一种微滤膜及利用微滤膜净化煤焦油原料的工艺方法_2

文档序号:9461861阅读:来源:国知局
速操作在1000-3500r/min,最佳范围为2000_3000r/min,转速太高,会导致排渣困难,转速太低,会影响分离效果和滤渣含油率高,导致煤焦油的损耗。该单元的滤饼残渣量是进料的0.5% -1.5%,25 μ m以上颗粒的脱除效率大于95%。
[0024]在微滤膜过滤破乳单元,微滤膜过滤破乳的操作压力范围为0.3-0.8MPa,在背压允许的情况下,压力的最佳范围为0.4-0.6MPa,压力过小,会导致水汽化,容易引起气阻,无法正常操作,压力太高,会增加设备的投资成本。为了便于操作,使微滤膜可以连续稳定在线运行,微滤过滤破乳的操作温度控制在80-150°C范围内。其中操作温度的最佳范围是100-130°C。温度过高,不仅增加能耗,而且会引起煤焦油缩合结焦;温度过低,则物料粘度太大,增加过滤破乳难度。经过微滤膜过滤破乳工艺后的煤焦油不仅其中所含Q1、重质沥青质固体颗粒含量小于20ppm,破坏了煤焦油水的乳化体系,而且,即使再向煤焦油中混入水分,也不易发生乳化。
[0025]煤焦油滤清液和一定量的水、破乳剂和脱金属剂充分混合,将煤焦油中所含的可溶性盐洗脱到水里,脱金属剂将有机金属转换成水溶性盐溶于水中,这样的油水混合物进入脱盐罐后,在脱盐罐内通过高压电场作用下,(根据煤焦油的密度不同)细小水珠聚集沉降(或上升)从脱盐罐下部排出(或上部排出),脱水脱盐脱金属后的煤焦油从脱盐罐顶部(或底部)排出。电脱盐操作的温度控制在90-150°C,最佳温度为110-130°C,操作温度高,煤焦油的粘度降低,可以减少水滴的运动阻力,有利于水滴的凝聚分离,此外,温度升高可以降低油水界面的张力,增加重质物在油相中的溶解;也有助于提高分子运动强度,加强了油水两相物质交换能力,有利于脱盐效果的提高。但煤焦油温度过高,会增强煤焦油的导电性,使电脱盐运行电流升高,同时设备投资也加大。电脱盐的操作压力控制在0.2-0.3MPa范围内,确保操作压力高于水的饱和蒸汽压即可。电脱盐工序的注水量占原料液的百分比范围为2%-8%,最佳范围是3% -5%。注水量太少,脱盐效果差,注水量太大,不仅会增加设备投资,而且增加废水的处理成本。
[0026]由于煤焦油中金属化合物除钠以氯化物等无机盐形式存在外,钙、镁、铁等大部分金属以环烷酸盐、酚盐等形式存在,只有少部分以可溶于水的无机盐形式存在,所以必须添加脱金属剂将有机金属转化为可溶于水的盐类。针对原料中有机金属的组成主要为环烷酸盐和酚盐的特点,本发明采用能溶于水的多氨多羧基类脱金属剂;脱金属剂添加量范围为10-80 μ g/g,最佳范围30-60 μ g/g,过高不仅不会效果增加有限,而且会增加投资和污水处理成本,过低,则脱除效果不佳。
[0027]电场强度是电脱盐工艺的重要参数,本发明中,电脱盐的电场强度范围500V/cm2-1200V/cm2,最佳电场强度范围是700-1000V/cm2。电场强度增大,水滴之间的聚结力也相应增大,但当电场强度增大到一定程度时,就会发生电分散现象,即原油乳状液中的水滴在电场的作用下,逐渐被拉伸变细变长直至最后破裂成2个更小的水滴。
[0028]电脱盐工序所得的煤焦油收率为99.5%,水含量不大于0.5%,QI小于20ppm,金属含量小于50PPm,盐含量小于5PPm。
[0029]经过电脱盐后的煤焦油进入闪蒸罐进行闪蒸,闪蒸罐的操作压力为5-10KPa,操作温度为120-130°C,闪蒸罐排出的煤焦油水含量进一步降至0.2%以下。
[0030]与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
[0031]1,本发明提出一种新型低温(相比于高于200°C煤焦油的馏分切割工艺)、高收率煤焦油原料净化处理工艺,该煤焦油原料净化工艺可以在较低的操作温度下实现Q1、重质沥青质和水(盐)等有害杂质的去除,降低煤焦油在设备中的结焦几率和腐蚀几率,提高煤焦油净化的原料收率。不仅如此,由于避免了高能耗的馏分切割工艺,使预处理的能耗得以大幅度降低。
