專利名稱：沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工與環(huán)保領(lǐng)域，涉及一種含油多孔顆粒的處理方法和裝置，以實(shí)現(xiàn)從含油多孔顆粒中分別回收油和固體顆粒的目標(biāo)。具體地說，本發(fā)明提供了一種沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理方法和裝置。
背景技術(shù)：
沸騰床渣油加氫技術(shù)是加工高硫、高殘?zhí)?、高金屬重質(zhì)油的重要技術(shù)，對于解決固定床渣油加氫空速低、催化劑失活快、系統(tǒng)壓降大、易結(jié)焦、裝置運(yùn)行周期短等問題具有明顯的優(yōu)勢。為保證沸騰床渣油加氫裝置的3-5年的長周期運(yùn)行，STRONG沸騰床渣油加氫技術(shù) 實(shí)現(xiàn)了催化劑的在線加排。失活后的催化劑在排出反應(yīng)器的過程中，外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中會(huì)吸附大量的石油類污染物(烷烴、芳香烴、膠質(zhì)和浙青等)，石油類污染物進(jìn)入環(huán)境可對人體、動(dòng)植物、大氣水體環(huán)境造成極大危害。故針對外排催化劑制訂了大量嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)。美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)將廢催化劑(包括加氫處理、加氫精制、力口氫裂化的外排的廢催化劑)列為危險(xiǎn)廢棄物。中國環(huán)境保護(hù)部2008年將廢催化劑列入國家危險(xiǎn)廢物名錄，并將其危險(xiǎn)特性列為T級(jí)(有毒)。而同時(shí)，外排催化劑的含油率往往高達(dá)20-60%，對其不合理的處理，也是對石油資源的一種極大浪費(fèi)。目前，工業(yè)現(xiàn)場對于外排催化劑處理的方法主要有填埋法和焚燒法。但是，填埋法會(huì)浪費(fèi)大量的土地資源，并對土壤環(huán)境和水環(huán)境造成污染；而焚燒法處理過程中對于石油類污染物的熱能沒有有效地利用，并且由于外排催化劑中往往還吸附有大量的硫組分、重金屬組分等，在焚燒或者是煅燒的過程中，這些組分會(huì)由尾氣攜帶進(jìn)入大氣環(huán)境，形成二 次污染源。中國專利申請CN1557977A中公開了一種將外排催化劑在400-800°C的溫度下連續(xù)干餾1-2. 5小時(shí)，對干餾氣體冷凝回收油的方法，但是整體工藝存在流程較長、能耗較大的問題。中國專利申請CNlO1166837A公開了一種以壓力達(dá)60巴的密相氣體對外排催化劑進(jìn)行攪拌洗滌的方法，但是存在操作設(shè)備復(fù)雜、設(shè)備成本投入大、可操作性差的問題。美國專利US4661265公開了一種反應(yīng)器外排催化劑中分離油的方法，其具體步驟是采用油冷方法將外排催化劑溫度降至油的閃點(diǎn)后，采用螺桿輸送機(jī)構(gòu)將外排催化劑從儲(chǔ)罐中輸送出，在輸送的過程中，油在重力的作用下從螺桿縫隙漏下，實(shí)現(xiàn)油從外排催化劑中的分離，但是，其脫油的效率不高，處理后的外排催化劑仍然含有大量的油。綜上所述，目前外排催化劑的處理往往得不到理想的效果，或脫油效率不夠高、或處理能耗過高、甚至是引起二次污染。對外排催化劑的不合理處理而產(chǎn)生的環(huán)境和資源問題，嚴(yán)重影響到了加氫工藝的發(fā)展。為了解決沸騰床渣油加氫工藝發(fā)展的后顧之憂，必須解決沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理問題，所以開發(fā)能夠有效處理沸騰床渣油加氫外排催化劑的方法和裝置是當(dāng)務(wù)之急。1993年，美國環(huán)保局(EPA)采用熱脫附法處理含油固棄物(石油污泥)，通過熱堿水溶液反復(fù)洗滌，再通過氣浮實(shí)施固液分離。一般洗滌溫度控制在70°C，液固比3 1，洗滌時(shí)間20分鐘，能將含油量為30%落地油泥洗至殘油率1%以下。而1999年，MichaelJ. Mann (Full-scale and Pilot-scale Soil Washing(全規(guī)模的和實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的土壤洗漆)[J] · Journal of Hazardous Materials (危險(xiǎn)材料雜志)，1999，66:119-136)米用熱水清洗法處理石油污染土壤，并建立了土壤洗滌的示范裝置，具體實(shí)施中采用水力旋流器對污染土壤顆粒進(jìn)行粒度分級(jí)，對分級(jí)后的污染土壤顆粒進(jìn)行了攪拌器中的攪拌洗滌，收到很好的效果，使得熱水清洗法成為一種較為有效的處理含油固棄物的方法。