CN115044391A - 一种催化油浆脱固的装置及脱固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种催化油浆脱固的装置及脱固方法，属于石油化工浆料脱固技术领域。所述装置包括流化床装置，其分为流速快的吸附净化区域和流速慢的沉降分离区域；吸附剂通过静电装置处理使表面负载电荷；在吸附净化区，吸附剂颗粒分散在催化油浆中，通过表面电荷，将油浆中具有电性的固体粉末吸附在吸附剂颗粒表面，同时也吸附了少量胶质、沥青质等重质组分，其与吸附的固体粉末混合物统称为渣浆；随后物流进入沉降分离区，物料流速减慢，吸附剂颗粒通过沉降作用与催化油浆分离；吸附了渣浆的吸附剂颗粒经再生罐再生利用。本发明提供的催化油浆脱固装置，工艺操作简单，固体脱除效率高，产品固含量低，能够实现装置的长周期连续化运行。
Description
技术领域
本发明属于石油化工浆料脱固技术领域，具体涉及一种催化油浆脱固的装置及脱固方法。
背景技术
催化裂化在我国是石油二次加工装置中的核心装置，其加工能力占国内炼油加工能力的1/3，催化油浆又占催化裂化产品总量的3％～7％，是催化裂化工艺主要的副产物之一，其年产量超过1000万吨。催化油浆的沸点大于350℃，密度通常大于1.0g/cm3，成分主要是芳烃、烷烃，胶质、沥青质含量低，具有侧链少且短、氢碳原子比低的特点。国内大部分催化油浆中的芳烃含量都超过了50％，其中含有的大量带短侧链的稠环(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，具有极大的利用价值。然而，催化油浆中富集了大量的催化剂粉末，高度分散于高密度、粘度的油浆中极难分离，限制了催化油浆的综合利用。
催化油浆中固体粉末的脱除一直是石化领域公认的难题。随着针状焦和碳纤维材料生产技术的进步，以及低硫船用燃料油新标准的推出，使得催化油浆的净化脱固变得更为迫切。目前，工业上常用的去除油浆中固体颗粒应用的分离方法主要有沉降法、机械过滤法、离心分离法、静电分离法等。沉降法操作简单，但沉降时间长，分离效果差，成品收率较低。过滤法脱除效率高，但存在运行不稳定、需频繁反冲洗、连续化运转困难等问题。离心分离法对细颗粒分离效果较差，操作维护不便，且在高温下操作能耗高、经济效益低。静电分离法是国外开发的成熟工艺，如美国GA公司开发的催化油浆静电分离技术及轴向静电分离器，专利US4059498A和专利US4302310A开发的径向静电分离器，专利文献CN110938462B提供了一种利用热处理离心沉降-静电法脱除油浆固体颗粒的方法，采用热处理沉降和静电联用脱固的方式进行催化油浆脱固等，但这些技术在国内油浆脱固的应用上存在原料适应性差等问题。另外近些年还有一些油浆脱固的新技术，如无机膜过滤、水洗脱固、萃取分离、超声波净化等技术，由于经济性、原料适应性等问题，目前也都难以工业化。
现有技术存在的问题，限制了催化油浆脱固技术的工业应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种催化油浆脱固的装置及脱固方法，实现催化油浆中固体粉末的脱除，提高催化油浆的利用价值，使其能够满足作为低硫船燃、针状焦原料甚至碳纤维原料的要求，大幅提高炼厂的经济效益；所述催化油浆脱固装置工艺操作简单，能耗相对较低，固体脱除效率高，产品固含量低，在保障催化油浆固体脱除率的同时，能够实现装置的长周期连续化运行。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种催化油浆脱固的装置，包括流化床装置，所述流化床装置包括上部的沉降分离区和下部的吸附净化区；所述沉降分离区和吸附净化区之间由开设有小孔的挡板部件分隔；所述流化床装置的底部设置有催化油浆进料口；所述流化床装置内垂直设置有吸附剂颗粒输送管，所述吸附剂颗粒输送管的一端位于吸附净化区的底部且设置有吸附剂颗粒分布口，所述吸附剂颗粒输送管的另一端延伸至流化床装置外并与吸附剂颗粒输送系统连接；所述沉降分离区的底部设置有待生吸附剂颗粒出口，所述待生吸附剂颗粒出口通过待生吸附剂颗粒输送管与再生罐连通，所述再生罐的侧部设置有再生吸附剂颗粒排出口，所述再生吸附剂颗粒排出口通过再生吸附剂颗粒输送管与静电装置相连接，所述静电装置上设置的吸附剂颗粒输入管与所述吸附剂颗粒输送管相连接；所述流化床装置的顶部设置有净化催化油浆出料口和气体排出口。
