催化油浆净化技术的应用及比较

0 引言

重油催化裂化(RFCC)装置是石油化工生产中重要的二次加工装置之一。随着世界原油重质化的不断加大及催化加工工艺的多元化，对催化裂化的发展提出了更高的要求，为保证催化装置的最大生产负荷和长周期运转，通常采用外甩油浆的操作方式。据有关资料统计我国外甩油浆量占装置处理量的5%~10%，每年排放油浆达7.5Mt。油浆中含有大量重芳烃等有价值的化工原料，但因其中含有0.3%~2%以上的催化剂粉尘，使其成为催化裂化产品中利用价值最低的馏分，严重影响其深加工产品的质量。油浆中大量带短侧链稠环（3~5环）的芳烃是生产炭黑、针状焦、碳纤维、橡胶软化剂及填充油、塑料增塑剂、重交通道路沥青及导热油等高附加值产品的优质原料，但对其固体含量有严格要求。普通炭黑和针状焦原料油对灰份要求油浆中固粒含量小于500×10-6（500mg/kg），优极品指标则为0.03%~0.02%，；电极沥青要求固粒含量不大于100×10-6（100mg/kg）；生产碳纤维要求固粒含量为10~20×10-6 （10mg/kg~20mg/kg），过高的固粒含量,限制了油浆的利用。当前国内大多数炼油厂的油浆被用作7#燃料油的调和油，但催化剂微粒会导致喷嘴磨损、堵塞等问题，同时因烟气中催化剂细粉沉积在加热炉管表面，热效率下降，能耗增加。因此，催化裂化装置外甩油浆的净化对于调和燃料重油产品质量的改善和外甩油浆深加工技术的发展均有重要的技术经济意义。

1 目前国内油浆净化的应用技术

关于重油催化油浆中催化剂的净化，目前在国内外影响较大，技术上比较成熟，并已得到工业应用的分离技术主要有两类：

一类是沉降技术，包括离心沉降、重力沉降、静电沉降和沉降助剂法脱固等。传统的自然沉降法由于沉降周期长、净化效果差，已经逐渐被淘汰；早期由美国公司开发的油浆静电分离技术，在国内已经有20多年工业应用的成功经验，但在国内一直未得到推广，主要原因是其分离效果受油浆性质和操作条件的影响较大，特别对胶沥质含量较高的重油催化裂化的适应性不好，我国镇海、乌石化、锦州石化和金陵石化公司曾各引进一套，其使用效果均不十分理想；

采用化学药剂助沉降的方法是对传统自然沉降法的改良，国外于20世纪80年代初始完成开发，该方法投资少，方法简单，有一定的效果，但在运行中也存在一定的问题，我国大连西太平洋石油化工有限公司、抚顺石化公司石油三厂等厂家运用此工艺。

一类是高效自动反冲洗过滤技术，其基本特点都是核心过滤元件采用烧结金属多孔材料和加压反向清洗再生。

其中以美国Mott公司采用的不锈钢粉末烧结微孔材料滤芯开发的油浆过滤净化分离技术。其主要特点是深层过滤，利用微孔材料的孔道阻止催化剂颗粒通过。目前，国内齐鲁石化、华北石化等厂家应用词技术。

以美国PALL公司采用不锈钢烧结丝网微孔材料滤芯开发的油浆过滤净化分离技术。其主要特点是滤饼层过滤，利用不锈钢烧结丝网微孔材料通过催化剂颗粒形成滤饼层进行分离。目前，国内长岭炼化等厂家应用此技术。

2 两种技术的应用情况及对比

2.1 化学助剂沉降

大连西太平洋石油化工有限公司应用的是浙江江南工贸集团股份有限公司的专利沉降剂SSA-1，将其与柴油以1：9的比例进行稀释，工艺流程和配套设施（大部分设备利旧、改造使用）为自主设计。其投资较少，净化效果较好（24小时脱出率为85%、48小时为92%、72小时为97%，具体净化后达到的固含量数据没有分析）

2.2 自动反冲洗过滤技术

目前，该技术在国外油浆过滤上已经十分成熟，在国内也已有多家公司应用，但各厂家应用效果不一，齐鲁石化和华北石化等企业应用效果较好：齐鲁石化经过对油浆过滤的应用成功后，已开始对催化回炼油采取此技术净化；华北石化在应用时的标定结果显示，此技术将催化油浆固含量由5g/L~6g/L降低到65ppm，达到较高的效果。

两技术的对比：

1）化学助剂沉降技术投资相对较小，工艺简单，容易维修。反冲洗过滤技术一次性投资大，维修工作量大；

2）化学助剂沉降技术需要油浆固含量保持在比较稳定的状态，同时沉降剂要有平稳的加入量、良好的混合效果以及足够的沉降时间，而反冲洗过滤技术不受这些因素的影响；

3）化学助剂沉降技术需要用柴油或其它油品按比例与沉降剂勾兑，而反冲洗过滤技术不需如此；

4）化学助剂沉降技术可根据实际情况调节加入量，操作灵活但阶段性控制不均匀。反冲洗过滤技术为固定控制程序，根据压降调节反冲洗次数，长周期运行效果仍需实际检验。

3两种反冲洗过滤技术的对比情况

烧结金属粉末微孔滤芯的油浆净化过滤系统和烧结金属丝网滤芯油浆净化过滤系统对比情况：

1）烧结金属丝网滤芯以表面滤饼层过滤为主要机制，烧结金属粉末滤芯 以深层过滤与滤饼层过滤的复合机制为主。因此，烧结金属丝网滤芯具有更好的清洗性能；

2）由于烧结金属丝网滤芯易于清洗，因而有利于过滤系统连续化与自动化操作的稳定控制，滤芯有较长的使用周期，系统的运行成本也低于其它滤芯；

3）烧结金属丝网滤芯的流通阻力小、过滤精度高，并具有较高的强度和刚度。

4 对于石油厂建设油浆净化系统的看法

如果催化油浆净化后继续深加工，应该采用过滤净化系统。

由于催化油浆中的固含量受装置操作稳定性影响较大，因此，其具有较大的变化区间和变化突然性的特点，这将对沉降剂的使用效果产生很大的影响。

过滤净化需要建设全新的系统，一次性投资较大。而沉降剂净化需要新增沉降剂储罐和计量泵，并对现有油浆储罐进行相应改造。此外，需要解决柴油的来源问题。

油浆继续深加工，如果采用沉降剂净化技术，则沉降剂对油浆品质和对深加工后产品有何影响需研究确定。

参考文献

[1]宋恩德，等.催化裂化1992年年会报告论文集，1992；113-120.

[2]张立，等.石油化工，1999；28(5)：337-339.

[3]张庆宇，等.石油炼制与化工，1998，29(3)：24-28.