一种费托尾蜡中杂质的处理系统及其方法与流程

本发明涉及费托合成尾蜡的深加工，具体涉及一种费托尾蜡中杂质的处理系统及其方法。

背景技术：

1、费托合成是以煤基或天然气基得到的合成气为原料，在催化剂体系下合成以石蜡烃为主的液体燃料及其他化工产品的工艺过程，费托合成蜡是费托合成反应中的主要产物之一，在费托合成工艺中，铁基催化剂因其具有价格低廉、活性高、选择性好等特点，是最具工业价值的一类催化剂。但是，由于所使用的铁系催化剂颗粒粒径介于1～200μm。同时在反应过程中因磨损导致的催化剂破碎，最终产品蜡中混杂的催化剂粒径超细化、达到亚微米级。

2、精制费托尾蜡是费托产品经过加氢精制和常减压后釜底产品，裂化费托尾蜡是精制费托尾蜡加氢裂化和常减压后釜底产品，其碳数为大于c18以上的直链烃，熔点大于30℃，常温下为固态或半固态，其中也含有亚微米级杂质。通常对费托精制尾蜡和裂化尾蜡进行深加工以有效的利用资源，例如用于制备高熔点蜡、裂化制备汽油和柴油、异构化制备高端润滑油基础油等，但费托尾蜡中的微量杂质会降低深加工催化剂的活性、选择性和寿命。因此，深加工前，需要去除精制尾蜡和裂化尾蜡的微量杂质。而这种亚微米级的杂质无法被白土吸附，同时现有的离心、布袋、板框、带式过滤机等除杂方式均无法有效的过滤掉该杂质。因此急需开发费托合成尾蜡深度脱杂技术。

3、cn101623574公开了一种费托合成重质蜡的过滤方法，该方法为将从费托合成反应器抽出的重质蜡送入高梯度磁过滤器，使其中的铁基催化剂被吸附脱除后，再进入下序装置。该方法是采用高梯度磁过滤器对重质蜡中的铁基催化剂进行吸附去除，流程简单、易于操作，但吸附脱杂效果不大好，纳米级颗粒和非磁性杂质很难脱除，且费托尾蜡在常温下为固态或半固态，无法对其内部实现有效的过滤。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种费托尾蜡中杂质的处理系统及其方法，能有效去除固态或半固态费托尾蜡中的微量杂质，使得处理后的尾蜡中总金属含量小于5ppm。

2、为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种费托尾蜡中杂质的处理系统，包括：

3、储罐，设置有加热单元用于加热储罐内部容纳的费托尾蜡，并使其保持融化状态；

4、进料泵，与所述储罐出口通过管道连通，用于输送融化状态的费托尾蜡；

5、无机膜过滤单元，与所述进料泵通过管道连通，具有多个并联的使得融化状态的费托尾蜡同时经过的无机膜管，所述融化状态的费托尾蜡经过无机膜过滤后得到费托尾蜡渗透液；

6、反冲洗单元，与所述无机膜过滤单元连通，用于冲洗无机膜过滤单元中的无机膜，得到冲洗液；

7、沉降罐，分别与所述无机膜过滤单元和储罐通过管道连通，用于过滤杂质和冲洗液的排出；

8、其中，所述储罐、进料泵及无机膜过滤单元之间用于输送费托尾蜡的管道均设置有伴热装置；

9、所述无机膜管中包括层叠在一起形成楔形结构的用于使费托尾蜡依次经过的第一级膜、第二级膜及第三级膜，第一级膜的过滤面积<第二级膜的过滤面积<第三级膜的过滤面积；所述第一级膜的孔径为50-500nm，第二级膜的孔径为500-800nm，第三级膜的孔径为>800nm，无机膜的孔径梯级增大，有效阻止膜管的堵塞。

10、根据本发明的系统，所述反冲洗单元中冲洗液为有机正构烷烃，碳数小于18。

11、根据本发明的系统，所述反冲洗单元的冲洗液按照与费托尾蜡流经相反的方向进入无机膜过滤单元。

12、根据本发明的系统，所述无机膜种类为陶瓷膜或金属膜等。

13、根据本发明的系统，所述伴热装置对系统中输送费托尾蜡的管道、泵和无机膜等进行加热，可以采取蒸汽伴热、电伴热带伴热和电伴热管等装置。

14、本发明另一方面还提供了一种费托尾蜡中杂质的处理方法，包括如下步骤：

15、将储罐中的费托尾蜡加热至完全融化状态；

16、通过进料泵，将储罐中的费托尾蜡液体输送至无机膜过滤单元中，过滤分离费托尾蜡液体中的杂质，得到费托尾蜡渗透液；

17、将反冲洗系统中的冲洗液通入无机膜过滤单元，清洗无机膜；以及，过滤杂质和冲洗液通过沉降罐排出；其中，所述储罐、进料泵及无机膜过滤单元之间用于输送费托尾蜡的管道均设置伴热方式。