作为本发明技术方案的进一步优选，沉降分离区的横截面积大于吸附净化区的横截面积。
作为本发明技术方案的进一步优选，所述挡板部件安装于所述吸附净化区的顶部，所述挡板部件包括第一斜型挡板和第二斜型挡板。
作为本发明技术方案的进一步优选，所述待生吸附剂颗粒出口包括相互连通的第一待生吸附剂颗粒排出口和第二待生吸附剂颗粒排出口。
作为本发明技术方案的进一步优选，所述吸附剂颗粒输送系统包括鼓风机和第三气体鼓入口，所述鼓风机与吸附剂颗粒输送管的端部连接。
作为本发明技术方案的进一步优选，流化床装置的底部还设置有催化油浆分布板，所述催化油浆分布板位于所述吸附净化区的下部靠近催化油浆进料口处。
作为本发明技术方案的进一步优选，所述流化床装置的顶部设置有净化催化油浆收集盘，所述净化催化油浆收集盘位于所述净化催化油浆出料口的下方。
作为本发明技术方案的进一步优选，再生罐的底部设置有渣浆排出口，所述再生罐的内下部安装有吸附剂挡板，所述吸附剂挡板上开设有尺寸小于吸附剂颗粒直径的小孔；所述再生吸附剂颗粒排出口位于所述吸附剂挡板的上方。
作为本发明技术方案的进一步优选，吸附剂颗粒输送管位于吸附净化区的部分通过均固定安装在吸附净化区上的水平挡板进行固定，水平挡板包括但不限于第一水平挡板和第二水平挡板。
作为本发明技术方案的进一步优选，待生吸附剂颗粒输送管上设置有第一气体鼓入口。
作为本发明技术方案的进一步优选，再生吸附剂颗粒输送管上设置有第二气体鼓入口。
作为本发明技术方案的进一步优选，吸附剂颗粒输送管、吸附净化区、吸附剂颗粒输入管的内壁上均设置有耐高温的绝缘内衬。
作为本发明技术方案的进一步优选，水平挡板包括第一水平挡板、第二水平挡板；第一斜型挡板、第一水平挡板、第二水平挡板、第二斜型挡板均为耐高温的绝缘材料。
作为本发明技术方案的进一步优选，催化油浆分布板上开设有尺寸小于吸附剂颗粒直径的小孔；第一水平挡板、第二水平挡板上、第一斜型挡板、第二斜型挡板上均开设有尺寸大于吸附剂颗粒的直径的小孔。
作为本发明的另外一个目的，本发明还提供一种利用上述装置进行催化油浆脱固的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将新鲜的吸附剂颗粒送入静电装置处理，处理完后通过吸附剂颗粒输送管输送至流化床装置内的吸附净化区；
S2、将待脱固的催化油浆预热至150～360℃；
S3、将预热后的催化油浆送入流化床装置内，吸附剂颗粒与催化油浆在吸附净化区内净化后进入沉降分离区完成分离，得净化催化油浆和含油浆的待生吸附剂颗粒；
S4、将步骤S3中所得净化催化油浆输送至流化床装置外，将步骤S3中所得含油浆的待生吸附剂颗粒送入再生罐内，经吹扫后，待生吸附剂颗粒中的浆渣从再生罐底部排出，脱除油浆后的待生吸附剂颗粒输送至静电装置，经处理后循环使用。
作为本发明技术方案的进一步优选，静电装置中电场强度为500～50000V/cm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明提供的一种催化油浆脱固的装置及脱固方法，固含量较高的催化油浆进入流化床装置的吸附净化区后，与表面负载的电荷的吸附剂颗粒接触，吸附剂颗粒通过表面的静电作用，将催化油浆中的固体粉末吸附在吸附剂表面，同时夹带部分胶质、沥青质等重质组分，在流态化的状态下，吸附剂颗粒与催化油浆充分接触，实现催化油浆的净化，经过上部沉降分离区后得到净化催化油浆和吸附了富集固体粉末的渣浆的吸附剂颗粒，吸附剂颗粒通过进一步处理，与渣浆分离，重新在表面负载电荷，循环使用。
2、本发明提供的脱固方法具有装置简单、可连续化操作且运行稳定、分离效率高、产品质量高、生产周期长等优点。
3、本发明所提供的催化油浆脱固装置，工艺操作简单，能耗相对较低，固体脱除效率高，产品固含量低，在保障催化油浆固体脱除率的同时，能够实现装置的长周期连续化运行。
附图说明
图1为本发明催化油浆脱固装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中净化前催化油浆显微观测图片；
图3为本发明实施例2中净化后催化油浆显微观测图片。
