專利名稱：一種用于油品堿洗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工油品預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及油品中石油酸、鹽或金屬離子的脫除技術(shù)。
背景技術(shù)：
在油品的預(yù)處理過程中，通常需要進(jìn)行堿洗和水洗，以脫除油品中的石油酸、金屬和水溶性鹽。對于成品油如汽油、柴油等，其中的石油酸對金屬有腐蝕作用，使設(shè)備過早損壞；降低油品的安定性，使油品在存儲過程中氧化生成膠質(zhì)、沉渣；酸度過大，在原油中的石油酸還容易引起原油乳化，所以在加工過程中必須進(jìn)行脫酸精制；對于原油，除了石油酸外，還含有一定濃度的金屬離子如鈣、鎂和鎳等，它們的存在容易造成原油運(yùn)輸過程中設(shè)備的結(jié)垢和腐蝕，因此必須進(jìn)行油品中鹽和金屬的脫除。
進(jìn)行成品油脫酸脫鹽的最典型的是堿洗電精制工藝，在攪拌槽或靜態(tài)混合器中加入濃堿進(jìn)行脫酸后進(jìn)入高壓電脫鹽裝置中進(jìn)行水洗，完成堿渣(主要是鹽和堿的水溶液)和油品的分離。原油預(yù)處理技術(shù)目前還很不成熟，通常只在電脫鹽裝置中對原油中的少量無機(jī)鹽和水進(jìn)行分離，而對于大量的油溶性金屬離子絡(luò)合物和石油酸無法進(jìn)行有效的脫除。由于原油體系的復(fù)雜性，采用目前成品油脫酸的堿洗方法和設(shè)備脫除原油中的石油酸和金屬離子極易造成原油的乳化，需要添加破乳劑后在高壓電場下進(jìn)行分離，消耗了大量的電能，破乳劑的加入也增加了額外的費(fèi)用。且在攪拌槽或靜態(tài)混合器中進(jìn)行堿洗，需要長時(shí)間的混合且堿液在油品中的混合不均勻，這樣就造成脫酸率不高，基本在80％以下。為此，開發(fā)一種高效的同時(shí)脫酸、脫鹽或金屬且避免乳化的新方法是油品堿洗工藝中的一個(gè)重要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中脫酸效率低、停留時(shí)間長、易乳化以及需要高壓電場脫鹽等缺點(diǎn)而提供一種實(shí)現(xiàn)高效混合同時(shí)脫酸、脫鹽或金屬離子的方法。
本發(fā)明的特征在于所述堿洗過程是在一個(gè)混合器中進(jìn)行的，所用的堿液是燒堿的醇水溶液，所述混合器由分散介質(zhì)分隔為上下兩層，其中上層流入所述燒堿的醇水溶液，下層流入待洗油液，所述上層的堿液流經(jīng)分散介質(zhì)，分散成微小液滴，與下層的油液進(jìn)行反應(yīng)，混合液由該下側(cè)出口流出，經(jīng)分離后得到脫酸、脫鹽或金屬的油品。
所述燒堿的醇水溶液中燒堿的摩爾濃度為0.1mol/L～5mol/L，醇的體積含量為10％～50％。所述燒堿的醇水溶液中的醇是甲醇或乙醇。所述分散介質(zhì)是耐環(huán)烷酸腐蝕的平板狀或管狀的不銹鋼微濾膜或多孔過濾介質(zhì)，孔徑為2μm～50μm。所述下層混合液的流速為0.3m/s～3m/s。所述上層流入的燒堿的醇水溶液與下層流入的油液的體積流量比為1∶3～1∶100。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提出的新方法與工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中已有的方法相比，具有脫酸率高、操作能耗低、傳遞速度快、停留時(shí)間短、避免乳化、兩相可以自然沉降分離、無需添加破乳劑和高壓電場等優(yōu)勢，且在脫酸的同時(shí)有效地脫除了部分金屬離子，為有效降低油品的酸值、金屬離子濃度和節(jié)約油品處理成本創(chuàng)造了條件。


圖1高效混合器用于本發(fā)明的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明予以進(jìn)一步說明。
