从加氢裂化器料流中动电分离固体粒子

申请号 CN201880045457.0 申请日 2018-06-25 公开(公告)号 CN110869471A 公开(公告)日 2020-03-06
申请人 埃克森美孚研究工程公司; 发明人 艾维·D·约翰逊; 布彭德尔·S·米尼亚斯; 杰西卡·维特曼; 萨拉·L·约埃; 托马斯·布鲁诺;
摘要 本文提供了用于从加氢裂化器工艺料流中除去固体粒子的动电分离方法。
权利要求

1.一种用于减少工艺料流中的微粒的方法,所述烃工艺料流包含加氢裂化器进料流或加氢裂化产物流和微粒,所述方法包括通过使所述烃工艺料流通过至少一个动电分离器(EKS)而从所述烃工艺料流中除去至少一部分的所述微粒,以形成微粒减少的烃流。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述烃工艺料流是加氢裂化器的进料流。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述烃工艺料流是离开加氢裂化器的加氢裂化产物。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法,所述方法还包括用亚微米过滤器来过滤所述微粒减少的烃流。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述微粒的减少使所述过滤器减负并缩短了所述过滤器的再生时间。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法,所述方法还包括用旋流器系统或离心机系统处理所述微粒减少的烃流作为抛光步骤。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法,所述方法还包括使所述烃流通过所述EKS上游的水力旋流器,或者使所述烃流通过所述EKS上游的过滤系统,或者甚至使所述烃流通过所述EKS上游的离心机系统。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法,其中所述微粒具有在约0.1微米至约1微米的范围内的平均粒度。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法,其中通过热甲苯过滤/洗涤方案ASTM方法D4807-05测量,所述微粒的至少50重量%源自烃加工催化剂。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法,其中所述微粒包括源自催化剂的粒子、粘土、源自反应器设备的粒子以及源自所述EKS之前的反应后处理的粒子。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的方法,其中所述EKS包括至少两个施加电场的具有不同电位的相对电极,以及设置在所述电极之间的EKS介质,其中所述EKS介质包括纤维、织物、薄片、泡沫、团粒、珠粒、线材或其组合物。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述EKS介质包括织物,并且所述工艺料流流过至少部分地由所述织物形成的通道。
13.根据权利要求11所述的方法,其中所述EKS介质包括由选自无机玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷、无机化物及其混合物和组合物的材料制成的团粒。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法,所述方法还包括使所述EKS介质再生的步骤,例如通过将所述微粒减少的烃流的一部分再循环至所述EKS来洗涤所述EKS介质,从而除去在所述EKS介质中收集的所述粒子的至少一部分,或通过使用工艺相容性洗涤液来洗涤所述EKS介质以除去在所述EKS介质中收集的所述粒子的至少一部分。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述工艺相容性洗涤液选自空气、氮气、含烃液体及其组合物。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的方法,其中以与所述烃工艺料流的流动方向不同的方向来除去所述微粒。
17.一种系统,所述系统包括:
加氢裂化器;和
动电分离器(EKS),
其中所述EKS被配置成从加氢裂化器进料流中除去至少一部分微粒以形成微粒减少的烃流,并且所述EKS被配置成将所述微粒减少的烃流进料至所述加氢裂化器。

说明书全文

从加氢裂化器料流中动电分离固体粒子

技术领域