而在德國專利DE4232455(A1)中，也涉及到了使用水力旋流器對污染土壤進(jìn)行水力分級(jí)，對分級(jí)得到的污染土壤顆粒在射流混合器中進(jìn)行洗滌，洗滌的介質(zhì)可以包括熱水、蒸汽、含化學(xué)添加劑的水。但是以上的方法所針對的處理對象都是天然砂礫或粘土顆粒，其孔容和比表面積較之人造的催化劑載體都要小得多。胡小芳等(土壤透氣性及粘土顆粒比表面積與粘土顆粒粒度分布分形維數(shù)關(guān)系[J]. 土壤通報(bào)，2007，38 (2) :215 219)對中國華南地區(qū)的土壤中粘土顆粒的比表面積進(jìn)行了測定，結(jié)果顯示一般土壤中的粘土顆粒的BET比表面積為39-151m2/kg;而同時(shí)，我們也可以看到，以沸騰床渣油加氫工藝過程所用的催化劑載體為例，其BET比表面積高達(dá)286109. 4m2/kg ;催化劑顆粒較之粘土顆粒具有如此之大的比表面積，也就意味著相對應(yīng)的顆粒吸附的石油類污染物也要多得多，其脫附分離的過程也相對困難得多。 傳統(tǒng)的熱水清洗法，已經(jīng)很難對沸騰床渣油加氫外排催化劑這個(gè)大孔容、大比表面的多孔含油顆粒進(jìn)行處理，并且存在流程復(fù)雜，設(shè)備占地大，設(shè)備投資大，工藝操作周期長的一系列的問題。因此，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)出一種可以較好地解決沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理問題，實(shí)現(xiàn)從外排催化劑中回收油的目標(biāo)的沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理方法和
>J-U ρ α裝直。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新穎的沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理方法和裝置，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了有效解決現(xiàn)有處理外排催化劑的過程中存在的處理成本高、工藝復(fù)雜、油回收率低、易造成二次污染源等問題，本發(fā)明提供了一種沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理方法，其流程簡潔，容易實(shí)施，解決了沸騰床渣油加氫技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的后顧之憂。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供了一種沸騰床渣油加氫外排催化劑的
處理裝置。一方面，本發(fā)明提供了一種沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理方法，該方法包括以下步驟(I)調(diào)控減粘沸騰床渣油加氫反應(yīng)器間歇外排的催化劑經(jīng)調(diào)節(jié)存儲(chǔ)后連續(xù)出料，通過加水調(diào)溫，以減小外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中吸附油的粘度，改善吸附油在外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的流動(dòng)性；(2)旋流脫附分離利用旋轉(zhuǎn)流場中的流動(dòng)剪切力，使吸附油從外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中脫附分離；以及
(3)油-水-催化劑三相分離及資源化利用旋流脫附分離過程中產(chǎn)生的油/水/催化劑混合物進(jìn)行三相分離，實(shí)現(xiàn)油的回收、分離所得的水的循環(huán)使用、以及分離所得的固體顆粒的全部回收。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述步驟(3)中，對旋流脫附分離過程中產(chǎn)生的油/水混合物進(jìn)行油水分離，實(shí)現(xiàn)油的回收；分離所得的水循環(huán)使用；旋流脫附分離過程中產(chǎn)生的催化劑顆粒/水混合物經(jīng)濃縮、干燥兩級(jí)減量脫水，實(shí)現(xiàn)催化劑顆粒的回收，其中減量脫得的水也循環(huán)使用。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述沸騰床洛油加氫外排催化劑的含油率為20-60重量％，以催化劑的重量計(jì)；新鮮載體BJH (—種測定比表面積的方法)法測定的比表面積為183. 071-416. 308m2/g ;孔容為 O. 22-0. 71ml/g。

