一種高酸原油臨氫水熱裂解的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高酸原油的臨氫水熱裂解方法，本發(fā)明方法利用高酸原油容易乳化的特點，將水和高酸原油均勻混合后，油水混合物通入氫氣，以下進(jìn)料方式進(jìn)入臨氫水熱裂解反應(yīng)器，在較高溫度下，高酸原油加氫脫酸裂解，同時伴隨著破乳，在高壓分離器中實現(xiàn)氣液分離，并脫水、脫鹽。
【專利說明】一種高酸原油臨氫水熱裂解的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高酸原油處理方法，特別是采用水熱裂解方法處理高含酸原油的方法
【背景技術(shù)】
[0002]原油是一種不可再生的能源，隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對原油的依賴程度不斷提高。經(jīng)過多年的快速開采，原油不斷呈現(xiàn)出劣質(zhì)化的趨勢。
[0003]目前世界高酸原油的產(chǎn)量占原油總產(chǎn)量的10%左右，并且呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。由于原油中的酸類物質(zhì)主要以環(huán)烷酸的形式存在，在一定的溫度下環(huán)烷酸可以與鐵發(fā)生反應(yīng)，造成煉油設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕。所以在原油的加工過程中，酸含量的高低是一個不容忽視的重要因素。因此，盡管國際原油市場上高酸原油的價格較低，其加工也具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，煉油廠也并不十分愿意加工。
[0004]原油中酸含量的多少采用酸值來表征，即中和I克油樣所含酸性物質(zhì)需要的氫氧化鉀毫克數(shù)。一般來講，原油酸值大于lmgKOH/g為高酸原油，酸值在0.5~lmgKOH/g為含酸原油，酸值低于0.5mgK0H/g為低酸原油。低酸原油在煉廠加工時對設(shè)備的腐蝕很小。
[0005]高酸原油對煉油設(shè)備的腐蝕情況受溫度的影響較大。通常在220°C以下幾乎沒有腐蝕性，隨著溫度的升高，腐蝕性逐漸增強(qiáng)，當(dāng)溫度為400°C左右時，原油中的酸分解，腐蝕性下降。
[0006]一般情況下，高酸原油中的酸性物質(zhì)容易形成天然的乳化劑，在電脫鹽過程中可以導(dǎo)致乳化嚴(yán)重，油水分離困難，水、鹽都難以脫除。
[0007]目前高含酸原油的加工方法主要有摻煉低酸原油、熱解脫酸、加氫脫酸及堿洗脫酸等。隨著高酸原油產(chǎn)量的逐漸增加，摻煉低酸原油的方法不能從根本上解決高酸原油加工的問題；熱解脫酸和加氫脫酸都需要就經(jīng)過電脫鹽過程，并且加工成本較高；采用堿液脫酸的方法會使原油乳化嚴(yán)重，分離困難，同時產(chǎn)生的污水也難以處理，帶來環(huán)保問題。
[0008]CN200910089173.4提供了一種高含酸原油的常減壓蒸餾設(shè)備及常減壓蒸餾方法，將高含酸原油加工中腐蝕嚴(yán)重的部位更換成抗腐蝕的合金材質(zhì)，該方法可以在一定程度上延長裝置的運轉(zhuǎn)周期，但是如果高含酸原料的性質(zhì)發(fā)生改變，還需要大量的實踐經(jīng)驗積累，找到可能會產(chǎn)生的新腐蝕點。裝置設(shè)計復(fù)雜，成本較高，對現(xiàn)有的裝置不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高酸原油臨氫水熱裂解的方法，本發(fā)明方法利用高酸原油容易乳化的特點，將水和高酸原油均勻混合后，油水混合物通入氫氣，以下進(jìn)料方式進(jìn)入臨氫水熱裂解反應(yīng)器，在較高溫度下，高酸原油加氫脫酸裂解，同時伴隨著破乳，在高壓分離器中實現(xiàn)氣液分離，并脫水、脫鹽。
[0010]本發(fā)明高酸原油臨氫水熱裂解的方法，包括如下過程:
a)高酸原油與水進(jìn)入混合器均勻混合；b)步驟a)得到的油水混合物中通入氫氣；
c)步驟b)得到的油水與氫氣的混合物在臨氫水熱裂解反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，在高溫高壓條件下進(jìn)行加氫、脫酸、裂解、破乳反應(yīng)；
d)步驟c)反應(yīng)后物流進(jìn)入高壓分離器，高壓分離器頂部分離出含氫氣的氣體，高壓分離器底部排出反應(yīng)后的水，生成油在高壓分離器油水界面上方出口引出，實現(xiàn)脫水、脫鹽。
[0011]步驟a)所述的高含酸原油為酸值大于0.5mgK0H/g的原油,優(yōu)選大于lmgKOH/g的原油。
[0012]步驟a)所述的均勻混合過程可采用電脫鹽工藝中的混合閥來實現(xiàn)，或者采用機(jī)械攪拌、管道中直接混合等方法。為使油水混合均勻，可以加入適量乳化劑，一般選用在高溫下容易分解的乳化劑，能夠在反應(yīng)結(jié)束時實現(xiàn)油水分離。
