CN114672340A - 用于费托合成加氢裂化单元电磁分离装置、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电磁分离技术领域，公开了一种用于费托合成加氢裂化单元电磁分离装置、系统及方法，所述电磁分离装置包括外壳，所述外壳上设有进料口和出料口，所述外壳内部设有电磁棒，所述外壳底部设有分离槽，所述分离槽上设有排污管。采用该电磁分离装置进行分离能够有效去除费托油中铁/钴催化剂粉末，避免加氢裂化单元内铁/钴离子的大量累积。
Description
技术领域
本发明涉及电磁分离技术领域，具体涉及一种用于费托合成加氢裂化单元电磁分离装置、系统及方法。
背景技术
煤炭间接液化技术是煤炭经气化生成合成气，经变换和低温甲醇洗技术生产净化合成气，再通过费托合成反应生产富含直链烷烯的低芳烃、超低硫中间油品，中间油品经过油品加工生产装置生成LPG、石脑油和柴油等产品。
费托合成装置产出的油品需要经过加氢精制单元和加氢裂化单元精制后，才能得到的LPG、石脑油和柴油等最终产品。费托合成一般采用浆态床反应器，催化剂主要为铁基催化剂和钴基催化剂。铁/钴基催化剂在浆态床反应器反应过程中容易造成催化剂的磨损和破碎，导致费托合成油品种含有大量的铁/钴固体粉末杂质。油品虽然经过过滤装置，但是还会有5-10ppm的铁/钴催化剂粉末带入到加氢单元，长时间运行会使铁/钴催化剂粉末在加氢裂化装置内累积，最终造成加氢裂化单元管线和设备的堵塞，最终影响产品质量及设备安全稳定运行等严重问题。
目前国内所用的过滤装置大多使用布袋过滤装置。
CN201010505203.8提到了一种专用于液态石蜡过滤的袋式过滤器。包括本体、设置于所述本体内部的网筒、网筒内部的布袋、本体侧面并用于将待过滤石蜡导入过滤袋内的进料管道及过滤后的液体石蜡导出至过滤袋外的出料管道。
CN201210509623.1公开了一种液态石蜡过滤装置，包括壳体和密封盖，密封盖上设有进料口，壳体侧壁下部设有出料口，可体内设有滤筒，滤筒与壳体内壁之间设有滤网，壳体内壁上设有用于阻止液体进入的防护罩，防护罩内设有用于检测壳体内温度参数的温度传感器和与温度传感器相连接的温度调节模块，通过滤筒固定滤网，能够有效避免现有液态石蜡过滤装置由于只单独设有滤网，使得流速较快的液体长期冲击滤网而容易导致滤网受损的问题。
CN201310631846.0公开了一种液态石蜡过滤装置，装置包括筒体和设于筒体顶部的进料口，筒体分为缓冲腔和过滤腔；进料口管道穿过隔板Ⅰ与缓冲腔相通，过滤网管穿过隔板Ⅱ与缓冲腔相通；过滤腔所在筒体的内壁设有加热层，加热层与控温装置相连，控温装置连接用于检测过滤腔内温度的温度计2和用于检测缓冲腔内温度的温度计1；进料口侧壁设有进气管，进气管上设有压力表。
CN201520100002.8公开了一种夹套式液蜡过滤器。夹套式液蜡过滤器由两根同心、不同径的内、外钢管套装组成，内管(5)和外管(6)管的间隙形成夹套(4)；内管(5)与液蜡入口(1)、液蜡出口(12)连接；夹套(4)与蒸汽入口(2)、蒸汽出游(11)相通；内管(5)和外管(6)下端封闭，上端装配法兰；外管(6)的外管璧附着保温层(3)；在内管(5)内壁、液蜡入口(1)的下沿焊接垫圈Ⅱ(8)，垫圈Ⅱ(8)内口焊有带有底部的圆柱形过滤网笼(9)，过滤网笼(9)内衬放过滤袋(10)；过滤袋(10)上口由垫圈Ⅰ(7)用螺丝紧固在垫圈Ⅱ(8)上。
然而，现有技术的过滤装置均不能有效的将细微铁/钴离子进行彻底分离，从而无法解决加氢裂化单元内铁/钴离子的大量累积问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服费托合成油品中含有的铁/钴固体粉末杂质不能在现有过滤装置中有效地被分离去除，导致加氢裂化单元内铁/钴离子的大量累积问题，提供一种用于费托合成加氢裂化单元电磁分离装置、系统及方法，采用该电磁分离装置进行分离能够有效去除费托油中铁/钴催化剂粉末，避免加氢裂化单元内铁/钴离子的大量累积。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离装置，包括外壳，所述外壳上设有进料口和出料口，所述外壳内部设有电磁棒，所述外壳底部设有分离槽，所述分离槽上设有排污管。