另一方面，本發(fā)明提供了一種沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理裝置，該裝置包括攪拌調(diào)節(jié)罐，用于對間歇外排的沸騰床渣油加氫催化劑進(jìn)行調(diào)節(jié)存儲(chǔ)，并控制連續(xù)出料，以保證外排催化劑的處理連續(xù)進(jìn)行；與所述攪拌調(diào)節(jié)罐的出料口連接的攪拌分散罐，用于對外排催化劑進(jìn)行加水調(diào)溫，以減小外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中吸附油的粘度，改善吸附油在外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的流動(dòng)性；與所述攪拌分散罐的出料口連接的旋流脫附器，用于通過外排催化劑/水混合物在其中形成旋轉(zhuǎn)流場，通過旋轉(zhuǎn)流場中的流動(dòng)剪切力實(shí)現(xiàn)外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的吸附油的旋流脫附分離；與所述旋流脫附器的油/水混合物出口連接的循環(huán)熱水儲(chǔ)罐，用以完成油水分離；與所述循環(huán)熱水儲(chǔ)罐的出水口連接的循環(huán)熱水泵，用于將循環(huán)熱水泵送至攪拌分散罐循環(huán)使用；與所述旋流脫附器的催化劑顆粒富集相出口連接的旋流濃縮器，用于完成旋流脫附分離后的催化劑/水混合物的濃縮脫水減量；以及與所述旋流濃縮器的催化劑顆粒濃縮相出口連接的干燥機(jī)，用于完成催化劑/水混合物的最終烘干脫水，實(shí)現(xiàn)催化劑固體顆粒的回收。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述攪拌分散罐中外排催化劑和循環(huán)水的比例為I : 5至I : 100，以重量計(jì)；所述攪拌分散罐的操作溫度為50-190°C，操作壓力為0-1. 3MPa，以表壓計(jì)，分散時(shí)間為1-120分鐘。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述旋流脫附器中的剪切速率為3000-10000S-1，操作壓降不大于O. 15MPa，催化劑顆粒的分離效率不低于98%，催化劑顆粒富集相出口的流量為進(jìn)口流量的5-25%，旋流脫附分離后的外排催化劑在干燥后的含油率下降至13. 5重量％以下，以所述外排催化劑的重量計(jì)。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述旋流濃縮器的催化劑顆粒分離效率不低于98%，操作壓降不大于O. 15MPa。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述旋流濃縮器選自水力旋流器，所述循環(huán)熱水儲(chǔ)罐選自油水分離設(shè)備，所述熱水循環(huán)泵選自化工流程泵，所述干燥機(jī)選自內(nèi)返料干燥機(jī)。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述攪拌調(diào)節(jié)罐采用攪拌結(jié)構(gòu)以防止外排催化劑長時(shí)間存儲(chǔ)而發(fā)生沉降板結(jié)；所述攪拌分散罐選自攪拌分散設(shè)備，通過攪拌分散保證體系溫度調(diào)控均勻。再一方面，本發(fā)明涉及上述沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理裝置在含油固棄物的處理中的應(yīng)用。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的沸騰床渣油外排催化劑的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的發(fā)明人在經(jīng)過了廣泛而深入的研究之后發(fā)現(xiàn)，對于沸騰床渣油加氫工藝過程中外排的催化劑的處理，通過加水調(diào)控體系溫度以改善吸附油在外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的流動(dòng)性，為吸附油的脫附分離創(chuàng)造了有利條件，進(jìn)而通過旋轉(zhuǎn)流場中的流動(dòng)剪切力強(qiáng)化吸附油的脫附分離過程，脫附分離過程中油/水/固三相混合物經(jīng)分離處理實(shí)現(xiàn)油的回收、水的循環(huán)及催化劑固體顆粒的回收，從而可以極好地處理沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理問題，實(shí)現(xiàn)從外排催化劑中回收油的目標(biāo)，對于沸騰床渣油加氫工藝的大規(guī)模推廣具有重大意義，尤其適用于處理沸騰床渣油加氫工藝過程中外排的大孔容、大比表面積的催化劑?