油浆过滤技术在催化裂化装置上的应用
随着催化裂化加工原料重质化，催化油浆产率越来越大，如何解决外排油浆问题尤为重要。催化油浆的性质极为特殊，组分以稠环芳烃为主，一般不带有长侧链，平均分子量很大，在500左右，比减压渣油略轻，很少再用来做原料油。大多作为燃料油组分油使用。由于油浆内含有一定量的固体物杂质(主要是由催化剂颗粒及附着在催化剂上的胶质和沥青质组成)，较多的固体物不但加剧了对管线和设备的冲蚀，而且还会有堵塞炉嘴的危险。严重影响了燃料油的质量。因此，若能将油浆中的固体物过滤掉，就会改善油浆的品质，用途变得更加广泛，从而提高油浆产品的附加值。油浆过滤器是一种能够将油浆中5μ以上的固体物过滤下来的连续化操作的固液分离设备。 1 装置现状 中国石油化工股份有限公司天津分公司(简称天津分公司)催化裂化装置设计能力1．3 Mt／a。原料以直馏蜡油(VGO)为主，另掺炼20％的焦化蜡油(CGO)和l8％的减压渣油(VR)。目前原料残炭实际为0．6％，略低于设计水平。反一再系统采用美国环球油品公司UOP技术，两器为同高并列式，反应器采用MIP工艺技术。再生器形式为前置烧焦罐式，催化剂在烧焦罐内完全再生。 平稳操作期间催化装置油浆固体物含量为6-9 g／L，密度为1 020~1 060 kg／m 。油浆固体物含量高，品质差，多年来出路问题一直是生产难题。只能小比例作为燃料油组分油或焦化原料组分油。随着加工原料的重质化和油品资源的紧缺，油浆产品的综合利用与开发被提到议事日程。技术关键就是要解决外排油浆的固体物含量超高问题。为此。天津分公司技术部门在充分调研的基础上。于2003年决定在催化裂化装置新建1套具有专利技术的油浆过滤器系统。 2 油浆过滤器系统的应用 2．1 系统简介 天津分公司催化裂化装置选用的过滤器是美国MOTr冶金公司制造的液固分离装置。主要用于过滤催化裂化外甩油浆的固体催化剂颗粒。以改善油浆品质。该系统由2个IJSI型过滤器组成。每个过滤器由壳体和61根滤芯(选用特定不锈钢材料经分级和烧结制成的微米级成型滤材。经专门技术加工而成的一端开口的多孔金属元件)组成。含有催化剂固体颗粒的油浆进入滤芯内向管外流动，催化剂固体颗粒被滞留在滤芯内表面。随着催化剂颗粒的不断积累。滤饼厚度增加。过滤器油浆出入口差压随之上升。当差压上升到设定值时(或到达时间设定值时)，引干气以反向流动方式将过滤出的催化剂颗粒从滤芯内表面冲洗掉．送入滤饼回收罐。过滤后的澄清油浆送出装置。整个过程分时间和差压控制两种模式，可完全在程序控制下自动完成整个过程，流程见图1。
主要设备：2台引进的过滤器是技术核心，另有干气罐和滤饼罐及气体放空缓冲罐各一台。共有17个程序阀门参与程序控制。主要工艺控制关键点：过滤器正向差压任何时刻不得大于0．7 MPa。过滤器反向差压任何时刻不得大于0．4 MPa，滤饼罐液控设5％报警下限，防止压空。 2．2 过滤器运行效果 油浆过滤器系统设计能力为8 t／h，在经历了安装、吹扫、试压、程序调试后于2003年3月投入运行，总体运行平稳。但初期也遇到过一些问题，如2个过滤器的卸料阀因开关不到位影响了卸料效果；滤饼罐定压值给定偏低，影响正常的滤饼压送。2003年7月曾发现过滤后油浆固体物升高，过滤器差压变小，直至2004年3月装置停工改造时过滤器停运，打开检查发现，每组过滤器都有1根滤芯被压破。2004年4月再次投入运行后一直到2005年5月装置停工：滤芯清洗后于2005年8月再次投入运行。 该过滤器在正常生产时油浆过滤前后数据对比见表1。
