CN117285963A - 费托渣蜡的处理系统与工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种费托渣蜡的处理系统与工艺，包括分解组件和压滤组件，其利用费托蜡与固体催化剂的性质差异，通过多能量场的细微调整与结合，分别在分解组件和压滤组件的作用下调节温度与压力的不同，实现费托蜡与固体催化剂高效简便的分离，克服操作复杂并无法高效分离开催化剂以及费托蜡的问题。该系统和工艺能够实现将渣蜡中的催化剂和重质蜡进行有效分离，且得到的产品蜡符合原料蜡的要求，可以直接用作可市售的产品蜡原料，且重质蜡回收率高，流程简单。

Description

费托渣蜡的处理系统与工艺

技术领域

本发明涉及化工固体废弃物处理领域，具体涉及一种费托渣蜡的处理系统与工艺。

背景技术

费托反应是煤液化合成气在催化剂上转化生成烃类的主要反应，其工艺主要在浆态床反应器内，以煤基合成物作为原料，在催化剂和一定的反应条件下合成烃类物质以及费托蜡，反应需要经常更换催化剂以保持催化效率，在此过程中排出大量的催化剂渣蜡，渣蜡经过固废处理后形成滤饼，其含有大量的蜡渣以及部分未失活的催化剂，当其被聚集在空气当中并经过太阳照射后，极易发生自燃，产生安全隐患。日复一日，费托渣蜡混合物因无法分解只能作为危险固体废弃物被焚烧后进行掩埋处理，造成了环境污染，资源浪费。

CN105542855A公开了一种渣蜡处理的方法和系统，该方法包括：对渣蜡依次进行加热使蜡熔融，然后进行高温分离，得到熔融态蜡和固体残渣，再对固体残渣依次进行蒸馏、焚烧处理。然而，该方法没有公开如何实现高温分离，且以蒸馏方式蒸发蜡的难度高，焚烧蜡也会导致蜡的浪费，回收率不高。

CN110387261A公开了一种费托渣蜡的处理装置以及处理方法，该方法包括：(1)将渣蜡与有机溶剂接触进行萃取；(2)将经步骤(1)后的混合液进行固液分离，得到分离液和分离固相；(3)将所述分离固相的表面液相残留物进行回收处理；(4)将所述分离液以及回收的所述分离固相的表面液相残留物进行减压精馏得到成品蜡；萃取的条件包括：在一个标准大气压下，温度为40-110℃。该方法使用有机溶剂萃取的方式先分离出固相催化剂残渣，然后对萃取液相进行减压精馏得到成品蜡。该方法需增加后续分离工艺来分离有机溶剂和蜡，未能充分利用现有费托合成和分离工艺的装置条件。

CN110016364公开了一种费托渣蜡的处理装置和处理工艺，该工艺包括：(1)将渣蜡进行过滤，得到第一渣蜡残渣和重质蜡，回收该重质蜡；(2)用抽提溶剂对所述第一渣蜡残渣进行抽提，得到第二渣蜡残渣与含抽提溶剂和重质蜡的第二液相物流；(3)将所述第二液相物流进行分离，得到重质蜡和抽提溶剂，分别回收该重质蜡和抽提溶剂。该方法所使用的抽提溶剂苯或二甲苯在现有生产装置中会造成对费托反应产物的掺杂污染，影响产物品质。

CN1563280A公开了一种浆态床费托合成废钴基催化剂与重质烃的分离回收方法，该方法包括：先用轻质液体石蜡作为溶剂对废钴基催化剂和重质烃的混合物进行抽提分离，然后再用二甲苯对混合物进行分离。然而，在该方法中，无论采用液体石蜡还是二甲苯，在每次抽提完成后需静置沉降使固液分离，这种抽提、静置沉降需要重复多次；静置沉降分离耗时长，分离效果较差，多次进行重复抽提使操作复杂，最后分离得到的固体中仍含有大量液体，还需要进一步采用蒸馏的方法分离，增加了整个过程的能耗；同时抽提过程中使用的轻质液体石蜡的初馏点在210℃，投入使用的轻质液体石蜡较难回收利用，增加了操作成本。

