催化裂化油浆过滤脱固研究进展.pdf

催化裂化油浆中的固体颗粒是油浆制备其他下游产品的制约因素因此要从油浆中脱除固体颗粒以便其高附加值利用 文章介绍了国内外催化裂化油浆过滤脱固技术的研究现状总结表面过滤、深层过滤以及其他过滤组合技术在油浆脱固中的应用对油浆过滤脱固的发展提出展望关键词:催化裂化油浆过滤技术脱固中图分类号:文献标识码:文章编号:()催化裂化油浆富含芳烃但同时由于催化剂磨损等原因造成油浆中的固体颗粒含量高这对其利用有很大的影响 催化裂化油浆早期的处理方式是燃烧或低价卖出造成了极大的资源浪费 若能脱除油浆中的固体颗粒则脱固后的油浆是生产炭黑、针状焦和碳纤维等高附加值化工产品的良好原料 利用好催化裂化油浆可以产生良好的经济效益同时也是炼油厂收入的主要来源 当油浆中的固含量低于/时可用来生产炭黑或橡胶填充剂当固含量低于/时可生产针状焦当固含量低于/时可生产碳纤维当固含量低于 /时可用做加氢裂化原料 目前的脱固方法有沉降法、离心分离法、静电分离法、过滤法等 沉降法的优点是投资少操作容易但缺点是沉降周期长脱固效率较低 离心分离法的优点是脱固效率高占地面积小但设备维护困难处理油浆量较少受设备操作和结构各方面影响较大 静电分离法的分离率较高但设备耗资大且不同的油浆分离效果差距大适应性差 过滤法的过滤效果稳定对油浆的适应性大且设备操作简单但过滤介质每工作一段时间后需在线再生或离线再生对长周期生产有影响 过滤法是目前企业使用较为广泛的方法按过滤原理的不同又细分为表面过滤和深层过滤下文对不同企业和机构的过滤脱固方法进行了论述 催化裂化油浆过滤现状及原理过滤法的优点是操作设备简单、工艺相对成熟、分离效果较好、对原料的适应性强且应用广泛 过滤的要求是工作环境要高温因为在高温的条件下油浆的黏度较低但同时高温的环境下对容器的密闭性要求高避免油浆在过滤过程中自燃 而过滤法仍存在着许多缺点例如长周期运行状况不理想过滤后固体颗粒会沉积于滤芯中堵塞滤芯或者黏附在滤芯上的凝胶层在高温环境的作用下结焦使滤芯受到污染滤芯使用寿命短需要进行反冲洗来清除滤芯内部的催化剂颗粒、胶质等而反冲洗后会损坏滤芯或清洗过后的滤芯没达到过滤使用的标准需要进行离线更换导致生产中断 同时高温环境下对设备的制造、操作方法和安全运行等都带来了很大的限制 过滤方法的要点在于过滤介质的选择和反冲洗的操作 过滤的原理有表面过滤和深层过滤收稿日期:修回日期:基金项目:广东省基础与应用基础研究基金项目()广东省普通高校特色创新项目()茂名市科技专项资金项目()重质油全国重点实验室开放基金资助项目()茂名绿色化工研究院“扬帆计划”科技创新项目()广东石油化工学院人才引进项目()作者简介:吴逸凡()男广东惠州人在读本科研究方向为油浆处理通信作者:林存辉()男山东临清人博士讲师主要从事劣质油加工研究.表面过滤原理表面过滤的原理是利用固体颗粒在过滤介质表面产生的“架桥”现象 刚开始过滤时因滤饼还未形成于是会有小于过滤介质孔径的微小颗粒通过但当“架桥”现象形成时使得小于过滤介质孔径的颗粒得以拦截故当滤饼形成时过滤效果增加即起过滤作用的是滤饼层.深层过滤原理深层过滤的原理是当油浆中的固体颗粒小于滤芯孔道直径时流经滤芯内部因受到各种力或其他因素的影响固体颗粒会附着在过滤介质中但此法过滤时间长时仍会形成滤饼层 过滤的分类.表面过滤.金属丝网烧结滤芯王庆元在福建炼油化工有限公司使用的外甩油浆过滤系统使用 型烧结金属丝网微孔材料作为主体滤芯该滤芯可达较高整体机械强度要求对 以上颗粒的去除率为 对油浆中的固体颗粒脱除率可达.以上 反冲洗操作是先通入气体将滤饼层从滤芯中脱开再通入反洗液体浸泡滤芯使在其中残留的微小颗粒得以去除 同时可将反洗污液与催化裂化油浆混合后循环送回催化裂化装置减少了催化剂的消耗还使提升管反应器的回炼量连续稳定从而避免反应温度的波动 该系统曾连续最长的运行时间为 个月所产出油浆的灰分小于 /谢圣利等采用 油浆过滤器该滤芯是多层金属丝网烧结而成的微孔金属过滤介质过滤后油浆中灰分的脱除率可达 以上以金属丝网为滤芯过滤后油浆的固体颗粒脱除率高设备操作简单且该微孔金属过滤介质在高温、正向反向压差增大的情况下仍能保持孔径大小不变具有优良的抵抗外力变形的能力 但滤芯与滤饼层间存在相互作用使得在反冲洗操作时滤饼层不易脱落同时反冲洗操作会对滤芯中丝网结构造成破坏而过滤过程中油浆中的固体颗粒对滤芯的磨损等都会使滤芯的实际使用效果下降.