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摘要：催化裂化油浆中含有固体催化剂颗粒，主要成分为硅酸铝。固体催化剂颗粒的存在影响油浆的深加工和综合利用，同时对下游设备造成不利影响。本文就当前国内炼厂催化裂化装置的副产品催化油浆中催化剂粉末脱除的几种分离技术进行综述，并对催化油浆的脱固分离技术的发展进行了展望。
关键词：催化裂化油浆;分离技术;进展
1 催化油浆的性质及应用
催化油浆是催化裂化反应过程的副产品，因原料、工艺条件的差异，各炼厂所产催化油浆的组成和性质也各不相同，但其化学组成具有密度大，稠环芳烃含量高，氢碳原子比低等特点，是一种低附加值的副产品。根据催化油浆的性质，利用其所含优质碳资源的特性，可将其作为原料生产不同需求的新型碳材料和多种化工产品。但催化油浆中包裹的催化剂和焦粉粉末等机械杂质严重影响深加工产品的质量。
2催化裂化油浆的分离技术
2.1 自然沉降法
自然沉降法是依靠重力沉降达到净化油浆的目的，其方法具有设备简单、投入成本低、操作简便等特点。但因催化剂粉末的成分为硅酸铝晶体（Al2O3- SiO2），其在催化裂化装置中磨损或受热破裂，形成粒径多为20μm 以下的细小粉末，高度分散在油浆中，仅靠重力沉降难度大、耗时、脱除率低，因此该法已被淘汰。
2.2 过滤分离法
过滤分离法是采用一种微孔过滤介质拦截油浆中的催化剂粉末实现分离净化的，其技术关键是过滤介质的选用和适当的反冲洗方式。此法具有操作简单、性能稳定、分离效率高等特点。20 世纪80 年代美国Paul 公司和MOTT 公司率先实现过滤技术在催化油浆净化技术上的工业应用。国内四川石化有限责任公司采用多孔金属粉末烧结滤芯为过滤组件，在2.5Mt·a- 1 重油催化裂化装置上实现了全自动过滤系统的净化技术，油浆灰分的平均脱除率达到了92.4%。安泰科技和燕山石化合作开发的非对称复合结构的过滤滤芯已被证明达到了国外进口滤芯水平。虽然过滤技术发展较成熟，已有工业研究，但因过滤滤芯维护、清洗、更换等条件因素，限制了其应用。
2.3化学沉降法
化学沉降法是在油浆中加入微量的沉降助剂，混合过程中与油浆中的催化剂形成较强的界面亲和力，形成催化剂粉末聚集或凝聚，从而加速粉末的沉降达到分离的目的。该法具有化学助剂用量小、投入成本低、操作简便、脱除效果好的特点。董艳丽分别以稀释前后的催化油浆为研究对象，采用LAL- 2和聚丙烯酰胺水溶液分别为沉降助剂，实验证明催化剂粉末的脱除率达85%以上。杨杰以聚丙烯酰胺和硫酸铵为絮凝剂，DRC- 168 为破乳剂，采用破
乳絮凝沉降法脱除催化裂化油浆中催化剂粉末，催化剂粉末含量降至500×10- 6 以下。兰州石化分公司炼油厂进行了沉降剂的工业研究实验，在其重油催化裂化装置系统中引入了深圳拉达精细化工有限公司研发的新型沉降剂，经72h 的沉降后，脱除率达到89%左右。
2.4静电分离法
静电分离法是70 年代兴起的液固分离技术，原理是当油浆流经填料床层时，催化油浆中的固体微粒在高压电场作用下被极化带上电荷，从而被填料吸附，达到净化油浆的目的。最早的静电分离器是由美国的海湾石油公司设计研发制造，美国的阿瑟港石油公司用于工业应用。之后国内很多研究机构做了大量的研究和技术改进，赵娜等人在Cao qing，Abidin等人的研究基础上自制静电分离装置，通过三级静电分离对重油催化油浆的固体颗粒物脱除率高达99%。虽然静电分离法脱除率高，但该法对10μm 以下的颗粒物分离效果显著，且所需设备复杂，分离效果受油浆性质、操作条件影响，因此在我国还未实现工业应用。
2.5离心分离法
离心分离法是基于油浆中的催化剂粉末的离心力大于重力，提高沉降速度，实现油浆的净化。目前，离心分离法分为离心沉淀分离法、旋流分离法2 种。离心沉淀分离是在高温试管式离心机进行分离。但受高温、高速条件限制，处理量小，暂无工业应用。旋流离心法是利用油浆在旋流器内做高速螺旋运动，受离心力作用实现液固分离。该法设备构造简单、能耗小、易于操作，研究较多。白志山等人将微旋流技术用于1.8Mt·a- 1 重油催化裂化装置上，脱固率可达55%～82%。中国石化九江分公司采用的旋流分离和过滤组合技术实现固体颗粒物脱除率达95%以上，其中旋流器是作为预处理单元。
2.6油浆的澄清技术的比较
