[发明专利]用于精炼和化学工业的过滤方法

说明书

背景技术

精炼厂中的工业生产液流常常被对下游工艺单元有害和/或腐蚀工艺设备的组分污染，或者它们被倾向于妨碍工艺管线、阀和泵的固体物质污染，如铁锈。必须在液流进入工艺或工艺单元的某些部分之前去除污染物以便保持工艺或单元性能，过滤网、包含吸附剂或过滤介质的过滤外壳或滤筒通常被置于工艺单元前面以去除大多数不希望有的物质。例如，RONNING-PETTER多重过滤器用来在常压蒸馏残油供应到加氢处理装置之前在大约200℃的温度从常压蒸馏残油去除固体物质。三组元件安装在过滤器中以增加过滤面积。这些过滤装置的缺点是它们可能在短时间内被大量固体物质和由于腐蚀产生的铁锈覆没。结果，当污染物的累积引起操作间题，如压力增大和/或流量降低时，工业生产液流常常绕过这种过滤装置。另外，传统过滤装置的再生需要将它们的过滤元件拆开更换，这是昂贵的、耗时的、且危害环境的任务。

就固体物质而言，化学工厂中的工业生产液流一般比精炼厂的工业生产液流干净，但化学液流通常包含极性组分，极性组分聚合形成固体淤渣或分解形成导致腐蚀或相关问题的活性更高的物种。活性碳常常用作从工业生产液流去除活性物种的吸附剂。授予Johnson的美国专利4861900描述了用活性碳去除少量化合物，所述化合物在环丁烯砜转变成环丁砜的催化氢化中是催化剂毒物。

相似地，授予Broughton的美国专利3470087描述了一种技术，该技术用于利用活性碳通过吸附循环从烃产品管流去除极性溶剂，之后，通过解吸循环回收被吸附的溶剂。已经证明，利用活性碳的吸附-解吸安排是不实用的，因为坚固地附着到吸附剂的固体淤渣或细微的锈颗粒使这些单元很快变得饱和，从而使得单元难以清洁。其他吸附剂如氧化铝、硅胶和沸石材料也已经用来从工业生产液流去除极性物质。例如，授予Deal的美国专利3953324描述了在低温用硅胶从产品管流吸附极性溶剂然后在较高温度闪蒸供给的混合物以便从硅胶回收被吸附的溶剂的方法。该方法遭遇了与利用活性碳的吸附-解吸方法相同的问题。

在授予Lal的美国专利5053137中描述了一种用于从工业生产液流去除悬浮的微粒物质如铁锈以及溶解的离子和极性杂质的方法。该技术需要使被污染的溶剂、环丁砜通过一对串联布置的柱，第一个柱包含阳离子交换树脂，第二个柱包含阴离子交换树脂。虽然该方法是有效的，但它在商业上不可行，因为由于离子交换树脂的能力有限而只能清除少量溶剂。此外，生产过程产生了大量危险的废物。最后，在授予Casolo的美国专利3985648披露了一种方法，其结合了用于从液流去除污染物的过滤、吸附和离子交换。不幸地，该系统在工艺设计和实施上都很复杂，因为工艺需要多个离子交换柱，包括阳离子和阴离子交换器，和吸附柱。

因而，在精炼和化学工业中需要高效的、安全的且易于再生的过滤器，其特别适合于去除污染物，包括(i)固体物质，(ii)由工业生产液流中的活性物质产生的聚合淤渣，和/或(iii)由腐蚀性物种产生的铁锈，腐蚀性物种攻击在精炼和化学工艺设备中使用的各种材料。

发明内容

本发明涉及新颖的过滤器，其利用磁体从精炼厂和化学工业生产液流去除性质上是顺磁性的铁锈微粒和聚合淤渣。这些过滤器的性能可归因于由磁体引起的磁场的存在。本发明部分地基于下面的认知，即碳钢，工厂设备构造中的普通材料，容易被在工业生产液流中普遍存在的酸性组分腐蚀。腐蚀导致亚铁离子的形成，亚铁离子又与硫、氧和水起化学反应形成作为细微颗粒或可见薄片出现的顺磁性的FeS、FeO、Fe(OH)₂、Fe(CN)₆等等。这些顺磁性物质将吸引其他降解淤渣，使整团污染物变成顺磁性。因此，能用本发明的磁体过滤器装置从工业生产液流容易地去除整团污染物。

在一个方面中，本发明涉及用于从工业生产液流连续在线去除污染物的过滤装置，包括：(i)具有舱的压力容器，(ii)位于舱内的至少一个磁体；和用于引导包含污染物的工业生产液流的流通过所述至少一个磁体的装置。每个磁体优选地装入由不锈钢或其他合适的耐腐蚀材料制成的外壳中。外壳可与容器成整体。与工业生产液流接触的外壳外部充当吸附表面，污染物附着于吸附表面。发明的过滤装置可以容易地依比例变化和构形以适应不同的工作条件，以便将停工期和危险操作减到最少。

根据该第一方面，本发明提供了一种用于从工业生产液流连续去除污染物的过滤装置，包括：

具有舱的容器；

位于所述舱内的至少一个磁体，其中所述至少一个磁体可拆卸地装入舱内的外壳中；以及

用于引导包含污染物的工业生产液流的流通过包含所述至少一个磁体的外壳的装置。