专利名称：：减缓以渣油为原料部分氧化制气装置气化炉结渣的方法
技术领域：
：本发明涉及一种减缓气化炉结渣的方法，更具体地说，是一种减缓以渣油为原料部分氧化制气装置气化炉结渣炭黑灰水处理的方法。以渣油为原料的部分氧化制气装置，由于原料渣油内所含的钙、镁、铁、镍、钒等微量金属及灰分在气化和炭黑回收系统中积累，引起气化炉结渣，堵塞急冷室和文丘里管，造成灰水泵断轴，均使工业装置难以实现稳定长周期运转，为此许多公司在炭黑回收上做了一系列工作，如炭黑不返炉，将其从炭黑水中分离出来(CN1034940A)；采用泡沫浮选法回收炭黑，使金属落入底部灰水中，返炉炭黑较少夹带重金属(US4708819)，但前者有运行费用较高，操作困难，并且开路取炭黑易造成环境污染等缺陷，而后者消泡困难，炭黑带水较多，影响气化炉操作。本发明的目的是提供一种投资费用低，简单易行，能有效减缓气化炉结渣的方法。为实现上述目的，本发明采用了一种过滤—离子交换树脂吸附的联合式处理炭黑灰水的方法，即先使灰水经过滤器，除去灰水中的悬浮物和浮油，然后灰水再经高子交换器进行处理，脱去灰水中的盐份，可使灰份去除率达92％以上，重金属的去除率达90％以上。原料渣油带入系统中的微量重金属及灰分在系统中的积累，是引起气化炉结渣，炭黑回收系统结垢、堵塞的主要根源。原料渣油部分氧化制气，生成的合成气和少量炭黑，需要用水洗涤，洗涤后产生炭黑水，原料渣油带入系统中的灰分，被带到炭黑水中，炭黑水经轻油萃取后，产生油炭浆和炭黑灰水两部分，灰分也被分配到油炭浆和炭黑灰水中；油炭浆作为气化炉原料，炭黑灰水洗涤炭黑，都需返回气化炉循环使用，灰分也随同一起返回气化炉，造成灰分在整个装置系统中循环积累。实验中发明人通过对微量金属在系统中存在形态分析，微量金属及灰分在系统分配情况的标定，发现在炭黑回收中，优化传统的石脑油萃取炭黑的工艺操作条件可使萃取后油炭浆夹带灰分只占原炭黑总灰分的10～15％，原炭黑水中总灰分的85～90％分配在灰水(水相)中，因此除去灰水中的重金属及灰分即可解决气化炉结渣问题。炭黑灰水中的灰分包括悬浮物(难溶盐、固体杂质)和溶解于灰水中的金属盐两部分。在本发明中过滤器主要是用来过滤悬浮物及灰水中的浮油，过滤介质包括有活性炭、未经磺化的煤渣等，最好选择未经磺化的煤渣作为过滤介质，它不仅能够过滤水中的悬浮物还具有吸附水中浮油作用，反清洗容易。过滤介质的粒径最好为10～60目，堆密度最好为200～600kg/m3，空隙率最好为10～50％，经过过滤器后，最好能去除灰水中90％以上的悬浮物和85％以上的浮油，对过滤介质、过滤方式并不特别限制。如可采用两种以上过滤介质石英砂和煤渣、石英砂和活性碳等组合式过滤介质均可。目前脱盐的方法大致有三种膜分离、电渗析和离子交换法，实验证明，针对本发明的技术而言，最经济耐用的方法是采用离子交换法进行灰水脱盐处理，其优点是操作简便，脱盐效果好，树脂再生方便，再生后的树脂性能基本不变，离子交换树脂包括有凝胶型、大孔型、蟹合型、最好选用大孔型阳离子交换树脂，该树脂具有处理水量大、效果好、适用温度范围广，失活再生容易，使用寿命长的特点。本发明的过滤—离子交换树脂吸附法处理炭黑灰水，效果显著，可使灰水中灰分总去除率达92％以上，重金属的去除率在90％以上，减少了系统中灰分积累，炭黑灰水实现了团路循环，使返回气化回用洗涤水始终维持在新开车状态，由于洗涤炭黑的洗涤水洁净了，更有利于炭黑夹带的灰分向水相转移，气化炭黑油浆中夹带灰分减少，可缓解气化炉结渣状况，工业侧线研究表明气化炉清渣周期由60～100天提高到200天以上，灰水净化后，易析出结垢的钙、镁类及其化合物已被去除，炭黑水系统也不再结垢堵塞，整个系统的灰分积累量减少61.7％；返炉油炭浆夹带灰分减少61.4％，洗涤水中灰分减少90.9％。