金属粉末烧结滤芯刘存柱等采用 公司过滤技术使用的是以一定粒度和形状的不锈钢金属粉末经过压制成型然后通过高温真空烧结而成的微孔金属过滤介质针对装置自主设计出过滤流程滤后油浆的固含量降低到 /黄富等采用多孔金属粉末烧结滤芯经工业应用后油浆灰分由 /降至/油浆中灰分的脱除率可达.金属粉末烧结而成的滤芯其特点是利用催化剂等固体颗粒在滤芯表面形成滤饼进行分离 过滤的精度较高本身具有较强的耐高温性能但缺点是一旦滤芯内孔被堵塞后再生能力弱需要进行离线更换对滤芯的损耗大.柔性滤材邵志才等研究开发的第三代新型柔性滤材经试验数据以及相关的研究表明该滤材对油浆中的()的脱除率达 运行过程稳定脱除率稳定 脱固后油浆中()含量均小于 /固体颗粒物的含量小于 /在不同温度和一定的进料速度下对于实验中不同的油浆第三代柔性滤材仍具有较好的脱固效果适应能力强可广泛应用 柔性滤材与滤饼间的作用力较弱滤材与饼层间不易黏附滤材通过热氮气反吹再生后过滤器的初始压降低过滤出的油浆与崭新使用时的滤材相差不大油浆的过滤效果基本一致滤材的再生性好 但当进料速度加大时、过滤温度较低时过滤器的压降上升快此时需要多次进行滤材再生操作对滤材的损耗增加对过滤器的运行周期有影响导致无法进行长周期生产 胡志海等发明的油浆过滤系统及其过滤方法中采用了助滤剂缓存罐滤材为无针孔滤网该套装置能解决滤材易被堵塞和再生效率低等问题 在实验所确定的过滤温度和压差条件下所得滤后油浆的固含量为 /牛传峰等发明的一种油浆过滤系统和油浆过滤方法过滤器中利用的柔性滤材为无针孔滤袋在柔性滤材的基础上增加了几层提高了过滤精度 该装置能解决运行周期短、滤材易被堵塞、再生效率差等问题广东石油化工学院学报 年柔性滤材的使用相较于金属滤芯滤饼层与滤材之间的作用力较弱、易分离能解决金属滤芯再生效果差、滤材易被堵塞的问题能有效地提升装置运行的周期但同时也对过滤的速度、温度等有一定的要求 总体而言柔性滤材的使用效果会优于金属滤芯.深层过滤陶瓷膜过滤是深层过滤的主要方法 张强等通过对荆门的催化裂化油浆分析选择.过滤精度的陶瓷膜确定了最佳操作参数如实验的温度、流速、跨膜压差等 经分析过滤后的油浆固体含量减小至 /有效地降低了油浆的固含量 陈庆岭等采用高温特种陶瓷膜及错流过滤的方式来过滤催化裂化油浆 该过滤方式要求沥青质的含量应低于 当油浆中沥青质高于 时过滤无法进行过滤的温度应为 过滤的压差范围为 此装置于 年 月开始运行到年 月为止同一批过滤膜组件最高可运行时间为 个月实现了长周期运行且过滤后的油浆灰分低于 /黄深根等采用特种陶瓷膜为滤芯通过小试、侧线试验、工业试验三个阶段采用特殊材料复合密封结构建成了年产量为 的工业试验装置其滤后油浆的灰分小于 /且该套系统稳定运行时间可达一年多滤后油浆收率大于 陈万新采用无机陶瓷膜来过滤催化裂化油浆该套设备预计年产量 净化后的油浆()含量降至 /以下脱除率达.张富平、唐全红等 研发出陶瓷膜油浆过滤设备、一种不易堵塞式催化裂化油浆过滤设备和一种催化裂化油浆工业化脱固净化装置等这些设备可解决过滤脱固中过滤压力高、滤芯易堵塞和设备难清洁等问题利用陶瓷膜的过滤方法大多是采用错流过滤的方式其固体颗粒脱除率高的同时膜的再生效果好不易产生滤饼适用于长周期生产同时即使在高温的过滤条件下利用陶瓷膜过滤对油浆的化学性质也没有改变 但陶瓷膜的制作成本较高国内研究起步较晚目前还存在浓缩油浆处理难等问题.多级过滤组合林春光等采用二级过滤技术装置配有预过滤器、一级过滤器和二级过滤器 两台主过滤器是主要的生产机器实行两主过滤器同时在线过滤轮流离线反冲洗 过滤后油浆固体质量分数小于.林崧等采用预涂过滤加旋错流精滤的方法处理催化裂化油浆并将被堵塞过滤介质(自主专用助滤剂层)定期排出滤后油浆固体颗粒含量达./平均固体脱除率达.