本发明第二方面提供一种用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离系统，包括依次串联的加热炉、电磁分离单元和裂化反应器；其中，所述电磁分离单元包括上述电磁分离装置。
本发明第三方面提供一种用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离方法，采用上述电磁分离系统，包括以下步骤：
将所述电磁分离系统中的电磁分离装置A所包括的电磁棒a通电后，裂化原料经过加热炉送入所述电磁分离装置A中，裂化原料中的磁性金属杂质吸附在所述电磁棒a上，再将得到的脱金属裂化原料送入裂化反应器中进行裂化反应；
当所述电磁分离装置A的压差达到预设值时，将裂化原料经过加热炉送入与所述电磁分离装置A并联设置的包括已通电的电磁棒b的电磁分离装置B中进行分离；同时，将所述电磁棒a断电，磁性金属杂质落入所述电磁分离装置A中的分离槽中并由排污管排出。
本发明第四方面提供一种费托合成油加氢裂化系统，包括依次串联的裂化原料缓冲罐、上述电磁分离系统、分馏塔、加热炉和减压塔，所述减压塔的出口与所述裂化原料缓冲罐的入口。
本发明第五方面提供一种费托合成油加氢裂化的方法，采用上述费托合成油加氢裂化系统，包括以下步骤：
将存储于裂化原料缓冲罐的费托合成油送入电磁分离系统中进行磁性金属杂质分离，得到脱金属的粗产品；
将所述脱金属的粗产品送入分馏塔中进行分段切割，分别得到精产品和重油；
所述重油经过加热炉加热后送入减压塔中进行分离，得到的裂化尾油再送入裂化原料缓冲罐中进行下一个循环。
通过上述技术方案，利用电磁分离原理，可以根据需求调整磁性，达到最佳的分离效果，高效解决裂化原料油中的磁性金属杂质的累积问题，保证加氢裂化装置安稳长满优运行。本发明电磁分离装置结构简单，操作方便，投资少，不会产生很大的压力降，降低能耗，拆洗快捷，可有效提高产品质量。
附图说明
图1是本发明的费托合成油加氢裂化系统的结构示意图；
图2是本发明的用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离装置的结构示意图；
图3是本发明的电磁棒的结构示意图。
附图标记说明
1、裂化原料缓冲罐 2、第一加热炉
3、电磁分离装置 31、蒸汽和氮气二合一管线
32、外壳 33、进料口
34、出料口 35、电磁棒
36、分离槽 37、排污管
38、折流板 4、裂化反应器
5、分馏塔 6、第二加热炉
7、减压塔
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。
本发明第一方面提供一种用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离装置3，图2是本发明的用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离装置3的结构示意图，如图2所示，包括外壳32，所述外壳32上设有进料口33和出料口34，进料口33和出料口34分别位于外壳32的两侧，且进料口33处于出料口34的下方位置；所述外壳32内部设有呈竖向排列的电磁棒35，所述外壳32底部设有分离槽36，所述分离槽36上设有排污管37；所述外壳32内壁上还设有若干个折流板38，所述若干个折流板38横向交叉设于外壳32内部两侧，折流板38呈横向向下倾斜，若干个折流板38之间形成一条蛇形的通道用于费托合成油通过，用于增加费托合成油停留时间，提高吸附效率；所述外壳32上还设有用于清洗所述电磁棒35的气路管线，优选地，所述气路管线为蒸汽和氮气二合一管线31；