[0001] 本发明涉及用于从工艺料流中除去固体粒子的动电分离方法,所述烃工艺料流例如加氢裂化器的进料流或流出物。

背景技术

[0002] 增加适合于生产燃料润滑剂的原料的一种方法可以是进行裂化以将较高沸点的石油进料转化为较低沸点的产物。例如,高真空瓦斯油和低真空瓦斯油可以进行加氢裂
化以产生额外的润滑剂基础油料范围产品。
[0003] 基础油料通常用于生产润滑剂,例如汽车润滑油、工业润滑剂和润滑脂。基础油定义为用于制造润滑剂组合物的两种或更多种基础油料的组合。它们还用作工艺油、白油金属加工油和传热流体。成品润滑剂由两种基本组分组成:润滑基础油料和添加剂。润滑基础油料是这些成品润滑剂中的主要成分,并且对成品润滑剂的性能有显著贡献。一般来说,通过改变个体润滑基础油料和个体添加剂的混合物,一些润滑基础油料被用于制造各种各样的成品润滑剂。
[0004] 根据美国石油协会(API)的分类,基础油料根据其饱和烃含量、硫平和粘度指数而分成五类(表1)。润滑油基础油料通常从不可再生的石油资源大规模生产。第I、II和III类基础油料都是通过广泛加工例如溶剂萃取、溶剂或催化脱蜡和加氢异构化而从原油中得
到的。第III类基础油料也可以由从天然气炭或其它化石资源中获得的合成烃液体来生产,第IV类基础油料如聚α-烯烃(PAO)是通过α-烯烃例如1-癸烯的低聚反应生产的,第V类基础油料包括不属于第I-IV类的所有物质,例如环烷烃、聚烷亚基二醇(PAG)和酯。
[0005] 加氢裂化器是用于升级烃流的炼油厂操作。该工艺接收来自多个来源的进料,其中一些含有大量的微粒,这些微粒会对下游产品规格产生有害影响,以及造成设备腐蚀
堵塞。因此,加氢裂化器的进料和/或产物需要在加氢裂化器/加氢处理器之前或之后进行
过滤或离心以除去微粒。或者,送至加氢裂化器的进料可以限于那些具有低粒子计数的进
料。
[0006] 除了所需的润滑剂范围石油产品外,离开加氢裂化器的工艺料流还可含有源自催化剂、反应器设备和反应物的固体粒子(微粒)。固体粒子即使以低浓度包含在润滑剂基础
油料产品中,如果不降低到可接受的水平,也会损害最终产品的性能。例如,已知润滑剂基础油料中包含的固体粒子,如果处于不可接受的水平,则可能会引起由所述基础油料配制
的最终润滑剂组合物的视觉上的浑浊或混浊,增加润滑剂中沉积物的形成,降低润滑剂的
可过滤性,降低其润滑功效,并增加润滑部件的表面腐蚀和表面磨损,从而导致润滑剂的寿命缩短以及经润滑的设备过早失效的更高险或更高能耗。
[0007] 历史上,使含粒子的加氢裂化器工艺进料流和/或流出物(加氢裂化产物)通过一个或多个阶段的机械过滤或离心,以至少部分地除去其中所含的固体粒子。机械过滤可以
包括使反应产物通过具有孔的多孔膜,所述孔足够小以排除一部分的固体粒子。然而,过滤速率可能受到多种因素的不利影响,诸如:反应产物的粘度、要除去的固体量和/或固体的形态。减少过滤时间可以提高生产能,以及使得能够在该工艺中使用被微粒更高度污染
的进料。
[0008] 多孔膜过滤通常需要使用典型地呈藻土形式的助滤剂,其在膜滤器上形成一个层以帮助收集固体,否则这些固体会绕过或阻塞过滤器。过滤后,助滤剂与工艺料流中的固体粒子一起在膜滤器的表面上形成“滤饼”。该滤饼将从产物流中吸收液体产物。直接丢弃具有所吸收的液体产物的滤饼是浪费的;而回收所吸收的液体产物需要额外的材料和步
骤。粒子过滤速度与部分去除程度之间的折衷导致至少一部分的固体粒子,特别是粒度小
于膜的孔径的那些粒子,穿过膜并在过滤后夹带于工艺料流中。
[0009] 以比常规过滤技术更快的速率从加氢裂化器工艺料流中除去固体粒子和/或减少需要通过常规过滤除去的固体粒子的量的方法将是有利的。

发明内容

[0010] 已经发现,无需过滤或除了过滤或离心之外,可以使用动电分离(“EKS”)从加氢裂化器工艺料流中有效地减少固体粒子,甚至是尺寸特别小的那些固体粒子。载有收集的固体粒子的EKS介质可以方便地原位或异位再生,以恢复所利用的EKS的粒子消减能力,或者
在某些情况下可以丢弃并用新鲜的EKS介质替换。
[0011] 因此,在一个方面,本发明提供了一种用于减少烃工艺料流中的微粒的方法,所述烃工艺料流包含加氢裂化器进料流或加氢裂化产物流和微粒,所述方法包括通过使烃工艺料流通过至少一个动电分离器(EKS)而从所述烃工艺料流中除去至少一部分微粒,以形成
微粒减少的烃流。
[0012] 在一种形式中,所述烃工艺料流是用于加氢裂化器的进料流。
[0013] 在一种形式中,所述烃工艺料流是从加氢裂化器离开的加氢裂化产物。
[0014] 在另一种形式中,所述方法还可以包括用亚微米过滤器来过滤所述微粒减少的烃流。
[0015] 有利的是,微粒的减少使过滤器减负,并缩短了使过滤器再生的时间。