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明得以完成。在本發(fā)明的第一方面，提供了一種沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理方法，該方法包括調(diào)控減粘、旋流脫附分離、油-水-催化劑三相分離及資源化利用。具體包括以下步驟間歇外排的沸騰床渣油加氫催化劑進(jìn)入攪拌調(diào)節(jié)罐存儲(chǔ)緩沖，并控制連續(xù)出料，以保證外排催化劑的處理連續(xù)進(jìn)行；出料連續(xù)可控的外排催化劑進(jìn)入攪拌分散罐中加循環(huán)熱水調(diào)控體系的溫度，以減小外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中吸附油的粘度，改善吸附油的流動(dòng)性；經(jīng)循環(huán)熱水調(diào)控溫度的外排催化劑進(jìn)入旋流脫附器中，通過旋轉(zhuǎn)流場中的流動(dòng)剪切力實(shí)現(xiàn)外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的吸附油的脫附分離；旋流脫附分離過程中產(chǎn)生的油/水混合物進(jìn)入循環(huán)熱水儲(chǔ)罐完成油水分離，實(shí)現(xiàn)油的回收；熱水經(jīng)循環(huán)熱水循環(huán)泵泵送以循環(huán)使用；旋流脫附分離過程中產(chǎn)生的催化劑顆粒/水混合物經(jīng)過旋流濃縮器濃縮、干燥機(jī)烘干兩級(jí)減量脫水，實(shí)現(xiàn)催化劑顆粒的回收，其中減量脫得的水也可回到循環(huán)熱水儲(chǔ)罐得以循環(huán)使用。在本發(fā)明中，所述沸騰床渣油加氫外排催化劑的含油率為20-60重量％，以所述催化劑的重量計(jì)，其新鮮載體BJH的比表面積為183. 071-416. 308m2/g，孔容為O. 22-0. 71ml/
g°在本發(fā)明中，所述攪拌分散罐中外排催化劑和循環(huán)熱水的比例為I : 5至I : 100(重量比)，操作溫度為50-190°C，操作壓力為0-1. 3MPa (表壓)，攪拌分散時(shí)間為1_120分鐘。
在本發(fā)明中，所述旋流脫附器中的剪切速率為3000-10000S-1，操作壓降不大于O. 15MPa，固體顆粒的分離效率不低于98%，催化劑顆粒富集相出口流量為進(jìn)口流量的5-25% ;旋流脫附分離后的外排催化劑(烘干)含油率下降至13. 5%以下。在本發(fā)明中，所述旋流濃縮器的固體顆粒分離效率不低于98%，操作壓降不大于O. 15MPa。本發(fā)明的方法適用于沸 騰床渣油加氫外排催化劑的處理，也適用于油田、煉廠等產(chǎn)生的各種含油固棄物的處理。在本發(fā)明的第二方面，提供了一種沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理裝置，該裝置包括攪拌調(diào)節(jié)罐，用于對間歇外排的沸騰床渣油加氫催化劑進(jìn)行調(diào)節(jié)存儲(chǔ)，并可控連續(xù)出料，以保證外排催化劑的處理可連續(xù)進(jìn)行；與所述攪拌調(diào)節(jié)罐出料口連接的攪拌分散罐，用于對外排催化劑進(jìn)行加水調(diào)控到合適溫度，以減小外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中吸附油的粘度，改善吸附油的流動(dòng)性；與所述攪拌分散罐出料口連接的旋流脫附器，用于通過外排催化劑和熱水的混合物在旋流脫附器形成穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)流場，通過旋轉(zhuǎn)流場中的流動(dòng)剪切力實(shí)現(xiàn)外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的吸附油的脫附分離；與所述旋流脫附器的油/水混合物出口連接的循環(huán)熱水儲(chǔ)罐，用于完成油水分離；與所述循環(huán)熱水儲(chǔ)罐的出水口連接的熱水循環(huán)泵，用于將循環(huán)熱水泵送至攪拌分散罐循環(huán)使用；與所述旋流脫附器的催化劑顆粒富集相出口連接的旋流濃縮器，用于完成旋流脫附分離后的催化劑/水混合物的濃縮脫水；以及與旋流濃縮器的催化劑顆粒濃縮相出口連接的干燥機(jī)，用于完成催化劑/水混合物的最終烘干脫水，以回收催化劑固體顆粒。在本發(fā)明中，所述攪拌調(diào)節(jié)罐采用攪拌結(jié)構(gòu)防止外排催化劑長時(shí)間存儲(chǔ)而發(fā)生沉降板結(jié)。在本發(fā)明中，所述攪拌分散罐選自攪拌分散設(shè)備，通過攪拌分散保證體系溫度調(diào)控均勻。