图中，1、流化床装置；2、吸附剂颗粒输送管；3、沉降分离区；4、第一斜型挡板；5、第一待生吸附剂颗粒排出口；6、吸附净化区；7、第一水平挡板；8、绝缘内衬；9、第二水平挡板；10、吸附剂颗粒分布口；11、催化油浆分布板；12、催化油浆进料口；13、净化催化油浆收集盘；14、净化催化油浆出料口；15、第二斜型挡板；16、第二待生吸附剂颗粒排出口；17、待生吸附剂颗粒输送管；18、第一气体鼓入口；19、再生罐；20、吸附剂挡板；21、渣浆排出口；22、第二气体鼓入口；23、再生吸附剂颗粒排出口；24-再生吸附剂颗粒输送管；25-鼓风机；26、吸附剂颗粒输入管；27、静电装置；28、第三气体鼓入口；29、气体排出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
同时，需要强调的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
请参阅图1，本实施例中，提供的一种催化油浆脱固的装置，包括流化床装置1，所述流化床装置1包括上部的沉降分离区3和下部的吸附净化区6；所述沉降分离区3和吸附净化区6之间由开设有小孔的挡板部件分隔；所述流化床装置1的底部设置有催化油浆进料口12；所述流化床装置1内垂直设置有吸附剂颗粒输送管2，所述吸附剂颗粒输送管2的一端位于吸附净化区6的底部且设置有吸附剂颗粒分布口10，所述吸附剂颗粒输送管2的另一端延伸至流化床装置1外并与吸附剂颗粒输送系统连接；所述沉降分离区3的底部设置有待生吸附剂颗粒出口，所述待生吸附剂颗粒出口通过待生吸附剂颗粒输送管17与再生罐19连通，所述再生罐19的侧部设置有再生吸附剂颗粒排出口23，所述再生吸附剂颗粒排出口23通过再生吸附剂颗粒输送管24与静电装置27相连接，所述静电装置27上设置的吸附剂颗粒输入管26与所述吸附剂颗粒输送管2相连接；所述流化床装置1的顶部设置有净化催化油浆出料口14和气体排出口29。
可以理解的是，催化油浆中的固体粉末为催化剂粉末，易于被带电表面吸附、脱除。上述油浆脱固的装置，是利用催化油浆中固体粉末易被吸附的性质，使催化油浆通过流化床装置1，在该装置中实现固体粉末的脱除。所述流化床装置1为固液流化床，固体分散相为小球构成的吸附剂颗粒，液体连续相为催化油浆。该流化床装置分为上下两个区域(沉降分离区3和吸附净化区6)，下部区域流速较快，为吸附净化区域；上部区域流速较慢，为沉降分离区域。吸附剂通过在外部静电装置27中处理，使吸附剂颗粒表面负载电荷，由于吸附剂颗粒的材质为不良导体，表面电荷无法转移，表现出吸附效果。在流化床装置1的吸附净化区6，吸附剂颗粒分散在催化油浆中，通过表面电荷，将油浆中具有电性的这些固体粉末吸附在吸附剂颗粒表面，同时也吸附了少量胶质沥青质组分；随后物流进入沉降分离区3，物料流速减慢，吸附剂颗粒通过沉降作用与催化油浆分离。净化催化油浆从装置顶部排出，吸附了富集固体粉末的渣浆的吸附剂颗粒从沉降分离区下部排出，并进入再生罐19。再生罐19内，吸附剂颗粒表面的电荷被导出，吸附剂颗粒与渣浆分离。将吸附剂颗粒输送回静电装置27，重新在表面负载电荷，即可循环到流化床装置中重复利用。
可以理解的是，本发明提供的脱固装置的主体结构为流化床装置1，其为固液流化床，由上部的沉降分离区3和下部的吸附净化区6构成，二者由设置在吸附净化区6顶部的挡板部件分隔，挡板部件上开设有小孔，即催化油浆经吸附净化区6净化后可以从挡板部件上设置的小孔穿过进入沉降分离区3。
本实施例中，沉降分离区3的横截面积大于吸附净化区6的横截面积，这样设置的目的在于使得吸附净化区6内的油浆流动速度快一些，物料保持较高流速，并使得吸附剂颗粒在吸附净化区保持流态化的状态，强化吸附物颗粒对催化油浆中固含物的吸附；沉降分离区3的油浆流动速度慢一些，为吸附剂颗粒的沉降提供足够的沉降时间，油浆和固体颗粒充分沉降、分离，起到好的分离效果。
本实施例中，吸附剂颗粒可以为玻璃小球、陶粒、PBI、LCP、氟橡胶等耐高温绝缘材质的小颗粒，能够可以在颗粒表面负载电荷即可；吸附剂颗粒的粒径视所选材质而定，优选为3mm以下；更优选地，为1～3mm。
本实施例中，所述吸附剂颗粒输送管2的末端靠近吸附净化区6下部(即吸附剂颗粒输送管2位于吸附净化区6的底部)，与催化油浆分布板11基本持平，在吸附剂颗粒输送管2的末端的管道上均匀开设有吸附剂颗粒分布口10，可以理解的是，此处的均匀吸附剂颗粒分布口优选为均匀分布的小孔。吸附剂颗粒通过气体输送，从均匀吸附剂颗粒分布口10进入流化床装置1，与物料流动方向垂直进料。均匀吸附剂颗粒分布口小孔的孔径根据吸附剂颗粒的粒径设置，优选地，为3mm以上；更优选地，为3～5mm。