[0016] 在另一种形式中,所述方法还可以包括用水力旋流器系统或离心机系统处理所述微粒减少的烃流作为抛光步骤。
[0017] 另外,所述方法还可以包括使烃流通过EKS上游的水力旋流器,或者使烃流通过EKS上游的过滤系统,或者甚至使烃流通过EKS上游的离心机系统。
[0018] 在另一种形式中,所述微粒具有在0.1微米至10微米范围内的平均粒度。
[0019] 在又一种形式中,至少50重量%的微粒源自烃加工催化剂。
[0020] 在另一种形式中,所述微粒包括源自催化剂的粒子、粘土、源自反应器设备的粒子以及源自EKS之前的反应后处理的粒子。
[0021] 在又一种形式中,所述EKS包括至少两个施加电场的具有不同电位的相对电极,以及置于所述电极之间的EKS介质,其中所述EKS介质包括纤维、织物、薄片、泡沫、团粒、珠粒、线材或其组合物。
[0022] 有利的是,所述EKS介质包括织物,并且所述工艺料流流过至少部分由所述织物形成的通道。
[0023] 可替选地,所述EKS介质包括由选自无机玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷、无机化物及其混合物和组合物的材料制成的团粒或珠粒。
[0024] 在另一种形式中,所述方法还包括使EKS介质再生的步骤,例如通过将所述微粒减少的烃流的一部分再循环到EKS中来洗涤EKS介质,从而除去收集在EKS介质中的粒子的至
少一部分,或者通过使用工艺相容性洗涤液来洗涤EKS介质以除去收集在EKS介质中的粒子
的至少一部分。
[0025] 在一种形式中,所述工艺相容性洗涤液选自空气、氮气、含烃液体及其组合物。
[0026] 有利的是,以与烃工艺料流的流动方向不同的方向去除微粒。
[0027] 根据下面的具体实施方式,其它实施方式、包括上文概述的实施方式的特定方面将是清楚的。
附图说明
[0028] 本文描述的附图仅出于所选实施方式的说明性目的,而不是所有可行的实现方式,并且无意限制本公开的范围。
[0029] 图1A和图1B示意性地示出了在清洁模式下运行的包括织物EKS介质的EKS。
[0030] 图2示意性地示出了在清洁模式下运行的包括玻璃珠作为EKS介质的EKS。
[0031] 在整个附图的若干视图中,相应的附图标记指示相应的部件。

具体实施方式

[0032] 本申请说明了加氢裂化器工艺料流的过滤的可替选方案或补充,其减少了粒子计数而与粒子大小无关。
[0033] 定义
[0034] 本文使用的词语和短语应当被理解和解释为具有与相关领域的技术人员对那些词语和短语的理解一致的含义。本文中术语或短语的一致使用不是旨在暗示术语或短语的
特殊定义,即与本领域技术人员所理解的普通和惯常含义不同的定义。就术语或短语旨在
具有特殊含义即,除熟练技术人员所理解的最宽泛含义以外的含义而言,在说明书中将以
提供对术语或短语的特殊或明确定义的定义方式清楚地阐明这样的特殊或明确定义。
[0035] 例如,以下讨论包含在本公开中使用的几个特定术语的定义的非穷举列表(其它术语可以在本文其它地方以定义方式定义或阐明)。这些定义旨在阐明本文使用的术语的
含义。认为所述术语以与它们的普通含义一致的方式使用,但是为了清楚起见在此仍然指
定了定义。
[0036] 一个/一种:当在说明书和权利要求书中描述的本发明的实施方式和实现方式中应用于任何特征时,如本文所用的冠词“一个”和“一种”表示一个或多个/一种或多种。除非专指出限制,否则“一个”和“一种”的使用并不将含义限制为单个特征。术语“一个”或“一种”实体是指一个或多个/一种或多种所述实体。因而,术语“一个/一种”、“一个或多个/一种或多种”和“至少一个/至少一种”在本文中可以互换使用。
[0037] 约:如本文所用,“约”是指基于所鉴定的特定性质的通常实验误差的偏差程度。术语“约”提供的幅度将取决于具体的上下文和特定的性质,并且本领域技术人员可以容易地辨别。术语“约”无意扩大或限制原本可提供特定值的等同物的程度。此外,除非另有说明,否则术语“约”应明确包括“准确地”,这与以下关于范围和数值数据的讨论一致。
