費(fèi)托合成漿液中催化劑分離系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到化工設(shè)備，具體指一種費(fèi)托合成漿液中催化劑分離系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]費(fèi)托合成，簡(jiǎn)稱F-T合成，是以煤和天然氣氣化或重整所得的合成氣為原料，在催化劑體系下合成以烴類為主的液體燃料及其它化工產(chǎn)品的工藝過(guò)程。漿態(tài)床費(fèi)托合成反應(yīng)器是費(fèi)托合成的核心設(shè)備，反應(yīng)器中合成油能否連續(xù)有效地與油漿中的催化劑進(jìn)行分離是漿態(tài)床F-T合成油技術(shù)能否長(zhǎng)周期安全運(yùn)行的最重要因素。
[0003]漿態(tài)床F-T合成反應(yīng)器漿液中固體催化劑含量約為30wt %?40wt %，催化劑粒徑約為50 μ m或更細(xì)；而合成油下游改質(zhì)處理工藝要求油品中最大固體含量為10?20ppmw。為了提高合成油品質(zhì)量，滿足下游處理工序?qū)铣捎凸毯康囊?，同時(shí)回收成本較高的鈷基催化劑，降低合成油生產(chǎn)成本，合成油產(chǎn)品進(jìn)儲(chǔ)罐前需要設(shè)置適當(dāng)?shù)拇呋瘎┓蛛x設(shè)備，分離漿液中的固體顆粒，將合成油品中的催化劑含量降低到10?20ppmw。
[0004]現(xiàn)有的催化劑分離通常采用過(guò)濾技術(shù)，在兩級(jí)過(guò)濾器中間設(shè)置保護(hù)過(guò)濾器。其中初級(jí)過(guò)濾是將F-T合成反應(yīng)器內(nèi)粒度大于5 μ m的催化劑顆粒留在反應(yīng)器內(nèi)，維持反應(yīng)器內(nèi)催化劑的藏量，將F-T合成的產(chǎn)品蠟移出反應(yīng)器。設(shè)置保護(hù)過(guò)濾器的目的是預(yù)防因一級(jí)過(guò)濾失效催化劑進(jìn)入二級(jí)過(guò)濾，造成二級(jí)過(guò)濾堵塞。二級(jí)過(guò)濾是將一級(jí)過(guò)濾分離出的蠟中粒度大于0.1 ym的催化劑顆粒移出，將產(chǎn)品蠟中的固體含量降到10?20ppmw。
[0005]分離過(guò)程中，大量細(xì)顆粒催化劑通過(guò)一級(jí)過(guò)濾和保護(hù)過(guò)濾器進(jìn)入到二級(jí)過(guò)濾器中。這些細(xì)小的顆粒容易卡在過(guò)濾元件的孔道中，造成孔道堵塞，使過(guò)濾通量降低，反沖洗時(shí)間間隔縮短，影響過(guò)濾元件的使用壽命。另一方面分離工藝中的二級(jí)過(guò)濾分離出的催化劑細(xì)顆料不易返回到反應(yīng)器中循環(huán)利用，會(huì)逐漸聚集在二級(jí)過(guò)濾器前的管道中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能夠高效分離出漿液中固體催化劑，同時(shí)能夠減少分離過(guò)程中催化劑的磨損、二次破碎和細(xì)顆粒催化劑損失的費(fèi)托合成漿液中催化劑分離系統(tǒng)，從而達(dá)到提高催化劑使用壽命、降低合成油生產(chǎn)成本的目的。
[0007]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:該費(fèi)托合成漿液中催化劑分離系統(tǒng)，其特征在于包括過(guò)濾器，所述過(guò)濾器內(nèi)間隔設(shè)有鏤空的第一擋板和第二擋板，所述第一擋板和第二擋板的端緣固定在所述過(guò)濾器的內(nèi)壁上將所述過(guò)濾器分隔沉降區(qū)、中間區(qū)和脫氣區(qū)；所述中間區(qū)內(nèi)填充絲狀鐵磁介質(zhì)；