多级过滤的方式通常是一级过滤来形成滤饼解决过滤中出现的堵塞问题而二级过滤则保证油浆中固体颗粒的含量使用这种操作模式可以有效地延长工作周期同时对油浆中固体颗粒脱除率高.其他过滤组合技术当单一过滤方式不能满足催化裂化油浆的过滤要求时研究者还开发了许多其他的过滤组合技术徐燕平刘国荣等采用旋液分离加过滤技术在原有系统中增加了离心分离过滤设备 先用旋流器对油浆进行一级处理再用过滤器进行二级处理 处理后的油浆固体颗粒脱除率达 梁耕生等通过将木制活性炭、木制滤料等加入到催化裂化油浆中该滤料可以有效脱除油浆中灰分、硅和铝的含量同时减少滤布的堵塞 经实验后灰分含量由.降至.铝由 /降至 /硅由/降至 /收率为.尚大军通过萃取过滤的方法确定萃取温度和剂油比分离出油浆中的催化剂固体颗粒抽出油和抽余油中不含催化剂颗粒 此套方法可以有效地降低催化裂化油浆的固含量 申涛采用离心过滤法利用离心力使固液分离沉降、过滤、吸附以及分离等原理 经工业应用所得滤后油浆的()含量低于/在过滤过程中无须添加化学试剂不会产生浓渣浆液固体以干渣形态排出 孙冠嵩等采用 电分离技术工作原理基于非线性电场理论以及电泳和介电泳理论经工业化试验后滤后油浆固体脱除率达()含量低于 /用过滤加其他方式的组合往往需要针对现有油浆以及所需产品的要求来设计适应性弱不同的组合往往能产生出不一样的效果如申涛所采用的装置亮点在于无须使用滤材无须反冲洗使其能连续稳定的生产 总体而言该套装置使用方法简单同时不用消耗滤芯不仅使得整个生产的流程可长周期稳态生产还带来了巨大的经济效益也对油浆中固体颗粒脱除率高第 期 吴逸凡等:催化裂化油浆过滤脱固研究进展 结语随着炼油技术的不断进步可以利用加工过程的副产物再生产以增加企业的经济效益 催化裂化油浆作为催化裂化过程中易得的副产物芳烃含量高经过滤脱固后可用于生产其他高附加值化工产品提高催化裂化油浆的经济价值 通过对各个公司以及机构的过滤方式的对比目前过滤中的滤芯主要分为金属滤芯、柔性滤材以及陶瓷膜 利用陶瓷膜来过滤油浆在运行周期上优于金属滤芯和柔性滤材滤后油浆的灰分含量低能满足下游行业的生产需求 针对国内催化裂化油浆过滤脱固现状通过开发过滤效果好且运行周期长的滤芯改进工艺流程来提高滤后油浆质量仍是未来的研究方向参考文献 曹炳铖.催化油浆净化技术及其化工利用的研究进展.石油化工():.李林徐海清.催化油浆综合利用的技术措施.化学工业与工程技术():.黄深根张二学刘帅.催化裂化油浆膜过滤技术工业应用试验.中外能源():.():.王振华.催化外甩油浆的深层过滤研究.上海:华东理工大学.:.王庆元.外甩油浆过滤净化系统在重油催化装置上的应用.化工进展():.谢圣利王剑.全自动 油浆过滤器的应用.炼油技术与工程():.丛轮刚南海娟李刚等.烧结金属过滤技术在石油炼化一体化中的应用.当代化工():.刘存柱李胜昌孙玉虎等.重油催化裂化油浆连续过滤技术的应用.炼油设计():.黄富张杨彭国峰等.油浆过滤技术在重油催化裂化装置上的应用.石油化工技术与经济():.善世文.模拟催化裂化油浆 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页)鲁新便胡文革汪彦等.塔河地区碳酸盐岩断溶体油藏特征与开发实践.石油与天然气地质():.康志江赵艳艳张允等.缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟技术与应用.石油与天然气地质():.荣元帅赵金洲鲁新便等.碳酸盐岩缝洞型油藏剩余油分布模式及挖潜对策.石油学报():.汤妍冰巫波周洪涛.缝洞型油藏不同控因剩余油分布及开发对策.石油钻采工艺():.巫波李正民荣元帅.不同岩溶缝洞油藏剩余油类型及开发对策.特种油气藏():.鲁新便何成江邓光校等.塔河油田奥陶系油藏喀斯特古河道发育特征描述.石油实验地质():.苏伟侯吉瑞郑泽宇等.缝洞型油藏氮气驱提高采收率效果及其影响因素分析.石油科学通报():.():.:(责任编辑:贺嫁姿)第 期 吴逸凡等:催化裂化油浆过滤脱固研究进展