[0038] 和/或:置于第一实体与第二实体之间的术语“和/或”是指以下之一:(1)第一实体、(2)第二实体和(3)第一实体和第二实体。用“和/或”列举的多个要素应以相同的方式解释,即,如此结合的要素中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句具体指明的要素之外,还可以任选地存在其它要素,无论与那些具体指明的要素相关还是无关。因此,作为一个非限制性实例,在与开放式语言例如“包含”结合使用时,对“A和/或B”的提及可以在一个实施方式中仅指A(任选地包括除B以外的要素);在另一个实施方式中,仅指B(任选地包括除A以外的要素);在又一个实施方式中,指A和B两者(任选地包括其它要素)。如本文在说明书和权利要求书中所用,“或”应被理解为具有与如上文所定义的“和/或”相同的含义。例如,当将列表中的项目隔开时,“或”或“和/或”应解释为包含性的,即包含多个要素或要素列表中的至少一个,但也包括多于一个,以及任选地其它未列出的项目。只有明确地相反指示的术语,例如“仅一个”或“恰好一个”,或者当在权利要求书中使用时,“由……组成”将指示包括多个要素或要素列表中的恰好一个要素。一般来说,如本文所用的术语“或”当在排他性术语例如“两者之一”、“之一”、“仅一个”或“恰好一个”之前时应仅理解为表示排他性可替选物(即“一个或另一个但不是两个都”)。
[0039] 包含:在权利要求书以及说明书中,所有过渡性短语如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“包括(composed of)”等应理解为开放式的,即意味着包括但不限于。如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节所述,仅过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别是封闭式或半封闭式过渡短语。本文描述的任何装置或方法或系统可以包括所描述要素中的任意一个或多个,可以由其组成或可以基本上由其组成。
[0040] 范围:浓度、尺寸、数量和其它数值数据可以在本文中以范围格式表示。应当理解,这样的范围格式仅是为了方便和简洁而使用,并且应该灵活地解释为不仅包括明确列举为范围限度的数值,而且包括涵盖在所述范围内的所有单独的数值或子范围,就好像每个数
值和子范围都被明确叙述一样。例如,约1至约200的范围应解释为不仅包括明确叙述的1和约200的限度,而且还包括单个大小例如2、3、4等和子范围例如10至50、20至100等。类似地,应理解,当提供数值范围时,此类范围应解释为对仅叙述范围下限值的权利要求限制和仅
叙述范围上限值的权利要求限制提供字面支持。例如,所公开的10至100的数值范围为叙述“大于10”(无上限)的权利要求和叙述“小于100”(无下限)的权利要求提供了字面支持。在附图中,相同的数字表示相同或相似的结构和/或特征;并且此处可以不参考附图详细讨论每个示出的结构和/或特征。类似地,每个结构和/或特征可能未在附图中明确标记;并且在不背离本公开的范围的情况下,本文参考附图讨论的任何结构和/或特征可以与任何其它
结构和/或特征一起使用。
[0041] 本文中的“机械过滤”是指一种用于将固体物质从固体/流体混合物中分离的过滤方法,其仅通过由重力、离心力、压力梯度(真空或正压)等及其组合产生的传统机械力实
现,而没有故意通过电场向待与液体分离的固体物质施加外力。真空辅助的转鼓式过滤器
是一种广泛使用的用于从液体中分离固体的机械过滤装置。
[0042] 如本文所用,“加氢裂化”通常是指将长的烃链裂化成较短的烃链以得到更有用产物的催化过程。许多专利公开了加氢裂化方法,例如美国专利号9,499,752,其通过引用以整体并入本文。
[0043] 润滑剂基础油料的制造通常从沸点相当高的烃馏分开始,例如从炼油厂中的真空蒸馏塔提取的轻真空瓦斯油(LGO)或重真空瓦斯油(HGO)开始。在加工过程中,LGO或HGO材
料通常会经过几种不同的催化过程,以改变其组成和/或去除某些杂质。不变的是,至少一些微粒,例如来自上游加工设备的催化剂细粉或鳞片(scale),可进入加氢裂化器的烃工艺料流中。同样,由于加氢裂化器本身是催化装置,因此来自加氢裂化器的催化剂细粉可能被夹带在加氢裂化产物中,即加氢裂化器的流出物中。常规地,在使烃工艺料流进入加氢裂化器之前,使烃工艺料流通过一个或多个过滤膜,通过机械过滤进行微粒的去除。
[0044] 过滤至所需粒子计数水平所需的时间、设备和工艺条件可以受许多因素影响,包括但不限于工艺料流的粘度和要去除的固体粒子的量。打算去除的微粒通常会积聚在机械
过滤器中以形成“滤饼”,其还包含所需产物的液体。滤饼可以与其中所含的液体一起直接处理掉,导致浪费了一部分所需产物和未反应的反应物。或者,可以使用洗涤液来洗涤滤饼以回收夹带在其中的液体。由于机械过滤设备和工艺要求使用具有有限孔径的滤膜,因此
有可能即使经过多个阶段的机械过滤,某些固体粒子、尤其是尺寸小于滤膜的孔的那些固
体粒子,也不能被完全去除。
[0045] 因此,本公开通过使用动电分离器装置(“EKS”)提供用于加氢裂化器原料和/或加氢裂化产物——统称为加氢裂化器流体的微粒消减方法来解决这些问题。在该讨论中,动电分离被定义为一种过滤过程,该过滤过程根据动电、介电泳和/或电泳原理捕获加氢裂化器流体中夹带的微粒,并产生具有减少的微粒计数的加氢裂化器流体。EKS可以置于加氢裂化器的上游或加氢裂化器的下游,或两者。如果将EKS装置放置在加氢裂化器流体的滑流中可以是有利的,使得其仅处理总流体体积的一部分。