上述现有技术存在的主要的技术问题在于操作复杂，增加操作成本，导致厂家入不敷出的现象发生；无法大规模分离催化剂与蜡渣，并将其分别利用，产品利用率低，没有经济效益，不符合工厂利益标准核算。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种费托渣蜡的处理系统与工艺。

本发明利用费托蜡与固体催化剂的性质差异，通过多能量场的细微调整与结合，分别在分解釜和压滤机的作用下调节温度与压力的不同，实现费托蜡与固体催化剂高效且简便的分离，克服操作复杂并无法高效分离开催化剂以及费托蜡的问题。该工艺能够实现将渣蜡中的催化剂和重质蜡进行有效分离，且得到的产品蜡符合原料蜡的要求，可以直接用作可市售的产品蜡原料，且重质蜡回收率高，流程简单。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

费托渣蜡的处理系统，包括分解组件和压滤组件；

所述分解组件包括分解釜，所述分解釜的上下端分别设置有进料口、出料口，其一侧连通有热源进出口，其内还安装有搅拌组件；当费托渣蜡由所述进料口进入分解釜内后，其在热源作用下加热熔化，并与热源经混合搅拌变为混合液体；

所述出料口通过输送管连通至压滤组件；

所述压滤组件包括止推板、压紧板和并行设置于其间的多个滤板，相邻滤板之间形成滤室并夹设有滤布，所述滤室连接有通入其内的通气管；所述止推板的上下端分别设置有入液口、出液口，所述压紧板连接有加压组件，所述滤室下方设置有滤饼收集组件；

当费托渣蜡与热源的混合液体进入压滤组件后，其通过入液口依次进入各滤室，所述压紧板工作使滤板压紧过程中，混合液体流经滤布，催化剂固体被滤布截留在各个滤室内，形成滤饼，通气管内通入气体，通过管壁细小微孔对滤饼进行风干；费托蜡与热油滤液则渗透过滤布，通过各个滤板组合形成的液孔道从出液口排出。

可选的，所述分解釜包括釜体和上、下封头，其高与直径之比为1-3之间。

可选的，所述分解釜的上封头设置为机械密封，所述搅拌组件穿过所述机械密封而设，其包括位于釜体内的搅拌器和位于釜体上方的搅拌机架，所述搅拌机架传动轴通过联轴器连接有减速机。