本实施例中，所述挡板部件安装于所述吸附净化区6的顶部，具体的结构形式可以根据需要进行选择；优选地，本实施例中挡板部件设置2块，均为倾斜设置，具体包括第一斜型挡板4和第二斜型挡板15；挡板部件上开设的小孔的尺寸大于吸附剂颗粒的直径，便于吸附净化区6中的吸附物颗粒穿过进入沉降分离区3，其尺寸大小可以根据吸附剂颗粒的粒径设置。优选地，为3mm以上；更优选地，为3～5mm。
本实施例中，所述待生吸附剂颗粒出口的设置的数量可以设置为一个，也可以设置为多个，可以单独与沉降罐19连通，也可以各个出口汇合后与沉降罐19连通。优选地，待生吸附剂颗粒出口设置两个，包括相互连通的第一待生吸附剂颗粒排出口5和第二待生吸附剂颗粒排出口16。
本实施例中，所述吸附剂颗粒输送系统包括鼓风机25和第三气体鼓入口28，所述鼓风机25与吸附剂颗粒输送管2的端部连接。可以理解的是，鼓风机将从第三气体鼓入口鼓入的气体对吸附剂颗粒进行作用。
本实施例中，流化床装置1的底部还设置有催化油浆分布板11，所述催化油浆分布板11位于所述吸附净化区6的下部靠近催化油浆进料口12处；所述催化油浆分布板11上开设有尺寸小于吸附剂颗粒直径的小孔；优选地，小孔的孔径为1mm以下；如此设置，便于催化油浆穿过的同时，防止吸附物颗粒从催化油浆分布板11处漏出。
本实施例中，所述流化床装置1的顶部设置有净化催化油浆收集盘13，所述净化催化油浆收集盘13位于所述净化催化油浆出料口14的下方。如此设置，净化催化油浆从吸附净化区6处理完后，先经过净化催化油浆收集盘13的聚合，再从净化催化油浆出料口14处流出。
本实施例中，再生罐19的底部设置有渣浆排出口21，所述再生罐19的内下部安装有吸附剂挡板20，所述吸附剂挡板20上开设有尺寸小于吸附剂颗粒直径的小孔；所述再生吸附剂颗粒排出口23位于所述吸附剂挡板20的上方。优选地，吸附剂挡板20上的小孔的孔径为1mm以下。
本实施例中，吸附剂颗粒输送管2通过水平挡板进行固定，具体连接形式为水平挡板套在吸附剂颗粒输送管2外壁和流化床装置1吸附净化区6内壁之间；水平挡板的设置数量可以根据吸附净化区6的高度而进行设定，至少为2层；优选地，每个水平挡板间的层间距为400～500mm。优选地，本实施例中吸附剂颗粒输送管2位于吸附净化区6的部分通过固定安装在吸附净化区6上的第一水平挡板7和第二水平挡板9进行固定(即设定水平挡板的数量为2个)。
本实施例中，第一水平挡板7和第二水平挡板9上均匀开设有小孔，小孔的孔径大于吸附剂颗粒的直径，具体的孔径大小根据吸附剂颗粒的粒径设置。优选地，为3mm以上；更优选地，为3～5mm。
本实施例中，待生吸附剂颗粒输送管17上设置有第一气体鼓入口18；再生吸附剂颗粒输送管24上设置有第二气体鼓入口22。可以理解的是，第一气体鼓入口18、第二气体鼓入口22、第三气体鼓入口28可以均和气体排出口29连通，便于气体的循环使用。
本实施例中，吸附剂颗粒输送管2、吸附净化区6、吸附剂颗粒输入管26的内壁上均设置有耐高温的绝缘内衬8。如此设置，能够使得上述部件能够耐受高温催化油浆所带来的影响。可以理解的是，上述材料的设置均为现有技术，本领域技术人员能够根据使用和需求进行相应选择，本实施例中并不对其具体的种类做限定。
本实施例中，第一斜型挡板4、第一水平挡板7、第二水平挡板9、第二斜型挡板15均为耐高温的绝缘材料。如此设置，能够使得上述部件能够耐受高温催化油浆所带来的影响。可以理解的是，上述材料的设置均为现有技术，本领域技术人员能够根据使用和需求进行相应选择，本实施例中并不对其具体的种类做限定。
本实施例中，吸附净化区6的外壁可以设置保温层或电加热套，使得吸附净化区从入口到出口的温度降保持在20℃以下，保证催化油浆的流动状态；温度降优选为10℃以下。
本实施例中，沉降罐19的外部可以设置电加热套，使罐内的温度保持在比流化床装置入口温度高，优选为高10℃左右。
本实施例中，所使用到的气体可以为N2、惰性气体等非氧化性气体。
基于上述装置，本实施例还提供一种催化油浆脱固的方法，包括如下步骤：
S1、将新鲜的吸附剂颗粒送入静电装置27处理，处理完后通过吸附剂颗粒输送管2输送至流化床装置1内的吸附净化区6；
S2、将待脱固的催化油浆预热至150～360℃；
S3、将预热后的催化油浆送入流化床装置1内，吸附剂颗粒与催化油浆在吸附净化区6内净化后进入沉降分离区3完成分离，得净化催化油浆和含油浆的待生吸附剂颗粒；