[0046] 适用于本申请的工艺料流的EKS装置的一个实例描绘于图1A和图1B中,其是在清洁模式下运行的包括织物EKS介质的EKS,并且图2是在清洁模式下运行的包括玻璃珠作为
EKS介质的EKS。
[0047] 通过向由电介质隔开的电极施加电压以产生电场来进行分离。可以将直流(DC)或交流(AC)电压施加到电极。加氢裂化器流体流经产生的电场,并且根据库仑定律,带有电荷或极化电荷分布的固体粒子如催化剂粒子可以在电场中沿所需方向移动,附着到电介质上
并被固定。最终结果是,从EKS离开的加氢裂化器流体包含减少量的微粒。
[0048] 通过本发明的方法处理的工艺料流中包含的绝大多数微粒可能源自加氢裂化器上游的固体催化剂。例如,基于新鲜工艺料流中夹带的微粒的总重量,由上游设备提供的进入EKS中的新鲜工艺料流中的微粒的重量百分比可以在a1%至a2%的范围内,其中a1和a2
可以独立地是80、85、90、95、96、97、98、99、100,只要a1
[0049] 微粒可具有通过热甲苯过滤/洗涤方案ASTM方法D4807-05测得为约0.1至约10微米(μm),例如约0.1至约1μm,或约0.1至约0.5μm,或甚至约0.1至约0.2μm的平均粒度。
[0050] 在某些变型中,可以在进入EKS之前通过热交换器将工艺料流的温度调节至期望的水平,以优化经历动电分离的工艺料流的粘度。因而,预期进入EKS的工艺料流可以具有相对较高的温度。
[0051] EKS可以与传统的机械过滤装置结合使用。在这样的实施方式中,EKS优选位于至少一个机械过滤装置的下游,尽管将EKS置于机械过滤装置的上游可以是有利的。EKS能够
捕获通过机械过滤装置的滤膜的非常细小的粒子,因此将EKS置于传统机械过滤装置的下
游具有优势。
[0052] EKS包括至少两个由能够在工作条件下导电的电导体制成的电极。所述电极可以由任何这样的导体制成,例如、硅、金属和金属合金(例如,、金和其它贵金属、导电陶瓷等)。
[0053] 在操作过程中,将电压施加到电极上,从而在电极之间产生电场。允许工艺料流通过电场,通常沿截断电场的方向通过。带有电荷的固体粒子由于施加在其上的库仑力而被迫在电场中移动。中性固体粒子可以被感应以在电场中变得电极化,然后由于库仑力而沿
特定方向移动。
[0054] 施加电压的幅度和电压曲线(例如,恒定的DC、交替的正弦波、交替的平坦脉冲或其它曲线)的特性,电极材料的类型,电极的形状、尺寸和位置以及电极之间的距离可以由本领域技术人员选择以满足本发明的特定方法的需要:新鲜进料流的流速、操作温度、新鲜进料流中的粒子浓度、使用的EKS数目、流向下游设备的料流期望的粒子浓度等。
[0055] 此外,如上所述,EKS可包括设置在施加电场的电极之间的电介质(“EKS介质”)。本文考虑的合适的EKS介质包括在EKS的操作条件下具有低电导率的任何固体材料。优选地,EKS介质的电导率低于电极材料。优选地,EKS介质的电导率在操作条件下低于工艺料流流
体。合适的EKS介质的非限制性实例包括纤维、织物(例如,非织造或织造、纤维素等)、薄片、泡沫、团粒、珠粒或线材,它们由诸如玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷、无机氧化物、纤维素材料如木材及其组合物和混合物的材料制成。在一个实施方式中,EKS介质可以是织物,例如非织造织物。织物可以至少部分地形成任何合适的几何形状的通道,工艺料流流体可以流过所述
通道。当工艺料流流过通道和电场时,固体粒子可以被吸引到织物上,粘附到织物上,并被收集在织物上,而不会被带到下游设备,从而实现粒子消减效果。
[0056] 在多个方面,EKS可以在约100kPaa(千帕斯卡绝对压力)至约3500、或约100kPaa至约3000kPaa、或约100kPaa至约2500kPaa、或约100kPaa至约2000kPaa、或约100kPaa至约
1500kPaa、或约100kPaa至约1000kPaa、或约100kPaa至约500kPaa、或约250kPaa至约
3500kPaa、或约250kPaa至约3000kPaa、或约250kPaa至约2500kPaa、或约250kPaa至约
2000kPaa、或约250kPaa至约1500kPaa、或约250kPaa至约1000kPaa、或约250kPaa至约
500kPaa、或约500kPaa至约3500kPaa、或约500kPaa至约3000kPaa、或约500kPaa至约