从表1可以看出，过滤前的油浆固体物含量通常在6~10 g／L，而过滤后的油浆固体物用仪器检测不出来，过滤效果好。 3 油浆过滤器在运行中问题及解决办法 3．1 澄清油浆的去处 一是将澄清油浆送至常减压装置常压塔底，在一定程度上提高常压蜡油的拔出率。二是将澄清油浆经冷却后送至罐区，可用来调整燃料油。 3．2 滤饼的去处 方案一：滤饼用干气压送到原料油缓冲罐(或回炼油罐)，经稀释后打入提升管反应器。 方案二：滤饼直接用泵打入提升管反应器。天津分公司催化裂化装置采用了方案一。比较一下这两种方案。可发现各有利弊。在方案二中。由于滤饼量少。如果不能解决连续供应的问题，周期性进料势必会影响提升管反应器的操作，造成反应温度和压力的周期性波动。进而影响到分馏塔和气压机的平稳运行。在方案一中。滤饼进入原料油缓冲罐后被稀释上百倍以上。混合原料中催化剂颗粒含量并不高，对换热器影响不大。油浆过滤器投用后连续运行13个月。原料油换热器管束并没有出现堵塞的迹象。不利之处主要是会对原料油泵造成一定程度的磨损，需要对原料泵进行保护处理。原料泵增加了端面封油，很好地解决了原料泵的保护问题。 3．3 滤芯的保护 过滤器的长周期运行关键取决于滤芯不破损。滤芯是由许多不规则的碎铁屑烧结而成，因而其所能承受的压力就受到限制，尤其是反向(从外向内)压力更不能超高。反冲洗压差如果超过0．5MPa。就有压破滤芯的危险。为保护滤芯，在开工初期进油浆前较好用回炼油进行充分预热。预热过程中要注意避免偏流，用手阀卡量，确保每台过滤器都能预热充分。必须避免在壳体压力大于0．45 MPa的情况下打开卸料阀进行反冲洗。如果进出过滤器的阀门出现泄露，滤饼罐液位在反冲洗时明显上升，也有可能造成反冲洗前壳体压力大于0．5 MPa。如现场发现壳内压力过高，应先打开回炼油出口阀将压力降到安全值，再检查分析壳内压力突然升高的原因。 3．4 滤芯的清洗 滤芯长时间使用会有部分杂质堵塞滤孔，影响过滤效果。目前国内已能够对滤芯进行超声波清洗．使滤芯恢复到原来状态。中国石化长岭炼油化工有限公司研究出以溶剂除油、烘烤除垢、催化转性、酸洗和超声波清洗相结合的清洗工艺和药剂，应用效果很好。 2005年6月．在装置检修期间将滤芯运送至大连进行清洗，过滤效果恢复很好。 3．5 滤饼罐的防堵塞问题 由于滤饼内含有较多的油浆固体物．在过滤器运行期间，部分滤饼会沉积在滤饼罐底部。造成滤饼罐底出口堵塞。输送滤饼的管线也会出现堵塞现象。在滤饼罐底部接了一条反冲洗用柴油线，定期对滤饼罐进行出口反冲洗，解决了滤饼堵罐问题。 3．6 过滤器的压差测量问题 油浆过滤器的自动控制方式一般可分为压差控制和时间控制。对过滤器而言，理想的控制方式为压差控制。但由于油浆和回炼油的温度较高(300℃左右)，使得压差控制一般很难实现。在压差测量点处使用耐高温胶可解决压差测量不准的问题。 3．7 油浆携带瓦斯的预防 油浆过滤器反方向冲洗用瓦斯控制阀会出现关不上或关不严的现象，这种现象是很危险的，会有一定量的瓦斯随澄清油浆进入到下游装置(罐区等)，容易出现H2S中毒或设备超压等事故。因此，生产中要密切监控油浆过滤器控制系统，注意阀位回讯情况，也要加强现场巡回检查。对于下游装置应提前告知，以防止事故的发生。 4 澄清油浆的综合利用 对澄清油浆的合理利用能提高企业的经济效益。将澄清油浆送入常减压装置的常压塔底，可在一定程度上提高常压蜡油的拔出率。标定表明能提高1．5％。也可将澄清油浆经冷却后送至罐区，可用来调和18 燃料油。澄清油浆是延迟焦化装置生产针状焦较好的原料，由于针状焦可以制作电极，因此市场价格较高，且市场需求较大。目前，天津分公司延迟焦化装置只能生产普通焦。若能改造生产针状焦，澄清油浆的价值将会有更好的体现。另外。澄清油浆的组分多为稠环芳烃和烯烃，组分虽重．但分子量大小相对集中。如果能继续处理。还可进一步转化为高附加值产品。如用来生产树脂、高温粘结剂和摩擦材料等(新乡市利菲尔特公司为您提供)
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