沉降助剂法克服了自然沉降分离效果不好的缺点，通过对油浆- 催化剂颗粒体系添加化学助剂，加速催化剂颗粒沉降，降低油浆灰份，使油浆改质。静电分离法的优点是分离效率高、处理量大、压降小，容易冲洗再生等; 缺点是设备投资大、操作费用高，静电分离技术脱油浆灰分的效果受油浆理化性质的影响较大。机械分离法包括过滤法、离心分离法和重力沉淀法以及这些方法的联合。其中以重力沉淀法的工艺最为简单，它投资省，易于建设，但要求在较高的温度下澄清才能获得明显的效果。过滤分离法优点是设备与操作简单，分离效率稳定，缺点是过滤器费用高，油浆高温易结焦，冲洗时间长，过滤阻力大。
3 结论
随着重油深加工技术的不断进步，催化油浆作为催化裂化过程中富含优质碳源且廉价易得的副产品，可应用于炼化、冶金、建材、合成橡胶及新型碳材料等领域，生产炭黑、针状焦、重交沥青、介孔碳和碳纤维制品，具有广阔的市场应用前景。为了深入挖掘催化油浆深加工利用潛力，更好地发挥催化油浆所含优质碳源的经济价值，应从以下几个方面开展相关技术的研究和开发：
（1）对炼厂现有的油浆回炼和掺炼工艺进行改良和创新，在保证产品质量的前提下，以提高催化裂化单元的回炼量和延迟焦化单元的掺炼量，进而降低操作成本，提高装置能效水平。（2）从提高油浆的净化效率的入手，开发高效催化油浆分离技术，并应用于实际生产，从源头提升催化油浆的品质，为下游企业开展深加工利用提供原料保障。（3）鉴于化工新材料和专用化学品成为未来我国化工产业发展的投资热点领域，重点研制利用催化油浆作为碳材料前驱体，生产新型碳纳微球中间体，并应用于电子电器、通讯信息、生命科学、贮能材料等领域，通过新工艺和新产品进一步拓宽催化油浆综合利用空间。
参考文献：
[1]浅析重油加工技术发展趋势[J]. 樊瑞.石化技术.2016（10）.
[2]对催化裂化技术发展和竞争趋势的分析[J]. 程薇.石油炼制与化工.2016（01）.
[3]催化裂化工艺及催化剂的技术进展[J]. 张建祥.石化技术.2016（06）.
[4]催化裂化油浆的净化分离技术研究进展[J]. 丁会敏.陈松.王晓栋.杨光.周扬.化学工程师. 2018， 32（11）.
[5]催化裂化油浆液固体系分离技术探讨.[J]. 邱洪卫.任万忠.曾涛.2015（44）.
（作者单位：中石油克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院）
关键词：催化裂化油浆;分离技术;进展
1 催化油浆的性质及应用
催化油浆是催化裂化反应过程的副产品，因原料、工艺条件的差异，各炼厂所产催化油浆的组成和性质也各不相同，但其化学组成具有密度大，稠环芳烃含量高，氢碳原子比低等特点，是一种低附加值的副产品。根据催化油浆的性质，利用其所含优质碳资源的特性，可将其作为原料生产不同需求的新型碳材料和多种化工产品。但催化油浆中包裹的催化剂和焦粉粉末等机械杂质严重影响深加工产品的质量。
2催化裂化油浆的分离技术
2.1 自然沉降法
自然沉降法是依靠重力沉降达到净化油浆的目的，其方法具有设备简单、投入成本低、操作简便等特点。但因催化剂粉末的成分为硅酸铝晶体（Al2O3- SiO2），其在催化裂化装置中磨损或受热破裂，形成粒径多为20μm 以下的细小粉末，高度分散在油浆中，仅靠重力沉降难度大、耗时、脱除率低，因此该法已被淘汰。
2.2 过滤分离法
过滤分离法是采用一种微孔过滤介质拦截油浆中的催化剂粉末实现分离净化的，其技术关键是过滤介质的选用和适当的反冲洗方式。此法具有操作简单、性能稳定、分离效率高等特点。20 世纪80 年代美国Paul 公司和MOTT 公司率先实现过滤技术在催化油浆净化技术上的工业应用。国内四川石化有限责任公司采用多孔金属粉末烧结滤芯为过滤组件，在2.5Mt·a- 1 重油催化裂化装置上实现了全自动过滤系统的净化技术，油浆灰分的平均脱除率达到了92.4%。安泰科技和燕山石化合作开发的非对称复合结构的过滤滤芯已被证明达到了国外进口滤芯水平。虽然过滤技术发展较成熟，已有工业研究，但因过滤滤芯维护、清洗、更换等条件因素，限制了其应用。
2.3化学沉降法
化学沉降法是在油浆中加入微量的沉降助剂，混合过程中与油浆中的催化剂形成较强的界面亲和力，形成催化剂粉末聚集或凝聚，从而加速粉末的沉降达到分离的目的。该法具有化学助剂用量小、投入成本低、操作简便、脱除效果好的特点。董艳丽分别以稀释前后的催化油浆为研究对象，采用LAL- 2和聚丙烯酰胺水溶液分别为沉降助剂，实验证明催化剂粉末的脱除率达85%以上。杨杰以聚丙烯酰胺和硫酸铵为絮凝剂，DRC- 168 为破乳剂，采用破
