专利名称：一种从催化裂化油浆中分离残留物的装置以及方法
技术领域：
本发明涉及石油化工领域，尤其涉及一种通过过滤除去催化裂化油浆中浙青质和 残留催化剂颗粒，提高催化裂化油浆品质的装置以及方法。
背景技术：
催化裂化是炼油工业中最重要的一种重油轻质化工艺，催化裂化油浆中含有大量 的芳烃和环烷烃和部分低缩合度的芳香组份，其中所含的环烷烃和缩合度的芳香组份可以 用作加氢裂化的原料，生产优质轻烃组分；此外，催化剂裂化油浆由于组分重、芳香份含量 高，因此具有密度大、粘度大，与高分子材料的溶解性和相容性等特点。但是普通催化裂化 油浆因为浙青质和催化剂颗粒残留的存在，尤其是催化剂颗粒残留的存在，限制了其用途 的开发，目前炼油工业一般仅将其作为低端燃料来使用，从而造成了资源的极度浪费。除去了残留催化剂颗粒和浙青质的高品质催化剂裂化油浆可以充分利用其烃类 组成特点优势，用作改善橡胶加工性能的橡胶软化剂和乙烯基树脂的增塑剂，作为裂化原 料，进一步裂化生成轻质馏分，也可以用作针状焦、碳黑、和碳纤维的生产原料。用途非常广 泛。目前，通过分离浙青质和催化剂颗粒残留提高催化裂化油浆品质是个世界性难 题。国内国外都有相关技术专利，经过我们检索分析，发现主要有以下几种分离方法
第一种，采用沉淀、萃取、过滤、旋风分离等一种分离方式或几种分离方式的组合去除 催化裂化油浆中的残留催化剂，以提高催化裂化油浆品质。譬如申请号为US19900589429， 申请日为 1990 年 9 月 28 日的美国专利"Removal of particulate solids from a hot hydrocarbon slurry oil”(文献号为US5076910)，该专利采用一种比催化油浆更重的油浆 作萃取溶剂，按一定比例与油浆混合后，进入一个闪蒸罐，让催化裂化油浆以气态闪蒸的方 式从闪蒸罐顶部排除，从而把催化剂颗粒由油浆转移到较重的溶剂中，以达到净化催化裂 化油浆的目的。该专利虽然能彻底净化催化裂化油浆，但工艺条件苛刻、成本太高，不易于 工业化推广。第二种，采用在油浆中引入有机溶剂(水)或其他助剂，通过萃取、破乳，将油浆中， 残留催化剂颗粒转移到萃取溶剂中，这种方法的不足之处是不仅要消耗大量的溶剂，而且 不能实现液固的彻底分离。譬如申请号为200910190490.5申请日为2009年9月21日的 中国发明专利“一种捕获沉降剂及脱除油浆中催化剂固体粉末的方法”提供了一种通过在 油浆中加入一种捕获沉降剂，帮助催化剂颗粒沉降，并通过一定时间的沉降，达到液固分离 的目的，该技术不仅成本高，而且液固分离不彻底，分离后油浆仍含有0. 05%wt的催化剂颗 粒固体。第三种，采用过滤分离的方法来分离油浆中残留催化剂颗粒，譬如申请号为 99109217. 1，申请日为1999年6月22日的中国发明专利“一种从催化裂化油浆中分离催化 剂颗粒的方法”提出了一种过滤分离催化裂化油浆的方法，将三个过滤设备采用并联方式 连接，通过过滤、反冲洗、稀释等步骤实现催化剂固体颗粒与油浆分离。该方法完全采用物
4理过滤的方法来分离催化剂颗粒，是一种成本较为经济、工艺较为简单的方法，但是在实际 运行当中，我们发现该专利方法存在如下问题