見圖1，該方法采用了新的堿液體系，將燒堿加入到一定比例的醇水混合溶液中，作為油品堿洗所用的堿液，以解決乳化問題，實(shí)現(xiàn)堿洗和水洗的同時(shí)進(jìn)行；將高效混合器用于該工藝過程，在混合器4中固定分散介質(zhì)3，堿液和待處理的油品在分散介質(zhì)3兩側(cè)分別以體積流量比1∶(3-100)的流量進(jìn)入混合器4，在兩側(cè)形成壓力差，燒堿的醇水溶液從在分散介質(zhì)3上側(cè)的水溶液進(jìn)口2進(jìn)入混合器4內(nèi)，此側(cè)內(nèi)分散介質(zhì)3僅與燒堿的醇水溶液相接觸；在壓力差的作用下，堿液以一定流量穿過分散介質(zhì)3，分散成微小液滴，注入到分散介質(zhì)3另一側(cè)，與從油相入口1進(jìn)入的油品接觸，且在油品沿分散介質(zhì)表面以一定流量的流動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)兩相混合，并一起沿分散介質(zhì)表面流動(dòng)，進(jìn)行中和反應(yīng)，兩相混合后沿分散介質(zhì)表面的流動(dòng)速度為0.3-3m/s，混合時(shí)間為0.1-3s，具體的混合時(shí)間通過兩相混合后沿分散介質(zhì)3表面的流動(dòng)速度和沿介質(zhì)表面3的流動(dòng)距離調(diào)控?；旌虾蟮幕旌弦毫鞒龅较喾蛛x器中可以自然沉降分離，兩相完全分離時(shí)間在2-15min。分散介質(zhì)采用不會被環(huán)烷酸腐蝕的平板狀或管狀的不銹鋼微濾膜或多孔過濾介質(zhì)，孔徑為2-50μm。燒堿的醇水溶液中燒堿的摩爾濃度為0.1-5mol/L，所用的醇為乙醇或甲醇，含量在10％-50％(體積分率)。處理的油品可以為不同性質(zhì)的油品體系，包括汽油、柴油和高粘度稠油，基本涵蓋了需要堿洗處理的油品體系。
實(shí)施例如下實(shí)施例一使用孔徑為20μm的不銹鋼過濾膜為分散介質(zhì)，以酸值為1.84mgKOH.g-1的汽油為待處理油品體系，濃度為3mol/L的燒堿醇水溶液為堿液體系，其中乙醇的體積分率為10％，堿液和油品的體積流量比為1∶100，兩相混合后沿分散介質(zhì)表面的流動(dòng)速度為1m/s，反應(yīng)時(shí)間為0.5s；在相分離器中兩相完全分離時(shí)間為2min；測定分相后汽油中剩余的石油酸濃度，求得脫酸率為95.5％，堿液利用率為79％；實(shí)施例二使用孔徑為10μm的不銹鋼板式膜為分散介質(zhì)，以酸值為1.84mgKOH.g-1的汽油為待處理油品體系，濃度為0.8mol/L的燒堿醇水溶液為堿液體系，其中乙醇的體積分率為30％，堿液和汽油的體積流量比為1∶25，兩相混合后沿分散介質(zhì)表面的流動(dòng)速度為0.3m/s，反應(yīng)時(shí)間為1.67s；在相分離器中兩相完全分離時(shí)間為2min；測定分相后汽油中剩余的石油酸濃度，求得脫酸率為98％，堿液利用率為76％；實(shí)施例三使用孔徑為2μm的不銹鋼板式膜為分散介質(zhì)，以酸值為1.84mgKOH.g-1的汽油為待處理油品體系，濃度為0.1mol/L的燒堿醇水溶液為堿液體系，其中乙醇的體積分率為50％，堿液和汽油的體積流量比為1∶3，兩相混合后沿分散介質(zhì)表面的流動(dòng)速度為2m/s，反應(yīng)時(shí)間為0.25s；在相分離器中兩相完全分離時(shí)間為2min；測定分相后汽油中剩余的石油酸濃度，求得脫酸率為97％，堿液利用率為73％；實(shí)施例四使用孔徑為10μm的不銹鋼板式膜為分散介質(zhì)，以酸值為3.2mgKOH.g-1的柴油為待處理油品體系，濃度為2.5mol/L的燒堿醇水溶液為堿液體系，其中甲醇的體積分率為10％，堿液和汽油的體積流量比為1∶50，兩相混合后沿分散介質(zhì)表面的流動(dòng)速度為1.38m/s，反應(yīng)時(shí)間為0.36s；在相分離器中兩相完全分離時(shí)間為4min；測定分相后柴油中剩余的石油酸濃度，求得脫酸率為95％，堿液利用率為87％；實(shí)施例五使用孔徑為50μm的不銹鋼過濾膜為分散介質(zhì)，以酸值為8.95mgKOH.g-1，鈣離子濃度95.5μg/g和鎳離子濃度34.5μg/g的稠油為待處理油品體系，濃度為5mol/L的燒堿醇水溶液為堿液體系，其中乙醇的體積分率為20％，堿液和汽油的體積流量比為1∶30，兩相混合后沿分散介質(zhì)表面的流動(dòng)速度為1.5m/s，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間為0.33s；在相分離器中兩相完全分離時