CN207918763U - 一种费托合成过程中费托蜡的过滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种费托合成过程中费托蜡的过滤系统，包括：费托蜡原料罐：用于储存待过滤的费托蜡；过滤机：用于将所述费托蜡原料罐中的费托蜡过滤；过滤进料线：用于将所述费托蜡原料罐中的费托蜡输送至所述过滤机的进料口；过滤泵：用于给所述过滤进料线中的物料提供动力；合格蜡出料线：用于将所述过滤机中的合格蜡排出；第一助滤剂添加单元，包括：预涂循环线、预涂循环罐、预涂进料线；第二助滤剂添加单元，包括：助滤剂加料罐、补液线和助剂加料线；吹饼卸渣单元，包括：氮气口、气液分离器和吹饼线。本实用新型提供的过滤系统使费托蜡合成过程中的助滤剂充分发挥作用，有效地去除了费托蜡中的催化剂。

Description

一种费托合成过程中费托蜡的过滤系统

技术领域

本实用新型涉及煤炭间接液化技术领域，具体涉及一种费托合成过程中费托蜡的过滤系统与过滤方法。

背景技术

随着石油资源的日益减少，对洁净液体燃料的需求急剧增加，各国科研工作者致力于研究开发洁净燃料油生产技术，其中以费托(Fischer-Tropsch)合成技术最受瞩目。典型的费托合成工艺流程为：首先，煤/天然气经气化或部分氧化、重整转化为合成气，在催化剂的作用下生成有机烃类化合物，其中，重要产物为C₂₃以上重质烃类称为费托蜡，费托蜡经过过滤脱除催化剂后进行加氢精制或用于其他化工合成。

费托蜡过滤是煤炭间接液化工艺技术的重要环节之一，一般采用内置式过滤系统将生成的重质蜡排出。费托合成反应器内置过滤器一般采用的是金属烧结过滤器，主要用于费托蜡的粗过滤，使排出反应器的蜡中催化剂含量降低至100ppm以下。精细过滤器一般采用袋式过滤器，主要用于微量固体杂质的过滤，对其过滤精度要求高，且因无法实现在线清理，达不到重复使用的要求，因此，不适合于催化剂含量较高的过滤工艺。

同时，目前费托蜡过滤采用的助滤剂过滤技术，主要运用了助滤剂对铁基催化剂的拦截作用，而忽略了助滤剂的吸附、脱色作用，过滤效果低，产品质量容易发生不合格。从过滤效率来看，助滤剂涂层较厚，导致助滤剂仅使用了涂层表面上的一层，助滤剂消耗量大，产品的成本高；同时，由于过滤机压差上涨快，过滤机过滤周期较短，排渣次数多，费托蜡排放率大。

实用新型内容

为弥补现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种费托合成过程中费托蜡的过滤系统，使费托蜡合成过程中的助滤剂充分发挥作用，有效去除费托蜡中的催化剂。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种费托合成过程中费托蜡的过滤系统，所述系统包括：