[0008]所述過(guò)濾器的外壁上設(shè)有與所述中間區(qū)相對(duì)應(yīng)的電磁鐵；
[0009]所述過(guò)濾器的側(cè)壁上設(shè)有與所述沉降區(qū)相連通的進(jìn)料口、與所述脫氣區(qū)相連通的出料口，所述過(guò)濾器頂部設(shè)有與所述脫氣區(qū)相連通的排氣口連接費(fèi)托合成反應(yīng)器的回氣口，所述過(guò)濾器的底部的與所述沉降區(qū)相連通的排漿口通過(guò)消磁器連接所述費(fèi)托合成反應(yīng)器的回料口；
[0010]所述進(jìn)料口連接費(fèi)托合成反應(yīng)器的物料出口 ；
[0011]所述出料口通過(guò)出料電磁閥連接儲(chǔ)油罐的入口 ；所述儲(chǔ)油罐的出口通過(guò)栗和進(jìn)料電磁閥連接所述出料口。
[0012]為了進(jìn)一步提高分離效果，可以在所述出料口和所述進(jìn)料電磁閥、所述出料電磁閥之間還設(shè)有金屬膜過(guò)濾器，即所述出料口連接所述金屬膜過(guò)濾器的入口，所述進(jìn)料電磁閥和所述出料電磁閥均連接所述金屬膜過(guò)濾器的出口。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所提供的費(fèi)托合成漿液中催化劑分離系統(tǒng)分離流程短、分離效果好、分離效率高，同時(shí)能夠減少分離過(guò)程中催化劑的磨損、二次破碎和細(xì)顆粒催化劑的損失，延長(zhǎng)了催化劑的使用壽命、降低合成油的生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016]如圖1所示，該漿液中金屬催化劑分離裝置包括:
[0017]費(fèi)托合成反應(yīng)器7，為現(xiàn)有技術(shù)，其頂部設(shè)有反應(yīng)尾氣出口 74，其側(cè)壁上自上至下依次間隔設(shè)有回氣口 71、物料出口 73和回料口 72。
[0018]過(guò)濾器1，過(guò)濾器內(nèi)間隔設(shè)有鏤空的第一擋板11和第二擋板12，第一擋板11和第二擋板12的端緣固定在過(guò)濾器的內(nèi)壁上，第一擋板11和第二擋板12將過(guò)濾器分隔為下部的沉降區(qū)13、中間區(qū)14和上部的脫氣區(qū)15 ;中間區(qū)14內(nèi)填充有絲狀鐵磁介質(zhì)2，本實(shí)施例中的鐵磁介質(zhì)為磁性金屬絲。
[0019]過(guò)濾器I的側(cè)壁上設(shè)有:
[0020]與沉降區(qū)13相連通的進(jìn)料口 16，進(jìn)料口 16通過(guò)電磁閥75連接物料出口 73 ；
[0021]與脫氣區(qū)15相連通的出料口 17 ；
[0022]過(guò)濾器的頂部設(shè)有與脫氣區(qū)15相連通的排氣口 18，排氣口 18連接回氣口 71 ；
[0023]過(guò)濾器的底部設(shè)有與沉降區(qū)相連通的排漿口 19，排漿口 19通過(guò)消磁器8連接回料P 72。
[0024]對(duì)應(yīng)于中間區(qū)14，在過(guò)濾器的外壁上固定有電磁鐵3，電磁鐵3為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，一半為N極，一半為S極。
[0025]出料口 17連接金屬膜過(guò)濾器4的入口 ；金屬膜過(guò)濾器4的出口 41通過(guò)出料電磁閥5連接儲(chǔ)油罐9的入口 91，儲(chǔ)油罐的出口 92通過(guò)栗93和進(jìn)料電磁閥94連接儲(chǔ)油罐的出
□ O