在本發(fā)明中，所述旋流脫附器通過外排催化劑/水混合物在其中形成的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)流場中的流動(dòng)剪切力完成外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中吸附油的脫附分離。在本發(fā)明中，所述旋流濃縮器選自水力旋流器，所述循環(huán)熱水儲(chǔ)罐選自油水分離設(shè)備，所述循環(huán)熱水泵選自化工流程泵，所述干燥機(jī)選自內(nèi)返料干燥機(jī)。本發(fā)明的裝置適用于沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理，也適用于油田、煉廠等產(chǎn)生的各種含油固棄物的處理。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行如下詳細(xì)說明，本發(fā)明的目的和特征將因此變得更加明顯，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的沸騰床渣油外排催化劑的處理流程圖。如圖I所示，外排催化劑由沸騰床渣油加氫反應(yīng)器間歇外排進(jìn)入攪拌調(diào)節(jié)罐I (用氣封氣氣封)，經(jīng)過攪拌調(diào)節(jié)罐的調(diào)節(jié)緩沖作用后，連續(xù)可控地出料，以保證外排催化劑的處理可以連續(xù)進(jìn)行；連續(xù)可控出料的外排催化劑進(jìn)入攪拌分散罐2 (用氣封氣氣封)，同時(shí)由循環(huán)熱水泵6從循環(huán)熱水儲(chǔ)罐5泵送循環(huán)熱水至攪拌分散罐2，通過加循環(huán)熱水的過程調(diào)控體系的溫度至合適，以減小外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中吸附油的粘度，改善吸附油的流動(dòng)性；經(jīng)循環(huán)熱水調(diào)控溫度的外排催化劑進(jìn)入旋流脫附器3中，通過旋轉(zhuǎn)流場中的流動(dòng)剪切力實(shí)現(xiàn)外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的油的脫附分離；旋流脫附器3中產(chǎn)生的油/水混合物由旋流脫附器3上部的油/水混合物出口進(jìn)入循環(huán)熱水儲(chǔ)罐5完成油水分離，實(shí)現(xiàn)油的回收；旋流脫附器3中產(chǎn)生的催化劑顆粒/水混合物由旋流脫附器3下部的催化劑顆粒富集相出口排入旋流濃縮器4進(jìn)行旋流濃縮脫水減量；經(jīng)過旋流濃縮脫水的催化劑顆粒/水混合物由旋流濃縮器4下部的催化劑顆粒濃縮相出口排入干燥機(jī)7中烘干脫水，實(shí)現(xiàn)催化劑顆粒的回收；旋流濃縮器4減量脫得的水和干燥機(jī)7烘干尾氣的經(jīng)冷凝器8冷凝的冷凝水也可回到循環(huán)熱水儲(chǔ)罐5得以循環(huán) 使用，循環(huán)熱水儲(chǔ)罐5也可補(bǔ)充外來的補(bǔ)充水。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于(I)間歇外排的沸騰床渣油加氫催化劑經(jīng)過調(diào)節(jié)存儲(chǔ)后連續(xù)出料，實(shí)現(xiàn)了外排催化劑處理的可連續(xù)進(jìn)行；(2)外排催化劑通過加水調(diào)控到合適溫度，以減小外排催化劑表面和內(nèi)部孔洞中吸附油的粘度，改善吸附油的流動(dòng)性；而后利用旋轉(zhuǎn)流場的流動(dòng)剪切力，使吸附油從固體顆粒表面和內(nèi)部孔洞中脫附分離出來；整個(gè)處理過程中均通過機(jī)械作用方式實(shí)現(xiàn)，具有流程簡潔、脫油效率高、運(yùn)行成本低、可操作性好的優(yōu)勢；并且不使用任何的藥劑，不會(huì)引起二次污染，不會(huì)產(chǎn)生額外的藥劑使用費(fèi)用。( 3 )本發(fā)明中的熱水可以回收循環(huán)使用，固體催化劑顆粒也可以減量回收。實(shí)施例下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。但是，應(yīng)該明白，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。下列實(shí)施例中未注明具體條件的試驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另有說明，所有的百分比和份數(shù)按重量計(jì)。實(shí)施例I :在一個(gè)5萬噸/年沸騰床渣油加氫裝置中，按照本發(fā)明方法處理沸騰床渣油加氫外排催化劑，其具體運(yùn)作過程及效果描述如下I.外排催化劑性質(zhì)外排催化劑在線排出過程中，每周外排總量4噸，其中含油2. 4噸。催化劑新鮮載體，為微球形顆粒，粒徑為O. 4-0. 5mm, BJH比表面積為416. 