專利名稱：一種柴油脫酸的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于煉油r在低溫下脫除柴油中環(huán)烷酸的柴油 脫酸的方法及裝置。
背景技術(shù)：
原油中所含的酸性物質(zhì)統(tǒng)稱為石油酸，包括無機(jī)酸、習(xí)、'垸酸、其
它有機(jī)酸、酚類和硫醇等。其中環(huán)烷酸含量占總酸性物質(zhì)的9096左右， 油品酸度主要是由環(huán)烷酸引起的。環(huán)垸酸在石油及其竭分油的加工中 不僅腐蝕生產(chǎn)裝置，而且對(duì)油品質(zhì)量影響較大，特別是對(duì)柴油的影響 很大。環(huán)垸酸能降低柴油的安定性，使柴油在儲(chǔ)運(yùn)過程中氧化生成膠 質(zhì)、沉渣；使噴油嘴積碳及汽缸沉積物增加，造成活塞磨損和噴嘴結(jié) 焦；在柴油生產(chǎn)過程中環(huán)烷酸易引起乳化，使產(chǎn)品分離困難，質(zhì)量下 降；少量的環(huán)烷酸鹽也能使汕品的過濾性和熱穩(wěn)定性變差，降低油品 的使用性能；環(huán)烷酸在高溫條件下與鐵反應(yīng)生成環(huán)烷酸鹽，引起劇烈 腐蝕，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)壽命縮短。同時(shí)，環(huán)垸酸是一種重要的精細(xì)化工原 料，具有可觀的回收利用價(jià)值。
傳統(tǒng)的脫酸工藝主要包括堿洗電精制法、加氫法、吸附法和醇 氨法。其中堿洗屯精制法使用高壓電場，堿洗設(shè)備龐大，能耗高，設(shè) 備腐蝕嚴(yán)重，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿耗量大，乳化嚴(yán)重，環(huán)境污染嚴(yán)重；加氫法 是目前國外廣泛采用的一種柴油脫酸方法，該法脫酸效果好， <旦是加 氫法破壞了寶貴的環(huán)烷酸資源，而我國中小型煉油廠普遍氫源不足， 限制了該法在我國的推廣應(yīng)用；吸附法是- -種開發(fā)較早的脫酸精制工 藝，脫酸效果好，但是該法需要建立吸附脫附裝置和溶劑再生系統(tǒng)， 投資大，能耗高。醇氨法是目前發(fā)展較快的一種脫酸方法，該法利用 氨水和低分子醇做溶劑，脫除柴油中的環(huán)烷酸，該法(以乙醇為例) 的主要缺點(diǎn)是
(1) 氨大大過量(氨與環(huán)烷酸的摩爾比高達(dá)30 50);
(2) 操作溫皮高，氨易汽化產(chǎn)生氣力攪拌，導(dǎo)致柴油乳化加??；(3) 乙醇耗量大(70% 90%)，劑油體積比高(30% 50%)，溶劑再 生能耗高和溶劑損耗大(0.1% 2.0%)，溶劑循環(huán)量大，再生能耗高；
(4) 油水進(jìn)入分離器分離后，再用聚結(jié)過濾器過濾，其間油劑兩 相經(jīng)分離器已經(jīng)分離，但是油品和少量劑在經(jīng)管道、閥門流入聚結(jié)過 濾器過程中，油劑兩相又發(fā)生混合，并且在流經(jīng)管道和閥門過程屮易 產(chǎn)生湍流；
(5) 精制柴油殘余溶劑含量高，需要水洗操作，溶劑損耗大。 針對(duì)醇氨法存在的問題，人們對(duì)該法做了許多的探索和改進(jìn)，現(xiàn)
舉例如F:
CN1062294C用醇氨水溶劑萃取餾分油中的環(huán)烷酸。萃取劑中氨 的質(zhì)量濃度3%，乙醇的質(zhì)量濃度75%，水的質(zhì)量濃度22%，萃取劑和 油的質(zhì)量比為0.5:1.0。該專利方法可以將酸值為8.6mgK0H/g 9. lmgK0H/g的原料油降至酸值0. 7mgK0H/g，脫酸率為92. 6%。，環(huán)烷 酸的粗酸值為137. 3mgK0H/g，純酸值為141. 7mgK0Il/g，環(huán)烷酸純度 為90%。該方法存在乙醇耗量大，萃取劑用量大，溶劑回收能耗高， 操作費(fèi)用高的問題。
