含固油氣的脫固方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種含固油氣的脫固方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在當前的石油煉制與煤化工過程中，例如:懸浮床加氫工藝、煤液化工藝等，經(jīng)常 會遇到油氣夾帶催化劑粉末、煤粉、渣等問題，這些夾帶的固體物質(zhì)不僅會堵塞管線，還會 造成下游催化劑失活、裝置結(jié)垢等一系列問題。目前對于油氣含固問題一般采用沉降、過濾 等方法來解決。沉降方法只適用于顆粒較大的體系;過濾方法存在濾網(wǎng)或濾膜分離小顆粒 固體時容易堵塞的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種含固油氣的脫固方法，該方法對于固體顆粒較大和較 小的含固油氣體系均能實現(xiàn)較好的脫固效果。
[0004] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
[0005] -種含固油氣的脫固方法，包括以下步驟：
[0006] 使預(yù)設(shè)的分離塔內(nèi)的絕壓保持0.1~20KPa，同時向所述分離塔內(nèi)通入溫度為350 ~520°C的含固油氣，發(fā)生氣化，然后立即將氣化后的油氣地從所述分離塔內(nèi)抽離出，并且 待所述分離塔內(nèi)的固體沉積量達到預(yù)設(shè)值時，將所述固體冷卻、清除。
[0007] 液體的沸點是隨壓力增大而升高，而壓力下降，其沸點也就隨之下降，因此，通過 改變液體的壓強，使液體汽化以實現(xiàn)含有固體的液體中的固液兩相分離。
[0008] 常壓下350~520 °C的含固油氣中的液體基本處于飽和液體狀態(tài)。由于分離塔內(nèi)處 于負壓狀態(tài)，其絕壓為0.1~20KPa，而當含固油氣通入分離塔后的瞬間，飽和液體的壓力迅 速降低，從而導致其沸點迅速下降。而含固油氣中液體的溫度變化速度慢于其壓力變化速 度，使得含固油氣進入分離塔的瞬間，其中的飽和液體瞬間處于高溫和0.1~20KPa的低壓 狀態(tài)，飽和液體的該溫度高于該壓力下的沸點，因此迅速汽化而與固相分離，實現(xiàn)閃蒸分 離。
[0009] 對于沉降體系，由于需要分離的兩相的密度差異大，因此需要固體顆粒粒徑較大； 而過濾體系由于需要采用過濾網(wǎng)、膜設(shè)備，固體顆粒粒徑過小會堵塞慮孔，使濾液難以通 過，導致無法分離。本發(fā)明采用的脫固方法，采用降低油氣壓力（或分壓）的方式，使液體的 沸點降低，高溫液體汽化為氣體，氣體與固體因兩相不相容而自動分離開。當固體顆粒的粒 徑較大時，其更不易與氣體混合，因此更易于進行兩相的分離。另外，由于分離過程中不需 要濾網(wǎng)或濾膜裝置，因而，不受小粒徑的固體顆粒的限制。綜上，本發(fā)明提供的脫固方法適 用于任意粒徑大小的固體分離。
[0010]優(yōu)選地，向所述分離塔內(nèi)通入所述含固油氣時，所述分離塔內(nèi)的絕壓為1~12KPa， 并且通入的所述含固油氣的溫度為380~500°C。
[0011]使分離塔內(nèi)形成負壓以及加熱含固油氣都需要耗費能源，因此，通過控制分離塔 內(nèi)的絕對壓力值和含固油氣的溫度于上述范圍內(nèi)，可用更低的能耗來實現(xiàn)含固油氣中的固 液分離，從而降低含固油氣脫固成本。另外，本文中提及的通入的氣體或含固油氣的溫度均 指常壓狀態(tài)下的溫度;通入分離塔的350~520°C含固油氣是固、液、氣三相的混合物，氣相 是由液相在高溫下蒸發(fā)形成的氣體。
[0012] 優(yōu)選地，在進行所述氣化時，還向所述分離塔內(nèi)通入溫度為350~550°C的輔助氣， 所述輔助氣的用量為所述含固油氣摩爾百分數(shù)的2~200%，所述輔助氣選自干氣、液化氣、 煉廠氣、水蒸汽以及氣態(tài)的低碳烴中的一種或多種。
[0013] 摩爾百分數(shù)=(輔助氣進料摩爾數(shù)/含固油氣進料摩爾數(shù))*100,其中進料摩爾數(shù) =進料質(zhì)量/平均分子量。
