一种利用热处理离心沉降—静电法脱除油浆固体颗粒的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用热处理离心沉降—静电法深度脱除油浆固体颗粒的方法，主要包括如下两个步骤：(1)将催化裂化装置外甩油浆直接泵入离心沉降罐中进行热处理离心沉降；(2)将热处理离心沉降后的上层60～99％油浆直接泵入到静电塔中进行静电脱固。本发明专利技术使得静电处理之前油浆的性质得到初步改善，可有效提高静电脱固效率，从而达到油浆深度脱固的目的。经处理后的油浆固含量可降低至100μg·g

A method of removing solid particles from oil slurry by centrifugal sedimentation electrostatic method of heat treatment

【技术实现步骤摘要】
一种利用热处理离心沉降—静电法脱除油浆固体颗粒的方法
本专利技术提供一种深度脱除催化裂化(FCC)油浆固体颗粒的新工艺，特别是针对密度高，黏度大，固含量高等复杂性质的FCC油浆脱除其固含量的新方法。
技术介绍
催化裂化是目前重质油轻质化比较常用的工艺技术，而催化裂化装置反应之后会产生大量的副产物，其中含量最多的就是催化裂化(FCC)油浆，据统计，我国每年的产量达900万吨以上。FCC油浆中含有较多的芳烃组分，其中3～5环的稠环芳烃含量最多，是生产炭黑、碳纤维和针状焦等高附加值化工产品的优质原料。然而由于油浆中含有较多的固体颗粒，使油浆的进一步加工及利用受到限制，使其只能被用作锅炉燃料油或者是延迟焦化原料的调合组分，因此，除去油浆中的固体颗粒有助于实现油浆的高附加值利用，将会带来很大的经济效益。FCC油浆的性质与产地、催化进料以及加工工艺有关，不同的FCC油浆性质差别比较大。总的来说，大多数的FCC油浆具有密度大、黏度高、饱和分和芳香分含量高的特点，并且平均相对分子质量一般在300到400之间。我国的FCC油浆氢碳原子比比较低，另外油浆中还含有较多的固体颗粒以及少量的S、N等杂原子化合物和Ni、V等重金属化合物。由于FCC油浆中的固体颗粒细小且在油浆中既是分散相又起胶体稳定剂的作用，所以固体颗粒的脱除较为困难。对FCC油浆中固体颗粒的分离方法主要有四种，即沉降法、过滤法、离心法以及静电法。沉降法方法简单，投资少，可通过加入沉降助剂来改善自然沉降的不足，可以达到初步脱固效果。但是由于沉降时间长，沉降设备占地面积大，沉降效果差等原因，限制了沉降法净化油浆的应用。例如专利CN106318440A公开了一种催化裂化油浆沉降剂来提高固体颗粒的沉降速度和脱固效率，但是此方法耗时较长，脱固效果一般，催化裂化油浆中绝大部分焦粉及粒径较小的固体杂质均无法脱除，不能满足高附加值产品原料的固含量要求。过滤法具有设备简单，操作成本低，其关键技术是选择适宜的过滤材料和有效的反冲洗方式，主要问题是设备投资大，滤芯保护和再生不易，目前在国内的发展处于停滞状态。离心法可分为离心沉降分离法和旋流分离法两种，利用离心机的离心沉降法对油浆的脱固效果较好。但其对油浆中较小颗粒的脱除能力有限，不能满足油浆高附加值产品对固含量的要求。方云进等系列文章系统的研究了静电脱固的机理，提出了沥青质与固体颗粒在填料玻璃珠活性位点的“竞争吸附”问题并对影响脱固效率的相关因素做了研究，随后又开发了油浆静电分离装置。在国外油浆静电分离器是由海湾科学技术公司(GulfScienceTechnologyCo)发展、设计和制造的，并在1979年实现工业化，至今已应用于许多国家的炼油厂。然而由于我国的催化裂化原料中大量掺炼渣油，使得产物油浆具有沥青质含量较高，黏度较大等诸多复杂特性，导致引进的静电设备分离效果差，操作费用高，难以维护而停用。专利CN201810387577中主要是对静电脱固装置在原有的基础上进行了改进，仍然是单纯的静电脱固工艺。专利CN201610322705中涉及的方法是热处理与蒸馏相结合，其热处理温度>400℃，时间较短。高于400℃的温度时在反应釜里热处理必须搅拌，否则会结焦，而加压和加热同时进行时，搅拌在工业应用中受到限制。专利CN201811530469中所提到的换热预处理，只是将油浆换热到100～200℃以降低黏度和使固体颗粒团聚长大而更容易留在后续工艺的脱除残渣中，无法降低油浆中的沥青质含量，不能解决后续静电脱固中填料活性位点有限及沥青质的“竞争吸附”问题。目前为止，针对催化裂化油浆中固体颗粒的脱除问题，国内还没有较理想的处理工艺，达不到理想的处理效果，催化裂化油浆固含量的高效脱除仍是国内的一大技术难题和研究热点。
技术实现思路
