催化裂化油浆预处理技术

新型催化油浆集成预处理技术石科院开发了一整套针对炼厂全流程的催化油浆预处理技术，灵活、高效。全流程优化可改善了单一技术的局限性。新型催化油浆集成预处理技术油浆脱固技术油浆非临氢脱硫技术与炼油装置流程总体优化油浆脱固技术催化油浆的综合利用催化油浆分离主要技术耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术工业试验情况知识产权催化油浆基本介绍—油浆产量产油企业FCC生产能力，万吨/年油浆产量，万吨/年中石化6883.37344.17中海油36035中石油及地炼7756.63396.21合计15000（约）775.382016年全国催化裂化装置生产能力约150Mt/a,其中渣油催化裂化加工量约占40%，重油催化裂化加工量约占60%。一般炼油厂催化裂化装置外甩油浆的量约占原料量的3%-5%，这些油浆资源每年约有700万吨以上。催化油浆基本介绍—油浆性质分析项目齐鲁青炼燕山杭州长岭上海金陵镇海天津密度（20℃）/（g/cm3）1.0741.1021.0761.0931.1021.1191.1431.0831.100S/%1.301.600.700.481.01.30.911.00.75N/%0.290.090.280.330.410.220.340.220.07w（残炭）/%24.14.517.2214.812.513.4917.39.683.91w（灰分）/%0.610.120.260.270.530.0850.700.240.122四组分组成/%饱和烃15.65.514.917.815.96.06.014.62.8芳烃54.086.671.463.962.666.260.565.687.3胶质17.67.210.79.414.223.518.915.79.4沥青质12.80.73.08.917.34.314.64.12.8w（金属）/（µg/g）Al64211921049926510613943501376Ca11.80.9012.87.84.22.88417.66.6Cu<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.10.300.1<0.1Fe21.95.625.525.723.56.35214.915.9Na10.21.64.80.24.95.018.33.613.9Ni13.00.207.212.06.42.58115.53.0V22.60.103.71.52.42.817.52.02.4中国石化部分炼油企业催化油浆性质催化油浆基本介绍—油浆粒径分布

催化裂化装置外甩油浆中夹带催化剂微颗粒，其含量一般约为500～7000µg/g，一般油浆中颗粒的分布为0.01～200µm，峰值为10～40µm。催化裂化油浆基本介绍——综合利用催化油浆综合利用针状焦炭黑碳素纤维材料重质船用燃料油高温热传导液道路沥青改性橡胶软化剂提高催化、焦化装置液收催化裂化油浆基本介绍——综合利用油浆主要加工工艺油浆的综合利用要求：生产炭黑或橡胶填充油要求固含量≤500µg/g生产针状焦要求固含量≤100µg/g加氢原料要求固含量<20µg/g碳素纤维原料要求固含量<10µg/g延迟焦化装置原料掺炼比10%左右油浆的综合利用面临的困难：含固体催化剂粉末(2000µg/g以上),

严重限制后续再加工稠环芳烃和胶质的含量高,难裂化,易生焦催化油浆分离主要技术主要分离技术静电分离法沉降法离心分离金属滤芯过滤分离耐高温特种陶瓷膜错流过滤催化油浆分离主要技术

静电分离法是近年来发展起来的一种新型液—固分离技术，适用于固体颗粒直径很小、颗粒浓度相对较低且液相电阻率较大的液-固体系。上世纪90年代镇海炼化使用过该技术，但没有长周期运行。—静电分离法

美国海湾石油公司静电分离基本原理图催化油浆分离主要技术

沉降剂沉降法是通过添加沉降剂可显著提高催化剂细粉的沉降速度和脱离程度，该法操作简单，投资少。但沉降剂存在遇高温会分解、分离精度低、沉降后固含量仍比较高等问题。油浆罐中的沉渣也需定期清理，环保治理费用高。—自然沉降法—沉降剂沉降法

炼厂的外甩油浆存于油浆沉降罐中进行自然沉降，其温度为80℃—90℃，沉降一段时间后备用，该方法操作简单，运行成本低，但沉降时间长，工业化效率低。催化油浆分离主要技术—离心分离技术