费托蜡原料罐：用于储存待过滤的费托蜡；

用于对费托蜡进行过滤的叶片式过滤机；

过滤进料线：用于将所述费托蜡原料罐中的费托蜡输送至所述叶片式过滤机的进料口；

过滤循环线：用于将所述叶片式过滤机的出料口连接至所述费托蜡原料罐的进料口；

合格蜡出料线：用于将所述叶片式过滤机中的合格蜡排出；

设置在所述过滤进料线上的过滤泵：用于给所述过滤进料线中的物料输送提供动力；

第一助滤剂添加单元：用于在叶片式过滤机的叶片上形成第一滤饼层，包括：

预涂循环线：用于将所述叶片式过滤机的出料口连接至所述预涂循环罐进料口；

预涂循环罐：用于将所述叶片式过滤机中的费托蜡与第一助滤剂混合；

预涂进料线：用于将所述预涂循环罐出料口的物料输送至所述叶片式过滤机的进料口；

第二助滤剂添加单元：用于在所述叶片式过滤机叶片的第一滤饼层上形成第二滤饼层，包括：

助滤剂加料罐：用于将来自所述过滤泵出料口的至少部分物料与第二助滤剂混合；

补液线：用于将所述过滤泵的至少部分出料作为进料送入所述助滤剂加料罐；

助剂加料线：用于将所述助滤剂加料罐出料口的物料作为所述过滤泵的至少部分进料送入所述过滤泵的进料口。

优选的，所述系统还包括有吹饼卸渣单元，包括：

氮气线：用于向所述叶片式过滤机中吹入氮气以吹脱叶片上的滤饼层；

吹饼线：用于将所述叶片式过滤机中氮气吹脱叶片上的滤饼层后形成的尾气输送至所述气液分离器中；

气液分离器：用于将所述叶片式过滤机的尾气进行气液分离，并将分离出的液体返回至所述费托蜡原料罐。

优选的，所述过滤进料线中设置有管道混合器，用于将所述过滤进料线中待进入所述过滤泵的物料混合均匀。本实用新型中可以采用管道动态混合器或管道静态混合器，将助滤剂加料罐中混有第二助滤剂的费托蜡充分地分散至过滤进料线，并输送至叶片式过滤机中进行过滤。叶片式过滤机的顶部设置有溢流线，在过滤机运行的初期，能够使得过滤机腔体内空气完全排出，从而充满费托蜡。

优选的，所述预涂进料线上设置有预涂泵，用于给所述预涂进料线中的物料输送提供动力；所述助剂加料线上设置有助剂添加泵，用于给所述助剂加料线中的物料输送提供动力，提高费托蜡过滤的效率。

优选的，所述气液分离器上输气管线，用于将气液分离后的气体送至火炬系统，将所述气液分离处理产生的有毒气体及蒸汽在火炬系统中点燃燃烧，保证了安全生产、减少环境污染。

优选的，所述预涂循环罐外连接有第一加料罐，用于将作为所述第一助滤剂的白土和硅藻土的混合物送入至所述预涂循环罐中。所述白土与所述硅藻土加入的质量比为3：1-4：1，优选为3：1；所述第一滤饼层的厚度为3-6mm，所述第一滤饼层与所述第二滤饼层的总厚度为8-12mm。

优选的，所述助滤剂加料罐外连接有第二加料罐，用于将作为所述第二助滤剂的硅藻土送入至所述助滤剂加料罐中。在预涂第二滤饼层时，过滤泵的进料中，来自助滤剂加料罐中的第二预涂浆料与来自费托蜡原料罐中的费托蜡的质量比为0.01:1-0.2:1，进一步优选为0.01：1-0.05:1；所述第二预涂浆料中所述第二助滤剂的含量为10-20wt％，第二助滤剂为硅藻土；进一步优选的，所述硅藻土中二氧化硅的含量为90-95wt％，比表面积大于140m²/g，可渗透性不小于0.65达西，堆密度为0.3-0.45kg/L，孔体积为0.65-0.98m³/g。

采用上述的技术方案，本实用新型具有如下的技术效果：

本实用新型提供的过滤系统改变了现有费托蜡的过滤方式，提高了助滤剂的拦截、吸附脱色效率。与现有技术相比，本实用新型通过第一助滤剂添加单元和第二助滤剂添加单元的协同作用，通过两步法在叶片式过滤机的叶片上形成两层过滤层，在过滤循环过程中逐渐增加第二滤饼层的厚度，直至过滤机内的压差达到设定值后进行吹饼排渣，完成一个过滤循环。本实用新型通过各单元的协同作用，提高了费托蜡中的助滤剂的吸附、脱色功能，降低了预涂过滤效率低、成本过高、过滤周期短的问题。