S4、将步骤S3中所得净化催化油浆输送至流化床装置1外，将步骤S3中所得含油浆的待生吸附剂颗粒送入再生罐19内，经吹扫后，待生吸附剂颗粒中的浆渣从再生罐19底部排出，脱除油浆后的待生吸附剂颗粒输送至静电装置27，经处理后循环使用。
本实施例中，静电装置27内设置高压电场，其可以是交流高压电场、直流高压电场、交直流高压电场；优选地，为高压直流电场。高压电场的强度为500～50000V/cm；优选地，为15000～35000V/cm。可以理解的是，高压电场的强度可以为15000V/cm、16000V/cm、17000V/cm、18000V/cm、19000V/cm、20000V/cm、21000V/cm、22000V/cm、23000V/cm、24000V/cm、25000V/cm、26000V/cm、27000V/cm、28000V/cm、29000V/cm、30000V/cm、31000V/cm、32000V/cm、33000V/cm、34000V/cm、35000V/cm中的具体数值或是500～50000V/cm范围内的任一数值。
本实施例中，所述催化油浆的预热温度不超过360℃，优选地可与催化裂化分馏塔塔底油浆的出料温度保持一致，不经过换热直接进料。具体可视催化油浆的种类、性质而定，保证在催化油浆粘度较低的条件操作即可；催化油浆的预热温度更优选地为200～320℃。可以理解的是，催化油浆的预热温度可以为200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃中的具体数值或是200～320℃范围内的任一数值。
作为对上述催化油浆脱固的方法的具体描述，本实施例中提供的一种催化油浆脱固方法的具体工艺流程和原理为：
将催化油浆预热到指定温度，从催化油浆进料口12输送至流化床装置1，并通过催化油浆分布板11分布进料，进入下部沉降分离区3；催化油浆分布板11上开有均匀的小孔，小孔直径小于吸附剂颗粒的直径，以防止吸附剂颗粒从分布板小的小孔穿过，沉积在流化床装置底部；经静电装置27后在表面负载了电荷的吸附剂颗粒，通过吸附剂颗粒输入管26连接进入吸附剂颗粒输送管2，再通过鼓风机25，随气体输送至流化床装置1的下部，在吸附剂颗粒输送管2末端的管道上均有的开有数个小孔(即吸附剂颗粒分布口10)，并通过吸附剂颗粒分布口10分布后进入吸附净化区6，吸附净化区6的管道较细，能够使得吸附剂颗粒保持；吸附剂颗粒输送管2通过第一水平挡板7、第二水平挡板9固定在装置内部中心区域，第一水平挡板7、第二水平挡板9上开有均匀的小孔，孔径大于吸附剂颗粒的直径，物料可以自由穿过水平挡板7、9；整个吸附剂颗粒输送管2内壁、吸附剂颗粒输入管26内壁、吸附净化区6内壁均设有绝缘内衬8，第一水平挡板7、第二水平挡板9、第一斜型挡板4、第二斜型挡板15均为高温绝缘材料，使得吸附剂颗粒在吸附净化区6内部始终保持有表面电荷，而不被金属罐壁将电荷导走；吸附剂颗粒与催化油浆在吸附净化区6充分接触，将催化油浆中的固体粉末吸附；物料从下至上流动，通过第一斜型挡板4、第二斜型挡板15进入上部沉降分离区3；第一斜型挡板4、第二斜型挡板15上开有均匀的小孔，孔径大于吸附剂颗粒的直径，物料可以自由穿过第一斜型挡板4、第二斜型挡板15；物料进入沉降分离区3后，流速大幅下降，吸附剂颗粒不再处于流态化状态，并通过重力沉降作用，进入第一待生吸附剂颗粒排出口5、第二待生吸附剂颗粒排出口16，并汇入待生吸附剂颗粒输送管17中；净化催化油浆通过流化床装置1上端的净化催化油浆收集盘13聚集，并通过净化催化油浆出料口14出装置，流化床装置1顶部设置有气体排出口29，用于排出装置内部鼓入的气体，防止装置内憋压，排出的气体循环至第一气体鼓入口18、第二气体鼓入口22、第三气体鼓入口28循环利用。
吸附了渣浆的吸附剂颗粒通过待生吸附剂颗粒输送管17送至再生罐19中，并在其中将吸附剂颗粒表面的电荷排走；从第一气体鼓入口18进入的气体分为两路，一路沿待生吸附剂颗粒输送管17与吸附剂颗粒逆向流动，从第一待生吸附剂颗粒排出口5、第二待生吸附剂颗粒排出口16进入沉降分离区3，用于调控液位，防止装置内液相随待生吸附剂颗粒进入再生罐19；另一路与吸附剂颗粒同向流动，进入再生罐19，对排走电荷后的吸附剂颗粒表面进行吹扫，使渣浆与吸附剂颗粒分离；再生罐19下部设置有吸附剂挡板20，其上开有均匀的小孔，小孔直径小于吸附剂颗粒的直径；富集了固体粉末的渣浆可通过吸附剂挡板20，从渣浆排出口21排出装置；吸附剂颗粒的直径较大，无法通过吸附剂挡板20，可通过吸附剂挡板20上端的再生吸附剂颗粒排出口23进入再生吸附剂颗粒输送管24中，并通过管下部的第二气体鼓入口22鼓入的气体，将吸附剂颗粒输送至静电装置27中，再次在颗粒表面负载电荷，通过吸附剂颗粒输入管26循环至流化床装置1中循环使用。
