镇海炼化20万吨/年催化油浆无机膜净化装置。王 鑫 摄

    □孙宝翔 王 鑫

    3月16日，采用大连石油化工研究院技术的20万吨/年催化油浆无机膜净化装置在镇海炼化一次开车成功。这是该项技术首次进行大规模工业应用，产品满足调和重质低硫船燃、生产高端碳材料等综合利用需求，为炼化行业提质增效、转型升级提供了有力支撑。

    我国催化裂化装置每年会产生约750万吨催化油浆，是调和低硫重质船燃的理想组分，也是炭黑、针状焦、碳纤维、塑料增塑剂、重交通道路沥青及导热油等化工产品的优质原料，还可作为渣油加氢进料进行再加工利用。但催化油浆黏度大、杂质多，特别是含有大量的催化剂粉末，固含量通常高达3000~10000ppm（1ppm为百万分之一），对其后续加工和利用带来了严重影响，造成极大的资源浪费。“催化油浆脱固除杂一直是石化行业的难点问题，传统的技术普遍存在原料适应性差、分离效果差、能耗高、频繁清洗滤芯和运行不稳定等诸多问题。”大连院副研究员王鑫介绍。

    2016年，大连院与江苏赛瑞迈科新材料有限公司组建了无机膜应用联合实验室，致力解决相关技术脱固效果不佳等问题。课题组通过分析不同催化油浆的杂质含量和粒径分布情况，有针对性地调整膜材料配方，调控膜孔径和孔隙率，保证物料净化效果、提高膜通量，从而提升抗污染能力。他们根据催化油浆的污染物特性，对膜表面进行亲油疏水、抗污染改性，有效防止污染物黏附于膜孔道内，延长了清洗周期，为工业规模化应用打下良好基础。历时数年，团队成功研发出过滤精度高、抗污染能力强、可清洗再生性好的无机膜材料。该无机膜材料平均孔径为50纳米，可有效脱除催化油浆中残留的杂质。

    针对装置运转周期短等问题，大连院科研人员选择机械强度高、化学稳定性好的材料作为无机膜载体，采用错流过滤工艺，开发了配套的膜管组合、密封及高效清洗再生技术，一举解决了膜材料的磨损、堵塞和清洗再生等问题，大幅延长了无机膜材料的寿命，增强了装置的可靠性，形成了催化油浆无机膜净化成套技术，并实现了催化油浆净化装置的长周期稳定运行。

    据大连院该技术负责人刘全杰介绍，该装置自开工以来持续平稳运行，净化油浆各项质量指标稳定，固含量可从原料油浆的6000ppm降至50ppm以下，净化油浆灰分低至40ppm、硅铝含量低至15ppm，分别相当于当前重质低硫船用燃料油标准要求含量的4%、25%，大幅满足调和低硫船燃需要，为石油石化行业低硫船燃的规模化生产提供了关键技术支持。同时，净化油浆还满足渣油加氢进料、生产针状焦等工艺的质量要求，实现了催化油浆的多元化应用。

    “催化油浆无机膜脱固净化技术成功实现工业化，书写了催化油浆综合利用的新篇章。”刘全杰说，该技术打通了催化油浆综合利用的关键一环，将低价值的油浆转化为宝贵的资源，能够助力炼厂对重劣质油品吃干榨尽、充分利用，大幅提高了催化油浆的经济价值，为石油石化行业提质增效、深度挖潜提供了新路径。

    据了解，大连院开发的无机膜脱固净化技术还可用于焦化含油污水净化、乙醇胺液净化、废润滑油预处理等领域，在分离、净化工况应用中具有显著优势和广泛前景。目前，镇海炼化12万吨/年焦化含油污水无机膜净化装置和青岛石化33万吨/年乙醇胺液无机膜净化装置均采用大连院技术，自2019年开工以来运行平稳，净化效果均优于指标要求。