构的自动反冲洗的过滤装置；所述过滤装置包括圆筒状壳体、圆筒状滤网、卸渣机构、冲洗油入口、滤渣出口，所述卸渣机构设置在圆筒状滤网的内侧并与驱动机构连接。
24.按照权利要求1或22所述的系统，其特征在于，所述多级过滤系统包括控制系统；
所述控制系统包括在线压差监测模块、过滤器控制模块和再生控制模块，所述在线压差监测模块用于监测在线使用过滤器的压差，所述过滤器控制模块用于控制单个过滤器切入和切出过滤系统，所述再生控制模块用于控制过滤器的再生过程。
25.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，滤后油加氢单元的加氢反应区设置任选的重油原料入口；加氢反应区内设置选自固定床反应器、浆态床反应器、沸腾床反应器中的一种或几种反应器。
26.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，加氢反应区内设置至少一个固定床反应器。
27.按照权利要求25所述的系统，所述的加氢反应区的固定床反应器内依次级配装填加氢保护剂、加氢脱金属剂和/或加氢处理剂。
28.按照权利要求27所述的系统，其特征在于，加氢反应区的固定床反应器内依次装填加氢保护剂、加氢脱金属剂或加氢处理剂，以固定床反应器内整体催化剂为基准，加氢保护剂的装填体积分数为5%~90%，加氢脱金属剂或加氢处理剂的装填体积分数为5%~90%，加氢保护剂与加氢脱金属剂的装填体积分数之和为100%，或者，加氢保护剂与加氢处理剂的装填体积分数之和为100%。
29.按照权利要求27所述的系统，其特征在于，加氢反应区的固定床反应器内依次装填加氢保护剂、加氢脱金属剂和加氢处理剂，以固定床反应器内整体催化剂为基准，加氢保护剂的装填体积分数为10%~70%，加氢脱金属剂的装填体积分数为10%~60%，加氢处理剂的装填体积分数为20%~80%。
30.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，一级过滤单元和三级过滤单元中，所述柔性滤材为选自聚乙烯、丙纶、尼龙、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚氨酯、涤纶、玻璃纤维中的任意两种以上复合而成的柔性滤材。
31.一种处理含固原料油的方法，采用权利要求1-30任一系统，包括：
（1）含固原料油进入多级过滤系统，经过包括一级过滤单元和、二级过滤单元和/或三级过滤单元进行过滤后，得到滤后油和滤渣；
（2）滤后油与任选的重油原料一起进入滤后油加氢单元，在氢气的作用下与加氢催化剂接触进行反应，反应流出物经分离后得到加氢滤后油。
32.按照权利要求31所述的方法，其特征在于，一级过滤单元的第一过滤器中过滤温度为30~250℃；
三级过滤单元的第二过滤器中过滤温度为30~250℃。
33.按照权利要求31所述的方法，其特征在于，一级过滤单元的第一过滤器中过滤温度为50~240℃；
三级过滤单元的第二过滤器中过滤温度为50~240℃。
34.按照权利要求31所述的方法，其特征在于，一级过滤单元的第一过滤器中过滤温度为60~180℃；
三级过滤单元的第二过滤器中过滤温度为60~180℃。
35.按照权利要求31所述的方法，其特征在于，第一过滤器使用中的压差为0.01~0.5MPa。
36.按照权利要求31所述的方法，其特征在于，所述含固原料油为带有颗粒物杂质的液体烃；
所述重油原料为选自渣油、直馏蜡油、焦化蜡油、催化裂化重循环油、催化裂化柴油、煤焦油中的一种或几种混合油。
37.按照权利要求31所述的方法，其特征在于，所述含固原料油中包括催化裂化油浆。
38.按照权利要求31所述的方法，其特征在于，使用后的第一过滤器的再生方法为淋洗油在柔性滤材形成滤饼的表面进行喷淋和/或采用吹扫介质进行反吹扫。
39.按照权利要求31所述的方法，其特征在于，在一级过滤单元进行过滤时，包括以下步骤：
(1) 过滤步骤：使含固原料油进入至少一个第一过滤器中；
(2) 控制步骤：使在线压差监测模块监测在线第一过滤器的压差，使过滤器控制模块控制第一过滤器切入和切出过滤系统，使再生控制模块控制第一过滤器的再生过程；和
(3) 再生步骤：采用淋洗油在柔性滤材形成滤饼的表面进行喷淋和/或采用吹扫介质进行反吹扫；
当在线压差监测模块监测到在线第一过滤器的压差达到设定值I时，通过过滤器控制模块将压差达到设定值I的在线第一过滤器切出过滤系统， 通过再生控制模块用淋洗油和/或吹扫介质对切出过滤系统的第一过滤器进行卸渣和反吹扫；所述设定值I在0.01~0.5MPa的范围。
40.按照权利要求39所述的方法，其特征在于，在一级过滤单元，在（1）过滤步骤之前，具有（1-1）滤饼层形成步骤：使助滤剂进入第一过滤器，以在第一过滤器的过滤组件上形成助滤剂滤饼层；所述助滤剂为选自硅藻土、纤维素、珍珠岩、滑石粉、活性白土、过滤器所得滤渣、废催化裂化催化剂中的一种或多种混合物；
在线压差监测模块监测到滤饼层形成步骤中的第一过滤器的压差达到设定值II时，通过过滤器控制模块将该形成了滤饼层的第一过滤器切入过滤系统进行（1）过滤步骤，所述设定值II在0.01~0.07MPa的范围。
41.按照权利要求31所述的方法，其特征在于，滤后油加氢单元的反应条件为：反应温度100~400℃，反应压力1.0~20.0MPa，氢油体积比为10~1000，液时体积空速0.10~10.0h-1。
42.按照权利要求41所述的方法，其特征在于，滤后油加氢单元的反应条件为：反应温度200~380℃，反应压力2.0~16.0MPa，氢油体积比为50~500，液时体积空速0.2~5.0h-1。
43.按照权利要求31所述的方法，其特征在于，进入滤后油加氢单元加氢反应区的含氢气体选自催化裂化干气、焦化干气、加氢装置低分气、氢气中一种或几种。
44.一种加氢滤后油的用途，采用权利要求1-30任一系统，含固原料油中包括催化裂化油浆时，所得的加氢滤后油用于选自催化裂化原料、延迟焦化原料、低硫船用燃料油的调合组分中的一种或几种用途。
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