2500kPaa、或约500kPaa至约2000kPaa、或约500kPaa至约1500kPaa、或约500kPaa至约
1000kPaa的压力下操作。
[0057] 如本文所讨论的,与进入EKS的新鲜料流相比,离开EKS的经处理的料流具有减少的粒子含量。在多个方面,以离开EKS的工艺流体的总重量计,经处理的产物流可以包含按ASTM D4807-05测得的浓度小于约10,000ppmw(百万分之一重量份),小于约7,500ppmw,小
于约5,000ppmw,小于约2,500ppmw,小于约1,000ppmw,小于约750ppmw,小于约500ppmw,小于约250ppmw,小于约100ppmw,小于约75ppmw,小于约50ppmw,小于约25ppmw,小于约
10ppmw,小于约1.0ppmw,或小于约0.50ppmw或约0.010ppmw的固体粒子。另外地或可替选
地,经处理的产物流可以包含浓度为约0.010ppmw至约10,000ppmw、约0.010ppmw至约5,
000ppmw、约0.010ppmw至约1,000ppmw、约0.010ppmw至约100ppmw、约0.010ppmw至约
50ppmw、约0.010ppmw至约10ppmw、或约0.010ppmw至约1.0ppmw的固体粒子。
[0058] EKS可以有利地用于含有小尺寸的固体粒子,例如平均粒度为至多1微米(μm)、例如小于0.2μm或0.1μm的那些固体粒子的工艺料流。
[0059] 当工艺料流流过EKS时,EKS介质可以达到所需的捕获微粒水平,例如任何适宜量,直到EKS介质用于捕获和保留固体的最大容量。EKS的这种所需容量可以由许多因素确定,包括但不限于施加到电极上的电压曲线、工艺料流的流速、工艺料流中的微粒密度和粒度
分布、用于收集固体粒子的EKS介质的类型和容量等。
[0060] 当EKS介质达到其粒子收集容量时,可能希望再生EKS介质以从EKS介质中除去至少一部分的所收集的微粒,从而回复或恢复至少部分容量。一种预期的再生工艺包括从EKS装置中移出受污染的EKS介质,通过使用机械、化学、电气手段及其组合来清洁介质,以及将由此清洁的介质重新安装到EKS装置中。溶剂、清洁剂、火焰、氧化剂等离子体、刷子、搅拌装置、冲洗液流等可用于清洁受污染的EKS介质。
[0061] 或者,使用原位再生工艺,其中在再生期间能够使得EKS介质保留在EKS装置中。在这种原位再生工艺中,可以部分或完全地关闭向EKS的工艺料流供应,并且可以将施加到EKS电极的电压降至零或改变为有利于释放被捕获的微粒以便其可以从EKS中冲洗出来的
曲线。在EKS介质的原位再生期间,使工艺相容性流体作为反洗液通过EKS,从而冲洗出收集在介质中的至少一部分微粒。所述工艺相容性流体可以是任何合适的流体(包括液体、气体及其混合物),包括但不限于:空气、氮气、烃(例如甲烷、乙烷、丁烷、己烷、环己烷等)、或溶剂。优选地,所述工艺相容性洗涤液可与工艺料流流体混溶。
[0062] 在将加氢裂化产物流作为反洗液供应至EKS以去除其中收集的至少一部分微粒的情况下,可使经处理的加氢裂化产物流的至少约1%至约20%或约5%至约10%再循环通过
EKS以收集沉积的微粒。在离开EKS之后,反洗液可以进一步传递到分离系统(例如机械过滤器、沉降槽、EKS或其它分离装置)以从中去除微粒。如此回收的反洗液可用于所有合适的目的。
[0063] 另外地或可替选地,一旦EKS介质达到如本文所述的期望水平的捕获微粒,就可以更换EKS介质,而不是使EKS介质再生。例如,可以在一次分离循环、两次分离循环、三次分离循环、四次分离循环或五次分离循环之后更换EKS介质。例如,第一分离循环可包括使指定的工艺料流体积通过EKS以产生经处理的加氢裂化器工艺或产物流,并且第二循环可包括
使所述经处理的加氢裂化器工艺或产物流的至少一部分通过EKS,等等。或者,第一分离循环可包括使第一指定工艺料流体积通过EKS以产生第一经处理的加氢裂化器流体,并且第
二循环可包括使第二指定的工艺料流体积通过EKS以产生第二经处理的加氢裂化器流体。
[0064] 或者,使从EKS上游的设备供应的连续的新鲜进料流通过EKS,以获得微粒减少的料流,然后将其分成至少两股料流,其中一股再循环至EKS,而另一股流至下游设备,所述下游设备可以是下游EKS、加氢裂化器,蒸馏塔、存储单元或其它容器。再循环至EKS的料流的重量与进入EKS的新鲜进料流的重量的比率可以显著改变,这取决于进入EKS的新鲜进料流
中的粒子浓度、EKS的效率和容量、以及允许流向下游设备的料流中期望的粒子浓度。理想地,再循环比可以在r1至r2的范围内,其中r1和r2可以独立地是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、