1、过滤器容易堵塞，经过调查，目前采用过滤分离方法进行催化剂回收分离的化工炼 油厂的技术人员普遍反应过滤器的堵塞现象非常严重，经常导致停工检修，费时费力，过滤 器堵塞的现象导致国内外厂家基本放弃采用该方法进行催化裂化油浆分离，而改采用第一 种或者第二种方法进行油浆分离，这也可以从我国国内专利申请在该领域的数量分布可以 窥见一斑，自1999年华北石油管理局第一炼油厂申请了 “一种从催化裂化油浆中分离催化 剂颗粒的方法”后，国内就再也没有关于采用过滤分离方法从催化裂化油浆中分离催化剂 颗粒的新专利申请，反而是第二种采用在油浆中引入有机溶剂(水)或其他助剂方法来分离 催化剂颗粒的专利申请不断增加，说明过滤器堵塞是采用过滤分离方法进行催化剂分离的 瓶颈技术，一直难以得到突破。2、该专利方法处理后的油浆中仍含有0. 02%左右的催化剂颗粒，难以进一步提升 油浆清液的品质。正是认识到了过滤分离技术的成本经济性，而又考虑到了过滤分离的瓶颈所在， 发明人经过不断研发试验，最终克服了现有技术中存在的技术问题，提供了一种简单、有 效、低成本的从普通催化裂化油浆中分离残留催化剂颗粒和浙青质，从而生产高品质油浆 的方法。
发明内容
本发明提供了一种从催化裂化油浆中分离残留物的方法，改良了现有的过滤分离 方法，同时提高了处理后油浆清液的品质。本发明同时还提供一种从催化裂化油浆中分离 残留物的装置，利用该装置采用本发明的方法就能得到高品质的油浆。本发明的技术方案是
一种从催化裂化油浆中分离残留物的装置，包括 至少两组由预过滤器与精过滤器串接而成的过滤器组；
一连接在所述预过滤器与所述精过滤器的底端用于容设剥离后的滤饼与清洗后的清 洗油的滤饼罐；
所述预过滤器的底端接设有一原料油浆进口以及清洗油进口，所述精过滤器的底端接 设有用于清洗过滤器滤芯的清洗油进口 ；所述精过滤器的顶端设有油浆滤清液出口 ；所述 预过滤器与所述精过滤器的顶端均设有用于进行滤芯反冲洗操作的反冲洗气体进口。进一步地，所述过滤器组为第一过滤器组以及第二过滤器组，当第一过滤器组的 预过滤器或精过滤器的过滤压差达到预设最高压差，则第一过滤器组停止油浆过滤，第二 过滤器组的原料油浆进口打开进行过滤操作，一定压力的反冲洗气体反向引入第一过滤器 组对其过滤器滤芯进行反冲洗，使滤饼从其过滤器滤芯上剥离。进一步地，所述预过滤器的滤芯是锲型金属缠绕丝滤芯，所述滤芯的过滤精度范 围为2 10微米。锲型金属缠绕丝滤芯的结构可以有效的保证滤芯不被堵塞。进一步地，所述精过滤器的滤芯是不对称金属粉末烧结的微滤膜滤芯，所述滤芯 的过滤精度范围为0. 2 1. 0微米。采用不对称金属粉末烧结的微滤膜滤芯可以有效的保 证过滤的精度。
5
进一步地，所述过滤器组过滤温度范围为250 350°C，过滤压力为0.5 1.2Mpa ；所述过滤器组预设最高压差为0. 20 0. 35MPa，所述反冲洗压力为0. 3 0. 6Mpa， 反冲洗温度范围为200 320°C。进一步地，所述过滤器组过滤温度范围为270 300°C，过滤压力为0.7 1. OMpa0进一步地，所述油浆滤清液残留催化剂含量小于0. 01%，浙青质含量小于0. 02%。本专利还提供了一种利用上述装置从催化裂化油浆中分离残留物的方法，包括如 下工艺步骤
(a)第一过滤器组预过滤第一过滤器组的预过滤器对原料油浆进行预过滤，将原料油 浆中大粒度的催化剂颗粒和浙青质过滤掉；
(b)第一过滤器组精过滤第一过滤器组的精过滤器对经过预过滤后油浆进行再次过 滤，将预过滤后油浆中的小粒度的催化剂颗粒和浙青质过滤掉得到油浆滤清液；
当第一过滤器组的预过滤器或精过滤器的过滤压差达到设定值时，第一过滤器组停止 油浆过滤，第二过滤器组对油浆进行预过滤、精过滤，一定压力的反冲洗气体反向引入第一 过滤器组的预过滤器和精过滤器对其过滤器滤芯进行反冲洗，使滤饼从所述过滤器滤芯上 剥离；当第二过滤器组的预过滤器或精过滤器的过滤压差达到设定值时，第二过滤器组停 止油浆过滤，第一过滤器组再次对油浆进行预过滤、精过滤，使第一过滤器组、第二过滤器 组交替进行过滤操作、反冲洗操作。进一步地，所述滤饼从所述过滤器滤芯上剥离后，采用清洗油清洗所述过滤器滤