旋流分离法是让液体在旋流芯管内高速旋转，利用两种互不相溶介质的密度差，通过高速旋转产生的离心力实现两相分离。高温离心分离法利用高温试管沉降离心机将油浆脱固净化，工业应用存在劳动强度大、难以大规模生产等问题。离心分离技术旋流分离法高温离心沉淀分离法催化油浆分离主要技术

金属滤芯油浆过滤器的关键技术在于滤芯与反冲洗技术，国内过滤器厂家主要采用美国Pall和Mott公司生产的滤芯。目前中国石油和中国石化的下属企业已经投入了20多套油浆过滤装置。存在过滤精度低，滤后油浆灰分高。滤芯容易堵塞，无法长周期运行。—金属滤芯过滤分离技术美国Pall公司金属烧结丝网、金属粉末烧结滤芯美国Mott公司金属粉末烧结滤芯英国GKN公司金属粉末烧结滤芯油浆过滤器滤芯生产商催化油浆分离主要技术金属滤芯过滤分离技术运行方

技术方

引进时间

使用情况及特点华北油田MOTT1997连续运转最长不超过6个月，脱固率一般小于90%。采用死端过滤方式，金属滤芯易堵塞，滤芯堵塞后，罐内外压差升高，在热效应下，焊缝极易开裂应用一段时间后反冲洗频繁，反冲用油占总产量的10-20%，过滤效率低

天津石化2003胜利石化2000金陵石化吉林石化2010四川石化2014巴陵石化PALL1998大连石化2008吉林前郭中国石油大学九江石化2010大连石化福建炼化安泰科技2002大连石化1995锦州石化品孚罗特2010国内金属滤芯过滤油浆净化技术应用实例催化油浆分离主要技术陶瓷膜元件陶瓷膜组件支撑体材料:α-Al2O3膜材料：MF（微滤）：α-Al2O3；UF（超滤）

：ZrO2TiO2膜孔径：1.2；0.8；0.4；0.2；0.1；0.05μm；20；10；5；1KD

长度：250mm；1000mm；1200mm；1500mm耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术工作原理陶瓷膜过滤是一种错流形式的过滤，在压力驱动下，过滤介质在膜管内高速流动，小分子物质透过膜成为渗透液，固体颗粒及大分子物质被截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术陶瓷膜错流过滤技术特点耐高温不易堵塞过滤精度高再生性能好单位面积过滤通量大错流过滤技术——不形成滤饼，过滤连续性好耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术-技术特点特种陶瓷膜精准过滤及防堵塞技术高精度的镀膜技术—可以制备精度1KD分离膜膜材料的涂覆技术—可以满足不同应用需求精准的膜孔径控制术—孔径分布集中防止堵塞膜材料楔形结构设计—有效防止堵塞错流过滤方式—减小膜表面污染层12453耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术-技术特点膜材料结构设计楔形结构设计有效防止堵塞

物料由膜层到支撑层，孔径逐渐扩大，不易堵塞孔径逐渐增大的楔形结构设计防堵塞耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术-项目历程小试2008年3月～6月小试设备可行性实验表明：滤后油浆灰分＜30ppm耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术-项目历程油浆陶瓷膜错流过滤流程示意图耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术-项目历程中试2009年11月～2010年9月中试设备2010年12月通过总部科技部技术评议分别在中石化长岭分公司1#、2#、3#催化装置进行侧线试验耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术-项目历程耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术-项目历程工业试验（中石化长岭分公司）2012年2月～2020年7月2012年2月～2012年6月3#催化装置2012年7月～2015年3#催化回炼油过滤，滤后回炼油作为渣油加氢原料2016年11月将工业试验装置整体搬迁至1#催化装置（3#催化油浆沥青质含量过高，1#催化油浆沥青质＜15%），2018年4月～2020年7月，工业装置稳定运行，目前滤后油浆已经应用于船用燃料油和碳纤维的生产。耐高温特种陶瓷膜错流过滤技术-项目历程10万吨/年工业试验装置3#催化装置现场1#催化装置现场工业试验情况装置规模：10万吨/年年操作时数：8400h装置占地面积：4m×6m=24m2操作条件：260～300℃；0.4～0.8MPa技术指标：滤后油浆灰分＜50ppm工业试验情况工艺流程工业试验情况原料性质工业试验情况