进一步地，所述电磁棒35表面设为凹凸结构，如图3所示，图3是本发明的电磁棒35的结构示意图；优选地，所述凹凸结构为齿轮结构或双向螺纹结构，有利于磁性金属离子的吸附和稳固；所述电磁棒35包括若干个电磁线圈棒，所述若干个电磁线圈棒等间距平行设置，电磁线圈棒是由励磁线圈缠绕而成。优选地，所述若干个电磁线圈棒呈正三角形阵列平行设置，具体地，若干个电磁线圈棒呈多行排列，每一行内相邻的两个电磁线圈棒之间的距离与行间距离相等，且每个电磁线圈棒位于与其相邻行内的两个电磁线圈棒的中垂线上。
进一步地，所述外壳32内部还设有压差计，所述压差计包括两个压力传感器，所述两个压力传感器分别设于所述进料口33处和所述出料口34处。
用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离装置3的工作原理如下：电磁分离装置3是利用电磁棒35通电产生磁场，使电磁棒35带有一定强度的磁性，在尾油流过电磁分离装置3时，其中夹杂的磁性金属杂质在磁力的作用下吸附在电磁线圈棒表面，电磁线圈棒表面为凹凸均匀的结构，以增加吸附面积；待电磁分离装置3进出口压差计压差达到预设值时，启用备用电磁分离装置3，对需要清理的电磁分离装置3进行清理；断电后，磁性金属杂质在重力的作用下落入分离槽36，打开排污口将磁性金属杂质排出电磁分离装置3外。根据电磁分离装置3的实际情况，决定是否需要用蒸汽和空气通过蒸汽和氮气二合一管线31对其进行清洗和干燥，清洗干燥完毕后，正常备用。
本发明第二方面提供一种用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离系统，如图1所示，包括依次串联的第一加热炉2、电磁分离单元和裂化反应器4；其中，所述电磁分离单元包括所述的电磁分离装置3，所述电磁分离单元包括并联设置的两个或两个以上的所述电磁分离装置3。
本发明第三方面提供一种用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离方法，采用所述的电磁分离系统，如图1所示，包括以下步骤：
将所述电磁分离系统中的电磁分离装置A所包括的电磁棒a通电后，裂化原料经过第一加热炉2送入所述电磁分离装置A中，裂化原料中的磁性金属杂质吸附在所述电磁棒a上，再将得到的脱金属裂化原料送入裂化反应器4中进行裂化反应；其中，所述第一加热炉2的出口温度为300-400℃、压力为7-9MPa，温度越高，有利于降低尾油粘度，更易分离；
当所述电磁分离装置A的压差达到预设值时，将裂化原料经过加热炉送入与所述电磁分离装置A并联设置的包括已通电的电磁棒b的电磁分离装置B中进行分离；同时，将所述电磁棒a断电，磁性金属杂质落入所述电磁分离装置A中的分离槽36中并由排污管37排出。
本发明第四方面提供一种费托合成油加氢裂化系统，如图1所示，包括依次串联的裂化原料缓冲罐1、所述的电磁分离系统、分馏塔5、第二加热炉6和减压塔7，所述减压塔7的出口与所述裂化原料缓冲罐1的入口。
本发明第五方面提供一种费托合成油加氢裂化的方法，采用所述的费托合成油加氢裂化系统，如图1所示，包括以下步骤：
将存储于裂化原料缓冲罐1的费托合成油经加压泵加压后送入电磁分离系统中进行磁性金属杂质分离，得到脱金属的粗产品；加压泵出口压力为5-10MPa；
将所述脱金属的粗产品送入分馏塔5中进行分段切割，分别得到精产品和重油；
所述重油经过加热炉加热后送入减压塔7中进行分离，得到的裂化尾油再送入裂化原料缓冲罐1中进行下一个循环。
根据本发明一种特别优选地实施方式，采用上述用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离系统，进行费托合成油加氢裂化单元的电磁分离方法，包括以下步骤：