CN1032060涉及一種從重質(zhì)潤滑油餾分中分離環(huán)烷酸的方法。該 法克服了現(xiàn)有醇氨法中停留時(shí)間長而導(dǎo)致設(shè)備龐大，冋收萃取劑和環(huán) 烷酸能耗高，及溶劑對(duì)人體有害的缺點(diǎn)，使用一種方便易得，對(duì)人體 無害，能循環(huán)使用的萃取劑，精制適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的重質(zhì)潤滑油餾分， 分離重質(zhì)潤滑油餾分中的環(huán)垸酸。萃取劑中氨的質(zhì)量濃度1% 7%， 乙醇的質(zhì)量濃度45%-95%，其余成分為水，萃取劑相對(duì)于ff料油重 量為20% 200%。原料油酸值為8.6mgK0H/g，精制柴油酸值 0. 4mgK0H/g，脫酸率達(dá)95. 096，回收的粗環(huán)烷酸酸值為119. 0mgK0H/g， 環(huán)烷酸純度為76%。但是該方法乙醇耗量大，萃取劑用量大，脫酸后 油品酸度高，脫酸能耗大。
US6258258是用氨處理含酸原油的一種方法。該法采用過量的液 態(tài)氨，在一定溫度下生成環(huán)烷酸酰胺。由兩步組成首先用過量的液 態(tài)氨預(yù)處理含酸原油，是氮和環(huán)烷酸在一定溫度(l(TC 10(rC)和一 定條件下形成環(huán)烷酸的銨鹽，然后在一定溫度(15(TC 350r)和--定
條件下處理環(huán)烷酸的銨鹽，形成環(huán)烷酸酰胺溶于油。其中油和氨的接 觸時(shí)間依靠處理的原油性質(zhì)及其酸含量來確定， 一般在幾分鐘到八小 時(shí)。該法不能生成環(huán)烷酸，浪費(fèi)了寶貴的資源；油劑接觸時(shí)間長，不 利于工業(yè)化；第二步反應(yīng)溫度高，能耗高。
US4634519采用氨水-甲醇溶劑抽提環(huán)垸酸，甲醇用量大，毒性 強(qiáng)，對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)影響最大，經(jīng)消化道、呼吸道或皮 膚攝入都會(huì)產(chǎn)生毒性反應(yīng)，甲醇蒸氣會(huì)損害人的呼吸道粘胰和視力。 另外該法石油酸的收率低，經(jīng)濟(jì)效益差，不利于工業(yè)推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有醇氨法的不足，開發(fā)一種對(duì)環(huán)境 副作用較小，溶劑用量少、劑油體積比低、節(jié)能及適用范圍廣的低溫 脫酸法，特提出一種柴油脫酸的方法及裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明釆用以下技術(shù)方案 一種柴油脫酸的 方法，其特征是，先將酸度為20. 0mgK0H/100m1 200. 0mgKOH/100ml 的直餾柴汕與醇氨溶劑在混合器中混合均勻，其溶劑中氨水質(zhì)量百分 濃度為11 ]7%，乙醇質(zhì)量百分濃度為40 50%，醇Sl溶劑與直餾柴 油體積百分比為2 6%，氨水與直餾柴油中環(huán)烷酸的摩爾比為5 8; 再將溶劑與油的混合液輸入聚結(jié)過濾分離器上部聚結(jié)過濾，過濾后的 油劑兩相在聚結(jié)過濾分離器下部沉降分離，上層清澈油品為精制柴 油，通過精制油品管線輸出，下層為醇氨溶劑富液；再將醇氨溶劑富 液經(jīng)換熱器加熱幵盤后輸入蒸餾塔，加入一定量的水或不加水，在溫 度為100 120"C下蒸餾，蒸餾塔頂部蒸餾物經(jīng)冷凝回收的醇氨溶劑 作為再生醇氨溶劑輸入溶劑罐，與新鮮醇氨溶劑混合繼續(xù)用于柴油脫 酸；蒸餾塔底部流出物為粗環(huán)烷酸，酸值達(dá)180.0mgK0H/g以上，環(huán) 烷酸收率達(dá)91 98%。
一種柴油脫酸的方法使用的裝置，是由混合器l、聚結(jié)過濾分離 器2、換熱器3、蒸餾塔4、溶劑罐5、溶劑泵6組成，其特征是混 合器1與聚結(jié)過濾分離器2用溶劑管線相迮接；聚結(jié)過濾分離器2上 部出口連接精制油品管線，下部連接醇氨溶劑富液管線；聚結(jié)過濾分