以下结合实施例对本发明的一种催化油浆脱固的装置及脱固方法进一步进行阐述。
需要特别强调的是，以下实施例所用原料催化油浆均相同，为某炼厂催化裂化装置分离系统主分馏塔塔底出料，其密度为1.0242g/cm3，试验所用装置及吸附剂颗粒均相同，试验的催化油浆处理量、流速、鼓风量等参数相同。
实施例1
参见图1所示，一种催化油浆脱固的装置，包括流化床装置1，所述流化床装置1包括上部的沉降分离区3和下部的吸附净化区6；所述沉降分离区3和吸附净化区6之间由开设有小孔的挡板部件分隔；所述流化床装置1的底部设置有催化油浆进料口12；所述流化床装置1内垂直设置有吸附剂颗粒输送管2，所述吸附剂颗粒输送管2的一端位于吸附净化区6的底部且设置有吸附剂颗粒分布口10，所述吸附剂颗粒输送管2的另一端延伸至流化床装置1外并与吸附剂颗粒输送系统连接；所述沉降分离区3的底部设置有待生吸附剂颗粒出口，所述待生吸附剂颗粒出口通过待生吸附剂颗粒输送管17与再生罐19连通，所述再生罐19的侧部设置有再生吸附剂颗粒排出口23，所述再生吸附剂颗粒排出口23通过再生吸附剂颗粒输送管24与静电装置27相连接，所述静电装置27上设置的吸附剂颗粒输入管26与所述吸附剂颗粒输送管2相连接；所述流化床装置1的顶部设置有净化催化油浆出料口14和气体排出口29。
本具体实施例中，沉降分离区3的横截面积大于吸附净化区6的横截面积。
本具体实施例中，所述挡板部件安装于所述吸附净化区6的顶部，所述挡板部件包括第一斜型挡板4和第二斜型挡板15。
本具体实施例中，所述待生吸附剂颗粒出口包括相互连通的第一待生吸附剂颗粒排出口5和第二待生吸附剂颗粒排出口16。
本具体实施例中，所述吸附剂颗粒输送系统包括鼓风机25和第三气体鼓入口28，所述鼓风机25与吸附剂颗粒输送管2的端部连接。
本具体实施例中，流化床装置1的底部还设置有催化油浆分布板11，所述催化油浆分布板11位于所述吸附净化区6的下方。
本具体实施例中，所述流化床装置1的顶部设置有净化催化油浆收集盘13，所述净化催化油浆收集盘13位于所述净化催化油浆出料口14的下方。
本具体实施例中，再生罐19的底部设置有渣浆排出口21，所述再生罐19的内下部安装有吸附剂挡板20，所述吸附剂挡板20上开设有尺寸小于吸附剂颗粒直径的小孔；所述再生吸附剂颗粒排出口23位于所述吸附剂挡板20的上方。
本具体实施例中，吸附剂颗粒输送管2位于吸附净化区6的部分通过均固定安装在吸附净化区6上的第一水平挡板7和第二水平挡板9进行固定。
本具体实施例中，待生吸附剂颗粒输送管17上设置有第一气体鼓入口18。
本具体实施例中，再生吸附剂颗粒输送管24上设置有第二气体鼓入口22。
本具体实施例中，吸附剂颗粒输送管2、吸附净化区6、吸附剂颗粒输入管26的内壁上均设置有耐高温的绝缘内衬8。
本具体实施例中，第一斜型挡板4、第一水平挡板7、第二水平挡板9、第二斜型挡板15均为耐高温的绝缘材料。
本具体实施例中，催化油浆分布板11上开设有尺寸小于吸附剂颗粒直径的小孔；第一水平挡板7、第二水平挡板9上均开设有尺寸大于吸附剂颗粒直径的小孔；第一斜型挡板4、第二斜型挡板15上开设的小孔尺寸大于吸附剂颗粒的直径。
本具体实施例中，吸附剂颗粒为陶粒砂，粒径为2～3mm。
本具体实施例中，吸附剂颗粒分布口10的孔径为4mm。
本具体实施例中，第一水平挡板7、第二水平挡板9的层距为500mm；第一水平挡板7、第二水平挡板9上开设的小孔的孔径为4mm。
本具体实施例中，第一斜型挡板4、第二斜型挡板15上开设的小孔的孔径为4mm。
本具体实施例中，吸附剂挡板20上开设的小孔的直径为1mm。
本具体实施例中，催化油浆分布板上开设的小孔的直径为1mm。
实施例2
一种利用实施例1所述装置进行催化油浆脱固的方法，包括如下步骤：
S1、将吸附剂颗粒在电场强度为15000V/cm的高压直流电场静电装置27中进行处理，并通过吸附剂颗粒输送管2输送至流化床装置1；
S2、将催化油浆换热至200℃，输送至流化床装置1，吸附剂颗粒与原料催化油浆在吸附净化区6充分接触，实现净化，进入沉降分离区3完成分离，得到净化催化油浆和待生吸附剂颗粒；