将所述电磁分离系统中的电磁分离装置A所包括的电磁棒a通电后，裂化原料经过第一加热炉2送入所述电磁分离装置A中，裂化原料中的磁性金属杂质吸附在所述电磁棒a上，再将得到的脱金属裂化原料送入裂化反应器4中进行裂化反应；其中，所述第一加热炉2的出口温度为300-400℃，优选为350℃、压力为7-9MPa，温度越高，有利于降低尾油粘度，更易分离；
当所述电磁分离装置A的压差达到预设值时，将裂化原料经过加热炉送入与所述电磁分离装置A并联设置的包括已通电的电磁棒b的电磁分离装置B中进行分离；同时，将所述电磁棒a断电，磁性金属杂质落入所述电磁分离装置A中的分离槽36中并由排污管37排出。
实施例1
一种费托合成油加氢裂化单元的电磁分离方法，包括以下步骤：
将电磁分离系统中的电磁分离装置A的表面为双向螺纹结构电磁棒a通电后，裂化原料中铁粉含量为50ppm，经过第一加热炉2加热至出口温度350℃，压力8Mpa下送入电磁分离装置A中，裂化原料中的铁粉金属吸附在电磁棒a上，料得到的脱金属裂化原料中铁含量为2ppm；送入裂化反应器4中进行裂化反应；
当电磁分离装置A的压差达到35kPa时，将裂化原料经过加热炉送入并联的电磁分离装置B的电磁棒b中进行分离；
同时，将所述电磁棒a断电，磁性金属杂质落入所述电磁分离装置A中的分离槽36中并由排污管37排出，并用二合一吹扫口进行蒸汽吹扫，将吸附在电磁棒a上的铁粉磁性固体杂质进行清洗，用氮气进行吹扫干燥后，备用。
实施例2
一种费托合成油加氢裂化单元的电磁分离方法，包括以下步骤：
将电磁分离系统中的电磁分离装置A表面为齿轮结构的电磁棒a通电后，裂化原料中铁粉含量为50ppm，经过第一加热炉2加热至出口温度300℃，压力9Mpa下送入电磁分离装置A中，裂化原料中的铁粉金属吸附在电磁棒a上，料得到的脱金属裂化原料中铁含量为6ppm；送入裂化反应器4中进行裂化反应；
当电磁分离装置A的压差达到35kPa时，将裂化原料经过加热炉送入并联的电磁分离装置B的电磁棒b中进行分离；
同时，将所述电磁棒a断电，磁性金属杂质落入所述电磁分离装置A中的分离槽36中并由排污管37排出，并用二合一吹扫口进行蒸汽吹扫，将吸附在电磁棒a上的铁粉磁性固体杂质进行清洗，用氮气进行吹扫干燥后，备用。
实施例3
一种费托合成油加氢裂化单元的电磁分离方法，包括以下步骤：
将电磁分离系统中的电磁分离装置A的表面为齿轮结构电磁棒a通电后，裂化原料中铁粉含量为50ppm，经过第一加热炉2加热至出口温度350℃，压力7Mpa下送入电磁分离装置A中，裂化原料中的铁粉金属吸附在电磁棒a上，料得到的脱金属裂化原料中铁含量为3.5ppm；送入裂化反应器4中进行裂化反应；
当电磁分离装置A的压差达到35kPa时，将裂化原料经过加热炉送入并联的电磁分离装置B的电磁棒b中进行分离；
同时，将所述电磁棒a断电，磁性金属杂质落入所述电磁分离装置A中的分离槽36中并由排污管37排出，并用二合一吹扫口进行蒸汽吹扫，将吸附在电磁棒a上的铁粉磁性固体杂质进行清洗，用氮气进行吹扫干燥后，备用。
对比例
将裂化原料中铁粉含量为50ppm，经过第一加热炉2加热至出口温度350℃，压力8Mpa下送入袋式过滤器中，袋式过滤器滤网孔径0.1μm。裂化原料中的铁粉金属吸附在袋式过滤器表面并被拦截，料得到的脱金属裂化原料中铁含量为20ppm；送入裂化反应器4中进行裂化反应；袋式过滤器的前后压差大，能量消耗高。
由实施例1-3与对比例中得到的脱金属裂化原料中铁含量可知，基于本发明装置，采用本发明费托合成油加氢裂化单元的电磁分离方法分离效率明显优于常规方法，达到最佳的分离效果，高效解决裂化原料油中的磁性金属杂质的累积问题，保证加氢裂化装置安稳长满优运行。本发明电磁分离装置结构简单，操作方便，投资少，不会产生很大的压力降，降低能耗，拆洗快捷，可有效提高产品质量。
