催化裂化油浆净化工艺简介
随着我国原油的劣质化,催化油浆作为催化裂化装置的副产品,数量越来越多。但催化油浆内含有大量的催化剂粉末,限制它的综合利用,故脱除油浆中的固体颗粒显得越来越重要。本文主要从沉降、过滤、离心、静电分离、陶瓷膜过滤等方向,介绍下油浆的净化方法。
沉降分离
利用油浆分子和固体粉末的重力差,在重力场内净化油浆的技术。按照添不添加沉降剂,又分为自然沉降和化学沉降。自然沉降是催化油浆在静置过程中,因为固体杂质比重大,具有下降的趋势,随着时间的推移,上层油浆会比下层油浆纯净。自然沉降,仅仅依靠重力场,分离效果与催化剂粉末大小、环境温度(提高温度会明显提高净化效果)、沉降时间有很大关系,该方法是简单、投资小,但脱除效果、效率、收率等较差。化学沉降,是添加一些沉降剂,使固体颗粒“抱团”絮凝沉降,沉降剂一般为一些表面活性物质。该方法,能有增强沉降效率,但添加额外物质,难免会污染油浆,降低纯度。
过滤分离
油浆过滤是采用不锈钢粉末或丝网烧结的微孔滤芯,将油浆中大于膜孔的颗粒截留,达到脱除催化剂颗粒的目的。过滤要求过滤介质强度高且能耐较高压差。该过滤系统的问题是,由于油浆内部的杂质较高,运行一段时间后,杂质会在滤网形成滤饼堵塞滤芯。工业上一般采用多级过滤和反吹的方法来增加运行时间,但是并不能从根本上解决堵塞问题。
离心分离
离心过滤是相对沉降分离,也是依靠重力差,但是离心场的加速度更大,可以大大提高净化效率。离心沉淀法是依靠高速运转产生的离心力场进行分离,关键是控制温度、转速与离心时间。离心分离对设备的要求很高,虽然可以达到很高的分离效率,但是目前工业上很少使用此类方法。
静电分离
静电分离法采用的核心设备为静电分离器,主要用于脱除油浆中的催化剂颗粒,生产灰分含量比较低的炭黑原料、燃料油、电极沥青料或者针状焦,物料的停留时间、电场电压及油浆的理化性质都会影响其分离效率。静电分离的原理是,利用不同物质在电场内运动时的运动轨迹不同,通过方案设计,在固体颗粒运动集中的轨迹收集固体杂质,从而可以达到净化油浆的目的。通过实验验证,不同的油浆在相同的电场下,固体杂质的运动轨迹相差很大,所以相同的设备,对不同的油浆分离效率相差很大,具体还需要进一步研究。
高温陶瓷膜错流过滤法
高温陶瓷膜错流过滤法过滤材料是能耐高温的陶瓷膜,其原理是错流过滤。与普通过滤相比,错流过滤能处理固含量高的液体,不产生滤饼,控制浓差极化,有较高的渗透通量与分离效能。高温陶瓷膜错流过滤法不需要频繁切换,控制系统简单,过滤精度高,易于工业化,但是错流过滤技术循环倍率较大,对于处理量较大的催化油浆,设备投资大且能耗较高。且污染后的陶瓷膜清洗具有一定的难度。目前国内有许多厂家,都在尝试利用陶瓷膜技术,放大油浆处理工艺。
结语
由于催化油浆黏度较高、催化剂颗粒粒径较小,仅靠单一的净化技术很难满足高附加值产品对催化剂颗粒的要求。