可选的，所述分解釜外壁设有夹套，所述夹套连通有冷却进出口。

可选的，所述分解釜一侧连通的热源进出口为热油进出口，其下方于釜体内设有测温元件。

可选的，所述分解釜的釜体顶端设有检查入口。

可选的，所述分解釜内安装有玻管液位计用于确定流入费托渣蜡的容量。

可选的，所述压滤组件还包括横梁用于支撑和固定其他组件。

可选的，所述滤布的截留范围为粒径小于1μm的固体粒子。

可选的，所述加压组件包括油缸、活塞和压力表。

可选的，所述滤饼收集组件包括收集罐和安装于其内的卧式搅拌桨。

可选的，所述滤室内的通气管均连通至一布气管，所述布气管横向设置于各滤板一侧，其具有进气口和出气口，所述进气口设有进风阀门。

可选的，所述压滤组件还连接有清洁组件，所述清洁组件包括清洁水箱、水龙头和清洁管，使得清洁水流经滤板及滤室，对压滤组件进行洗涤，最后流入滤饼收集组件。

本发明目的还在于提供一种费托渣蜡的处理工艺，其包括以下步骤：

S1准备热源

通过加热装置将导热油加热至温度210-240℃；

S2费托渣蜡的融化

通过加热装置使费托渣蜡在温度160-180℃下高温加热发生一阶熔化，使其由固体废弃物变成液体，且不同温度下熔化后的渣蜡其粘度不同；

S3费托渣蜡混合液体

利用热油进出口将S1导热油送入分解釜中，通过测温元件将釜内温度控制在160-180℃范围；

将S2一阶熔化后的费托渣蜡加入分解釜，使其二阶融化并使其与导热油混合搅拌变成一种混合液体；通过玻管液位计确定加入费托渣蜡的容量；

S4压滤分离

启动加压组件使其推动压紧板动作压紧各个滤板，使相邻滤板之间形成滤室；

通过输送管将S3混合液体输送到压滤组件的入液口，开启进料泵，使费托渣蜡混合液体从止推板的入液口进入各滤室；

加压组件继续动作，调整其压力P(5000-10000Pa)使压紧板将滤板持续压紧，混合液体流经滤布：催化剂固体被滤布截留在各个滤室内，形成滤饼，缓慢开启进风阀门，使空气流入通气管，通过管壁细小微孔对滤饼进行风干以提高形成滤饼速度；费托蜡与热油滤液则渗透过滤布，通过各个滤板组合形成的液孔道从出液口排出；

S5滤饼收集

关闭进料口，防止原料进入滤室中对目标产物造成影响；同时加压组件控制压紧板松开，使各个滤板打开，压滤后的废催化剂滤饼掉入收集罐中，进行一定时间的冷却与搅拌，粉碎其不均匀块状由排料口运出。

可选的，所述费托渣蜡的处理工艺还包括

分解釜冷却：

当费托渣蜡自分解釜完全流出后，使余留导热油流出热油进出口，再通过冷却进出口对釜体进行冷却，进而降低釜内温度。

可选的，所述费托渣蜡的处理工艺还包括

压滤组件清洗：

当压滤分离完成后，对压滤组件进行洗涤，开启水龙头，使其通过进水口流经滤板及滤室，最后流入滤饼收集组件，再由出水口流出，检查设备是否清洗完整。

可选的，所述费托渣蜡的处理工艺还包括

滤饼洗涤：

使滤板持续压紧过程中，开启水龙头，对滤饼进行洗涤，使有价值的物质得到回收。

本发明带来的有益效果：

本发明以危险固体废弃物费托渣蜡为处理对象，应用费托蜡和废催化剂的性质差异，以导热油加热器加热的高温热油为热源，在分解釜的作用下熔化费托渣蜡，再经板框压滤机的压滤将费托蜡与废催化剂高效分离，收集出高纯度的费托蜡和干燥的废催化剂。

本系统是在低成本、分离效率高、人力资源少的情况下所进行的渣蜡分离处理装置，可最大程度减少或解决含蜡滤渣的资源浪费，加快实现费托蜡渣处理的无害化和资源的集约化，满足现代煤化工产业绿色、环保发展的实际要求，降低工厂处理费托渣蜡的成本，提高工厂利润。

本发明的技术关键在于分解釜、压滤机两种设备相结合所产生的一种新型费托渣蜡的分离工艺，再结合两种设备的结构特征以及费托渣蜡的特性，采用多能量场分离工艺，控制不同温度以及压力将催化剂中可能存在的费托蜡进行清除，大大提高重质蜡的回收率(回收率在98％重量以上)；同时，对压滤机的滤板中间安装通气管，缩短滤饼形成时间，利用热油便于费托渣蜡保持恒温，且易从出液口流出，辅以滤饼洗涤提高物质回收率；在压滤机的滤饼收集罐内安装搅拌桨，便于废催化剂的后期处理。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明压滤组件结构简示图。

图中标号：

a-分解组件；b-压滤组件；

1-减速机；2-联轴器；3-搅拌机架；4-机械密封；5-进料口；6-搅拌器；7-热油进出口；8-测温元件；9-釜体支腿；10-出料口；11-冷却进口；12-冷却出口；13-玻管液位计；14-检查入口；15-电机；16-入液口；17-止推板；18-滤板；19-横梁；20-压紧板；21-压力表；22-清洁水箱；23-手柄；24-水龙头；25-进水口；26-出水口；27-油缸座；28-排料口；29-卧式搅拌桨；30-收集罐；31-出液口；32-进气口；33-出气口；34-滤布。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