[0014] 分離塔內(nèi)的含固油氣進行固液分離時，固體殘渣會沉淀于分離塔底部。當固體殘 渣堆積過于緊密時，其清理難度增大，導致后續(xù)處理過程更加復雜和繁瑣，進而影響含固油 氣脫固的正常進行。因此，通過分離塔底部通入輔助氣可以使固體殘渣中形成孔道，使其更 松散，后續(xù)可通過該孔道進行擴孔或者鉆孔，進而將固體殘渣清除掉。另外，通入輔助氣體 還可以降低分離塔內(nèi)含固油氣中的分離出來的氣體的分壓，從而使得待分離液體更利于汽 化，促進固液兩相的分離;同時可降低固體的揮發(fā)分。
[0015] 干氣、液化氣、煉廠氣、氣態(tài)的低碳烴不會引起含固油氣中分離出的氣體被污染、 分解問題。此外，干氣、液化氣、煉廠氣、氣態(tài)的低碳烴和含固油氣中分離出來的氣體的液化 溫度不同，因此，可通過控制冷卻溫度，即可將含固油氣中分離出的氣體與干氣、液化氣、煉 廠氣、氣態(tài)的低碳經(jīng)分離。
[0016] 水蒸汽的來源廣泛、價格低。由于分離出的氣體屬于親油性物質(zhì)，水蒸汽和分離出 的氣體經(jīng)自然冷卻、液化后，兩者可自動分層，因此，分離更加方便。
[0017] 優(yōu)選地，所述輔助氣的用量為所述含固油氣摩爾百分數(shù)的10~100%，并且通入的 所述輔助氣的溫度為380~450 °C。
[0018] 輔助氣體的用量和溫度在上述范圍內(nèi)，可以提高輔助氣的利用率，促進含固油氣 中固液兩相的分離。
[0019]優(yōu)選地，所述含固油氣進入所述分離塔的高度在所述分離塔高度的1/2以上。
[0020] 含固油氣的入塔高度過低，會導致固體殘渣堵塞含固油氣的入塔口，進而使含固 油氣無法正常進入分離塔。此外，含固油氣的入塔高度過低，還導致含固油氣分離出的氣體 的排出時間延長，降低了分離的效率。
[0021] 優(yōu)選地，所述含固油氣進入所述分離塔的高度在所述分離塔高度的2/3~4/5。
[0022] 含固油氣的入塔高度過高，則可能會導致含固油氣中分離出的部分固體與氣體一 起被抽離分離塔的情況，從而導致分離出的固體和氣體混雜，造成含固油氣中固液分離效 果下降。
[0023]優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)的值為:所述分離塔內(nèi)沉積的固體的高度為所述分離塔高度的 1/3~2/3,優(yōu)選為1/2。
[0024]為了防止出塔油氣攜帶固體顆粒，就要控制分離塔內(nèi)堆積的固體的高度。一方面， 固體殘渣堆積過高再進行清理操作，會影響含固油氣的正常通入。另一方面，固體殘渣堆積 過高，則分離塔內(nèi)空間的體積減小，縮短了油氣在塔內(nèi)的沉降時間，不利于固體顆粒從油氣 中分離。
[0025]優(yōu)選地，所述清除的方法為:使所述分離塔內(nèi)部恢復到常壓狀態(tài)，并將所述固體冷 卻至70~90 °C后，再采用機械或水力清除所述固體。
[0026]由于分離塔內(nèi)處于0.1~20KPa的絕壓狀態(tài)，將分離塔內(nèi)通入水蒸汽或氮氣等惰性 氣體至常壓，可防止發(fā)生倒吸等問題，更利于進行清理操作。另外，固體殘渣溫度過低容易 結(jié)團、凝聚，流動性下降，從而影響到后期的清理。固體殘渣在上述溫度范圍內(nèi)運動性高、硬 度低，更有利于清理操作。清除分離塔內(nèi)的固體殘渣可采用分離塔頂安裝的并排設(shè)置的鉆 頭或用于向所述分離塔內(nèi)切固的水槍。
[0027]優(yōu)選地，所述冷卻的方法為：向所述分離塔內(nèi)注入水至所述固體的溫度為70~90 °c，然后排出水。
[0028]水冷的方式簡單易行，操作難度低，且水不會與固體殘渣發(fā)生反應(yīng)、也不會溶解或 吸收從含固油氣中分離出的氣體。
[0029]優(yōu)選地，所述含固油氣的固含量為0.5~45% (重量）。
[0030]所述分離塔的個數(shù)為2個及以上。
[0031]優(yōu)選地，當所述分離塔的個數(shù)為2個時；將所述固油氣通入其中一個分離塔內(nèi)，當 通入有所述含固油氣的分離塔內(nèi)的固體沉積量達到預(yù)設(shè)值時，將所述固體冷卻、清除，同時 將所述含固油氣通入其中另一個分離塔內(nèi)。
[0032]清理固體殘渣時，需要進料的分離塔停止進料。因此