【项目团队针对催化油浆进行了过滤性能研究,开发了拥有非常良好适用性的耐高温耐磨损陶瓷膜管过滤核心组件,解决了陶瓷膜管
【项目团队针对催化油浆进行了过滤性能研究,开发了拥有非常良好适用性的耐高温耐磨损陶瓷膜管过滤核心组件,解决了陶瓷膜管高温密封问题;通过对过滤温度、过滤压差等操作条件考察,形成了可稳定运行的催化裂化油浆膜过滤技术。以此技术为核心构建和开发的工艺流程拥有非常良好的膜表面自清洁功能。】
岳阳日报全媒体讯(彭展)3月28日,中国石化科技部联合湖南石化、金陵石化,在南京主办“催化油浆膜过滤技术工业应用推广会”,来自中国石化各炼化企业及研究机构等单位的专家与会,围绕该技术在油浆净化领域的创新应用与未来发展进行深入探讨,并前往金陵石化1号催化装置当地考验查证,进一步探索技术操作的过程及实际运行效果。大家一致认为,该技术在催化油浆脱固领域彰显长周期稳定运行能力与高效分离性能两大核心优势。
据了解,“催化裂化油浆膜过滤技术开发与工业应用”是中国石化科研项目,由湖南石化与湖南中天元环境工程有限公司共同完成,已获中国授权专利5件,其中发明专利2件,具有新颖性和创造性,2024年6月通过中国石化科技部组织的科技成果鉴定。该技术达到国内领先水平,不仅明显提升油浆净化效率,还为高端炭材料原料预处理提供了低成本、低能耗解决方案,在炼化行业具有广阔的工业化推广应用前景。
在炼业,催化油浆中含有大量带短侧链稠环芳烃,是生产针状焦、碳纤维、中间相沥青等高端碳材料的理想原料。由于催化油浆中含有一定量的催化剂粉末,长期以来没有正真获得有效利用,只能作为燃料油、沥青调合组分,或进焦化掺炼,其价值没有正真获得充分体现。
油浆的高效分离是核心工艺环节。传统分离技术(如静电分离、离心分离、金属烧结滤芯过滤)存在效率低、能耗高、易堵塞、二次污染等问题,没取得理想效果。随着科学技术发展,油浆作为国防工业及新兴起的产业的原材料,其重要性不言而喻,开展催化油浆脱固技术的研究及开发,去除油浆的催化剂粉末,实现油浆的高价值利用意义重大,也迫在眉睫。
近年来,湖南石化与湖南中天元环境工程有限公司合作,开展“催化裂化油浆膜过滤技术开发与工业应用 ”研究。
2008年3月至6月,双方开展实验室研究;2009年10至2010年9月,在湖南石化2号催化和1号催化开展侧线月通过中国石化科技部技术评议;2012年2月至2019年1月,在湖南石化进行工业试验,经多次优化、调整,解决了运行过程中出现的工程问题,工业试验装置实现平稳运行;2019年6月至今,湖南石化工业装置平稳运行5年多。
运行结果表明,采用催化裂化油浆膜过滤技术,过滤精度高,孔径分布窄,净化油浆灰分低于50μg/g;具有自清洁功能,无需反冲洗系统,能实现连续稳定运行;高通量、低压差运行,自动化程度高,节能环保;净化油浆收率可调节,根据系统浓缩油浆的固含量调节净化油浆收率。
近年来,中国石化采用该技术在湖南石化、高桥石化和金陵石化建成了4套工业装置,单套解决能力从4万吨/年到30万吨/年不等,已超过两年连续稳定运行,各项指标均达到设计值。
为提高油浆的利用价值,提升企业的经济效益,增强企业核心竞争力,湖南石化建设10万吨/年油浆过滤装置,净化油浆主要作为低硫重质船燃调和组分、高端碳材料原料。
2020年8月以来,油浆过滤装置投入实际工业运行,近几年工业试验及工业运行的根据结果得出:净化油浆灰分<50ppm,净化油浆平均收率>85%,达到设计指标,实现了长周期连续稳定运行。
从2018年开始,湖南石化利用滤后油浆作为制备中间相沥青的原料,为相关下游公司可以提供优质的中间相沥青原料近千吨,满足了我国航空和国防军工领域的需求。2020年,湖南石化和湖南大学等共同完成的“高导热油基中间相沥青碳纤维关键制备技术与成套设备及应用”项目获得国家科学技术进步二等奖。
为提升石油焦品质,湖南石化从2023年开始将滤后油浆进焦化装置,生产高品质储能焦,产品得到用户认可,与普通焦相比,储能焦性价比高。截至2024年底,湖南石化共生产储能焦达到16万吨,已成为中国石化重点储能焦生产企业。
与此同时,2020年8月至今,高桥石化工业装置采用催化裂化油浆膜过滤技术第二代技术(取消反冲洗),已平稳运行3年。2022年9月至今,金陵石化采用催化裂化油浆膜过滤第三代技术(一级+二级组合工艺),运行平稳。
催化裂化是原油加工的重要装置之一,催化油浆是催化裂化过程中的外甩产品,含有大量稠环芳烃,因其自身特性在循环回炼中会导致生焦,影响装置的正常运作。由于催化油浆中夹带部分催化剂粉末,催化油浆作为燃料油和焦化装置掺炼都受到了一定的影响,特别是催化油浆作为一种特殊化工原料的利用价值没获得有效应用,进行油浆深加工或拓展油浆的应用市场慢慢的受到国内炼油企业重视。
湖南石化与中天元合作开发了针对催化裂化油浆过滤处理的耐高温特种陶瓷膜过滤处理成套技术,目前完成了工业应用试验,试验根据结果得出处理后催化油浆中灰分<50μg/g,催化油浆的品质得到了大幅度提升,为催化油浆的综合利用创造了条件,具有非常明显的经济效益与社会效益。
据介绍,滤后油浆作为船用燃料油的调和组分,升值空间大,湖南石化10万吨/年油浆过滤装置产品油浆作为船燃每年可增加显著效益。
催化油浆还可当作生产炭黑、橡胶填充油、塑料增塑剂、导热油、碳纤维等高的附加价值的产品,不同用途,对其固体含量有不同的要求:生产燃料油要求催化剂粉末的含量<1000μg/g,生产炭黑和橡胶填充油要求催化剂粉末的含量<500 μg/g,生产针状焦要求催化剂粉末的含量<100 μg/g,生产碳纤维要求催化剂粉末的含量<50μg/g。催化裂化油浆陶瓷膜过滤后,催化剂灰分可降低到<50μg/g,满足作为化工综合利用的技术要求。
针状石油焦是新型的碳素材料,用它制成的碳素制品具备高结晶度、高纯度、低烧蚀量、低热线胀系数等特点,被大范围的使用在炼钢、宇航等领域。催化裂化滤后油浆是生产针状焦的最好材料,作为针状焦的原料,升值空间大。
目前,湖南石化油浆过滤装置有15%左右的浓缩油浆与焦化原料一并去了焦化装置,该部分油浆价值未得到充分利用。今年,该公司“浓缩油浆干化技术”项目已完成实验室小试,计划今年7月份开展现场工业侧线实验,目标是将净化油浆收率从目前85%提高至99%以上,1%的固渣可用于CFB锅炉掺烧,净化油浆作为调和船燃组分等其他高的附加价值产品原料,实现催化油浆全部综合利用。
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