费托渣蜡的处理系统，参照图1，包括分解组件和压滤组件；

所述分解组件包括分解釜，所述分解釜的上下端分别设置有进料口5、出料口10，其一侧连通有热源进出口。

本实施例热源选用导热油，导热油与传统的传热介质水及水蒸气相比，具有以下优势：1.在几乎常压的条什下，可获得较高的传热温度，大幅降低高温加热系统的操作压力，提高系统和设备的安全性；2.温度稳定，便于控制，对强制循环的液相导热油的加热温度，可根据用热系统的需要实现自控，不受压力因素影响，温度波动小，蒸汽锅炉供热温度是由蒸汽压力调节控制，影响因素多，温度波动大；3、不需要水处理系统，减少了系统的初投资和运行维护费用；4、在更宽的温度范围内满足不同的温度加热、冷却的工艺要求或在同一个系统中用同一种导热油炉同时实现高温加热和低温冷却的工艺要求，可以降低系统和模作的复杂性；5、在同样的操作温度条件下，导热油系统较蒸汽系统至少节能30％

所述分解釜顶部设有检查入口14，底部设有釜体支腿9，釜体内还安装有搅拌组件。当费托渣蜡由所述进料口5进入分解釜内后，其在热源作用下加热熔化，并与热源经混合搅拌变为混合液体。

所述出料口10通过输送管连通至压滤组件。

参照图2，所述压滤组件包括止推板17、压紧板20和并行设置于其间的多个滤板18，相邻滤板18之间形成滤室并夹设有滤布34，所述滤室连接有通入其内的通气管。

所述通气管设置在每个滤板18的上方并统一集束化管理，其管壁设有细小微孔，先由布气管进行统一运输气体，后由毛细管依次通入各个滤室，最大程度上避免气管在滤板18运动过程中造成挤压损坏管路。

所述止推板17的上下端分别设置有入液口16、出液口31，所述压紧板20连接有加压组件，所述滤室下方设置有滤饼收集组件。

可选的，所述压滤组件还包括横梁19用于支撑和固定其他组件。

可选的，所述耐温滤布34的截留范围为粒径小于1μm的固体粒子。

可选的，所述加压组件包括油缸、活塞和油缸座27、压力表21。

可选的，所述滤饼收集组件包括收集罐30和安装于其内的卧式搅拌桨29。

当费托渣蜡与热油的混合液体进入压滤组件后，其通过入液口16依次进入各滤室，所述压紧板20工作使滤板18压紧过程中，混合液体流经滤布34，催化剂固体被滤布34截留在各个滤室内，形成滤饼，通气管内通入气体，通过管壁细小微孔对滤饼进行风干；费托蜡与热油滤液则渗透过滤布34，通过各个滤板18组合形成的液孔道从出液口31排出。

在本实施例，所述分解釜包括釜体和上、下封头，其高与直径之比为3：1。

在本实施例，所述分解釜的上封头设置为机械密封4，所述搅拌组件穿过所述机械密封4而设，其包括位于釜体内的搅拌器6和位于釜体上方的搅拌机架3，所述搅拌机架3传动轴通过联轴器2连接有减速机1和电机15。

在本实施例，所述分解釜外壁设有夹套，所述夹套连通有冷却进/出口11,12，可通入冷却介质如冷却导热油、冷却水或其他冷却流体来冷却容器。

可选的，所述分解釜下方于釜体内设有测温元件8，如传感器。

可选的，所述分解釜内安装有玻管液位计13用于确定流入费托渣蜡的容量。

可选的，所述布气管横向设置于各滤板18一侧，其具有进气口32与出气口33，所述进气口32设有进风阀门，作用为控制气体流量的大小以及进入时间。当气体进入进气阀门后经过各个滤室冲刷滤布34和滤饼，当冲刷完成后，气体流体带着少量固体粒子由上端的布气管集束处理后排出。