[0013]步驟a)中所述的水加入量為油水混合物總質(zhì)量的3%~50%，優(yōu)選5%~40%。
[0014]步驟c)中所述的臨氫水熱裂解反應(yīng)器為煉油化工領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的耐高溫高壓反應(yīng)器，一般為立式反應(yīng)器，油水與氫氣的混合物流以下進(jìn)料的方式進(jìn)入臨氫水熱裂解反應(yīng)器。
[0015]步驟c)中所述的臨氫水熱裂解操作條件為:反應(yīng)溫度為200~420°C，優(yōu)選260~380 0C ;反應(yīng)壓力為2.0~24.0MPa，優(yōu)選5.0~20.0MPa ;體積空速為1.0~8.0h-1，優(yōu)選
1.5~4.0tT1 ;氫油體積比為150:1~1000:1，優(yōu)選200:1~800:1。反應(yīng)壓力優(yōu)選保持在水為液相狀態(tài)下進(jìn)行。
[0016]步驟d)中所述的高壓分離器為煉油化工領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的耐高溫高壓分離器，例如可以是立式高壓分離器，也可以是臥式高壓分離器。采用立式高壓分離器時，反應(yīng)后混合物流優(yōu)選在高壓分離器中上部進(jìn)入。采用臥式高壓分離器時，反應(yīng)后混合物流優(yōu)選采用左進(jìn)料右出料或右進(jìn)料左出料的操作方式。高壓分離器也可以在適宜電場存在下操作，以提高脫水脫鹽效果。分離出的含氫氣的氣體可以用于其它過程，也可以循環(huán)至反應(yīng)器入口。破乳后的水由高壓分離器底部引出，反應(yīng)后生成油從高壓分離器油水界面上方出口引出。
[0017]步驟d)中所述的臨氫水熱裂解后反應(yīng)物流冷卻溫度為120~300°C，優(yōu)選160~240°C，然進(jìn)進(jìn)入高壓分離器。壓力與臨氫水熱裂解操作壓力相同(壓力損失不計)。
[0018]在反應(yīng)溫度及壓力下，當(dāng)水和氫氣存在時，高酸原油中的羧基和硫醚基等容易發(fā)生斷裂，生成H2S、CO、CO2等氣體，H2可以抑制高溫下的縮合反應(yīng)，促進(jìn)加氫反應(yīng)，使原料裂解。
[0019]高酸原油和水均勻混合，能夠脫除高酸原油中的鹽類，節(jié)省電脫水脫鹽環(huán)節(jié)的操作費用。
[0020]本發(fā)明一種高酸原油的預(yù)處理方法的優(yōu)點為:
(1)因為有水的引入，在脫酸的基礎(chǔ)上，可以同時實現(xiàn)脫鹽和高酸原油的裂解。既可以節(jié)省常減壓工藝中電脫水脫鹽的操作成本，又能夠獲得部分輕質(zhì)燃料。臨氫水熱裂解操作壓力保護(hù)水為液相條件下 進(jìn)行，實驗表明，可以減少腐蝕，減少生焦反應(yīng)，有利裝置穩(wěn)定長周期運轉(zhuǎn)。
[0021](2)由于高壓氫氣的存在，可以抑制高溫下的縮合反應(yīng)，減少結(jié)焦，促進(jìn)高酸原油的加氫裂解，生成更多的輕質(zhì)燃料。
[0022](3)水與高酸原油乳化后進(jìn)行臨氫水熱裂解，使具有腐蝕性的環(huán)烷酸等物質(zhì)處于乳液的油水界面處，不易與設(shè)備接觸，降低了腐蝕性；隨著水熱裂解的進(jìn)行，破乳與脫酸同時進(jìn)行，因此破乳后酸值降低，腐蝕性仍較低。因此，本發(fā)明方法解決了高酸原油處理時的腐蝕問題。
[0023](4)該方法設(shè)備簡單，投資和操作成本較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是采用立式高壓分離器的高酸原油臨氫水熱裂解方法工藝示意圖；
圖2是采用臥式高壓分離器的高酸原油臨氫水熱裂解方法工藝示意圖；
其中:1-高酸原油，2-水，3-油水混合器，4-臨氫水熱裂解反應(yīng)器，5-反應(yīng)生成物流，6-反應(yīng)后水，7-循環(huán)氫氣，8-生成油，9-高壓分離器。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種高酸原油的預(yù)處理方法予以進(jìn)一步說明。
[0026]如圖1所示，高酸原油I和水2進(jìn)入油水混合器3進(jìn)行充分混合，形成的油水混合物通入循環(huán)氫氣7，油水與氫氣混合物流以下進(jìn)料的方式進(jìn)入臨氫水熱裂解反應(yīng)器4中，在高溫高壓下加氫、脫酸、裂解、破乳，經(jīng)過臨氫水熱裂解后，反應(yīng)生成物流5進(jìn)入高壓分離器9，分離出的循環(huán)氫氣7循環(huán)至反應(yīng)器入口，高壓分離器9底部排出反應(yīng)后水6，生成油8在高壓分離器9油水界面上方出口引出，實現(xiàn)脫水、脫鹽。