S3、表面吸附着渣浆的待生吸附剂颗粒进入到再生罐19，分离罐温度为210℃，吸附剂颗粒在沉降罐19内将表面电荷导出，并将表面渣浆脱附，从底部排出，得到富含固体粉末的渣浆；脱除油浆后的待生吸附剂颗粒输送至静电装置27，经处理后循环使用。
实施例3
一种利用实施例1所述装置进行催化油浆脱固的方法，包括如下步骤：
S1、将吸附剂颗粒在电场强度为15000V/cm的高压直流电场静电装置27中进行处理，并通过吸附剂颗粒输送管2输送至流化床装置1；
S2、将催化油浆换热至300℃，输送至流化床装置1，吸附剂颗粒与原料催化油浆在吸附净化区6充分接触，实现净化，进入沉降分离区3完成分离，得到净化催化油浆和待生吸附剂颗粒；
S3、表面吸附着渣浆的待生吸附剂颗粒进入到再生罐19，分离罐温度为310℃，吸附剂颗粒在沉降罐19内将表面电荷导出，并将表面渣浆脱附，从底部排出，得到富含固体粉末的渣浆；脱除油浆后的待生吸附剂颗粒输送至静电装置27，经处理后循环使用。
实施例4
一种利用实施例1所述装置进行催化油浆脱固的方法，包括如下步骤：
S1、将吸附剂颗粒在电场强度为30000V/cm的高压直流电场静电装置27中进行处理，并通过吸附剂颗粒输送管2输送至流化床装置1；
S2、将催化油浆换热至300℃，输送至流化床装置1，吸附剂颗粒与原料催化油浆在吸附净化区6充分接触，实现净化，进入沉降分离区3完成分离，得到净化催化油浆和待生吸附剂颗粒；
S3、表面吸附着渣浆的待生吸附剂颗粒进入到再生罐19，分离罐温度为310℃，吸附剂颗粒在沉降罐19内将表面电荷导出，并将表面渣浆脱附，从底部排出，得到富含固体粉末的渣浆；脱除油浆后的待生吸附剂颗粒输送至静电装置27，经处理后循环使用。
对本发明实施例2～4中的净化催化油浆中的固体颗粒含量进行分析测试，结果见表1所示。
表1催化油浆性质分析结果
| 固体颗粒含量，μg/g | 脱除率，％ | |
| 原料催化油浆 | 2550 | |
| 实施例2净化催化油浆 | 107 | 95.80 |
| 实施例3净化催化油浆 | 56 | 97.80 |
| 实施例4净化催化油浆 | 34 | 98.67 |
从表1中可以看到：根据实施例2～4中净化催化油浆以及原料催化油浆中固体颗粒含量的数据对比可以看出，经过本发明提供的净化工艺处理后，净化催化油浆中的固体颗粒含量明显降低(从图2和图3的对照中也可以看出)，在适当范围内，当操作温度较高、电场强度较大时，净化催化油浆中的固体颗粒含量更低。
本发明通过上述实施例来说明本发明的技术构思，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品个别原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (16)
1.一种催化油浆脱固的装置，包括流化床装置(1)，其特征在于，所述流化床装置(1)包括上部的沉降分离区(3)和下部的吸附净化区(6)；所述沉降分离区(3)和吸附净化区(6)之间由开设有小孔的挡板部件分隔；所述流化床装置(1)的底部设置有催化油浆进料口(12)；所述流化床装置(1)内垂直设置有吸附剂颗粒输送管(2)，所述吸附剂颗粒输送管(2)的一端位于吸附净化区(6)的底部且设置有吸附剂颗粒分布口(10)，所述吸附剂颗粒输送管(2)的另一端延伸至流化床装置(1)外并与吸附剂颗粒输送系统连接；所述沉降分离区(3)的底部设置有待生吸附剂颗粒出口，所述待生吸附剂颗粒出口通过待生吸附剂颗粒输送管(17)与再生罐(19)连通，所述再生罐(19)的侧部设置有再生吸附剂颗粒排出口(23)，所述再生吸附剂颗粒排出口(23)通过再生吸附剂颗粒输送管(24)与静电装置(27)相连接，所述静电装置(27)上设置的吸附剂颗粒输入管(26)与所述吸附剂颗粒输送管(2)相连接；所述流化床装置(1)的顶部设置有净化催化油浆出料口(14)和气体排出口(29)。
2.根据权利要求1所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，沉降分离区(3)的横截面积大于吸附净化区(6)的横截面积。
3.根据权利要求1所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，所述挡板部件安装于所述吸附净化区(6)的顶部，所述挡板部件包括第一斜型挡板(4)和第二斜型挡板(15)。