-I-H心。进一步地，从所述过滤器滤芯上剥离后的滤饼，与清洗所述过滤器滤芯后的清洗 油一起排放到滤饼罐。本发明装置的整个运行过程是一定温度的原料油浆首先进入第一过滤器组的预 过滤器，大粒度的催化剂颗粒和浙青质被第一过滤器组的预过滤器截留，夹带小颗粒催化 剂的初滤油浆由预过滤器排出后进入第一过滤器组的精过滤器，在精过滤器中，小颗粒催 化剂被截留在精过滤器表面，得到除去了浙青质和催化剂颗粒的油浆滤清液，成为最终产 品-高品质油浆。运行过程中，当第一过滤器组的过滤器的滤芯表面的滤饼达到一定厚度， 过滤压差达到设定值(0. 35Mpa)后，第一过滤器组停止油浆过滤，第二过滤器组的油浆进 口打开，第二过滤器组按照预过滤、精过滤的顺序开始油浆过滤操作，与此同时，将一定压 力的反冲洗气体从反向引入第一过滤器组的过滤器对滤芯进行反冲洗，使滤饼从滤芯上剥 离，再用清洗油浆清洗滤芯，剥离后的滤饼与清洗后的清洗油一起被排放到滤饼罐。为了保 证设备一直能够连续运转，至少设置两组并联的过滤器组，当第一过滤器组停止过滤正在 反冲洗时，第二过滤器组还能继续进行过滤操作，从而保证过滤操作的连续性。本发明的技术效果体现在
采用了多级过滤，现有技术中由于采用单一过滤器进行过滤导致过滤器堵塞，究其原 因在于过滤精度的要求与过滤速度的矛盾，通过一个过滤器就期望将原料油浆中的催化剂 颗粒尽可能的过滤掉，同时又要保证过滤的顺畅与速度，这是难以调和的矛盾，因此，实践 中往往导致过滤器经常性堵塞，最终改选其他分离方法。本发明中采用的多级过滤，通过将 过滤过程分解为预过滤与精过滤，使整个装置的过滤精度逐级的达到，而不是突然一下子就达到，从而从源头解决了过滤器堵塞的问题，其次，反冲洗过后采用清洗油清洗，从而使 得过滤器滤芯的过滤能力恢复到堵塞前水平；再次对装置的运行环境进一步优化，从而降 低过滤堵塞可能。采用本发明的方法以及装置最终获得的油浆滤清液残留催化剂含量小于 0. 01%，浙青质含量小于0. 02%，效果非常明显。
通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更 加清楚和容易理解。图1为本发明的从催化裂化油浆分离残留物的装置的结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，一种利用本发明的工艺方法从催化裂化油浆分离残留物的装置，包 括两组过滤器组，第一过滤器组1由预过滤器101与精过滤器102串接组成，预过滤器101 的顶端设有一预过滤油料出口，该预过滤油料出口连接到精过滤器102的底端，第二过滤 器组2由预过滤器201与精过滤器202串接组成，预过滤器201的顶端设有一预过滤油料 出口，该预过滤油料出口连接到精过滤器202的底端。滤饼罐3设置在预过滤器101、201 与精过滤器102、202的底端，用于容设剥离后的滤饼与清洗后的清洗油；预过滤器101、201 的底端接设有一原料油浆进口以及清洗油进口，精过滤器102、202的底端接设有用于清洗 过滤器滤芯的清洗油进口 ；精过滤器102、202的顶端设有油浆滤清液出口 ；预过滤器101、 201与精过滤器102、202的顶端均设有用于进行反冲洗操作的反冲洗气体进口。运行过程中，当第一过滤器组1的预过滤器101或精过滤器102的过滤压差达到 0. 