CN204737922U - 费托合成浆液中催化剂分离系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到一种费托合成浆液中催化剂分离系统，其特征在于包括过滤器，过滤器内间隔设有镂空的第一挡板和第二挡板，第一挡板和第二挡板的端缘固定在过滤器的内壁上将过滤器分隔沉降区、中间区和脱气区；所述中间区内填充丝状铁磁介质；过滤器的外壁上设有与中间区相对应的电磁铁；过滤器的侧壁上设有与沉降区相连通的进料口、与脱气区相连通的出料口，过滤器顶部设有与脱气区相连通的排气口连接费托合成反应器的回气口，过滤器的底部的与沉降区相连通的排浆口通过消磁器连接费托合成反应器的回料口；进料口连接费托合成反应器的物料出口；出料口通过出料电磁阀连接储油罐的入口；储油罐的出口通过泵和进料电磁阀连接所述出料口。本实用新型分离效率高，分离效果好。

Description

费托合成浆液中催化剂分离系统

技术领域

本实用新型涉及到化工设备，具体指一种费托合成浆液中催化剂分离系统。

背景技术

费托合成，简称F-T合成，是以煤和天然气气化或重整所得的合成气为原料，在催化剂体系下合成以烃类为主的液体燃料及其它化工产品的工艺过程。浆态床费托合成反应器是费托合成的核心设备，反应器中合成油能否连续有效地与油浆中的催化剂进行分离是浆态床F-T合成油技术能否长周期安全运行的最重要因素。

浆态床F-T合成反应器浆液中固体催化剂含量约为30wt％～40wt％，催化剂粒径约为50μm或更细；而合成油下游改质处理工艺要求油品中最大固体含量为10～20ppmw。为了提高合成油品质量，满足下游处理工序对合成油固含量的要求，同时回收成本较高的钴基催化剂，降低合成油生产成本，合成油产品进储罐前需要设置适当的催化剂分离设备，分离浆液中的固体颗粒，将合成油品中的催化剂含量降低到10～20ppmw。

现有的催化剂分离通常采用过滤技术，在两级过滤器中间设置保护过滤器。其中初级过滤是将F-T合成反应器内粒度大于5μm的催化剂颗粒留在反应器内，维持反应器内催化剂的藏量，将F-T合成的产品蜡移出反应器。设置保护过滤器的目的是预防因一级过滤失效催化剂进入二级过滤，造成二级过滤堵塞。二级过滤是将一级过滤分离出的蜡中粒度大于0.1μm的催化剂颗粒移出，将产品蜡中的固体含量降到10～20ppmw。

分离过程中，大量细颗粒催化剂通过一级过滤和保护过滤器进入到二级过滤器中。这些细小的颗粒容易卡在过滤元件的孔道中，造成孔道堵塞，使过滤通量降低，反冲洗时间间隔缩短，影响过滤元件的使用寿命。另一方面分离工艺中的二级过滤分离出的催化剂细颗料不易返回到反应器中循环利用，会逐渐聚集在二级过滤器前的管道中。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够高效分离出浆液中固体催化剂，同时能够减少分离过程中催化剂的磨损、二次破碎和细颗粒催化剂损失的费托合成浆液中催化剂分离系统，从而达到提高催化剂使用寿命、降低合成油生产成本的目的。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该费托合成浆液中催化剂分离系统，其特征在于包括过滤器，所述过滤器内间隔设有镂空的第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和第二挡板的端缘固定在所述过滤器的内壁上将所述过滤器分隔沉降区、中间区和脱气区；所述中间区内填充丝状铁磁介质；

所述过滤器的外壁上设有与所述中间区相对应的电磁铁；

所述过滤器的侧壁上设有与所述沉降区相连通的进料口、与所述脱气区相连通的出料口，所述过滤器顶部设有与所述脱气区相连通的排气口连接费托合成反应器的回气口，所述过滤器的底部的与所述沉降区相连通的排浆口通过消磁器连接所述费托合成反应器的回料口；

所述进料口连接费托合成反应器的物料出口；

所述出料口通过出料电磁阀连接储油罐的入口；所述储油罐的出口通过泵和进料电磁阀连接所述出料口。

为了进一步提高分离效果，可以在所述出料口和所述进料电磁阀、所述出料电磁阀之间还设有金属膜过滤器，即所述出料口连接所述金属膜过滤器的入口，所述进料电磁阀和所述出料电磁阀均连接所述金属膜过滤器的出口。

与现有技术相比，本实用新型所提供的费托合成浆液中催化剂分离系统分离流程短、分离效果好、分离效率高，同时能够减少分离过程中催化剂的磨损、二次破碎和细颗粒催化剂的损失，延长了催化剂的使用寿命、降低合成油的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例的示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，该浆液中金属催化剂分离装置包括：

费托合成反应器7，为现有技术，其顶部设有反应尾气出口74，其侧壁上自上至下依次间隔设有回气口71、物料出口73和回料口72。

过滤器1，过滤器内间隔设有镂空的第一挡板11和第二挡板12，第一挡板11和第二挡板12的端缘固定在过滤器的内壁上，第一挡板11和第二挡板12将过滤器分隔为下部的沉降区13、中间区14和上部的脱气区15；中间区14内填充有丝状铁磁介质2，本实施例中的铁磁介质为磁性金属丝。