0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100,只要r1
[0065] 可以使用多个EKS单元,其并联或串联或以两种方式连接,以满足所述工艺的固体粒子消减性能要求。优选地,多个EKS单元中的至少两个被配置成使得它们能够并行操作,即,两者都从同一上游设备接收新鲜料流。能够并行操作多个EKS单元的系统实现了以清洁模式(即接受新鲜进料流并产生经处理的产物流的模式)操作一个EKS并以再生模式或如果
需要的话以空转模式操作一个EKS的可行性,因此可以使整个产品制造系统稳定且不间断
地运行。
[0066] 本发明可用于制备粒子减少的烃流的系统和方法中,而不需要使用除EKS以外的任何过滤设备。或者,如上文所讨论的,EKS可以与其它过滤设备如传统的机械过滤器装置结合使用。尽管优选地,EKS在常规机械过滤器的下游,但是预期在某些情况下,机械过滤器可以在EKS下游安装和使用。上游的EKS可以减少施加到下游机械过滤器的粒子负载,从而
减轻过滤器的微粒负担并缩短过滤器的再生时间。
[0067] 本文所述的方法还可以包括用水力旋流器系统或离心机系统处理微粒减少的加氢裂化产物流的步骤作为抛光步骤。在另一种形式中,加氢裂化器进料流可以在EKS上游通过水力旋流器、或过滤系统、或甚至是离心机系统。
[0068] 在再生过程中从EKS释放的微粒可以适当地再循环至加氢裂化器。因此,为此目的,尤其是在反洗液含有加氢裂化产物时,包含工艺相容性反洗液的洗涤流可以直接再循
环至加氢裂化器。在某些情况下,可能需要在沉降槽或其它装置中从洗涤流中的流体中分
离出固体粒子,然后将含有富集固体粒子的料流以高负载再循环至加氢裂化器。在通过EKS收集的固体粒子主要含有源自加氢裂化器的固体粒子的程度上,将从EKS释放的粒子再循
环至加氢裂化器可以特别有利。
[0069] 实施例
[0070] 织物介质EKS 101(可从美国俄亥俄州Blue Ash的United Air Specialists Inc.购得的Kleentek静电油调理系统)的操作示意图示于图1A中。EKS包括不锈外壳103,该不锈钢外壳接地并且用作两个EKS电极之一。在外壳103内部,安装有在底部与外壳电隔离
纵向金属棒105,作为相对的EKS电极。由非织造褶皱织物制成的介电性EKS介质107置于电
极105与外壳103之间。在清洁模式下运行期间,在电极105与外壳103之间施加了高压V,从而在其间的空间中产生电场。从底部将载有粒子的进料流109入EKS中,并使其流过EKS介质107和电场,并从顶部作为料流111离开EKS。图1B示出了织物EKS介质107的局部结构的示意图,所述织物EKS介质107包括多个织物壁151和153,其限定了沿着期望的向上的料流流
动方向大致在纵向方向上延伸的流体通道。在图1B中的介质(未示出)中的料流流动方向与
纸面基本上垂直,而电场(“E”)的方向基本上垂直于一系列的主要结构壁151。尽管在图1B中的壁151的局部截面显示为平坦的,但是从宏观上看,它们可以弯曲(例如,形成在其中心包围电极105的圆柱形套筒)。在清洁模式下运行期间,进入EKS的液流109中的至少一部分
的带有电荷或感应的部分电荷的固体粒子,由于电场施加的库仑力而向织物壁151和153移
动,由于织物表面微结构和库仑力而接触并粘附到织物表面,并被固定。净效应是与进入
EKS的料流109相比,离开EKS的料流111中的粒子数量减少。
[0071] 玻璃珠介质EKS 201(可从美国的General Atomics,3550General Atomics Court,圣地亚哥,CA 92121-1122获得的GulftronicTM静电分离器)的操作示意图示于图2
中。玻璃珠介质EKS包括金属外壳203,该金属外壳接地并用作两个EKS电极之一。在外壳203内,安装有在底部与外壳电隔离的纵向金属棒205作为相对的EKS电极。由多个玻璃珠制成
的介电性EKS介质207置于电极205与外壳203之间。在清洁模式下运行期间,在电极205与外壳203之间施加了高电压V,从而在其间的空间中产生电场。载有粒子的进料流209从顶部供应到EKS中,并使得其向下流过EKS介质207和电场,并作为料流211从底部离开EKS。进入EKS的液流209中夹带的至少一部分的带有电荷或感应的部分电荷的固体粒子,由于电场施加
的库仑力而向外壳203或电极205移动,由于表面微特征和库仑力而接触并粘附到玻璃珠表
面,并被固定。净效应是与进入EKS的料流209相比,离开EKS的料流211中的粒子数量减少。
[0072] 实施例1:使用EKS利用织物EKS介质进行分离