(shí)間為10min；測定分相后原油中剩余的石油酸濃度、鈣離子濃度和鎳離子濃度，求得脫酸率為84％，同時(shí)鈣脫除率為55.5％，鎳脫除率為46.1％，堿液利用率為75％；實(shí)施例六使用孔徑為5μm的不銹鋼板式膜為分散介質(zhì)，以酸值為8.95mgKOH.g-1、鈣離子濃度95.5μg/g和鎳離子濃度34.5μg/g的稠油為待處理油品體系，濃度為5mol/L的燒堿醇水溶液為堿液體系，其中乙醇的體積分率為40％，堿液和汽油的體積流量比為1∶30，兩相混合后沿分散介質(zhì)表面的流動(dòng)速度為3m/s，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間為0.17s，在相分離器中兩相完全分離時(shí)間為12min；測定分相后原油中剩余的石油酸濃度、鈣離子濃度和鎳離子濃度，求得脫酸率為95％，同時(shí)鈣脫除率為49％，鎳脫除率為47％，堿液利用率為84％；實(shí)施例七使用孔徑為2μm的不銹鋼板式膜為分散介質(zhì)，以酸值為8.95mgKOH.g-1的稠油為待處理油品體系，濃度為2mol/L的燒堿醇水溶液為堿液體系，其中甲醇的體積分率為10％，堿液和汽油的體積流量比為1∶10，兩相混合后沿分散介質(zhì)表面的流動(dòng)速度為1.5m/s，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間為0.33s，在相分離器中兩相完全分離時(shí)間為15min；測定分相后原油中剩余的石油酸濃度、鈣離子濃度和鎳離子濃度，求得脫酸率為98％，同時(shí)鈣脫除率為53％，鎳脫除率為51％，堿液利用率為73％。
權(quán)利要求
1.一種用于油品堿洗的方法，其特征在于，所述堿洗過程是在一個(gè)混合器中進(jìn)行的，所用的堿液是燒堿的醇水溶液，所述混合器由分散介質(zhì)分隔為上下兩層，其中上層流入所述燒堿的醇水溶液，下層流入待洗油液，所述上層的堿液流經(jīng)分散介質(zhì)，分散成微小液滴，與下層的油液進(jìn)行反應(yīng)，混合液由該下側(cè)出口流出，經(jīng)分離后得到脫酸、脫鹽或金屬的油品。
2.如權(quán)利要求1所述的用于油品堿洗的方法，其特征在于，所述燒堿的醇水溶液中燒堿的摩爾濃度為0.1mol/L～5mol/L，醇的體積含量為10％～50％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于油品堿洗的方法，其特征在于，所述燒堿的醇水溶液中的醇是甲醇或乙醇。
4.如權(quán)利要求1所述的用于油品堿洗的方法，其特征在于，所述分散介質(zhì)是耐環(huán)烷酸腐蝕的平板狀或管狀的不銹鋼微濾膜或多孔過濾介質(zhì)，孔徑為2μm～50μm。
5.如權(quán)利要求1所述的用于油品堿洗的方法，其特征在于，所述下層混合液的流速為0.3m/s～3m/s。
6.如權(quán)利要求1所述的用于油品堿洗的方法，其特征在于，所述上層流入的燒堿的醇水溶液與下層流入的油液的體積流量比為1∶3～1∶100。
全文摘要
一種用于油品堿洗的方法屬于石油化工油品預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及油品中石油酸、鹽或金屬離子的脫除技術(shù)。其特征在于堿洗過程是在一個(gè)混合器中進(jìn)行的，所用的堿液是燒堿的醇水溶液，混合器由分散介質(zhì)分隔為上下兩層，其中上層流入所述燒堿的醇水溶液，下層流入待洗油液，上層的堿液流經(jīng)分散介質(zhì)，分散成微小液滴，與下層的油液進(jìn)行反應(yīng)，混合液由下側(cè)出口流出，經(jīng)分離后得到脫酸、脫鹽或金屬的油品。本發(fā)明具有脫酸率高、操作能耗低、傳遞速度快、停留時(shí)間短、避免乳化、兩相可以自然沉降分離、無需添加破乳劑和高壓電場等優(yōu)勢，且在脫酸的同時(shí)有效地脫除了部分金屬離子，能夠有效降低油品的酸值、金屬離子濃度和節(jié)約油品處理成本。
文檔編號C10G19/00GK1693423SQ20051001165
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者駱廣生, 徐建鴻, 王玉軍, 陳桂光, 李少偉 申請人:清華大學(xué)