[0026]該分離裝置的工作原理描述如下:
[0027]向電磁鐵通電，在電磁鐵的N和S極之間產(chǎn)生高梯度電磁場(chǎng)。費(fèi)托合成反應(yīng)器產(chǎn)生的合成產(chǎn)品油通過(guò)電磁閥進(jìn)入過(guò)濾器中，首先在沉降段依靠重力分離掉大顆粒固體催化劑，然后包含中小顆粒固體催化劑的漿液向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)入高梯度電磁場(chǎng)中。在高梯度電磁場(chǎng)中，產(chǎn)品油中的固體催化劑磁化，產(chǎn)生與鐵磁介質(zhì)相反的磁性。受磁力作用，初始軌跡在捕獲半徑內(nèi)的固體催化劑受磁力吸引，會(huì)加速向鐵磁介質(zhì)運(yùn)動(dòng)，被吸附在磁介質(zhì)表面與合成油分離；極少量初始軌跡在捕獲半徑外的固體催化劑會(huì)隨合成油一起從出口排出進(jìn)入膜過(guò)濾器內(nèi)。
[0028]在膜過(guò)濾器內(nèi)，合成油清液穿過(guò)過(guò)濾膜，經(jīng)合成油產(chǎn)品管線及出料電磁閥送至儲(chǔ)油罐中，殘留的小顆粒催化劑被過(guò)濾并粘附在過(guò)濾膜上。脫氣段漿液液面上未反應(yīng)完的合成氣脫出，經(jīng)過(guò)濾器的排氣口從費(fèi)托合成反應(yīng)器的回氣口返回費(fèi)托合成反應(yīng)器頂部，與費(fèi)托合成反應(yīng)器中的氣相一起導(dǎo)出，經(jīng)冷凝器冷凝回收輕烴后循環(huán)利用。
[0029]隨著過(guò)濾過(guò)程的持續(xù)運(yùn)行，電磁場(chǎng)內(nèi)催化劑固體顆粒在鐵磁介質(zhì)絲表面兩側(cè)不斷聚集，積聚半徑逐漸增大，標(biāo)準(zhǔn)捕獲半徑逐漸變小，高梯度磁分離效率就會(huì)越來(lái)越低，這樣就會(huì)使相當(dāng)一部分的固體催化劑掙脫高梯度磁力的吸引，隨漿液進(jìn)入燒結(jié)金屬膜過(guò)濾段。隨著過(guò)濾過(guò)程的持續(xù)運(yùn)行，隨漿液進(jìn)入燒結(jié)金屬膜過(guò)濾段的催化劑越來(lái)越多，通過(guò)膜過(guò)濾器分離出并粘附在膜表面的催化劑也就越來(lái)越多，金屬膜過(guò)濾器的過(guò)濾管內(nèi)外壓差也逐漸增大。當(dāng)增大到一定程度時(shí)就要對(duì)金屬膜過(guò)濾器和過(guò)濾器進(jìn)行反沖洗。
[0030]反沖洗階段，首先關(guān)閉電磁閥停止進(jìn)料，然后切斷電磁鐵電源，使得高梯度電磁場(chǎng)消失，吸附在鐵磁介質(zhì)表面上的固體催化劑顆粒，因磁吸附力消失會(huì)從磁介質(zhì)表面脫落，慢慢向下沉降至沉降區(qū)。關(guān)閉出料電磁閥，打開進(jìn)料電磁閥，通過(guò)栗加壓產(chǎn)品合成油反沖洗金屬膜過(guò)濾器。反沖洗將粘附在膜表面的催化劑沖洗進(jìn)漿液中，隨著反沖洗清液進(jìn)入過(guò)濾器，過(guò)濾器內(nèi)液位上升，高出費(fèi)托合成漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)液位，就會(huì)形成一從上向下的漿液流動(dòng)，使得含有固體催化劑的濃漿液向下通過(guò)中間區(qū)、沉降區(qū)后進(jìn)入消磁器內(nèi)消磁，然后返回費(fèi)托合成漿態(tài)床反應(yīng)器中循環(huán)利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.