催化裂化油浆中催化剂粉末的分离

催化裂化油浆中催化剂粉末的分离

摘要：文章采用破乳-絮凝沉降分离工艺处理湛江东兴催化裂化油浆，在实验室考察了破乳剂和絮凝剂加量、沉降温度及沉降时间对催化裂化油浆中催化剂粉末脱除的影响。选择NS-885为破乳剂，添加量110μg/g，聚丙烯酰胺为絮凝剂，用量1000μg/g，加入30%的葡萄糖水溶液，沉降温度90℃，时间8 h，可以有效地脱出油浆中催化剂粉末，油浆中固体粉末的脱除率可达78.64%。

关键词：催化裂化油浆；破乳；絮凝；催化剂粉末；固体粉末脱除率

目录

催化裂化油浆催化剂固体粉末分离 ....................... 错误！未定义书签。第一章绪论 (3)

1.1油浆综合利用的背景 (3)

1.2综合利用催化裂化油浆的可行性 (4)

1.3油浆的净化分离技术分析 (4)

1.4 化学沉降剂技术分析 (5)

1.4.1沉降剂的技术分析 (5)

1.4.2破乳剂技术分析 (6)

1.4.3沉降技术分析 (6)

1.5本文研究的目的和内容 (7)

第二章实验部分 (8)

2.1实验药品 (8)

2.2实验仪器与设备 (8)

2.3原料性质的测定方法 (8)

2.4原料性质 (9)

2.5实验流程 (9)

第三章结果与讨论 (11)

3.1破乳剂的筛选与量的选择 (11)

3.2絮凝剂（聚丙烯胺）量的选择 (12)

3.3不同沉降温度的影响 (13)

3.4 不同沉降时间的影响 (14)

第四章结论 (15)

参考文献 (16)

第一章绪论

1.1油浆综合利用的背景

能源是一个国家经济增长和社会发展的重要物质基础。我国是一个能源消耗大国，能源更为紧缺。随着经济的发展，尤其是近年来国际石油价格大幅走高，我国石油的供需矛盾将会不断加剧，能源紧张局面日益突出，同时，不可再生的石化能源正面临枯竭的危险，能源短缺和能源消费所引起的环境问题己经成为制约我国可持续发展的瓶颈之一。

据估计，现在世界常规石油可采储量约3500亿吨。目前年产42亿吨，预计2035年前后产量将达到峰值，在一段时期保持略有波动的稳定产量，然后逐步下降。我国情况同样不容乐观，预计2050年前国内年产量2亿吨左右，然后缓慢下降。由于需求持续增长，势将面临供不应求的局面，因此必须尽早采取一系列补充替代措施。根据我国经济发展速度，2020年原油消费至少将达4.5亿吨，若缺口额全靠进口原油，则进口依赖程度将达55%以上；2050年原油消费将达7亿吨(若不采取多种节油措施，数值将是9亿吨以上)，全球性的石油供应短缺和我国对石油需求的不断增大是今后的主要趋势，这对我国能源安全十分不利。所以现在必需在现有石油加工工艺中改善，将原油的利用价值进一步提高。

催化裂化是炼油行业的一个重要的二次加工手段，是生产液化石油气和高辛烷值汽油的主要装置，我国到1998年底炼油能力已达24455万吨/年，催化裂化能力已达8429万吨（含催化裂解167万吨/年），约占原油加工量的34.4%，传统的蜡油原料明显不足，为扩大原料来源，提高炼油行业的加工深度，向深加工要效益，故在原料中掺入一定量的常压渣油、焦化蜡油，减压渣油，导致原料越来越重，质量越来越差。原料中烷烃最容易裂化，环烷烃类次之，芳烃类化合物最难裂化，故反应产物中稠环芳烃和胶质等越来越多，生焦越来越多，导至再生温度提高，装置处理能力下降。国内炼厂都采取减少油浆回炼比，外甩部分油浆的措施，像南京炼油厂从1986年开始甩油浆，FCC进料150吨/时，有10吨油浆返回进料，外甩油浆8吨左右，约占进料的5%，结果再生器温度降低15℃左右，装置处理能力约提高10%，当然各炼厂情况不完全相同，外甩油浆量在5—10%，我国每年排放油浆总量达750万吨左右。

如果这些油浆直接排放掉，不但会浪费日益缺少的石油资源，还会造成严重的环境污染。因此我们必须发展对催化裂化油浆的综合利用。

1.2综合利用催化裂化油浆的可行性

油浆中含有催化裂化流化床中夹带出来的催化剂微颗粒, 其颗粒含量一般为1000～ 80000μg/g, 微颗粒直径约5μm 左右, 随流化床操作而异。油浆中固体含量脱至500μg/g时, 可以用来生产炭黑或橡胶填充剂; 脱至100μg/g时, 可以用来生产针状焦; 脱至10～ 20μg/g时, 可以用来生产碳纤维。因此, 脱除油浆中的固体物质是利用好油浆的前提。

1.3油浆的净化分离技术

如何脱除催化油浆中的催化剂粉末是一个热门课题。脱除FCC油浆中催化剂粉末的技术有:自然沉降技术、静电分离技术、过滤分离技术、离心分离技术、沉降剂脱除技术等。

自然沉降技术具有设备简单、运行成本低、操作容易等特点, 被很多厂家所采用。但其净化效率较低,速度慢,时间长，而且沉降需要大量的储罐, 不安全, 因此此法只用于油浆中微颗粒的简单分离。现已逐渐被淘汰。

静电分离技术是美国 70 年代发展起来的一种新型液固体系分离技术, 适用于固体颗粒直径很小(10- 5～ 10- 6m) 颗粒浓度相对较低且液相电阻率又较大的体系。由于其具有分离速度快、效果好、操作简便、维修费用低、流体压降小而不需要增加动力设备、设备紧凑、安装方便等优点,在国外得到了广泛的应用。

静电分离技术是基于“点吸附”原理, 使含微颗粒的液流流经电场作用下的填料床层, 微颗粒在高压电场中被极化, 并被吸附在填料上(如玻璃珠) , 从而使液流得以净化。当填料床层因吸附微颗粒达饱和后,采用反冲洗液流流经床层使填料再生, 然后再进行下一轮的吸附操作。虽然国内已掌握此项技术, 华东理工大学联合化学反应工程研究所对静电分离过程的机理也进行了一定的研究, 但对较深入的问题还未完全掌握, 操作经验也不够丰富, 尚不能形成设计能力。加上静电分离效果受油浆性质和操作条件的影响较大 ,特别对胶质沥青质较高的重油催化裂化油浆的适应性不好。所以此项技术在国内难以推广。

过滤技术是通过一种过滤介质将油浆中的催化剂粉末拦截在油浆以外而实现分离净化的 ,过滤介质为不锈钢粉末或丝网烧结而成的多孔金属过滤器。目前过滤技术在国内应用较为普遍 ,大约已有十几套过滤装置建成投用 ,其中多数为进口设备和技术。虽然过滤方技术的净化效果较好 ,但投资较高 ,而且 ,过滤操作通常在300 ℃以上的高温条件下进行 ,像重油催化裂化油浆这样的物料容易生焦使滤孔堵塞 ,导致过滤器性能下降甚至无法运行。