一种高效低成本脱除FCC油浆中固体颗粒的方法与流程

本发明属于催化裂化油浆脱固的技术领域，具体涉及一种采用溶剂处理油浆后加入絮凝剂，提高油浆中固体颗粒脱除率的方法。

背景技术：

催化裂化工艺已成为提高轻质油收率的一项重要的石油炼制技术，而催化裂化(fcc)油浆是催化裂化工艺中的副产品之一，fcc油通常是通过回收再精炼或浆液排放的方式进行加工。其国内年产量约750w吨，其中含有大量生产针状焦、沥青质基炭纤维等多种高价值商业产品的原料。但是油浆中含有大量催化剂颗粒粉末等固体颗粒，这不仅会影响生产高附加值产品原料的优良性，还会导致石油焦产量增加、造成炉嘴磨损，严重的会导致装置的损坏等。例如要想制作碳黑或者针状焦，则要求原料的灰分含量小于0.05wt％，要想达到优级品，其灰分含量更是要求小于0.02wt％。因此要想提高fcc油浆的利用率，就必须把油浆中固体颗粒进行分离。

目前油浆脱固的方法主要有静电法、减压蒸馏加抽提法、离心分离法、沉降法和过滤法。

申请号为201810387577.0的“一种催化裂化油浆脱固系统及其脱固方法”专利提出了一套fcc油浆高压静电分离装置脱固体系以及脱固方法：油浆以100-500ml/min的流量进入高压静电分离装置，其中高压静电分离器的电压为15-30kv。此法需要装置要求较高，成本较高，同时存在安全隐患。

申请号为201810088777.的“一种fcc油浆高效脱固工艺、设备和应用”专利提出将油浆进行加氢预处理后在进行常减压蒸馏得到脱固油。该方法过程较为复杂，能耗较高。

近年来出现了许多化学助剂沉降法，主要是加入水溶性的絮凝剂和破乳剂，此法不仅需要往油中添加水溶液，其使用的化学药品也使脱固过程的成本增高。申请号为201711289282.1的“一种催化裂化油浆脱固剂及其制备方法”专利提出一种复合油溶性脱固剂。该配方制作操作复杂，添加的脱固主剂、破胶剂、增效剂和溶剂同样大大增加脱固成本。同样的许多化学沉降法在加入昂贵的助剂后，需要经过长时间的沉降，且不清楚该助剂是否能同时应用于不同的油浆体系。

针对化学沉降法沉降时间过长、使用的助剂价格不菲、使用的助剂无法适用于不同油浆体系的技术问题，提出一种操作简便，成本更为经济的fcc油浆中固体颗粒脱除方法具有重要意义。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的技术问题，本申请针对催化裂化油浆中固体催化剂颗粒脱除问题提出了一种新的fcc油浆脱固方法，该脱固方法具有良好的固体颗粒脱除效率，相比传统的脱固方法，大幅节约沉降时间，且本申请中的方法适用于多种fcc油浆，成本经济，具有良好的工业应用价值。

为了实现上述技术效果，本申请提供以下方案：

本申请第一方面，提供一种催化裂化油浆脱除固体颗粒的方法，该方法包括以下步骤：

将fcc油浆预热搅拌后加入有机溶剂，搅拌时使稀释剂与油浆混合均匀后静置一段时间；将静置完毕的油浆加热蒸馏同时通入惰性气体进行气提，待上述有机溶剂蒸馏完毕后，向油浆中加入絮凝剂搅拌，在一定条件下静置沉降一段时间。

现有技术中采用含水溶剂作为稀释剂，将油浆稀释后再加入絮凝剂进行沉降，该方法在催化裂化浆油中引入水溶剂，后期去除难度较高，降低fcc浆油作为燃料油的质量。本申请中的方法采用有机溶剂对浆油处理后，通过蒸馏将有机溶剂除去，再加入絮凝剂，絮凝剂与固体一同沉降，可以方便的除去固体颗粒，同时不影响fcc浆油的质量。

优选的，固体颗粒脱除方法的具体步骤如下：

(1)将fcc油浆预热后搅拌，使固体颗粒在体系中分散均匀，按照一定比例加入有机溶剂，充分搅拌使有机溶剂与油浆混合均匀，完成后封口室温静置一段时间；

(2)将静置完毕的油浆加热蒸馏，同时通入n2进行气提，将步骤(1)中的有机溶剂蒸馏完毕；蒸馏完成后，将油浆冷却至室温，按照一定的比例加入絮凝剂，置于加热条件下搅拌，搅拌完毕后在一定温度下沉降一段时间即可完成fcc油浆脱固。