35Mpa,则第一过滤器组1停止油浆过滤，将一定压力的反冲洗气体反向引入第一过滤 器组1对过滤器滤芯进行反冲洗，使滤饼从所述过滤器滤芯上剥离，此时，第二过滤器组2 开始工作，原料油浆此时不再输入到预过滤器101，而输入到预过滤器201，这样，第一过滤 器组1与第二过滤器组2交替进行过滤操作，从而保证装置能一直正常运转。当然，本专利中，为了增大装置处理量，可以采用多组过滤器组，从而增大处理量， 也为了防止同时有多组过滤器组处于反冲洗操作中，而没有过滤器组进行正常处理。本专 利中，预过滤器与精过滤器可以是多台过滤器组成的预过滤器组、精过滤器组，这样可以进 一步减少过滤器的堵塞。本专利中，预过滤器101、201采用锲型金属缠绕丝滤芯，这种过滤器的滤芯外表 面由一层楔形缠绕金属丝组成，内部是增强型骨架结构。因为滤芯表面的过滤孔道最窄，所 以不存在滤芯孔道污染问题，可以有效的保证滤芯不被堵塞。精过滤器102、202采用非对 称型金属微滤膜滤芯，该滤芯的有效过滤介质由一层依托在孔隙较粗的多孔金属材料上的 金属构成，外表面的金属粒子被烧结为一层致密的精密过滤层，该过滤层的过滤精度最高 可达0. Ιμπι。这种结构决定了其表面过滤的过滤特点，不存在堵塞问题。过滤器组过滤操作的最佳温度范围为270 300°C，温度太低，物料的粘度变高， 滤芯在同样的压差条件下，通量变小，处理能力降低；如果温度过高，会引起油浆的含双健 组分的结焦，增加分离难度。过滤操作的最佳压力范围为0.7 l.OMPa，压力太低，物料流 速降低，同样面积的滤芯的油浆处理能力随之降低；压力太高，会增加动力消耗和设备投资
7成本。反冲洗的最佳压力范围为0· 4 0. 5MPa，压力太高容易损坏滤芯；压力太低，滤 饼脱除效果不好。清洗过程操作的最佳温度为250 280°C，温度太低，物料的粘度变高， 滤芯在同样的压差条件下，流速变小，清洗效果不好；如果温度过高，会引起油浆的含双健 组分的结焦，增加残留负荷。预过滤器101、201中滤芯的最佳过滤精度为3 7微米，过滤精度太粗，会导致 过滤前期的浙青质穿滤；过滤精度太高，处理量降低，且滤饼压差增加速度快，不利于长周 期操作。精过滤器201、202的金属微滤膜最佳过滤精度为0. 3 0. 6微米，过滤精度太粗， 会导致过滤前期的极少量粒径较小的催化剂颗粒穿滤；而且催化剂中颗粒小于0. 3μπι的 比例小于0. 001%，借助于滤饼完全可以完成催化剂与油浆的完全分离。为了进一步检验本专利装置及方法的技术效果，现提供如下表的实验数据，实 验条件为原料油浆的残留催化剂含量1. 0%,浙青质含量1. 5% ；反吹洗的气体压力为 0. 6MPa ；清洗操作的温度为260°C ；滤饼压差0. 35MPa。本实验油浆中浙青质含量分析方法采用国家标准分析方法SYT7550-2004 ；油 浆中催化剂含量的分析方法灰分法。
权利要求
1.一种从催化裂化油浆中分离残留物的装置，其特征在于，包括至少两组由预过滤器与精过滤器串接而成的过滤器组；一连接在所述预过滤器与所述精过滤器的底端用于容设剥离后的滤饼与清洗后的清 洗油的滤饼罐；所述预过滤器的底端接设有一原料油浆进口以及清洗油进口，所述精过滤器的底端接 设有用于清洗过滤器滤芯的清洗油进口 ；所述精过滤器的顶端设有油浆滤清液出口 ；所述 预过滤器与所述精过滤器的顶端均设有用于进行滤芯反冲洗操作的反冲洗气体进口。