308m2/g，孔容為O. 71ml/g, 50%孔徑分布在7nm以下。外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中吸附的石油類污染物，主要為柴油餾程，可能帶有少量蠟油組分。2.實(shí)施過程參照本發(fā)明方法實(shí)施，具體如下(A)間歇外排的沸騰床渣油加氫催化劑進(jìn)入攪拌調(diào)節(jié)罐I存儲(chǔ)緩沖(一周累計(jì)總量4噸)，并控制連續(xù)出料量O. 024噸/小時(shí)，以保證外排催化劑的處理可連續(xù)進(jìn)行；(B)出料連續(xù)的外排催化劑進(jìn)入攪拌分散罐2中，按I : 40 (外排催化劑水)t匕例加水，調(diào)控體系的溫度至95°C，其中外排催化劑/熱水混合物在攪拌分散罐2中攪拌停留60分鐘，以保證調(diào)控溫度的均勻；(C) 95°C的外排催化劑/熱水混合物以12m/s的切線速度進(jìn)入旋流脫附器3中，通過旋轉(zhuǎn)流場中的流動(dòng)剪切力實(shí)現(xiàn)外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的吸附油的脫附分離；(D)旋流脫附分離過程中產(chǎn)生的含油熱水進(jìn)入循環(huán)熱水儲(chǔ)罐5完成油水分離，實(shí)現(xiàn)油的回收；熱水經(jīng)熱水循環(huán)泵6泵送以循環(huán)使用；旋流脫附分離過程中產(chǎn)生的催化劑顆粒/水的混合物經(jīng)過旋流濃縮器4濃縮、干燥機(jī)7烘干兩級(jí)減量脫水，實(shí)現(xiàn)催化劑顆粒的回收，其中減量脫得的水也可回到循環(huán)熱水儲(chǔ)罐5得以循環(huán)使用。3.結(jié)果分析針對目前沸騰床渣油加氫外排催化劑每周累計(jì)量4噸(其中含油2. 4噸)，經(jīng)過本發(fā)明方法處理后，其含油率下降至13. 5%以下，每周可以完成回收油2. 12噸，對油的回收效率達(dá)到88%。特別值得關(guān)注的是，沸騰床渣油加氫外排催化劑載體孔容為O. 71ml/g，外排過程中每I噸催化劑(骨架質(zhì)量)的孔洞中吸附油O. 52噸，通過處理后，孔洞中吸附油的75% 可以得到回收?；厥沼推分写蟛糠譃椴裼宛s程，以柴油價(jià)格7775元/噸計(jì)，年處理外排催化劑192噸(其中含油114噸)，共計(jì)收油101噸，相當(dāng)于每年節(jié)省油品費(fèi)79萬元；并且為環(huán)境保護(hù)做出了貢獻(xiàn)。在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理方法，該方法包括以下步驟 (1)調(diào)控減粘沸騰床渣油加氫反應(yīng)器間歇外排的催化劑經(jīng)調(diào)節(jié)存儲(chǔ)后連續(xù)出料，通過加水調(diào)溫，以減小外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中吸附油的粘度，改善吸附油在外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的流動(dòng)性； (2)旋流脫附分離利用旋轉(zhuǎn)流場中的流動(dòng)剪切力，使吸附油從外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中脫附分離；以及 (3)油-水-催化劑三相分離及資源化利用旋流脫附分離過程中產(chǎn)生的油/水/催化劑混合物進(jìn)行三相分離，實(shí)現(xiàn)油的回收、分離所得的水的循環(huán)使用、以及分離所得的固體顆粒的全部回收。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，對旋流脫附分離過程中產(chǎn)生的油/水混合物進(jìn)行油水分離，實(shí)現(xiàn)油的回收；分離所得的水循環(huán)使用；旋流脫附分離過程中產(chǎn)生的催化劑顆粒/水混合物經(jīng)濃縮、干燥兩級(jí)減量脫水，實(shí)現(xiàn)催化劑顆粒的回收，其中減量脫得的水也循環(huán)使用。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述沸騰床渣油加氫外排催化劑的含油率為20-60重量％，以催化劑的重量計(jì)；新鮮載體BJH法測定的比表面積為183. 071-416. 308m2/g ;孔容為 O. 22-0. 71ml/g。