[0032]2,本发明采用特定结构的微滤膜过滤和破乳,实现过滤和破乳两种功能,脱除粒径0.1 μπι以上的QI和重质沥青质95%以上,同时破碎油包水的乳液液滴,使游离的水滴更易聚结。然后,采用电脱盐脱除煤焦油中的大部分水份和水溶性盐和其他形式的金属,其后的闪蒸罐进一步脱水至0.2%以下。
[0033]3,本发明煤焦油原料净化工艺可以将QI和固体重质沥青质将至20ppm以下,水脱至0.2%以下,盐脱至5ppm以下,金属脱至50ppm以下,原料收率大于95%。该工艺能耗低,而且处理过程中,不会次生沥青质;保证加氢催化剂的长周期运行的同时,可以避免装置预热工序换热器的堵塞和设备腐蚀。
【附图说明】
[0034]图1是本发明具体实施例中对原料煤焦油进行净化处理的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0035]以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案。本发明中所用的原料和试剂均市售可得。
[0036]利用本发明的技术方案对原料煤焦油进行净化处理,参见图1,该图为本发明对原料煤焦油进行净化处理的工艺流程图。其工艺过程为:原料煤焦油进入高速离心机I进行离心粗分离;粗分离的杂质残渣通过排渣口排除,粗分后的煤焦油进入换热器2进行换热处理,使煤焦油温度符合微滤膜过滤的操作温度范围80-150°C ;然后进入微滤膜过滤装置3 ;微滤膜过滤破乳后的滤饼残液进入沉降罐6继续分离,过滤得到的煤焦油则进入电脱盐装置4进行电脱盐工序,最后进入闪蒸罐5进行闪蒸。
[0037]以下各实施例中的净化处理参数和处理数据结果如下。
[0038]实施例1
[0039]原料煤焦油的参数为:Q1:15000ppm;密度:1030kg/m3;金属:250PPm;盐含量84mg/L ;水:1.8% ο
[0040]高速离心操作条件:操作温度:82°C ;转速:3000r/min。
[0041]微滤破乳操作条件:微滤膜精度:0.5 μπι ;温度:120°C ;操作压力:0.8MPa。
[0042]电脱盐操作条件:电场强度:1000V/cm ;脱金属剂:70 μ g/g ;操作温度:135°C ;操作压力:0.3MPa。
[0043]能耗:50kw/t。
[0044]净化后煤焦油的参数:密度:1029kg/m3;QI:20ppm ;金属:30ppm ;盐含量:4mg/L ;水:0.15% ;原料收率:95.8%o
[0045]实施例2
[0046]原料煤焦油的参数为:QI:6000ppm ;密度:1016kg/m3;金属:200PPm,盐含量60mg/L ;水:2.2% ο
[0047]高速离心操作条件:操作温度:80°C ;转速:2200r/min。
[0048]微滤破乳操作条件:微滤膜精度:0.2 μπι ;温度:110°C ;操作压力:0.5MPa。
[0049]电脱盐操作条件:电场强度:800V/cm ;脱金属剂:50 μ g/g ;操作温度:130°C ;操作压力:0.3MPa。
[0050]能耗:50kw/t。
[0051]净化后煤焦油的参数:密度:1016kg/m3;Q1:未检出?’金属:20ppm;盐含量:lmg/L ;水:0.12% ;原料收率:96.5%o
[0052]实施例3
[0053]原料煤焦油的参数为:Q1:4000ppm;密度:1016kg/m3;金属:220PPm;盐含量75mg/L ;水:2.0% ο
[0054]高速离心操作条件:操作温度:80°C ;转速:2600r/min。
[0055]微滤破乳操作条件:微滤膜精度:0.3 μ m ;温度:120°C ;操作压力:0.6MPa。
[0056]电脱
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