加入有机溶剂充分搅拌后，固体颗粒在油浆中的吸附性能被改变，有利于后期提高絮凝剂对固体颗粒的吸附作用。另外，本申请中采用n2进行气提，通过蒸馏改善反应釜内的气体分压，再蒸馏条件下，可以快速的将有机溶剂蒸发完毕，且不影响fcc油浆中高沸点的成分。

进一步优选的，上述步骤(1)中所述有机溶剂为甲苯、甲醇、吡啶、丙酮、苯酚、硝基苯、苯胺、n-甲基吡咯烷酮、糠醛、二硫化碳、四氢呋喃中的一种或其复配溶液。

经本申请研究确认，上述有机溶剂均能够适用于该脱固方法，针对不同的油浆体系，采用相应的有机溶剂，可以获得更好的脱固效果。

进一步优选的，上述步骤(1)中，有机溶剂与油浆的加入比例为3～5ml:0.5～1.5g。

以上述比例混合有机溶剂及油浆，能够保证油浆均匀分散及后期蒸馏时，能够快速除去油浆中的有机溶剂。有机溶剂比例过低则不利于改善固体颗粒在油浆中的分散效果，比例过高则增加蒸馏时间，造成试剂的浪费。

进一步优选的，上述步骤(1)中加入有机溶剂后的油浆经超声分散均匀，更进一步的，同时使用玻璃棒进行辅助搅拌。

采用超声分散的方式，有利于有机试剂与固体颗粒充分接触，改善固体颗粒在油浆中的分散效果。

进一步优选的，上述步骤(2)中，将静置完毕后的油浆在110～135℃温度范围内进行蒸馏，同时通入n2进行气提，使有机溶剂蒸馏完毕。

该温度范围能够使上述有机溶剂充分气化，再通入惰性气体的条件下，可以在气体分压作用下快速蒸馏完毕。

进一步优选的，上述步骤(2)中，蒸馏完毕后，将油浆冷却至室温，向油浆中加入絮凝剂，絮凝剂与油浆的比例为140～160μg：0.5～1.5g。

该比例范围内，油浆与絮凝剂可以充分的混合，充分吸附固体颗粒进行沉降，絮凝剂含量过低则无法充分沉降固体颗粒，含量过高则可能自身成为新的固体颗粒杂质。

进一步优选的，上述步骤(2)中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，更进一步优选的，上述聚丙烯酰胺的分子量为500～900万。

该分子量的聚丙烯酰胺能够充分的与油浆中的固体颗粒混合，分子量过低可能会漂浮于油浆表面，难以进入油浆与固体颗粒结合，分子量过高沉积于油浆底部，同样难以与固体颗粒充分结合。

进一步优选的，上述步骤(2)中加入絮凝剂后的油浆置于40～70℃加热条件下进行搅拌。

进一步优选的，上述步骤(2)中，油浆沉降温度为85～105℃，沉降时间为9～11个小时。

在上述温度条件下搅拌及沉降，有利于絮凝剂与固体颗粒的结合，缩短沉降时间。

本发明的有益效果

1.本申请中的固体颗粒脱除方法，能够获得良好的固体颗粒脱除率，相比现有技术中已有的脱固方法，本申请中的方法不需要复杂的仪器和沉降试剂配方，操作简单，同时节约沉降时间，应用于工业生产具有重要的经济意义。

2.本申请的方法适用于多种fcc油浆体系的脱固，该方法能使沉降时间缩短至10h甚至更短，处理后的油浆只需加入100-300ppm的普通沉降剂，就能使脱固效率大大提升，成本经济。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为脱固前后对比照片；

其中图1a为未脱固处理前油浆中的固体沉降，图1b为脱固处理后，油浆中下层固含物沉积情况，图中均为倒掉上层液体油浆后的状态。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中化学沉降法对fcc油浆中的固体颗粒进行脱除时，存在沉降时间过长、使用的助剂价格不菲、使用的助剂无法适用于不同油浆体系的技术问题。为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种新的fcc油浆中固体颗粒的脱除方法，加入有机试剂后静置一段时间，经氮气气提蒸馏除去有机溶剂后加入絮凝剂进行沉降。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本申请的技术方案。