应用本发明的处理灰水的方法，可使工业装置实现稳定长周期运转。实施例1过滤器选用规格为Φ219×1200mm，材质1Cr18Ni9Ti，装填粒径为20～40目的固体颗粒作为过滤介质，层高1000mm，堆密度400kg/m3，空隙率40％，离子交换器选用规格为Φ219×1959mm，材质1Cr18Ni9Ti，离子交换树脂堆填在铺有40目不锈钢丝网的筛板上，筛板均布Φ5mm孔，开孔率约为40％，离子交换树脂层高1500mm。将过滤器内装填未经磺化的煤渣作为过滤介质，装填量为13.5kg，高子交换器中装填大孔型阳离子交换树脂55.3kg。将流量为每小时1吨的炭黑灰水，以0.083m/s的流速通入过滤器下部，以自下而上的升流式流经过滤器并截留其中的悬浮物，混浊灰黑色灰水变成清澈透明，从过滤器上部流出，自上而下滴流方式流入离子交换器，将炭黑灰水中的金属灰分除去，净化水从下部排出，分别对灰水处理前后取样分析，结果列于表1。对水样中金属采用原子吸收分光光度法测定，灰分采用灼烧恒重法，即对一定量的样品先蒸干后，在775±25℃的高温炉中煅烧至恒重，称取残渣重量方法。表1</tables>实施例2采用与实施例1相同的过滤器及离子交换器、过滤介质，改变离子交换树脂，为蟹合型阳离子交换树脂55.3kg，同样采用实施例1的操作条件及方法对灰水进行处理并取样分析，结果列于表2。表2</tables>实施例3采用与实施例1相同的过滤器及离子交换器、过滤介质，改变离子交换树脂，为凝胶型阳离子交换树脂55.3kg，同样采用实施例1的操作条件及方法对灰水进行处理并取样分析，结果列于表3。表3</tables>实施例4采用与实施例1相同的过滤器及离子交换器、离子交换树脂，改变过滤器内的过滤介质为20-40目的活性炭，同样采用实施例1的操作条件及方法对灰水进行处理，并取样分析，结果列于表4。表4实施例5采用与实施例1相同的过滤器及离子交换器、离子交换树脂，改变过滤器内的介质为20-40目SiO2，同样采用实施例1的操作条件及方法，对灰水进行处理，并取样分析，结果列于表5。表权利要求1.一种减缓以渣油为原料部分氧化制气装置气化炉结渣的炭黑灰水处理方法，其特征在于先使炭黑灰水经过滤器，除去灰水中的悬浮物和浮油，然后灰水再经离子交换器进行处理，脱去灰水中的盐份。2.根据权利要求1所述的炭黑灰水处理方法，其特征在于过滤器内所用过滤介质为未经磺化的煤渣。3.根据权利要求1所述的炭黑灰水处理方法，其特征在于离子交换器内所用的树脂为大孔型阳离子交换树脂。全文摘要本发明涉及一种减缓以渣油为原料部分氧化制气装置气化炉结渣的炭黑灰水处理方法,即将炭黑灰水通过过滤器、离子交换器进行处理,使用本发明技术后,其灰分去除率可达92%以上,重金属的平均去除率达90%以上,从而减缓了气化炉结渣,解决了炭黑灰水系统结垢问题,使大化肥炭黑灰水系统实现了闭路循环,延长气化炉清渣周期一倍以上,减少了废水排放,具有一定的经济效益和社会效益。文档编号C09C1/44GK1204669SQ9710535公开日1999年1月13日申请日期1997年7月4日优先权日1997年7月4日发明者陈立,王玉华,董炳利,叶明汤,李吉春,常桂祖,魏玉德申请人:中国石油化工总公司,中国石化兰州化学工业公司,兰州化学工业公司化工研究院