4.一種沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理裝置，該裝置包括 攪拌調(diào)節(jié)罐(1)，用于對間歇外排的沸騰床渣油加氫催化劑進(jìn)行調(diào)節(jié)存儲(chǔ)，并控制連續(xù)出料，以保證外排催化劑的處理連續(xù)進(jìn)行； 與攪拌調(diào)節(jié)罐(I)的出料口連接的攪拌分散罐(2)，用于對外排催化劑進(jìn)行加水調(diào)溫，以減小外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中吸附油的粘度，改善吸附油在外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的流動(dòng)性； 與攪拌分散罐(2)的出料口連接的旋流脫附器(3)，用于通過外排催化劑/水混合物在其中形成旋轉(zhuǎn)流場，通過旋轉(zhuǎn)流場中的流動(dòng)剪切力實(shí)現(xiàn)外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的吸附油的旋流脫附分離； 與旋流脫附器(3)的油/水混合物出口連接的循環(huán)熱水儲(chǔ)罐(5)，用以完成油水分離； 與循環(huán)熱水儲(chǔ)罐(5)的出水口連接的循環(huán)熱水泵(6)，用于將循環(huán)熱水泵送至攪拌分散罐(2)循環(huán)使用； 與旋流脫附器(3)的催化劑顆粒富集相出口連接的旋流濃縮器(4)，用于完成旋流脫附分離后的催化劑/水混合物的濃縮脫水減量；以及 與旋流濃縮器(4)的催化劑顆粒濃縮相出口連接的干燥機(jī)(7)，用于完成催化劑/水混合物的最終烘干脫水，實(shí)現(xiàn)催化劑固體顆粒的回收。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述攪拌分散罐(2)中外排催化劑和循環(huán)水的比例為I : 5至I : 100，以重量計(jì)；所述攪拌分散罐(2)的操作溫度為50-190°C，操作壓力為0-1. 3MPa，以表壓計(jì)，分散時(shí)間為1-120分鐘。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述旋流脫附器(3)中的剪切速率為3000-100008'操作壓降不大于O. 15MPa，催化劑顆粒的分離效率不低于98%，催化劑顆粒富集相出口的流量為進(jìn)口流量的5-25%，旋流脫附分離后的外排催化劑在干燥后的含油率下降至13. 5重量％以下，以所述外排催化劑的重量計(jì)。
7.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述旋流濃縮器(4)的催化劑顆粒分離效率不低于98%，操作壓降不大于O. 15MPa。
8.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述旋流濃縮器(4)選自水力旋流器，所述循環(huán)熱水儲(chǔ)罐(5)選自油水分離設(shè)備，所述熱水循環(huán)泵(6)選自化工流程泵，所述干燥機(jī)(7)選自內(nèi)返料干燥機(jī)。
9.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述攪拌調(diào)節(jié)罐(I)采用攪拌結(jié)構(gòu)以防止外排催化劑長時(shí)間存儲(chǔ)而發(fā)生沉降板結(jié)；所述攪拌分散罐(2)選自攪拌分散設(shè)備，通過攪拌分散保證體系溫度調(diào)控均勻。
10.權(quán)利要求4-9中任一項(xiàng)所述的裝置在含油固棄物的處理中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理方法和裝置，提供了一種沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理方法，該方法包括以下步驟(1)調(diào)控減粘沸騰床渣油加氫反應(yīng)器間歇外排的催化劑經(jīng)調(diào)節(jié)存儲(chǔ)后連續(xù)出料，通過加水調(diào)溫，以減小外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中吸附油的粘度，改善吸附油在外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中的流動(dòng)性；(2)旋流脫附分離利用旋轉(zhuǎn)流場中的流動(dòng)剪切力，使吸附油從外排催化劑顆粒表面和內(nèi)部孔洞中脫附分離；以及(3)油-水-催化劑三相分離及資源化利用旋流脫附分離過程中產(chǎn)生的油/水/催化劑混合物進(jìn)行三相分離，實(shí)現(xiàn)油的回收、分離所得的水的循環(huán)使用、以及分離所得的固體顆粒的全部回收。還提供了一種沸騰床渣油加氫外排催化劑的處理裝置。
文檔編號(hào)B01J38/02GK102698815SQ20121014762
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者崔馨, 張艷紅, 曾茜, 李劍平, 李立權(quán), 汪華林, 沈玲, 趙穎, 陳崇剛 申請人:上海華暢環(huán)保設(shè)備發(fā)展有限公司