可选的，所述压滤组件还连接有清洁组件，所述清洁组件与滤饼洗涤共用同一管路，使洗涤液带着部分滤渣可以有效的得到回收，增加了滤渣的利用率以及减少不必要的经济损失，其包括清洁水箱22、水龙头24、手柄23和清洁管，使得清洁水流经滤板18及滤室，对压滤组件进行洗涤，最后流入滤饼收集组件。

实施例2

费托渣蜡的处理工艺，其包括以下步骤：

S1准备热源

通过加热装置将导热油加热至温度210-240℃；

S2费托渣蜡的融化

通过加热装置使费托渣蜡在160-180℃温度下高温加热发生一阶熔化，使其由固体废弃物变成液体，且不同温度下熔化后的渣蜡其粘度不同。

S3费托渣蜡混合液体

利用热油进出口7将S1加热后导热油送入分解釜中，通过测温元件8将釜内温度控制在160-180℃范围；

将S2一阶熔化后的费托渣蜡加入分解釜，使其与高温热油混合二阶融化并使其充分溶解、经混合搅拌变成一种混合液体；通过玻管液位计13确定加入费托渣蜡的容量；

S4压滤分离

启动加压组件使其推动压紧板20动作压紧各个滤板18，使相邻滤板18之间形成滤室；

通过输送管将S3混合液体输送到压滤组件的入液口16，开启进料泵，使费托渣蜡混合液体从止推板17的入液口16进入各滤室；

加压组件继续动作，调整其压力5000-10000Pa使压紧板20将滤板18持续压紧，混合液体流经滤布34：催化剂固体被滤布34截留在各个滤室内，形成滤饼，缓慢开启进风阀门，使空气流入通气管，通过管壁细小微孔对滤饼进行风干以提高形成滤饼速度；费托蜡与热油滤液则渗透过滤布34，通过各个滤板18组合形成的液孔道从多个出液口31汇集排出并收集；

S5滤饼收集

加压组件控制压紧板20松开，使各个滤板18打开，压滤后的废催化剂滤饼掉入收集罐30中，进行一定时间的冷却与搅拌，粉碎其不均匀块状由排料口28运出。

优选的，所述费托渣蜡的处理工艺还包括

分解釜冷却：

当费托渣蜡自分解釜完全流出后，使余留导热油流出热油进出口7，再通过冷却进/出口11,12对釜体进行冷却，进而降低釜内温度。

优选的，所述费托渣蜡的处理工艺还包括

压滤组件清洗：

当压滤分离完成后，对压滤组件进行洗涤，开启水龙头24，使其通过进水口25流经滤板18及滤室，最后流入滤饼收集组件，再由出水口26流出，检查设备是否清洗完整。

优选的，所述费托渣蜡的处理工艺还包括

滤饼洗涤：

使滤板18持续压紧过程中，视情况开启水龙头24，对滤饼进行洗涤，使滤饼内有价值的物质得到回收。

应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.费托渣蜡的处理系统，其特征在于：包括分解组件和压滤组件；

所述分解组件包括分解釜，所述分解釜的上下端分别设置有进料口、出料口，其一侧连通有热源进出口，其内还安装有搅拌组件；当费托渣蜡由所述进料口进入分解釜内后，其在热源作用下加热熔化，并与热源经混合搅拌变为混合液体；

所述出料口通过输送管连通至压滤组件；

所述压滤组件包括止推板、压紧板和并行设置于其间的多个滤板，相邻滤板之间形成滤室并夹设有滤布，所述滤室连接有通入其内的通气管；所述止推板的上下端分别设置有入液口、出液口，所述压紧板连接有加压组件，所述滤室下方设置有滤饼收集组件；