考虑到目前各种油浆脱固方法所存在的问题，为达到高效脱除脱固含物的目的，本专利技术以静电法可以有效脱除油浆中粒径极小的固体颗粒的独特优势出发，采用组合工艺的手段，对催化裂化油浆进行最简单有效的预处理手段，改善静电前油浆的性质，从而提高静电装置的脱固效率。为解决现有静电脱固技术存在的不足和难以适应我国催化油浆的复杂性质的现状，本专利技术公开了一种高效脱除催化裂化油浆固体颗粒的新工艺。采用本专利技术所述的油浆脱固方法，可有效的降低油浆中固体颗粒，包括油浆中粒径小于10μm的小颗粒固体杂质，极大程度地降低了催化裂化油浆的固含量，使得油浆脱固效率达到98％以上，可满足作为生产高附加值产品原料的固含量要求，从而提高油浆的经济价值。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：一种深度脱除催化裂化油浆固体颗粒的方法，包括以下步骤：(1)将催化裂化装置外甩油浆直接泵入离心沉降罐中进行热处理离心沉降；(2)将步骤(1)中高温离心沉降后得到分层后的油浆60％～99％(优选90％)的上层部分直接泵入到静电塔中进行静电脱固，而将剩余1％～40％(优选10％)的下层油浆泵入到焦化装置中进行焦化。所述步骤(1)在离心沉降罐中的热处理离心沉降是在惰性气体的保护下进行的，惰性气体的压力为1～2MPa，离心沉降罐的温度维持在80～400℃(优选320～380℃)，热处理离心沉降的离心力为不大于5000×g(优选离心力为1000～2000×g)，热处理离心沉降时间为1～72h(优选8～12h)。所述步骤(2)将步骤(1)得到的上层60％～99％(优选90％)的油浆泵入到静电塔中进行静电脱固。静电分离温度为80～220℃(优选140～180℃)，处理电压为5～100kV(优选12～16kV)直流高压电，处理时间为5～50min(优选20～30min)。所述步骤(2)将步骤(1)得到的沉降下层1％～40％(优选10％)的油浆泵入到焦化装置中进行焦化，使得油浆得到充分利用。本专利技术热处理条件是温度400℃以下(优选为300℃左右)，惰性气体保护下不用搅拌直接离心沉降。此预处理的创新点及优势是①将催化裂化装置外甩出来的油浆(此时油浆温度在350℃左右)直接泵入一个大的保温离心沉降罐中进行离心沉降，不需要再进行加热升温或者冷却降温，极大地节约了成本，且装置与操作都简单，易于工业生产；②该热处理离心沉降与其他普通沉降(温度100℃左右，无需惰性气体保护)相比，优势在于较高温度下离心沉降，促进固体颗粒及沥青质的团聚，极大地缩短了离心沉降时间且提高了离心沉降脱固效率。本专利技术有以下优点：通过本专利技术技术对催化裂化油浆进行净化处理，油浆中的固含量可有效降低，脱固效率可以达到98％以上，达到了深度脱除油浆固含物的目的，可满足作为生产高附加值产品原料的固含量要求，从而提高油浆的经济价值。预处理方法不需要加入任何溶剂，也不需要进行加热或冷却降温，没有能耗，而是直接利用催化裂化装置外甩油浆本身的温度，所提供的组合工艺，设备简单，操作方便，能耗低，沉降时间大幅度降低，工业应用前景广阔。本专利技术的脱固方法，对油浆进行的热预处理，可使固含物与沥青质发生絮凝，形成“固含物-沥青质”絮凝体，使得沥青质和部分固含物在离心沉降过程中更加容易脱除。离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化裂化油浆固含物脱除的组合方法，主要包括以下步骤：/n(1)将催化裂化装置外甩油浆直接泵入离心沉降罐中进行热处理离心沉降；/n(2)将步骤(1)中高温离心沉降后得到分层后的油浆60％～99％的上层部分直接泵入到静电塔中进行静电脱固，而将剩余1％～40％的下层油浆泵入到焦化装置中进行焦化。/n

【技术特征摘要】
1.一种催化裂化油浆固含物脱除的组合方法，主要包括以下步骤：
(1)将催化裂化装置外甩油浆直接泵入离心沉降罐中进行热处理离心沉降；
(2)将步骤(1)中高温离心沉降后得到分层后的油浆60％～99％的上层部分直接泵入到静电塔中进行静电脱固，而将剩余1％～40％的下层油浆泵入到焦化装置中进行焦化。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将催化裂化装置外甩油浆直接泵入到离心沉降罐中热处理离心沉降，离心沉降罐的温度维持在80～400℃，热处理离心沉降时间为1～72h，热处理离心沉降的离心力为不大于5000×g。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)在沉降罐中的热处理离心沉降是在氮气惰性气氛的环境下进行的，惰性气体可以为氮气、氩气、氦气或炼厂气，气体压力为0.1～10MPa。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热处理离心沉降是在惰性气氛保护下不用搅拌直接离心沉降。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中将催化裂化装置外甩出来的油浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭爱军，靳正正，焦守辉，王峰，王丽丽，潘会会，刘文超，杨政，乌穆·凯丽·依布拉欣，陈坤，刘贺，沐宝泉，刘东，王宗贤，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37