在运行压差小于80kPa时，压差对过滤通量的影响比较大，当压差大于80kPa时随着压差的增加过滤通量变化不大，从试验情况得出油浆过滤压差适宜范围在90～200kPa。过滤压差对过滤通量影响的研究工业试验情况

反冲洗对过滤通量影响很小，过滤通量基本稳定。在线反冲洗对过滤通量影响的研究工业试验情况

研究结果表明：沥青质含量＜15%时，过滤通量稳定；当沥青质含量＞15%过滤通量下降明显，差压增加，沥青质含量越高通量下降越快，当沥青质含量超过20%时过滤通量迅速下降。沥青质含量对过滤通量影响的研究工业试验情况

从试验结果看，固含量对通量的影响相对较小。

为了避免固体颗粒对管道和设备的磨损，固含量控制在20～40g/L（最高固含量达到58g/L）。循环液固含量对过滤通量影响的研究工业试验情况

工艺参数研究，随着运行温度的提高，过滤通量有小幅增加，通量相差10%左右，陶瓷膜油浆过滤系统对温度的适应性比较好，可以在130℃～310℃范围均可以稳定运行，在210℃～280℃范围内性价比最高。工业试验情况日期原料油浆浓缩油浆滤后油浆固含量g/L灰分%沥青质%流量m³/h固含量g/L灰分%灰分ppm流量m³/h油浆收率%2018.4.252.50.2544.3412.812.81.342301078.132018.5.144.20.26311.3312.325.62.6224011.593.502018.5.285.60.23410.1512.318.91.9232011.190.242018.6.112.50.3210.3413.213.61.3823011.284.852018.6.212.50.2210.0512.98.71.1935011.387.602.018.7.164.20.6746.3713.637.93.8065011.786.032018.7.304.20.4864.5112.239.24.0862011.493.442018.8.1370.3985.7912.738.63.9024011.590.552018.8.272.50.33511.5912.825.62.612＜1011.589.842018.9.34.20.48914.4912.728.82.9922011.489.762018.11.124.20.36210.412.823.42.5162011.489.062018.11.264.20.38314.6812.811.61.2125011.489.062018.12.104.20.37310.0212.920.42.2361010.984.502018.12.242.50.53713.6812.820.43.7081010.985.162019.6.285.60.4626.511119.22.102＜208.980.912019.7.47.00.7006.749.721.32.236208.890.722019.7.114.20.3865.299.619.52.015208.790.622019.7.255.60.5066.8410.318.91.986208.683.492019.8.15.60.4974.119.320.12.089208.389.242019.8.1370.5023.619.818.91.963208.384.69工业试验情况2018年4月至2020年7月油浆过滤装置稳定运行工业试验情况标定情况金属脱除率＞98%滤后灰分＜50ppm工业试验情况结题意见工业试验情况工业试验情况工业试验情况2012年长岭分公司3#催化装置建成10万吨/年油浆过滤装置并投入试验运行。2016年11月将油浆过滤工业试验装置从3#催化装置整体搬迁至1#催化装置，自2018年4月以来实现了长周期运行，工业应用试验结果表明：

装置处理能力基本达到10万吨/年滤后油浆灰分＜50ppm，金属去除率＞98%滤后油浆单级收率＞85%，收率最高可达98%陶瓷膜油浆过滤装置能长周期稳定运行浓缩油浆可去催化、焦化装置，也可做沥青原料工业试验情况——总结

催化裂化油浆陶瓷膜过滤技术经过长周期工业试验，解决了一系列工程问题，包括密封材料的选择、原料的适应性等，确定了合适的操作条件、完善了油浆过滤的整套工艺，满足长周期运行的要求。1、油浆沥青质含量适宜范围：＜15%2、油浆陶瓷膜过滤系统运行温度适用范围：130～310℃3、过滤压差适宜范围：90～200kpa4、滤后油浆灰分＜50ppm5、滤后油浆收率＞85%6、金属脱除率＞98%油浆非临氢脱硫技术滤后油浆氧化剂引发剂微型反应器水洗静置处理水洗水脱硫油浆污水汽提滤后油浆非临氢脱硫技术简要流程：油浆非临氢脱硫技术

实验室研究结果：油浆的脱硫率达30%下步工作：开展油浆脱硫实验及侧线实验研究与炼油装置流程总体优化

与炼油装置流程总体优化：与催化裂化、焦化全装置总体优化生产