費(fèi)托合成漿液中催化劑分離系統(tǒng)，其特征在于包括過(guò)濾器(I)，所述過(guò)濾器內(nèi)間隔設(shè)有鏤空的第一擋板(11)和第二擋板(12)，所述第一擋板(11)和第二擋板(12)的端緣固定在所述過(guò)濾器的內(nèi)壁上將所述過(guò)濾器分隔成沉降區(qū)(13)、中間區(qū)(14)和脫氣區(qū)(15);所述中間區(qū)內(nèi)填充絲狀鐵磁介質(zhì)(2); 所述過(guò)濾器的外壁上設(shè)有與所述中間區(qū)相對(duì)應(yīng)的電磁鐵(3); 所述過(guò)濾器(I)的側(cè)壁上設(shè)有與所述沉降區(qū)(13)相連通的進(jìn)料口(16)、與所述脫氣區(qū)(15)相連通的出料口(17)，所述過(guò)濾器頂部設(shè)有與所述脫氣區(qū)(15)相連通的排氣口(18)連接費(fèi)托合成反應(yīng)器(7)的回氣口(71)，所述過(guò)濾器的底部的與所述沉降區(qū)相連通的排漿口(19)通過(guò)消磁器(8)連接所述費(fèi)托合成反應(yīng)器(7)的回料口(72); 所述進(jìn)料口(16)連接費(fèi)托合成反應(yīng)器7的物料出口(73); 所述出料口(17)通過(guò)出料電磁閥(5)連接儲(chǔ)油罐(9)的入口(91);所述儲(chǔ)油罐的出口(92)通過(guò)栗(93)和進(jìn)料電磁閥(94)連接所述出料口(17)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的費(fèi)托合成漿液中催化劑分離系統(tǒng)，其特征在于所述出料口(17)和所述進(jìn)料電磁閥(94)、所述出料電磁閥(5)之間還設(shè)有金屬膜過(guò)濾器(4)，S卩，所述出料口(17)連接所述金屬膜過(guò)濾器(4)的入口，所述進(jìn)料電磁閥(94)和所述出料電磁閥(5)均連接所述金屬膜過(guò)濾器(4)的出口。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及到一種費(fèi)托合成漿液中催化劑分離系統(tǒng)，其特征在于包括過(guò)濾器，過(guò)濾器內(nèi)間隔設(shè)有鏤空的第一擋板和第二擋板，第一擋板和第二擋板的端緣固定在過(guò)濾器的內(nèi)壁上將過(guò)濾器分隔沉降區(qū)、中間區(qū)和脫氣區(qū)；所述中間區(qū)內(nèi)填充絲狀鐵磁介質(zhì)；過(guò)濾器的外壁上設(shè)有與中間區(qū)相對(duì)應(yīng)的電磁鐵；過(guò)濾器的側(cè)壁上設(shè)有與沉降區(qū)相連通的進(jìn)料口、與脫氣區(qū)相連通的出料口，過(guò)濾器頂部設(shè)有與脫氣區(qū)相連通的排氣口連接費(fèi)托合成反應(yīng)器的回氣口，過(guò)濾器的底部的與沉降區(qū)相連通的排漿口通過(guò)消磁器連接費(fèi)托合成反應(yīng)器的回料口；進(jìn)料口連接費(fèi)托合成反應(yīng)器的物料出口；出料口通過(guò)出料電磁閥連接儲(chǔ)油罐的入口；儲(chǔ)油罐的出口通過(guò)泵和進(jìn)料電磁閥連接所述出料口。本實(shí)用新型分離效率高，分離效果好。
【IPC分類】C10G2/00, B03C1/30
【公開號(hào)】CN204737922
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520408201
【發(fā)明人】李管社, 蔣新坡, 張志國(guó), 曾憲松, 周華輝
【申請(qǐng)人】中石化寧波工程有限公司, 中石化寧波技術(shù)研究院有限公司, 中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年6月12日