当费托渣蜡与热源的混合液体进入压滤组件后，其通过入液口依次进入各滤室，所述压紧板工作使滤板压紧过程中，混合液体流经滤布，催化剂固体被滤布截留在各个滤室内，形成滤饼，通气管内通入气体，通过管壁细小微孔对滤饼进行风干；费托蜡与热油滤液则渗透过滤布，通过各个滤板组合形成的液孔道从出液口排出。

2.根据权利要求1所述的费托渣蜡的处理系统，其特征在于：

所述分解釜的上封头设置为机械密封，所述搅拌组件穿过所述机械密封而设，其包括位于釜体内的搅拌器和位于釜体上方的搅拌机架，所述搅拌机架传动轴通过联轴器连接有减速机。

3.根据权利要求1所述的费托渣蜡的处理系统，其特征在于：

所述分解釜外壁设有夹套，所述夹套连通有冷却进出口。

4.根据权利要求1所述的费托渣蜡的处理系统，其特征在于：

所述分解釜一侧连通的热源进出口为热油进出口，其下方于釜体内设有测温元件。

5.根据权利要求1所述的费托渣蜡的处理系统，其特征在于：

所述加压组件包括油缸、活塞和压力表。

6.根据权利要求1所述的费托渣蜡的处理系统，其特征在于：

所述滤室内的通气管均连通至一布气管，所述布气管横向设置于各滤板一侧，其具有进气口和出气口，所述进气口设有进风阀门。

7.根据权利要求1所述的费托渣蜡的处理系统，其特征在于：

所述压滤组件还连接有清洁组件，所述清洁组件包括清洁水箱、水龙头和清洁管，使得清洁水流经滤板及滤室，对压滤组件进行洗涤，最后流入滤饼收集组件。

8.费托渣蜡的处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1准备热源

通过加热装置将导热油加热至温度210-240℃；

S2费托渣蜡的融化

通过加热装置使费托渣蜡在温度160-180℃下高温加热发生一阶熔化，使其由固体废弃物变成液体，且不同温度下熔化后的渣蜡其粘度不同；

S3费托渣蜡混合液体

利用热油进出口将S1导热油送入分解釜中，通过测温元件将釜内温度控制在160-180℃范围；

将S2一阶熔化后的费托渣蜡加入分解釜，使其二阶融化并使其与导热油混合搅拌变成一种混合液体；通过玻管液位计确定加入费托渣蜡的容量；

S4压滤分离

启动加压组件使其推动压紧板动作压紧各个滤板，使相邻滤板之间形成滤室；

通过输送管将S3混合液体输送到压滤组件的入液口，开启进料泵，使费托渣蜡混合液体从止推板的入液口进入各滤室；

加压组件继续动作，调整其压力P：5000-10000Pa使压紧板将滤板持续压紧，混合液体流经滤布：催化剂固体被滤布截留在各个滤室内，形成滤饼，缓慢开启进风阀门，使空气流入通气管，通过管壁细小微孔对滤饼进行风干以提高形成滤饼速度；费托蜡与热油滤液则渗透过滤布，通过各个滤板组合形成的液孔道从出液口排出；

S5滤饼收集

加压组件控制压紧板松开，使各个滤板打开，压滤后的废催化剂滤饼掉入收集罐中，进行一定时间的搅拌，粉碎其不均匀块状由排料口运出。

9.根据权利要求8所述的费托渣蜡的处理工艺，其特征在于：

所述费托渣蜡的处理工艺还包括

分解釜冷却：

当费托渣蜡自分解釜完全流出后，使余留导热油流出热油进出口，再通过冷却进出口对釜体进行冷却，进而降低釜内温度；

压滤组件清洗：

当压滤分离完成后，对压滤组件进行洗涤，开启水龙头，使其通过进水口流经滤板及滤室，最后流入滤饼收集组件，再由出水口流出，检查设备是否清洗完整。

10.根据权利要求8所述的费托渣蜡的处理工艺，其特征在于：

所述费托渣蜡的处理工艺还包括

滤饼洗涤：

使滤板持续压紧过程中，开启水龙头，对滤饼进行洗涤，使有价值的物质得到回收。