林春光，歐陽云鳳，董 振，周 旭

（1 中國石油天然氣集團(tuán)東北煉化工程有限公司錦州設(shè)計(jì)院，遼寧 錦州 121001；2 品孚流體工業(yè)公司，北京 100022）

油漿是重油催化裂化工藝過程中所產(chǎn)生的一種性質(zhì)極為特殊的副產(chǎn)品，其相對密度大、相對分子質(zhì)量大、黏度高并含有較多的催化劑固體顆粒，油漿的性質(zhì)和組成因催化裂化原料和加工工藝的不同也有很大差別[1-2]。油漿具有重要的開發(fā)實(shí)用價(jià)值，可用來制造碳黑、石墨電極的針狀焦，也可以作為燃料重油的調(diào)和組分以及芳烴抽提生產(chǎn)橡膠的添加劑[3]。由于油漿中含有較高的固體顆粒含量（0.2%～0.6%），嚴(yán)重地影響了下游產(chǎn)品的質(zhì)量[4-8]。目前，催化裂化油漿的分離方法主要有4 種：過濾法、離心法、靜電法和沉降法[9]。這4 種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，主要的不足往往局限于設(shè)備投資過大、濾芯保護(hù)和再生不易。因此，油漿凈化分離技術(shù)的開發(fā)是迫切需要解決的問題，滿足分離去除固體顆粒，有效降低灰分 含量，達(dá)到不同產(chǎn)品的質(zhì)量需求，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

目前，國內(nèi)有近20 套油漿過濾系統(tǒng)，但是由于種種原因，這些系統(tǒng)目前無法正常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，一般在運(yùn)轉(zhuǎn)4 個月內(nèi)就會產(chǎn)生濾芯堵塞的問題。主要原因是因?yàn)閲鴥?nèi)的催化裝置都是重油裂化催化裝置，原料殘?jiān)雀撸蜐{中含有瀝青質(zhì)成分，瀝青質(zhì)成分是造成濾芯堵塞的罪魁禍?zhǔn)?。針對國?nèi)催化油漿的特點(diǎn)，錦州設(shè)計(jì)院采用品孚公司提供的二級過濾技術(shù)設(shè)計(jì)方案，過濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)為連續(xù)分批次操作，兩臺主過濾器輪流進(jìn)行。該技術(shù)已在錦州石化公司針狀焦裝置中得到了充分的檢驗(yàn)，該裝置從2010年11月開車至今，運(yùn)行良好，各項(xiàng)指標(biāo)均正常。本次設(shè)計(jì)是在錦州石化的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化的。

1 原料主要工藝參數(shù)

原料來源于煉油二廠三催化裝置催化分餾塔底的外甩油漿，原料的主要工藝參數(shù)如表1 所示。

2 工藝流程的優(yōu)化設(shè)計(jì)

該過濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)為連續(xù)分批次操作，采用“預(yù)過濾在主過濾器離線時形成保護(hù)濾餅，兩臺主過濾器同時在線過濾，輪流下線反沖洗”的工作方式，油漿過濾操作系統(tǒng)的簡易流程如圖1 所示。自分餾塔底來的催化外甩油漿先進(jìn)入預(yù)過濾器進(jìn)行預(yù)過濾，經(jīng)過一定的時間后，預(yù)過濾器濾芯表面形成一層濾餅，此時，預(yù)過濾后的濾液再進(jìn)入主過濾器進(jìn)行過濾。在主過濾器濾芯表面形成一層濾餅后，預(yù)過 濾 器 停 止 工 作 進(jìn) 入 反 沖 洗 階段，催化外甩油漿直接進(jìn)入主過濾器進(jìn)行過濾，濾清液經(jīng)水箱冷卻后輸送出裝置。當(dāng)主過濾器濾芯差壓到達(dá)預(yù)定值或到達(dá)預(yù)定的過濾周期時，主過濾器進(jìn)入反沖洗階段，兩臺主過濾器輪流進(jìn)行。反沖洗后的殘?jiān)瓦M(jìn)入殘?jiān)?，?jīng)水箱冷卻后輸送出裝置。原料催化外甩油漿再次進(jìn)入預(yù)過濾器，開始下一輪循環(huán)。濾芯再生采用回?zé)捰徒莺蜌怏w吹掃聯(lián)合的方式，這樣設(shè)計(jì)可以更好地實(shí)現(xiàn)濾芯在線再生的要求。同時，由于油漿溫度為280～300 ℃，為了減少過濾器受熱不均，保證過濾器長期使用壽命，采用回?zé)捰皖A(yù)熱和蒸汽伴熱方式，保證過濾器的溫度穩(wěn)定在油漿過濾的操作溫度范圍。

表1 原料的主要工藝參數(shù)

