一种脱除重质催化裂化油浆中催化剂粉末的方法技术

本发明专利技术公开了一种脱除重质催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，在预热的油浆中加入沉降促进剂，恒温混合均匀后进行超声辐射处理，而后恒温沉降，分离富集催化剂粉末的下层水，即可完成催化剂粉末的脱除。该方法结合沉降促进剂和超声辐射两种手段对油浆进行处理，能够在较短时间内脱除油浆中的催化剂粉末，脱除效率及脱除率高，而且过程简单无需过滤分离或者离心分离，并能实现连续生产。

A method for removing catalyst powder in heavy catalytic cracking oil slurry

The invention discloses a method for removing heavy catalyst powder in catalytic cracking oil slurry, adding sedimentation accelerator in preheating oil slurry, thermostatic mixing ultrasonic radiation treatment, and constant sedimentation, separation and enrichment of catalyst powder of lower water, can complete removal of catalyst powder. With the settlement of accelerator and ultrasonic radiation of two kinds of means for processing the slurry method to the catalyst powder in a relatively short period of time the removal of oil slurry, the removal efficiency and the removal rate is high, and the process is simple without filtration or centrifugation, and can realize continuous production.

【技术实现步骤摘要】
一种脱除重质催化裂化油浆中催化剂粉末的方法
本专利技术涉及一种脱除重质催化裂化油浆中催化剂粉末的方法。
技术介绍
催化裂化油浆(简称油浆，下同)是催化裂化过程中产生的沸点＞350℃的未转化烃类，属于炼油副产物，其中富含芳烃、胶质、沥青质，具有粘度高、密度大的特点，同时还含有大量的催化裂化催化剂粉末。油浆的处理方法主要有两种：(1)全部回炼或者部分回炼；(2)外甩出装置成为外甩油浆。但文献表明，在相同的试验环境下，减压馏分油中的芳烃比回炼油浆中的芳烃更容易裂化，其中减压馏分油芳烃生成汽油的选择性是回炼油浆芳烃的1.6-1.7倍，仅仅为生成焦炭的选择性后者的77％-89％。工业生产实践则表明，大量裂化性能很差的油浆在催化裂化装置中循环回炼不仅导致装置处理能力下降，而且回炼的油浆易在催化剂上生焦导致系统放热量大，降低装置的稳定性。因此，油浆回炼并不是一个好的处理办法。随着原油重质化，各炼油单位不得不加大掺炼重油、渣油比例，使得上述矛盾更加突出。为了克服或缓和上述矛盾，大都采用将油浆部分或全部外甩的方法来提高装置的处理能力，外甩量约为进料油的4％-12％。现有技术中外甩催化油浆只作为重质燃料油调和组分或进焦化装置作为生产普通石油焦的原料，附加值不高。事实上，油浆中含有大量重芳烃，是有价值的化工原料。油浆中大量带短侧链的稠环芳烃是生产炭黑、针状焦、碳纤维、橡胶软化剂及橡胶填充油、塑料增塑剂、重交通道路沥青以及导热油等高附加值产品的优质原料。然而，油浆中的催化剂固体粉末含量在1000-18000ppm之间，平均粒径只有十几微米或者更小，严重制约了油浆作为化工原料或其他装置进料的进一步应用，这是因为：当其作为生产炭黑和针状焦的原料时灰分必须＜500ppm，生产优级品炭黑和针状焦时则要求其灰分必须＜200ppm；当其作为生产橡胶软化剂及橡胶填充油、塑料增塑剂原料时要求其灰分必须＜500ppm；当其作为生产碳纤维原料时更是要求灰分必须＜20ppm；如果将其作为加氢裂化原料时，也必须使其灰分降到500ppm以下，否则油浆夹带的催化剂粉末会造成加氢催化剂孔堵塞、压降增加以及催化剂失活等；催化油浆富含重芳烃，经过溶剂抽提提浓的重质芳烃是橡塑加工的理想填充料，但催化剂粉末的存在则会给抽提塔的操作以及溶剂回收带来麻烦；此外，即使当油浆作为重质燃料油调和组分时，如果未经净化，油浆中的催化剂固体粉末会加速加热炉火嘴磨损，造成加热炉管表面严重积灰、热效率下降、能耗增加等诸多问题。因此，油浆的综合利用首先要解决的问题是，必须采取有效措施，高效、快速地脱除油浆中的固体催化剂粉末。目前，国内外脱除油浆中固体催化剂粉末的技术方法包括：自然沉降法、过滤分离法、静电分离法、离心分离法以及助剂沉降分离法等方法。自然沉降法是最早使用的方法，仅靠重力沉降，虽然具有设备简单、运行成本低、操作容易等特点，但是由于催化剂粉末粒径范围在0-80μm之间，其中20μm以下粒径占相当比重，加之油浆粘度和比重都较大，油浆中的胶质和沥青质也阻碍了催化剂粉末的沉降，即使升高沉降温度催化剂粉末脱除率也不高，因此该方法的普遍缺点是，沉降速度慢、分离时间长、效率低。例如，当温度为250℃时，沉降深度为60cm，要使催化剂粉末脱除率达85％时，所需的沉降时间约20000多小时，在工业生产装置上难以应用。过滤分离法是通过过滤介质将油浆中的催化剂固体粉末拦截以达到将油浆净化的分离技术。过滤分离法的核心技术是选择合适的过滤介质和有效的反冲洗方式。过滤分离法具有设备和操作简单、分离效率稳定等优点，但是对于胶质、沥青质含量较高的重质油浆时，采用高温过滤面临介质难以选择的问题；而且，过滤法也存在对设备的要求很高，设备投资过大，滤芯容易堵塞、损坏且不易再生，需要频繁地反冲洗，过滤阻力大，不能脱除微米级别粉末等缺点。静电分离技术主要原理是含有微小催化剂粉末的油浆在流经填料床层时，微粒在电场作用下产生极化并被填料吸附，进而达到油浆净化的目的。当吸附床层吸附饱和后，需要用冲洗液进行反冲洗，为下一轮吸附做准备。虽然静电分离法具有冲洗容易、阻力小、对微小粒径粉末有较好的脱除效果等优点，但是一旦油浆性质变差，特别是处理原料为重质油浆时，由于其中含有大量的胶质和沥青质，油浆在静电分离器中会产生“竞争吸附”现象，催化剂表面吸附一层极性很强的物质，使得催化剂不能很好的分离出来，降低了装置的分离效率；且设备投资大、装置结构复杂、操作成本高、维护困难。离心分离法可以分成离心沉降法和旋流分离法。离心沉降法主要是将油浆放入高温试管式沉降离心机中来实现其净化，设备运行成本高，操作维护不便，设备处理量小。旋流分离法是含有催化剂固体粉末的油浆进入旋流装置以后作高速螺旋状运动、催化剂固体粉末在运行时产生的离心作用下被分离出来，该方法具有设备体积小、结构简单、操作和维护简单、能耗小等优点，但存在分离效率不高、分离后油浆中的固含量偏高等缺点。二者目前均没有实现工业化。针对自然沉降的缺点，助剂沉降分离法是20世纪80年代新兴的一种沉降方法，现在越来越受到重视。该方法采用化学助剂来提高催化剂粉末的沉降速度和脱除程度。许多文献报道了添加助剂来加速油浆中催化剂粉末沉降的方法：在国外，主要是一些美国专利，如，US5,481,059公开了丙烯酸与酚醛树脂烷氧基化加成物作沉降助剂，US5,593,572公开了含N、S、O等杂原子的脂肪族聚合物作絮凝剂，US5,681,451公开了用分子量1500-5000的烷氧基化烷基酚醛树脂作助剂，US6,316,685公开了含多元醇、烷氧化烷基酚醛树脂单元的不饱和羧酸聚合物作沉降助剂,以及，WO97/04042公开了用烷基酚乙氧基物作为絮凝剂，等等。CN1297981A公开了一种脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，是在催化裂化油浆中加入胺类、脂肪类、磺酸盐类表面活性剂作为絮凝剂,絮凝沉降16～48小时，分离出上层清液，下层絮凝液经离心分离得到离心清液,上述两种清液作为澄清油产品。该方案称能将油浆中固含量除至50ppm以下，脱除催化剂粉末后的澄清油收率达98％(重)以上。CN1958735A公开了两种脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法：处理比重小于水的轻质油浆是将含有破乳剂和絮凝剂的水与催化裂化油浆混合；处理比重大于或等于水的重质油浆是除在水中加入破乳剂和絮凝剂外，还加入了增重剂。CN1958738A公开的方法是将轻质溶剂油与催化裂化油浆混合，配成密度小于水的混合油，再将含有破乳剂和絮凝剂的水与轻质溶剂油/油浆混合油混合。而CN101205472A公开的脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的组合物及方法是将含有润湿剂、破乳剂、增重剂和(或)絮凝剂的水与催化裂化油浆混合。上述三个方案的处理方法相似，即，在加热的情况下采用破乳仪或者密闭压力容器破乳1小时以上，再将富集了催化剂粉末的下层水分出。3个方案中所使用的破乳剂、絮凝剂、增重剂皆相似：破乳剂是烷氧基化烷基酚醛树脂、多元醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等；絮凝剂是聚合硅酸盐、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等；增重剂为比重大于水并且与水混溶的弱电解质或非电解质，如乙酸铵、柠檬酸铵、果糖、葡萄糖、山梨醇或木糖醇等。不同之处在于：C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱除重质催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，在预热的油浆中加入沉降促进剂，其特征是，恒温混合均匀后进行超声辐射处理，而后恒温沉降，分离富集催化剂粉末的下层水，即可完成催化剂粉末的脱除。

