中國石化催化油漿膜過濾技術顯著提升了油漿凈化效率,工業應用前景廣闊。
3 月 28 日,中國石化科技部聯合湖南石化、金陵石化在南京主辦“催化油漿膜過濾技術工業應用推廣會”。與會的中國石化各煉化企業及研究機構等單位的專家一致認為,該技術在催化油漿脫固領域彰顯長周期穩定運行能力與高效分離性能兩大核心優勢。

“催化裂化油漿膜過濾技術開發與工業應用”是中國石化科研項目,由湖南石化與湖南中天元環境工程有限公司共同完成,已獲中國授權專利 5 件(發明專利 2 件),具有新穎性和創造性,2024年 6 月通過中國石化科技部組織的科技成果鑒定。該技術達到國內先進水平,不僅能顯著提升油漿凈化效率,而且為高端炭材料原料預處理提供了低成本、低能耗解決方案,在煉化行業具有廣闊的工業化推廣應用前景。
聯合攻關
在煉油行業,催化油漿中含有大量帶短側鏈稠環芳烴,是生產針狀焦、碳纖維、中間相瀝青等高端碳材料的理想原料。由于催化油漿中含有一定量的催化劑粉末,長期以來沒有得到有效利用,只能作為燃料油、瀝青調合組分或進焦化摻煉,其價值沒有得到充分體現。
油漿的高效分離是核心工藝環節。傳統分離技術(如靜電分離、離心分離、金屬燒結濾芯過濾)存在效率低、能耗高、易堵塞、二次污染等問題,沒有取得理想的效果。隨著科技水平的不斷發展,油漿作為國防工業及新興產業的原材料,重要性不言而喻。開展催化油漿脫固技術的研究及開發,去除油漿的催化劑粉末,實現油漿的高價值利用意義重大,也迫在眉睫。
據介紹,項目團隊針對催化油漿進行了過濾性能研究,開發了具有良好適用性的耐高溫耐磨損陶瓷膜管過濾核心組件,解決了陶瓷膜管高溫密封問題 ;通過對過濾溫度、過濾壓差等操作條件考察,形成了可穩定運行的催化裂化油漿膜過濾技術,以此技術為核心構建和開發的工藝流程具有良好的膜表面自清潔功能。
2008 年 3~6 月,雙方開展實驗室研究 ;2009 年 10 月 至 2010 年 9 月, 在 湖南石化 2 號催化和 1 號催化開展側線中試,同年 12 月通過中國石化科技部技術評議 ;2012 年 2 月至 2019 年 1 月,在湖南石化進行工業試驗,經多次優化、調整,解決了運行過程中出現的工程問題,工業試驗裝置實現平穩運行;2019 年 6 月至今,湖南石化工業裝置平穩運行5 年多。
運行結果表明,采用催化裂化油漿膜過濾技術,過濾精度高,孔徑分布窄,凈化油漿灰分低于 50μg/g ;具有自清潔功能,無需反沖洗系統,能實現連續穩定運行;高通量、低壓差運行,自動化程度高,節能環保;凈化油漿收率可調節,根據系統濃縮油漿的固含量調節凈化油漿收率。
漿作為制備中間相瀝青的原料,為相關下游企業提供優質的中間相瀝青原料近千噸,滿足了我國航空和國防軍工領域的需求。2020 年,湖南石化和湖南大學等共同完成的“高導熱油基中間相瀝青碳纖維關鍵制備技術與成套設備及應用”項目獲得國家科技進步二等獎。
為提升石油焦品質,湖南石化 2023年開始將濾后油漿進焦化裝置生產高品質儲能焦,產品得到用戶認可。與普通焦相比,儲能焦性價比高。截至 2024 年底,湖南石化共生產儲能焦16 萬噸,已成為中國石化重點儲能焦生產企業。
2020 年 8 月至今,高橋石化工業裝置采用催化裂化油漿膜過濾技術第二代技術(取消反沖洗),已平穩運行 3 年。2022 年 9 月至今,金陵石化采用催化裂化油漿膜過濾第三代技術(一級 + 二級組合工藝),運行平穩。
質得到了大幅度提升,為催化油漿的綜合利用創造了條件,具有顯著的經濟效益和社會效益。濾后油漿作為船用燃料油的調和組分,升值空間大。湖南石化10 萬噸 / 年油漿過濾裝置產品油漿作為船燃,每年增效顯著。
催化油漿還可以作為生產炭黑、橡膠填充油、塑料增塑劑、導熱油、碳纖維等高附加值的產品。不同用途對其固體含量有不同的要求 :生產燃料油要求催化劑粉末的含量 lt;1000μg/g ,生產炭黑和橡膠填充油要求催化劑粉末的含量lt;500μg/g ,生產針狀焦要求催化劑粉末的含量 lt;100μg/g ,生產碳纖維要求催化劑粉末的含量 lt;50μg/g? 。催化裂化油漿陶瓷膜過濾后,催化劑灰分可降低到 ∠ 50μg/g ,滿足作為化工綜合利用的技術要求。
工業應用
近年來,中國石化采用該技術在湖南石化、高橋石化和金陵石化建成了 4套工業裝置,單套處理能力從 4 萬噸 / 年到 30 萬噸 / 年不等,已超過兩年連續穩定運行,各項指標均達到設計值。
為提高油漿的利用價值,提升企業的經濟效益,增強企業核心競爭力,湖南石化建設 10 萬噸 / 年油漿過濾裝置,凈化油漿主要作為低硫重質船燃調和組分、高端碳材料原料。
2020 年 8 月以來,油漿過濾裝置投入實際工業運行,近幾年工業試驗及工業運行的結果表明:凈化油漿灰分 ∠ 50ppm ,凈化油漿平均收率 gt;85% ,達到設計指標,實現了長周期連續穩定運行。
2018 年開始,湖南石化利用濾后油
針狀石油焦是新型的碳素材料,用它制成的碳素制品具有高結晶度、高純度、低燒蝕量、低熱膨脹系數等特點,被廣泛用于煉鋼、宇航等領域。催化裂化濾后油漿是生產針狀焦的最好材料,作為針狀焦的原料,升值空間大。
前景廣闊
催化裂化是原油加工的重要裝置之一,催化油漿是催化裂化過程中的外甩產品,含有大量稠環芳烴,因其自身特性在循環回煉中會導致生焦,影響裝置的正常運作。催化油漿中夾帶部分催化劑粉末,使催化油漿作為燃料油和焦化裝置摻煉都受到了一定的影響。特別是催化油漿作為一種特殊化工原料的利用價值沒有獲得有效應用,進行油漿深加工或拓展油漿的應用市場越來越受到國內煉油企業的重視。
湖南石化與中天元合作開發了針對催化裂化油漿過濾處理的耐高溫特種陶瓷膜過濾處理成套技術,目前完成了工業應用試驗。試驗結果表明,處理后催化油漿中灰分 lt;50μg/g ,催化油漿的品
目前,湖南石化油漿過濾裝置有 15% 左右的濃縮油漿與焦化原料一并去了焦化裝置,該部分油漿價值未得到充分利用。今年,公司“濃縮油漿干化技術”項目已完成實驗室小試,計劃今年7 月開展現場工業側線實驗,目標是將凈化油漿收率從85% 提高至 99% 以上、 1% 的固渣可用于CFB 鍋爐摻燒,凈化油漿作為調和船燃組分等其他高附加值產品原料,實現催化油漿全部綜合利用。