本实用新型通过采用分层过滤加强了助滤剂的吸附作用，达到助滤剂过滤的最高效率；同时通过减少过滤机的排渣次数降低了对助滤剂的消耗。

附图说明

图1为费托合成过程中费托蜡过滤工艺流程图；

其中，1、费托蜡原料罐，2、过滤机，3、预涂循环罐，4、气液分离器，5、助滤剂加料罐，6、过滤进料线，7、预涂循环线，8、预涂进料线，9、过滤循环线，10、助剂加料线，11、吹饼线，12、补液线，13、合格蜡出料线，14、过滤泵，15、预涂泵，16、助剂添加泵，17、第一加料罐，18、第二加料罐。

具体实施方式

以下结合图1对本实用新型中费托蜡的过滤系统作详细说明：

来自于费托蜡原料罐1的费托蜡经过滤进料线6进入过滤机2的进料口；

叶片式的过滤机2：用于将费托蜡原料罐1中的费托蜡过滤；

过滤泵：用于给过滤进料线6中的物料提供动力；

合格蜡出料线13：用于将过滤机2中的合格蜡排出；

在过滤机2中形成第一滤饼层的第一助滤剂添加单元包括：预涂循环线7、预涂循环罐3和预涂进料线8。其中，预涂循环罐3：用于将过滤机2出料口的费托蜡与第一助滤剂混合；预涂循环线7连接在过滤机2出料口和预涂循环罐3进料口之间，预涂进料线8、将预涂循环罐3出料口的物料输送至过滤机2的进料口。

在过滤机2的叶片上形成第一滤饼层的过程如下：启动过滤泵14，将费托蜡由费托蜡原料罐1经过滤进料线6-过滤机2-预涂循环线7，送入预涂循环罐3中，当预涂循环罐3中的液位达到设定值后停止过滤泵；与来自第一加料罐15中的第一助滤剂在预涂循环罐3中混合均匀后，将混合的预涂介质在预涂循环泵的作用下带入至过滤机2中，并在过滤机2-预涂循环线7-预涂循环罐3-预涂进料线6形成闭路循环，直至在过滤机2叶片上表面形成厚度为3-6mm的第一滤饼层，即完成第一滤饼层的预涂。

在过滤机2中形成第二滤饼层的第二助滤剂添加单元包括：助滤剂加料罐5、补液线12和助剂加料线10。其中，助滤剂加料罐5用于将过滤泵出料口的物料与第二助滤剂混合，补液线12连接在过滤泵14出料口和助滤剂加料罐5进料口之间，助剂加料线10连接在助滤剂加料罐5的出料口和过滤泵14的进料口。

当过滤机2的叶片上表面形成第一滤饼层后，将预涂循环罐3隔离出。启动过滤泵14，将部分费托蜡由费托蜡原料罐1经补液线12送入助滤剂加料罐5，当助滤剂加料罐5的液位到达设定值后，通过第二加料罐16向助滤剂加料罐5中加入第二助滤剂并混合均匀；然后，通过助滤剂添加泵5将含有第二助滤剂的费托蜡与剩余部分费托蜡在过滤进料线6中混合器的混合后，送至过滤机2，并在过滤机2-过滤循环线9-费托蜡原料罐1-过滤进料线6之间形成闭路循环，在过滤机2叶片上第一滤饼层的基础上逐渐形成第二滤饼层。

本实用新型提供的过滤系统在形成滤饼层的同时，费托蜡中的催化剂颗粒或者粉末在吸附和拦截的双重作用下被截留到涂层的表面及内部，而得到澄清的合格费托蜡。

在过滤过程中，当费托蜡原料罐1的液位达到低位设定值时，将来自费托合成反应器内的费托蜡补充至费托蜡原料罐1中，所述费托蜡原料罐的液位达到高位设定值时，停止进料。

当所述过滤循环线9中铁含量小于设定值且叶片式过滤机2内的压差小于设定值时，停止助滤剂加料罐5，将叶片式过滤机2出口的费托蜡由过滤循环线9切换至合格蜡出料线13排出合格蜡。