实施例1

a.将辽河fcc油浆放入100℃的烘箱中，待油浆能流动时，用玻璃棒搅拌，使油浆中固体颗粒在体系中分散均匀。取40g辽河fcc油浆，加入250ml的三口烧瓶内，按溶剂：油浆＝4:1(体积：质量)加入160ml的甲苯。放进超声波清洗器内超声分散20min，同时用玻璃棒进行辅助搅拌。随后将油浆封口放在室温静置24h。

b.将静置完毕的油浆放进125℃加热套内进行蒸馏，同时通入n2进行气提，气体量应进行控制，防止爆沸。待溶剂蒸馏完毕，取出处理后的油浆冷却至室温。同时按照150μg/g的量称取分子量为700万的聚丙烯酰胺加入油浆内，然后置于60℃的加热套内进行机械搅拌，搅拌时间为30min，搅拌速率700r/min，搅拌完毕后立即取样进行沉降，沉降环境温度为95℃，沉降时间10小时。

c.沉降完毕后立刻进行油浆分层，分为上层澄清油浆和下层处理油浆。上层油浆和下层油浆按照gb-t508-1985灰分测定法测定灰分，测定上层油浆灰分含量x0，下层油浆灰分含量x1，用k＝x1/x0表示固体颗粒分布系数，用re(％)＝(x2-x0)/x2×100％表示油浆固体颗粒脱除率。

同时测定出原料油浆中的灰分x2＝0.1116％。

对于不同的溶剂，产生的效果可能不同，现测试的溶剂包括甲苯、甲醇、吡啶、丙酮、苯酚、硝基苯、苯胺、n-甲基吡咯烷酮、糠醛、二硫化碳、四氢呋喃以及其复配溶液。对于溶剂处理的时间也具有一定的影响。表1列出了部分实验数据，其中效果较为明显的是甲苯处理72小时，吡啶处理24小时。

表1.溶剂处理沉降效果

实施例2

a.将辽河fcc油浆放入100℃的烘箱中，待油浆能流动时，用玻璃棒搅拌，使油浆中固体颗粒在体系中分散均匀。取25g辽河fcc油浆，加入250ml的三口烧瓶内，按溶剂：油浆＝4:1(体积：质量)加入150ml的甲醇。放进超声波清洗器内超声分散15min，同时用玻璃棒进行辅助搅拌。随后将油浆封口放在室温静置20h。

b.将静置完毕的油浆放进110℃加热套内进行蒸馏，同时通入n2进行气提，气体量应进行控制，防止爆沸。待溶剂蒸馏完毕，取出处理后的油浆冷却至室温。同时按照140μg/g的量称取分子量为500万的聚丙烯酰胺加入油浆内，然后置于40℃的加热套内进行机械搅拌，搅拌时间为30min，搅拌速率700r/min，搅拌完毕后立即取样进行沉降，沉降环境温度为85℃，沉降时间9小时。

实施例3

a.将辽河fcc油浆放入100℃的烘箱中，待油浆能流动时，用玻璃棒搅拌，使油浆中固体颗粒在体系中分散均匀。取45g辽河fcc油浆，加入250ml的三口烧瓶内，按溶剂：油浆＝4:1(体积：质量)加入150ml的吡啶。放进超声波清洗器内超声分散22min，同时用玻璃棒进行辅助搅拌。随后将油浆封口放在室温静置25h。

b.将静置完毕的油浆放进135℃加热套内进行蒸馏，同时通入n2进行气提，气体量应进行控制，防止爆沸。待溶剂蒸馏完毕，取出处理后的油浆冷却至室温。同时按照160μg/g的量称取分子量为800万的聚丙烯酰胺加入油浆内，然后置于70℃的加热套内进行机械搅拌，搅拌时间为30min，搅拌速率700r/min，搅拌完毕后立即取样进行沉降，沉降环境温度为105℃，沉降时间11小时。

实施例4

a.将(九江、大庆、兰炼可选)fcc油浆放入100℃的烘箱中，待油浆能流动时，用玻璃棒搅拌，使油浆中固体颗粒在体系中分散均匀。取25g辽河fcc油浆，加入250ml的三口烧瓶内，按溶剂：油浆＝4:1(体积：质量)加入150ml的甲醇。放进超声波清洗器内超声分散15min，同时用玻璃棒进行辅助搅拌。随后将油浆封口放在室温静置20h。

b.将静置完毕的油浆放进110℃加热套内进行蒸馏，同时通入n2进行气提，气体量应进行控制，防止爆沸。待溶剂蒸馏完毕，取出处理后的油浆冷却至室温。同时按照140μg/g的量称取分子量为500万的聚丙烯酰胺加入油浆内，然后置于40℃的加热套内进行机械搅拌，搅拌时间为30min，搅拌速率700r/min，搅拌完毕后立即取样进行沉降，沉降环境温度为85℃，沉降时间9小时。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。