乳絮凝沉降法脱除催化裂化油浆中催化剂粉末，催化剂粉末含量降至500×10- 6 以下。兰州石化分公司炼油厂进行了沉降剂的工业研究实验，在其重油催化裂化装置系统中引入了深圳拉达精细化工有限公司研发的新型沉降剂，经72h 的沉降后，脱除率达到89%左右。
2.4静电分离法
静电分离法是70 年代兴起的液固分离技术，原理是当油浆流经填料床层时，催化油浆中的固体微粒在高压电场作用下被极化带上电荷，从而被填料吸附，达到净化油浆的目的。最早的静电分离器是由美国的海湾石油公司设计研发制造，美国的阿瑟港石油公司用于工业应用。之后国内很多研究机构做了大量的研究和技术改进，赵娜等人在Cao qing，Abidin等人的研究基础上自制静电分离装置，通过三级静电分离对重油催化油浆的固体颗粒物脱除率高达99%。虽然静电分离法脱除率高，但该法对10μm 以下的颗粒物分离效果显著，且所需设备复杂，分离效果受油浆性质、操作条件影响，因此在我国还未实现工业应用。
2.5离心分离法
离心分离法是基于油浆中的催化剂粉末的离心力大于重力，提高沉降速度，实现油浆的净化。目前，离心分离法分为离心沉淀分离法、旋流分离法2 种。离心沉淀分离是在高温试管式离心机进行分离。但受高温、高速条件限制，处理量小，暂无工业应用。旋流离心法是利用油浆在旋流器内做高速螺旋运动，受离心力作用实现液固分离。该法设备构造简单、能耗小、易于操作，研究较多。白志山等人将微旋流技术用于1.8Mt·a- 1 重油催化裂化装置上，脱固率可达55%～82%。中国石化九江分公司采用的旋流分离和过滤组合技术实现固体颗粒物脱除率达95%以上，其中旋流器是作为预处理单元。
2.6油浆的澄清技术的比较
沉降助剂法克服了自然沉降分离效果不好的缺点，通过对油浆- 催化剂颗粒体系添加化学助剂，加速催化剂颗粒沉降，降低油浆灰份，使油浆改质。静电分离法的优点是分离效率高、处理量大、压降小，容易冲洗再生等; 缺点是设备投资大、操作费用高，静电分离技术脱油浆灰分的效果受油浆理化性质的影响较大。机械分离法包括过滤法、离心分离法和重力沉淀法以及这些方法的联合。其中以重力沉淀法的工艺最为简单，它投资省，易于建设，但要求在较高的温度下澄清才能获得明显的效果。过滤分离法优点是设备与操作简单，分离效率稳定，缺点是过滤器费用高，油浆高温易结焦，冲洗时间长，过滤阻力大。
3 结论
随着重油深加工技术的不断进步，催化油浆作为催化裂化过程中富含优质碳源且廉价易得的副产品，可应用于炼化、冶金、建材、合成橡胶及新型碳材料等领域，生产炭黑、针状焦、重交沥青、介孔碳和碳纤维制品，具有广阔的市场应用前景。为了深入挖掘催化油浆深加工利用潛力，更好地发挥催化油浆所含优质碳源的经济价值，应从以下几个方面开展相关技术的研究和开发：
（1）对炼厂现有的油浆回炼和掺炼工艺进行改良和创新，在保证产品质量的前提下，以提高催化裂化单元的回炼量和延迟焦化单元的掺炼量，进而降低操作成本，提高装置能效水平。（2）从提高油浆的净化效率的入手，开发高效催化油浆分离技术，并应用于实际生产，从源头提升催化油浆的品质，为下游企业开展深加工利用提供原料保障。（3）鉴于化工新材料和专用化学品成为未来我国化工产业发展的投资热点领域，重点研制利用催化油浆作为碳材料前驱体，生产新型碳纳微球中间体，并应用于电子电器、通讯信息、生命科学、贮能材料等领域，通过新工艺和新产品进一步拓宽催化油浆综合利用空间。
参考文献：
[1]浅析重油加工技术发展趋势[J]. 樊瑞.石化技术.2016（10）.
[2]对催化裂化技术发展和竞争趋势的分析[J]. 程薇.石油炼制与化工.2016（01）.
[3]催化裂化工艺及催化剂的技术进展[J]. 张建祥.石化技术.2016（06）.
[4]催化裂化油浆的净化分离技术研究进展[J]. 丁会敏.陈松.王晓栋.杨光.周扬.化学工程师. 2018， 32（11）.
[5]催化裂化油浆液固体系分离技术探讨.[J]. 邱洪卫.任万忠.曾涛.2015（44）.
（作者单位：中石油克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院）