4.根据权利要求1所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，所述待生吸附剂颗粒出口包括相互连通的第一待生吸附剂颗粒排出口(5)和第二待生吸附剂颗粒排出口(16)。
5.根据权利要求1所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，所述吸附剂颗粒输送系统包括鼓风机(25)和第三气体鼓入口(28)，所述鼓风机(25)与吸附剂颗粒输送管(2)的端部连接。
6.根据权利要求1所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，流化床装置(1)的底部还设置有催化油浆分布板(11)，所述催化油浆分布板(11)位于所述吸附净化区(6)的下部靠近催化油浆进料口(12)处。
7.根据权利要求1所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，所述流化床装置(1)的顶部设置有净化催化油浆收集盘(13)，所述净化催化油浆收集盘(13)位于所述净化催化油浆出料口(14)的下方。
8.根据权利要求1所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，再生罐(19)的底部设置有渣浆排出口(21)，所述再生罐(19)的内下部安装有吸附剂挡板(20)，所述吸附剂挡板(20)上开设有尺寸小于吸附剂颗粒直径的小孔；所述再生吸附剂颗粒排出口(23)位于所述吸附剂挡板(20)的上方。
9.根据权利要求1所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，吸附剂颗粒输送管(2)位于吸附净化区(6)的部分通过固定安装在吸附净化区(6)上的水平挡板进行固定。
10.根据权利要求1所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，待生吸附剂颗粒输送管(17)上设置有第一气体鼓入口(18)。
11.根据权利要求1所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，再生吸附剂颗粒输送管(24)上设置有第二气体鼓入口(22)。
12.根据权利要求1所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，吸附剂颗粒输送管(2)、吸附净化区(6)、吸附剂颗粒输入管(26)的内壁上均设置有耐高温的绝缘内衬(8)。
13.根据权利要求9所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，水平挡板包括第一水平挡板(7)、第二水平挡板(9)；第一斜型挡板(4)、第一水平挡板(7)、第二水平挡板(9)、第二斜型挡板(15)的材质均为耐高温的绝缘材料。
14.根据权利要求13所述的一种催化油浆脱固的装置，其特征在于，催化油浆分布板(11)上开设有尺寸小于吸附剂颗粒直径的小孔；第一水平挡板(7)、第二水平挡板(9)、第一斜型挡板(4)、第二斜型挡板(15)上均开设有尺寸大于吸附剂颗粒的直径的小孔。
15.一种利用权利要求1～14任一项所述装置进行催化油浆脱固的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将新鲜的吸附剂颗粒送入静电装置(27)处理，处理完后通过吸附剂颗粒输送管(2)输送至流化床装置(1)内的吸附净化区(6)；
S2、将待脱固的催化油浆预热至150～360℃；
S3、将预热后的催化油浆送入流化床装置(1)内，吸附剂颗粒与催化油浆在吸附净化区(6)内净化后进入沉降分离区(3)完成分离，得净化催化油浆和含油浆的待生吸附剂颗粒；
S4、将步骤S3中所得净化催化油浆输送至流化床装置(1)外，将步骤S3中所得含油浆的待生吸附剂颗粒送入再生罐(19)内，经吹扫后，待生吸附剂颗粒中的浆渣从再生罐(19)底部排出，脱除油浆后的待生吸附剂颗粒输送至静电装置(27)，经处理后循环使用。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，静电装置中电场强度为500～50000V/cm。
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