过滤器1的侧壁上设有：

与沉降区13相连通的进料口16，进料口16通过电磁阀75连接物料出口73；

与脱气区15相连通的出料口17；

过滤器的顶部设有与脱气区15相连通的排气口18，排气口18连接回气口71；

过滤器的底部设有与沉降区相连通的排浆口19，排浆口19通过消磁器8连接回料口72。

对应于中间区14，在过滤器的外壁上固定有电磁铁3，电磁铁3为环状结构，一半为N极，一半为S极。

出料口17连接金属膜过滤器4的入口；金属膜过滤器4的出口41通过出料电磁阀5连接储油罐9的入口91，储油罐的出口92通过泵93和进料电磁阀94连接储油罐的出口。

该分离装置的工作原理描述如下：

向电磁铁通电，在电磁铁的N和S极之间产生高梯度电磁场。费托合成反应器产生的合成产品油通过电磁阀进入过滤器中，首先在沉降段依靠重力分离掉大颗粒固体催化剂，然后包含中小颗粒固体催化剂的浆液向上运动进入高梯度电磁场中。在高梯度电磁场中，产品油中的固体催化剂磁化，产生与铁磁介质相反的磁性。受磁力作用，初始轨迹在捕获半径内的固体催化剂受磁力吸引，会加速向铁磁介质运动，被吸附在磁介质表面与合成油分离；极少量初始轨迹在捕获半径外的固体催化剂会随合成油一起从出口排出进入膜过滤器内。

在膜过滤器内，合成油清液穿过过滤膜，经合成油产品管线及出料电磁阀送至储油罐中，残留的小颗粒催化剂被过滤并粘附在过滤膜上。脱气段浆液液面上未反应完的合成气脱出，经过滤器的排气口从费托合成反应器的回气口返回费托合成反应器顶部，与费托合成反应器中的气相一起导出，经冷凝器冷凝回收轻烃后循环利用。

随着过滤过程的持续运行，电磁场内催化剂固体颗粒在铁磁介质丝表面两侧不断聚集，积聚半径逐渐增大，标准捕获半径逐渐变小，高梯度磁分离效率就会越来越低，这样就会使相当一部分的固体催化剂挣脱高梯度磁力的吸引，随浆液进入烧结金属膜过滤段。随着过滤过程的持续运行，随浆液进入烧结金属膜过滤段的催化剂越来越多，通过膜过滤器分离出并粘附在膜表面的催化剂也就越来越多，金属膜过滤器的过滤管内外压差也逐渐增大。当增大到一定程度时就要对金属膜过滤器和过滤器进行反冲洗。

反冲洗阶段，首先关闭电磁阀停止进料，然后切断电磁铁电源，使得高梯度电磁场消失，吸附在铁磁介质表面上的固体催化剂颗粒，因磁吸附力消失会从磁介质表面脱落，慢慢向下沉降至沉降区。关闭出料电磁阀，打开进料电磁阀，通过泵加压产品合成油反冲洗金属膜过滤器。反冲洗将粘附在膜表面的催化剂冲洗进浆液中，随着反冲洗清液进入过滤器，过滤器内液位上升，高出费托合成浆态床反应器内液位，就会形成一从上向下的浆液流动，使得含有固体催化剂的浓浆液向下通过中间区、沉降区后进入消磁器内消磁，然后返回费托合成浆态床反应器中循环利用。

Claims (2)

1.费托合成浆液中催化剂分离系统，其特征在于包括过滤器(1)，所述过滤器内间隔设有镂空的第一挡板(11)和第二挡板(12)，所述第一挡板(11)和第二挡板(12)的端缘固定在所述过滤器的内壁上将所述过滤器分隔成沉降区(13)、中间区(14)和脱气区(15)；所述中间区内填充丝状铁磁介质(2)；

所述过滤器的外壁上设有与所述中间区相对应的电磁铁(3)；

所述过滤器(1)的侧壁上设有与所述沉降区(13)相连通的进料口(16)、与所述脱气区(15)相连通的出料口(17)，所述过滤器顶部设有与所述脱气区(15)相连通的排气口(18)连接费托合成反应器(7)的回气口(71)，所述过滤器的底部的与所述沉降区相连通的排浆口(19)通过消磁器(8)连接所述费托合成反应器(7)的回料口(72)；

所述进料口(16)连接费托合成反应器7的物料出口(73)；

所述出料口(17)通过出料电磁阀(5)连接储油罐(9)的入口(91)；所述储油罐的出口(92)通过泵(93)和进料电磁阀(94)连接所述出料口(17)。

2.根据权利要求1所述的费托合成浆液中催化剂分离系统，其特征在于所述出料口(17)和所述进料电磁阀(94)、所述出料电磁阀(5)之间还设有金属膜过滤器(4)，即，所述出料口(17)连接所述金属膜过滤器(4)的入口，所述进料电磁阀(94)和所述出料电磁阀(5)均连接所述金属膜过滤器(4)的出口。