专利名称：一种脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法
技术领域：
本发明涉及烃油的精制方法，确切地说，是脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法。
背景技术：
催化裂化油浆(简称FCC油浆)是催化裂化过程中，沸点＞350℃的未转化烃类，其中富含胶质，沥青质，具有粘度高，密度大的特点。FCC油浆主要用于重质燃料油的调和组分，加氢裂化原料，生产碳黑，针状焦，以及橡塑加工助剂。FCC油浆中富含固体催化剂粉末，灰分较高，一般在(0.2-0.9wt％)。催化剂粉末会影响到下游产品的质量，例如作为碳黑和针状焦原料时，灰分必须＜0.05wt％，优级品则要＜0.02wt％。另外，富含催化剂粉末的油浆作燃料油组分时会加速火嘴的磨损，作加氢裂化原料时会堵塞催化剂孔道，增加压降。所以必须采取措施，脱除FCC油浆中的固体催化剂粉末。
现有的脱除技术包括自然沉降，助剂沉降，过滤，静电分离，离心分离法等。自然沉降是最早使用的方法，由于催化剂粉末的粒径范围在0-80μm，其中20μm以下粒径占相当比重，沉降速度慢，而且油浆粘度大，阻碍了催化剂粉末的沉降，所以即使升高温度，沉降效果也不理想。过滤，静电吸附分离，离心分离等方法对设备要求都很高。过滤装置要求滤孔的尺寸很小，因而很容易堵塞，要频繁地反冲洗；静电吸附分离装置由于固体表面被油包裹而不能达到理想效果；离心分离由于很难处理大批量的油浆，所以并没有工业应用的实例。针对自然沉降的缺点，许多文献报道了添加助剂加速沉降的方法。助剂通常是一些表面活性物质，如烷基酚甲醛树脂与烷氧基聚丙烯酸加成物，不饱和脂肪酸，烷基苯磺酸等。USP5,481,059介绍丙烯酸与酚醛树脂烷氧基化加成物作沉降助剂，USP5,593,572介绍用含N，S，O等杂原子的脂肪族聚合物作沉降助剂(分子量103-106)，USP5,681,451介绍用分子量1500-5000的烷氧基化烷基酚醛树脂作助剂，USP6,316,685介绍用含多元醇，烷氧化烷基酚醛树脂单元的不饱和羧酸聚合物作沉降助剂。助剂沉降可大大提高沉降效果和缩短沉降时间，然而即使这样，沉降时间也要在24小时左右甚至几天，而且催化剂粉末富集到容器底部的油浆中，还要经过过滤和离心分离等手段来脱除催化剂粉末和回收油浆，这些都影响到处理量和处理成本。
发明内容
本发明提供两种脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，这两种方法对催化剂粉末的脱除时间短，脱除率高。
本发明提供的第一种脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，适用于处理比重小于水的轻质油浆，该方法包括将含有破乳剂和絮凝剂的水与催化裂化油浆混合，破乳，将富集了催化剂粉末的下层水分出即可。
为了保证混合效果，水和催化裂化油浆分别预热到95-100℃后混合，在90-140℃下加热破乳，或在2000-5000v/cm电场下破乳。
水量为催化裂化油浆重量的5-30重％，最好是10-20重％。
破乳剂的作用是将混合物中的水分离出来，破乳剂可以是烷氧基化烷基酚醛树脂、多元醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物及其复配物以及所有适用于油浆破乳的市售破乳剂。破乳剂加量为油浆的重量的10-500ppm，最好是20-100ppm。
絮凝剂是无机或有机聚合物，如聚合硅酸盐、聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物等，以及所有适用于催化剂粉末沉降的市售絮凝剂。絮凝剂的用量为油浆重量的10-1000ppm，最好是200-1000ppm。
本发明提供的第二种脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，适用于处理比重大于或等于水的重质油浆，该方法包括将含增重剂、破乳剂和絮凝剂的水与催化裂化油浆混合，破乳，将富集了催化剂粉末的下层水分出即可。
为了保证混合效果，水和催化裂化油浆预热到95-100℃。混合后在90-140℃下，加2000-5000v/cm电场破乳。
水量为催化裂化油浆重量的5-30重％，最好是10-20重％。
所说增重剂是可以增加水的比重的物质，即比重大于水并且与水混溶的弱电解质或非电解质，如乙酸铵、柠檬酸铵、果糖、葡萄糖、蔗糖、山梨醇、木糖醇等。增重剂的用量应当使含有增重剂的水的比重大于催化裂化油浆的比重，一般用量为水重量的5-30重％，最好是10-20重％。
破乳剂的作用是将混合物中的水分离出来，破乳剂可以是烷氧基化烷基酚醛树脂、多元醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物及其复配物。以及所有适用于油浆破乳的市售破乳剂。破乳剂加量为油浆的重量的10-500ppm，最好是20-100ppm。
絮凝剂是无机或有机聚合物，如聚合硅酸盐、聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物等，以及所有适用于催化剂粉末沉降的市售絮凝剂。絮凝剂的用量为油浆重量的10-1000ppm，最好是200-1000ppm。