優(yōu)化后的過濾系統(tǒng)，預(yù)過濾器采用楔形金屬絲纏繞濾芯，主過濾器采用帶表面覆膜的金屬粉末燒結(jié)濾芯。在正常生產(chǎn)時，不僅大大延長了過濾周期和運(yùn)行時間，而且濾后油漿中固體顆粒含量大大減少，過濾系統(tǒng)優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對比如表2 所示。油漿過濾系統(tǒng)的平均過濾效率達(dá)到了97%以上，可達(dá)到下游產(chǎn)品的灰分要求，油漿過濾前后數(shù)據(jù)對比如表3 所示。

圖1 過濾工藝流程

3 主要設(shè)備的操作要點(diǎn)

3.1 預(yù)過濾器

預(yù)過濾器是在要保護(hù)的過濾器即將離線反沖洗時開始工作的。油漿從過濾器的底部進(jìn)入預(yù)過濾器，油漿在壓力的作用下由濾芯的外部穿過濾芯從過濾器出口流出。大部分的固體催化劑顆粒會在濾芯外表面形成濾餅，過濾在線循環(huán)時間可以設(shè)定。當(dāng)形成預(yù)定的濾餅后，預(yù)過濾器就停止工作，用中段油進(jìn)行濾餅清洗。當(dāng)主過濾器完成反沖洗后，重新上線工作時，油漿首先會通過預(yù)過濾器，將不能穿透預(yù)過濾器上濾餅的瀝青質(zhì)和顆粒攔截下來，部分小顆粒的催化劑會進(jìn)入下游主過濾器形成濾餅層。主過濾器的濾餅形成后，預(yù)過濾器下線進(jìn)入反沖洗再生，準(zhǔn)備進(jìn)入下一個過濾循環(huán)。

3.2 主過濾器

經(jīng)過預(yù)過濾器過濾后的濾液進(jìn)入主過濾器，預(yù)過濾器濾芯不能截留的小顆粒催化劑在主過濾器濾芯內(nèi)表面形成濾餅。在過濾過程中，濾餅會逐漸加厚并且流通阻力逐漸增加，通過增加濾芯的內(nèi)外壁的壓差保持設(shè)定的流量。在這種方式下，過濾不斷進(jìn)行，直到最后的濾芯壓差到了設(shè)定值或者到達(dá)設(shè)定的過濾最長時間，這時就必須進(jìn)行過濾器反沖洗來沖掉濾餅。

過濾器反沖洗首先要切斷流入的液體并且隔離過濾器。在過濾器殼程中的濾清油將會被反沖洗液置換出去，反沖洗液一是用來溶解部分瀝青質(zhì)，二是用來反沖洗。之后，氣相緩沖罐中的干氣輸入過濾器，對過濾器增壓，直到設(shè)定的反沖洗壓強(qiáng)打開底部排渣閥，快速泄放的壓力和反向液流使濾芯內(nèi)壁的濾餅與濾芯剝離，從底部的排渣閥流入殘?jiān)?。反沖洗完成后，再采用特定的方式緩慢地向過濾器內(nèi)充入油漿，在形成一定厚度的薄濾餅之后，過濾器又重新進(jìn)入過濾狀態(tài)。為了保證新上線的過濾器在上線后能有一段時間內(nèi)工作在半負(fù)荷的狀態(tài)下（有利于防止濾芯堵塞），應(yīng)合理地安排兩臺過濾器輪流下線反沖洗的時間，最好把一臺過濾器的反沖洗時間安排在另一臺過濾器過濾周期的中部。

表2 過濾系統(tǒng)優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對比

表3 油漿過濾前后固體含量數(shù)據(jù)對比

3.3 殘?jiān)?/h3>

過濾器反沖洗后，殘?jiān)蘅梢蚤_始排渣。殘?jiān)薜撞颗旁芫€上通入一股反沖洗液，打開罐底出口閥片刻，利用反沖洗液的壓力反向推動出口管線中的沉積物，防止由于固體顆粒長時間的沉積造成管線堵塞。然后關(guān)閉殘?jiān)薹趴臻y，用干氣增壓，同時將反沖洗液打入殘?jiān)?，稀釋罐?nèi)的渣油，打開出口閥排放渣油。渣油排放完后，沖洗管線的反沖洗液保持繼續(xù)流動。殘?jiān)迲?yīng)該盡快排空，以防止底部產(chǎn)生固體沉積。

4 結(jié) 論

二級油漿過濾技術(shù)具有濾芯反沖洗連續(xù)在線運(yùn)行、自動化操作、反沖洗液及催化劑平穩(wěn)回收等特點(diǎn)，改善了操作彈性，延長了工作周期，提高了固體顆粒的脫除率，濾后油漿的固體顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.01%以下，提高了油漿的利用價(jià)值，滿足下游產(chǎn)品的灰分要求，在生產(chǎn)清潔油漿領(lǐng)域邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

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