[0027]為進(jìn)一步說明本發(fā)明的方案和效果，列舉以下實施例。
[0028]實施例1
本實施例為高含酸原油加工的一種實施方案。
[0029]試驗用原料性質(zhì)列于表1。由表1可知該原料的酸值為4.58 mgKOH/g屬于高酸原油。采用電脫鹽工藝中的混合閥作為油水混合器，油水混合條件見表2。
[0030]臨氫水熱裂解反應(yīng)器為圓形直筒狀耐高溫高壓反應(yīng)器，內(nèi)部無反應(yīng)器構(gòu)件。臨氫水熱裂解反應(yīng)條件及結(jié)果見表2。
[0031]實施例2
本實施例為高含酸原油加工的一種實施方案。
[0032]試驗用原料性質(zhì)列于表1。采用電脫鹽工藝中的混合閥作為油水混合器，油水混合條件見表2。
[0033]臨氫水熱裂解反應(yīng)器為圓形直筒狀耐高溫高壓反應(yīng)器，內(nèi)部無反應(yīng)器構(gòu)件。采用立式高壓分離器，臨氫水熱裂解反應(yīng)條件及結(jié)果見表2。
[0034]表1高含酸原油性質(zhì)
項目I數(shù)據(jù)
密度(20。0，g/cm30.9118
酴值，mgKOH/g~ 58
蔬含量，質(zhì)量％039~
氮含量，質(zhì)量%_O- 28
a含量，mg/L丨57 一
表2實驗條件及結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種高酸原油臨氫水熱裂解的方法，其特征在于包括如下過程: a)高酸原油與水進(jìn)入混合器均勻混合； b)步驟a)得到的油水混合物中通入氫氣； c)步驟b)得到的油水與氫氣的混合物在臨氫水熱裂解反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，在高溫高壓條件下進(jìn)行加氫、脫酸、裂解、破乳反應(yīng)； d)步驟c)反應(yīng)后物流進(jìn)入高壓分離器，高壓分離器頂部分離出含氫氣的氣體，高壓分離器底部排出反應(yīng)后的水，生成油在高壓分離器油水界面上方出口引出，實現(xiàn)脫水、脫鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟a)所述的高含酸原油為酸值大于0.5mgK0H/g的原油，優(yōu)選大于lmgKOH/g的原油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟a)中高酸原油與水混合采用混合閥、或者采用機(jī)械攪拌、管道中直接混合方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于:步驟a)中油水混合過程加入乳化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟a)中水加入量為油水混合物總質(zhì)量的3%~50%，優(yōu)選5%~40%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟c)中所述的臨氫水熱裂解反應(yīng)器為立式反應(yīng)器，油水與氫氣的混合物流以下進(jìn)料的方式進(jìn)入臨氫水熱裂解反應(yīng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟c)中所述的臨氫水熱裂解操作條件為:反應(yīng)溫度為200~420°C，優(yōu)選260~380°C ;反應(yīng)壓力為2.0~24.0MPa，優(yōu)選5.0~20.0MPa ;體積空速為1.0~8.0h-1，優(yōu)選1.5~4.0tT1 ;氫油體積比為150:1~1000:1,優(yōu)選 200:1 ~800:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:臨氫水熱裂解反應(yīng)壓力保持在水為液相狀態(tài)下進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟d)中所述的高壓分離器為采用立式高壓分離器，或者采用臥式高壓分離器；高壓分離器分離出的含氫氣的氣體循環(huán)至反應(yīng)器入口 ；破乳后的水由高壓分離器底部引出，反應(yīng)后生成油從高壓分離器油水界面上方出口引出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的方法，其特征在于:步驟d)中所述的臨氫水熱裂解后反應(yīng)物流冷卻溫度為120~300°C，優(yōu)選160~240°C。
【文檔編號】C10G67/00GK103789024SQ201210432652
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月3日
【發(fā)明者】賈麗, 王喜彬, 彭紹忠, 郭蓉, 曾榕輝, 蔣立敬 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院