[0073] 获得加氢裂化产物的样品,并使其通过两个不同的亚微米过滤器,以确定加氢裂化产物中包含的大于每个过滤器的孔径的固体粒子的量。随后,将加氢裂化产物在施加电
流和不施加电流的情况下进料至织物介质EKS单元。测试结果显示在下表中。
[0074] 表
[0075]
[0076] 数据表明,在用于处理的条件下,使用带电的EKS系统,加氢裂化产物微粒水平下降60-70%。随后的微粒分析表明,EKS处理按比例去除了铝类物质。
[0077] PCT和EP条款:
[0078] 1.一种用于减少烃工艺料流中的微粒的方法,所述烃工艺料流包含加氢裂化器进料流或加氢裂化产物流和微粒,所述方法包括通过使所述烃工艺料流通过至少一个动电分
离器(EKS)而从所述烃工艺料流中除去至少一部分所述微粒,以形成微粒减少的烃流。
[0079] 2.根据段落1所述的方法,其中所述烃工艺料流是加氢裂化器的进料流。
[0080] 3.根据段落1所述的方法,其中所述烃工艺料流是离开加氢裂化器的加氢裂化产物。
[0081] 4.根据段落1至3中的任一项所述的方法,所述方法还包括用亚微米过滤器来过滤所述微粒减少的烃流。
[0082] 5.根据段落4所述的方法,其中所述微粒的减少使所述过滤器减负并缩短了所述过滤器的再生时间。
[0083] 6.根据段落1至5中的任一项所述的方法,所述方法还包括用水力旋流器系统或离心机系统处理所述微粒减少的烃流作为抛光步骤。
[0084] 7.根据段落1至6中的任一项所述的方法,所述方法还包括使所述烃流通过所述EKS上游的水力旋流器,或者使所述烃流通过所述EKS上游的过滤系统,或者甚至使所述烃
流通过所述EKS上游的离心机系统。
[0085] 8.根据段落1至7中的任一项所述的方法,其中所述微粒具有在约0.1微米至约1微米的范围内的平均粒度。
[0086] 9.根据段落1至8中的任一项所述的方法,其中通过热甲苯过滤/洗涤方案ASTM方法D4807-05测量,所述微粒的至少50重量%源自烃加工催化剂。
[0087] 10.根据段落1至9中的任一项所述的方法,其中所述微粒包括源自催化剂的粒子、粘土、源自反应器设备的粒子以及源自所述EKS之前的反应后处理的粒子。
[0088] 11.根据段落1至10中的任一项所述的方法,其中所述EKS包括至少两个施加电场的具有不同电位的相对电极,以及设置在所述电极之间的EKS介质,其中所述EKS介质包括
纤维、织物、薄片、泡沫、团粒、珠粒、线材或其组合物。
[0089] 12.根据段落11所述的方法,其中所述EKS介质包括织物,并且所述工艺料流流过至少部分地由所述织物形成的通道。
[0090] 13.根据段落11所述的方法,其中所述EKS介质包括由选自无机玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷、无机氧化物及其混合物和组合物的材料制成的团粒。
[0091] 14.根据段落11至13中的任一项所述的方法,所述方法还包括使所述EKS介质再生的步骤,例如通过将所述微粒减少的烃流的一部分再循环至所述EKS来洗涤所述EKS介质,
从而除去在所述EKS介质中收集的所述粒子的至少一部分,或通过使用工艺相容性洗涤液
来洗涤所述EKS介质以除去在所述EKS介质中收集的所述粒子的至少一部分。
[0092] 15.根据段落14所述的方法,其中所述工艺相容性洗涤液选自空气、氮气、含烃液体及其组合物。
[0093] 16.根据段落1至15中的任一项所述的方法,其中以与所述烃工艺料流的流动方向不同的方向除去所述微粒。
[0094] 工业适用性
[0095] 本文公开的系统和方法适用于化学工业。
[0096] 认为以上阐述的公开内容涵盖了具有独立效用的多个不同的发明。尽管已经以其优选形式公开了这些发明中的每一个,但是本文公开和示出的其特定实施方式不应被认为
是限制性的,因为可以进行多种变化。本发明的主题包括本文公开的各种要素、特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。类似地,在权利要求中记载“一个”或“第一”要素或其等同物的情况下,这些权利要求应理解为包括一个或多个这样的要素的结合,既不需要也不排除两个或更多个这样的要素。
[0097] 认为权利要求书特别指出了针对所公开的发明之一的某些组合和子组合,并且是新颖的和非显而易见的。在本申请或相关申请中,可以通过对当前权利要求的修改或对新
权利要求的引入来主张以特征、功能、要素和/或特性的其它组合和子组合体现的发明。不论是针对不同发明还是针对同一发明,无论是与原始权利要求不同、更宽、更窄或等同的范围,这些经修改或新的权利要求也被视为包括在本公开的发明主题内。
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