为了提高脱除效果，本发明提供的两种方法均可采用二级处理，即将一级处理后的油浆按照上述方法再处理一次。分离排出的水，经沉降，过滤除去悬浮的催化剂粉末后，可重复使用。处理重质油浆时重复使用的水无需再加增加比重的物质，破乳剂和絮凝剂的量也可适当降低。
本发明提供的两种方法可分别用于处理比重小于水的轻质油浆和比重大于或等于水的重质油浆，对催化剂粉末脱除时间短，脱除率高，脱后可使灰分达到要求。
具体实施例方式
实施例中的脱除效果用灰分来评价，灰分的测定方法见GB508-65，每次取脱前油浆作对比，脱除率的计算。
实施例1所处理油浆A的性质见表1。絮凝剂加量1000ppm，破乳剂(FC9301)加量100ppm，具体方法如下在15.2g水中，加入0.8g破乳剂(浓度2重％)，并与16g絮凝剂(浓度1重％)混合配成溶液，预热到95℃后，与预先预热到100℃的160g油浆混合，用榨汁机点击混合50次，倒于试管中在破乳仪中加电场，静置破乳分水，电场强度2000v/cm，1小时后取出，抽出下层水，取油浆搅拌均匀测灰分。试验结果见表2，聚丙烯酰胺的脱除效果最好，脱后油浆灰分为0.01％，脱除率95.2％。
表1催化裂化油浆A的性质
表2不同絮凝剂的脱除效果
实施例2所处理油浆A的性质见表1。采用不加电场热破乳的方法，絮凝剂选用聚丙烯酰胺，加量1000ppm，破乳剂(FC9301)加量100ppm，具体方法如下在15.2g水中，加入0.8g破乳剂(浓度2重％)，并与16g絮凝剂(聚丙烯酰胺，1重％浓度)混合配成溶液，预热到95℃后，与预先预热到100℃的160g油浆混合，用榨汁机点击混合50次，置于压力容器中加热破乳，2小时后取出，抽出下层水，取油浆搅拌均匀测灰分。试验结果见表3，在同样温度条件下，热破乳的脱催化剂粉末效果较加电场效果差，95℃的脱除率为89.1％，随着温度升高，提高了油水分离的效果，脱除率也随着升高，125℃的脱除率为94.2％，接近电场破乳的效果。
表3不同沉降温度的脱除效果
实施例3所处理油浆B的性质见表4。用蔗糖来增加水的比重，絮凝剂加量1000ppm，破乳剂(FC9301)加量100ppm，具体方法如下取6.4g蔗糖加入15.2g水中，加入0.8g破乳剂(浓度2重％)，并与16g絮凝剂(浓度1重％)混合配成溶液，预热到95℃后，与预先预热到100℃的160g油浆混合，用榨汁机点击混合50次，倒于试管中在破乳仪中加电场，静置破乳分水，电场强度2000v/cm，1小时后取出，抽出下层水，取油浆搅拌均匀测灰分。试验结果见表5，从表中数据可以看出，聚丙烯酰胺效果最好，脱除率达87.4％，脱后油浆灰分为0.0419％。
表4催化裂化油浆B的性质
表5不同絮凝剂的脱除效果
实施例4所处理油浆B的性质见表4。用葡萄糖来增加比重，具体方法如下取6.4g葡萄糖加入15.2g水中，加入0.8g破乳剂(浓度2重％)，并与絮凝剂(聚丙烯酰胺，浓度1重％)混合配成溶液，予热到95℃后，与预先预热到100℃的160g油浆混合，用榨汁机点击混合50次，倒于试管中在破乳仪中加电场，静置破乳分水，电场强度2000v/cm，1小时后取出，抽出下层水，取油浆搅拌均匀测灰分。试验结果见表6，从表6数据看出，随着絮凝剂用量的增加，脱除率增加，絮凝剂加量为600ppm时的脱除率最高，达93.2％，脱后油浆灰分0.0227％，絮凝剂加量超过600ppm时，脱除率不再增加，而且有下降的趋势。
表6不同絮凝剂加量的脱除效果
实施例5所处理油浆B的性质见表4。用葡萄糖来增加比重，具体方法如下取9.1g葡萄糖加入21.6g水中，加入0.8g破乳剂(FC9301，浓度2重％)，并与9.6g絮凝剂(聚丙烯酰胺，浓度1重％)混合配成溶液，絮凝剂加量600ppm，予热到95℃后，与预先预热到100℃的160g油浆混合，用榨汁机点击混合50次，置于压力容器中加热破乳，2小时后取出，抽出下层水，取油浆搅拌均匀测灰分。试验结果见表7，从表7看出，在相同温度下，加热破乳的脱除效果较加电场差，随着温度升高，脱除率增加，125℃的脱除率接近加电场的效果。
表7不同沉降温度的脱除效果
实施例6所处理油浆B的性质见表4。用柠檬酸铵来增加比重，采用一次脱后油，具体方法如下取6.4g柠檬酸铵加入15.2g水中，加入0.8g破乳剂(FC9301，浓度2重％)，并与絮凝剂(聚丙烯酰胺，浓度1重％)混合配成溶液，预热到95℃后，与预先预热到100℃的160g一次脱后油混合，用榨汁机点击混合50次，倒于试管中在破乳仪中加电场，静置破乳分水，电场强度2000v/cm，1小时后取出，抽出下层水，取油浆搅拌均匀测灰分。试验结果见表8，从试验结果看出，一次脱后油的灰分在0.04％-0.1％之间，不加絮凝剂的脱除率为61.5％，脱后油灰分为0.0214％，随着絮凝剂加量的增加，脱除率提高，当脱前灰分为0.0443％，絮凝剂加量600ppm时，脱后油浆的灰分为0.0057％。
表8二次脱除的效果
实施例7所处理油浆B的性质见表4。用葡萄糖来增加比重，采用回用水，具体方法如下取回收的水21.6g，用G3砂芯漏斗过滤，加入1.9g葡萄糖，并与0.8g破乳剂(浓度2重％)，并与9.6g絮凝剂(聚丙烯酰胺，浓度1重％)混合配成溶液，预热到95℃后，与预先预热到100℃的160g油浆混合，用榨汁机点击混合50次，倒于试管中在破乳仪中加电场，静置破乳分水，电场强度2000v/cm，1小时后取出，抽出下层水，取油浆搅拌均匀测灰分。试验结果见表9，从结果看出，采用回用水的脱除率略有下降，是由于回用水中还残存有药剂，补加药剂后造成过量，脱除率略有下降，需根据情况应减少补加药剂的量。