综上所述，通过上述技术方案，利用电磁分离原理，可以根据需求调整磁性，达到最佳的分离效果，高效解决裂化原料油中的磁性金属杂质的累积问题，保证加氢裂化装置安稳长满优运行。本发明电磁分离装置结构简单，操作方便，投资少，不会产生很大的压力降，降低能耗，拆洗快捷，可有效提高产品质量。
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 (13)
1.一种用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离装置，其特征在于，包括外壳，所述外壳上设有进料口和出料口，所述外壳内部设有电磁棒，所述外壳底部设有分离槽，所述分离槽上设有排污管。
2.根据权利要求1所述的电磁分离装置，其特征在于，所述电磁棒包括若干个电磁线圈棒，所述若干个电磁线圈棒等间距平行设置，优选地，所述若干个电磁线圈棒呈正三角形阵列平行设置。
3.根据权利要求1或2所述的电磁分离装置，其特征在于，所述外壳内壁上还设有若干个折流板，所述若干个折流板横向交叉设于外壳内部两侧。
4.根据权利要求1所述的电磁分离装置，其特征在于，所述外壳上还设有用于清洗所述电磁棒的气路管线，优选地，所述气路管线为蒸汽和氮气二合一管线。
5.根据权利要求1所述的电磁分离装置，其特征在于，所述外壳内部还设有压差计。
6.根据权利要求5所述的电磁分离装置，其特征在于，所述压差计包括两个压力传感器，所述两个压力传感器分别设于所述进料口处和所述出料口处。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的电磁分离装置，其特征在于，所述电磁棒表面设为凹凸结构，优选地，所述凹凸结构为齿轮结构或双向螺纹结构。
8.一种用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离系统，其特征在于，包括依次串联的加热炉、电磁分离单元和裂化反应器；其中，所述电磁分离单元包括权利要求1-7中任意一项所述的电磁分离装置。
9.根据权利要求8所述的电磁分离系统，其特征在于，所述电磁分离单元包括并联设置的两个或两个以上的所述电磁分离装置。
10.一种用于费托合成油加氢裂化单元的电磁分离方法，其特征在于，采用如权利要求8或9所述的电磁分离系统，包括以下步骤：
将所述电磁分离系统中的电磁分离装置A所包括的电磁棒a通电后，裂化原料经过加热炉送入所述电磁分离装置A中，裂化原料中的磁性金属杂质吸附在所述电磁棒a上，再将得到的脱金属裂化原料送入裂化反应器中进行裂化反应；
当所述电磁分离装置A的压差达到预设值时，将裂化原料经过加热炉送入与所述电磁分离装置A并联设置的包括已通电的电磁棒b的电磁分离装置B中进行分离；同时，将所述电磁棒a断电，磁性金属杂质落入所述电磁分离装置A中的分离槽中并由排污管排出。
11.根据权利要求10所述的电磁分离方法，其特征在于，所述加热炉的出口温度为300-400℃、压力为7-9MPa。
12.一种费托合成油加氢裂化系统，其特征在于，包括依次串联的裂化原料缓冲罐、如权利要求8或9所述的电磁分离系统、分馏塔、加热炉和减压塔，所述减压塔的出口与所述裂化原料缓冲罐的入口。
13.一种费托合成油加氢裂化的方法，其特征在于，采用如权利要求11所述的费托合成油加氢裂化系统，包括以下步骤：
将存储于裂化原料缓冲罐的费托合成油送入电磁分离系统中进行磁性金属杂质分离，得到脱金属的粗产品；
将所述脱金属的粗产品送入分馏塔中进行分段切割，分别得到精产品和重油；
所述重油经过加热炉加热后送入减压塔中进行分离，得到的裂化尾油再送入裂化原料缓冲罐中进行下一个循环。
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