2.根据权利要求1所述从催化裂化油浆中分离残留物的装置，其特征在于，所述过滤器组为第一过滤器组以及第二过滤器组，当第一过滤器组的预过滤器或精过 滤器的过滤压差达到预设最高压差后，则第一过滤器组停止油浆过滤，第二过滤器组的原 料油浆进口打开进行过滤操作，一定压力的反冲洗气体反向引入第一过滤器组对其过滤器 滤芯进行反冲洗，使滤饼从其过滤器滤芯上剥离。
3.根据权利要求2所述从催化裂化油浆中分离残留物的装置，其特征在于，所述预过滤器的滤芯是锲型金属缠绕丝滤芯，所述滤芯的过滤精度范围为2 10微米。
4.根据权利要求2所述从催化裂化油浆中分离残留物的装置，其特征在于，所述精过滤器的滤芯是不对称金属粉末烧结的微滤膜滤芯，所述滤芯的过滤精度范围 为0.2 1.0微米。
5.根据权利要求2所述从催化裂化油浆中分离残留物的装置，其特征在于，所述过滤器组过滤温度范围为250 350°C，过滤压力为0. 5 1. 2Mpa ；所述过滤器 组预设最高压差为0. 20 0. 35MPa，所述反冲洗压力为0. 3 0. 6Mpa，反冲洗温度范围为 200 320O。
6.根据权利要求5所述从催化裂化油浆中分离残留物的装置，其特征在于，所述过滤器组过滤温度范围为270 300°C，过滤压力为0. 7 1. OMpa0
7.根据权利要求5所述从催化裂化油浆中分离残留物的装置，其特征在于，所述油浆 滤清液残留催化剂含量小于0. 01%，浙青质含量小于0. 02%。
8.一种采用权利要求1至7任一权限所述装置从催化裂化油浆中分离残留物的方法， 其特征在于，包括如下工艺步骤(a)第一过滤器组预过滤第一过滤器组的预过滤器对原料油浆进行预过滤，将原料油 浆中大粒度的催化剂颗粒和浙青质过滤掉；(b)第一过滤器组精过滤第一过滤器组的精过滤器对经过预过滤后油浆进行再次过 滤，将预过滤后油浆中的小粒度的催化剂颗粒和浙青质过滤掉得到油浆滤清液；当第一过滤器组的预过滤器或精过滤器的过滤压差达到设定值时，第一过滤器组停止 油浆过滤，第二过滤器组对油浆进行预过滤、精过滤，一定压力的反冲洗气体反向引入第一 过滤器组的预过滤器和精过滤器对其过滤器滤芯进行反冲洗，使滤饼从所述过滤器滤芯上 剥离；当第二过滤器组的预过滤器或精过滤器的过滤压差达到设定值时，第二过滤器组停 止油浆过滤，第一过滤器组再次对油浆进行预过滤、精过滤，使第一过滤器组、第二过滤器 组交替进行过滤操作、反冲洗操作。
9.根据权利要求8所述从催化裂化油浆中分离残留物的方法，其特征在于，所述滤饼从所述过滤器滤芯上剥离后，采用清洗油清洗所述过滤器滤芯。
10.根据权利要求8所述从催化裂化油浆中分离残留物的方法，其特征在于， 从所述过滤器滤芯上剥离后的滤饼，与清洗所述过滤器滤芯后的清洗油一起排放到滤饼罐。
全文摘要
本专利公开了一种从催化裂化油浆中分离残留物的装置，包括至少两组由预过滤器与精过滤器串接而成的过滤器组；一连接在所述预过滤器与所述精过滤器的底端用于容设剥离后的滤饼与清洗后的清洗油的滤饼罐；所述预过滤器的底端接设有一原料油浆进口以及清洗油进口，所述精过滤器的底端接设有用于清洗过滤器滤芯的清洗油进口；所述精过滤器的顶端设有油浆滤清液出口；所述预过滤器与所述精过滤器的顶端均设有用于进行滤芯反冲洗操作的反冲洗气体进口。同时，还公开了一种利用该装置的方法，本专利装置处理后的油浆滤清液残留催化剂含量小于0.01%，沥青质含量小于0.02%。
文档编号C10G31/09GK102002385SQ20101057700
公开日2011年4月6日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者代辉, 张文军, 李明, 马洪玺 申请人:上海蓝科石油化工有限公司