18、根据本发明的方法，所述储罐中将费托尾蜡加热至50-300℃，优选80-200℃，以及在储罐、进料泵及无机膜过滤单元之间用于输送费托尾蜡的管道设置伴热的温度为100-300℃，优选80-200℃。

19、根据本发明的方法，将反冲洗单元得到的清液通过蒸馏后循环使用。

20、根据本发明的方法，所述无机膜过滤单元内的压力为0.05～2.0mpa，优选0.5-1.0mpa。压力越大，过滤的速度也越大，处理量也就增大。

21、根据本发明的方法，优选地，所述第一级膜的孔径为100-300nm，更优选100-200nm，第二级膜的孔径为500-600nm，第三级膜的孔径为800-900nm；压力为0.5-1.0mpa，压力增加有利于提高过滤速度和处理量，但压力过大，会降低膜管的寿命，因此，合适的压力与梯级孔径的无机膜配合使用，取得了最佳的过滤效果。

22、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

23、1、本发明方法能处理高熔点的固体或半固态费托尾蜡，在处理过程中使其一直保持融化状态，使其在液体状态易与操作，使固体或半固体杂质的脱除变为现实。

24、2、本发明处理系统能连续稳定进行，操作简单；并且，为了防止表面沉积杂质，堵塞无机膜过滤单元的膜管，可利用冲洗液反冲洗无机膜管外壁，内壁清液循环沉降，并且可控制循环量调节，充分利用了资源。

25、3、本发明处理方法的过滤效果好，处理后的样品中总金属含量小于5ppm。为了解决膜过滤过程中被纳米杂质堵塞的问题，采用楔形结构无机膜，接触面的尺寸由小变大。

技术特征：

1.一种费托尾蜡中杂质的处理系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述杂质的处理系统，其特征在于：所述反冲洗单元的冲洗液按照与费托尾蜡流经相反的方向进入无机膜过滤单元。

3.根据权利要求1或2所述杂质的处理系统，其特征在于：所述无机膜为陶瓷膜或金属膜。

4.根据权利要求1所述杂质的处理系统，其特征在于：所述反冲洗单元中冲洗液为有机正构烷烃，碳数小于18。

5.根据权利要求1-4任一项所述杂质的处理系统，其特征在于：所述的伴热装置对系统中输送费托尾蜡的管道、泵和无机膜进行加热，选自蒸汽伴热、电伴热带伴热和电伴热管中的一种或多种。

6.一种费托尾蜡中杂质的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述杂质的处理方法，其特征在于：所述储罐中将费托尾蜡加热至50-300℃，以及在储罐、进料泵及无机膜过滤单元之间用于输送费托尾蜡的管道设置伴热的温度为100-300℃。

8.根据权利要求6或7所述杂质的处理方法，其特征在于：所述无机膜过滤单元内的压力为0.05～2.0mpa。

9.根据权利要求6所述杂质的处理方法，其特征在于：将反冲洗单元得到的清液通过蒸馏后循环使用。

10.根据权利要求6-9任一项所述杂质的处理方法，其特征在于：所述第一级膜的孔径为100-300nm，第二级膜的孔径为500-600nm，第三级膜的孔径为800-900nm，压力为0.5-1.0mpa。

技术总结本发明公开了一种费托尾蜡中杂质的处理系统及其方法，包括如下步骤：将储罐中的费托尾蜡加热至完全融化状态；通过进料泵，将储罐中的费托尾蜡液体输送至无机膜过滤单元中，过滤分离费托尾蜡液体中的杂质，得到费托尾蜡渗透液；将反冲洗系统中的冲洗液通入无机膜过滤单元，清洗无机膜；以及，过滤杂质和冲洗液通过沉降罐排出；其中，所述储罐、进料泵及无机膜过滤单元之间用于输送费托尾蜡的管道均设置伴热方式。本发明能有效去除固态或半固态费托尾蜡中的微量杂质，使得处理后的尾蜡中总金属含量小于5PPM。技术研发人员：朱加清,李景,刘粟侥,李浩,陈静允,艾军,邢爱华,胡云剑受保护的技术使用者：国家能源投资集团有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/3/4