当叶片式过滤机2内的压差高于过滤机的压差上限时，停止过滤循环进行吹饼卸渣处理，即将氮气引入叶片式过滤机2中吹脱叶片上的滤饼层，并将叶片上吹脱的滤饼层排出叶片式过滤机2外，将氮气吹脱叶片上的滤饼层后形成的尾气输送至气液分离器4中进行气液分离，分离出的液体返回至费托蜡原料罐1，分离出的气体通过管线送至火炬系统。

Claims (7)

1.一种费托合成过程中费托蜡的过滤系统，其特征在于，所述系统包括：

费托蜡原料罐(1)：用于储存待过滤的费托蜡；

用于对费托蜡进行过滤的叶片式过滤机(2)；

过滤进料线(6)：用于将所述费托蜡原料罐(1)中的费托蜡输送至所述叶片式过滤机(2)的进料口；

过滤循环线(9)：用于将所述叶片式过滤机(2)的出料口连接至所述费托蜡原料罐(1)的进料口；

合格蜡出料线(13)：用于将所述叶片式过滤机(2)中的合格蜡排出；

设置在所述过滤进料线(6)上的过滤泵(14)：用于给所述过滤进料线(6)中的物料输送提供动力；

第一助滤剂添加单元：用于在叶片式过滤机(2)的叶片上形成第一滤饼层，包括：

预涂循环线(7)：用于将所述叶片式过滤机(2)的出料口连接至预涂循环罐(3)的进料口；

预涂循环罐(3)：用于将所述叶片式过滤机(2)中的费托蜡与第一助滤剂混合；

预涂进料线(8)：用于将所述预涂循环罐(3)出料口的物料输送至所述叶片式过滤机(2)的进料口；

第二助滤剂添加单元：用于在所述叶片式过滤机(2)叶片的第一滤饼层上形成第二滤饼层，包括：

助滤剂加料罐(5)：用于将来自所述过滤泵(14)出料口的至少部分物料与第二助滤剂混合；

补液线(12)：用于将所述过滤泵(14)的至少部分出料作为进料送入所述助滤剂加料罐(5)；

助剂加料线(10)：用于将所述助滤剂加料罐(5)出料口的物料作为所述过滤泵(14)的至少部分进料送入所述过滤泵(14)的进料口。

2.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于：所述系统还包括有吹饼卸渣单元，包括：

氮气线：用于向所述叶片式过滤机(2)中吹入氮气以吹脱叶片上的滤饼层；

吹饼线(11)：用于将所述叶片式过滤机(2)中氮气吹脱叶片上的滤饼层后形成的尾气输送至气液分离器(4)中；

气液分离器(4)：用于将所述叶片式过滤机(2)的尾气进行气液分离，并将分离出的液体返回至所述费托蜡原料罐(1)。

3.根据权利要求2所述的过滤系统，其特征在于：所述过滤进料线(6)中设置有管道混合器，用于将所述过滤进料线(6)中待进入所述过滤泵(14)的物料混合均匀。

4.根据权利要求1-3任一项所述的过滤系统，其特征在于：所述预涂进料线(8)上设置有预涂泵(15)，用于给所述预涂进料线(8)中的物料输送提供动力；所述助剂加料线(10)上设置有助剂添加泵(16)，用于给所述助剂加料线(10)中的物料输送提供动力。

5.根据权利要求2或3所述的过滤系统，其特征在于：所述气液分离器(4)上设置有输气管线，用于将气液分离后的气体送至火炬系统。

6.根据权利要求5所述的过滤系统，其特征在于：所述预涂循环罐(3)外连接有第一加料罐(17)，用于将作为所述第一助滤剂的白土和硅藻土的混合物送入至所述预涂循环罐(3)中。

7.根据权利要求6所述的过滤系统，其特征在于：所述助滤剂加料罐(5)外连接有第二加料罐(18)，用于将作为所述第二助滤剂的硅藻土送入至所述助滤剂加料罐(5)中。