【技术特征摘要】
1.一种脱除重质催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，在预热的油浆中加入沉降促进剂，其特征是，恒温混合均匀后进行超声辐射处理，而后恒温沉降，分离富集催化剂粉末的下层水，即可完成催化剂粉末的脱除。2.根据权利要求1所述的脱除重质催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，其特征是，所述的沉降促进剂主要由破乳剂、絮凝剂、增重剂和水组成。3.根据权利要求2所述的脱除重质催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，其特征是，所述的沉降促进剂还包括破乳助剂。4.根据权利要求3所述的脱除重质催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，其特征是，所述沉降促进剂中各组分可以同时加入，或者是先加水和增重剂，后加破乳剂及破乳助剂和絮凝剂，或者是先加破乳剂及破乳助剂和絮凝剂，后加水和增重剂。5.根据权利要求2或3或4所述的脱除重质催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，其特征是，所述絮凝剂的用量为油浆质量的300-1200ppm；所述破乳剂用量为油浆质量的50-1200ppm；所述水的用量为油浆质量的5-30％；所述增重剂的用量为油浆质量的2-6％。6.根据权利要求2或3或4或5所述的脱除重质催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，其特征是，所述絮凝剂为无机或有机聚合物，包括但不限于聚合硅酸盐、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、高粘度...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟东文，李国民，周晓龙，骆新平，叶小舟，钟向宏，谭达刚，欧晔，徐婷，叶圆圆，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，华东理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11