表9采用回用水的脱除效果
对比例所处理油浆B的性质见表4。取100g油浆置于试管中，于95℃静置24小时，取上层50g及下层50g油浆测灰分。试验结果见表10，从试验结果看出，自然沉降的脱除率较低，只有18.4％。
表10静置沉降的催化剂脱除效果
权利要求
1.一种脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，包括将含有破乳剂和絮凝剂的水与催化裂化油浆混合，破乳，将富集了催化剂粉末的下层水分出，其中水量为催化裂化油浆重量的5-30重％，破乳剂用量为油浆的重量的10-500ppm，絮凝剂的用量为油浆重量的10-1000ppm。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，水和催化裂化油浆分别预热到95-100℃，混合后在90-140℃下加热破乳，或在2000-5000v/cm电场下破乳。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，水量为催化裂化油浆重量的10-20重％。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，破乳剂是烷氧基化烷基酚醛树脂、多元醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或其复配物。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，破乳剂用量为油浆的重量的20-100ppm。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，絮凝剂是聚合硅酸盐、聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠或丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，絮凝剂的用量为油浆重量的200-1000ppm。
8.一种脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，包括将含增重剂、破乳剂和絮凝剂的水与催化裂化油浆混合，破乳，将富集了催化剂粉末的下层水分出，其中增重剂是比重大于水并且与水混溶的弱电解质或非电解质，增重剂的用量使含有增重剂的水的比重大于催化裂化油浆的比重，水量为催化裂化油浆重量的5-30重％，破乳剂用量为油浆的重量的10-500ppm，絮凝剂的用量为油浆重量的10-1000ppm。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，水和催化裂化油浆分别预热到95-100℃，混合后在90-140℃下加热破乳，或在2000-5000v/cm电场下破乳。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，水量为催化裂化油浆重量的10-20重％。
11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，增重剂是乙酸铵、柠檬酸铵、果糖、葡萄糖、蔗糖、山梨醇或木糖醇。
12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，增重剂用量为水重量的5-30重％。
13.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，破乳剂是烷氧基化烷基酚醛树脂、多元醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或其复配物。
14.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，破乳剂用量为油浆重量的20-100ppm。
15.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，絮凝剂是聚合硅酸盐、聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠或丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。
16.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，絮凝剂的用量为油浆重量的200-1000ppm。
全文摘要
本发明提供两种第二种脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，第一种方法适用于处理比重小于水的轻质油浆，该方法包括将含有破乳剂和絮凝剂的水与催化裂化油浆混合，破乳，将富集了催化剂粉末的下层水分出即可。第二种方法适用于处理比重大于或等于水的重质油浆，该方法在水中还加入可以增加水的比重的物质，即比重大于水并且与水混溶的弱电解质或非电解质，如乙酸铵、柠檬酸铵、果糖、葡萄糖、蔗糖、山梨醇或木糖醇等。本发明提供的这两种方法对催化剂粉末的脱除时间短，脱除率高。
文档编号C10G33/02GK1958735SQ20051011684
公开日2007年5月9日 申请日期2005年10月31日 优先权日2005年10月31日
发明者王振宇, 于丽, 徐振洪, 李本高, 吴晓东 申请人:中国石油化工股份有限公司