離器2下部用富液管線與換熱器3相連接，出口再用管線與蒸餾塔4 相連接；蒸餾塔4頂部用管線聯(lián)結(jié)換熱器3，再連接溶劑罐5，下部 連接回收環(huán)烷酸管線；溶劑罐5上部設(shè)置有新鮮溶劑加入口，左側(cè)用 管線與溶劑泵6相連接，溶劑泵6出口用管線與直餾柴油管線相連接， 再連接在混合器1上。在聚結(jié)過濾分離器2的下部排出管、蒸餾塔4 下部排出管及溶劑罐5左側(cè)排出管均安裝有調(diào)節(jié)閥，控制流量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(l)將聚結(jié)過濾器與分 離器合成一個(gè)裝置，避免了油水進(jìn)入分離器分離后，再用聚結(jié)過濾器 過濾，油劑兩相發(fā)生的二次混合，以及油劑兩相流經(jīng)管道和閥門時(shí)產(chǎn) 生的湍流；(2)該工藝采用聚結(jié)過濾法脫除環(huán)垸酸，氨水用量低，乙 醇用量少，劑油體積比低，工藝簡單，能連續(xù)操作；(3)聚結(jié)過濾分 離溫度控制在室溫 50'C，能耗省，工藝適用范圍廣；(4)操作彈性 大，適用于原料油脫酸的酸度范圍大，精制柴油酸度能滿足產(chǎn)品的質(zhì) 量要求。


圖1為本發(fā)明柴油脫酸裝置示意圖。
圖2為本發(fā)明柴油脫酸裝置中聚結(jié)過濾分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi).混合器；2.聚結(jié)過濾分離器；3.換熱器；4.蒸餾塔；5
溶劑罐；6.溶劑泵；7.聚結(jié)過濾柱；8.聚結(jié)過濾材料。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)舍附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
參看圖1及圖2。
一種柴油脫酸工藝的裝置，主要由混合器l、聚結(jié)過濾分離器2、 蒸餾塔4、溶劑罐5、溶劑泵6和換熱器3組成。其特征在于，所述
混合器1與聚結(jié)過濾分離器2通過溶劑管線相連；所述聚結(jié)過濾分離 器2 h部出口連接精制油品管線，下部連接富液管線；所述蒸餾塔4
和聚結(jié)過濾分離器2通過富液管線、換熱器3相連；所述蒸餾塔4上
部連接再生溶劑管線到溶劑罐5，下部連接回收環(huán)烷酸管線；所述溶
劑罐5和溶劑泵6通過溶劑管線相連。
本發(fā)明在所述聚結(jié)過濾分離器2、蒸餾塔4下部及溶劑罐5左側(cè) 設(shè)有調(diào)節(jié)閥.。
一種柴油脫酸的工藝方法，原料油醇氨溶劑經(jīng)混合器1混合后， 進(jìn)入聚結(jié)過濾分離器2上部聚結(jié)過濾，過濾后的油劑兩相在聚結(jié)過濾 分離器2下部沉降分離，上層清澈油品為精制油，通過精制油品管線 輸出；下層為醇氨溶劑富液，醇氨溶劑富液經(jīng)過換熱器3升溫進(jìn)入蒸 餾塔4，在溫度100'C 120'C下蒸餾，冷凝回收的醇氨溶劑作為再生 醇氨溶劑進(jìn)入溶劑罐5，與新鮮溶劑混合繼續(xù)用于柴油脫酸，蒸餾塔 4底部流出物即為粗環(huán)垸酸，酸值可達(dá)180.0mgK0H/g以上，環(huán)烷酸 可達(dá)到91% 98%。
圖2是聚結(jié)過濾分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。聚結(jié)過濾分離器2是一個(gè) 上端安裝了聚結(jié)過濾柱7的立式或臥式分離罐；聚結(jié)過濾杵7下端為 聚結(jié)過濾材料8。聚結(jié)過濾柱7的個(gè)數(shù)根據(jù)柴油性質(zhì)和處理量進(jìn)行選 擇。柴油和醇氨溶劑混合物經(jīng)聚結(jié)過濾柱7下端的聚結(jié)過濾材料8聚 結(jié)過濾后，油劑兩相在聚結(jié)過濾分離器下部沉降分離，上層為精制柴 油；下層為醇氨溶劑富液。
為避免在聚結(jié)過濾分離器上部精制油品出口處產(chǎn)生溝流，設(shè)聚結(jié) 過濾材料8頂端距聚結(jié)過濾分離器頂部的高度為h，聚結(jié)過濾材料8 底端距聚結(jié)過濾分離器頂部的高度為H， H和h的關(guān)系如式1: h=(l/2 2/3)H (工U)
實(shí)例i
將酸度為62. 9mgK0H/100mL的直餾柴油及氨水質(zhì)量百分濃度11 %、乙醇質(zhì)量百分濃度40%的醇氨溶劑，在劑油休積比2.0%、氨與 環(huán)烷酸的摩爾比5、溫度25'C的條件F，在圖1所示裝置中對(duì)柴油進(jìn) 行脫酸操作。精制柴油酸度為4. 7mgK0H/100mL，粗環(huán)烷酸產(chǎn)品酸值 為186. 2mgK0H/g，環(huán)烷酸收率92. 53% 。 實(shí)例2
將酸度為100. 0mgK0H/100mL的直餾柴油及氮水質(zhì)量濃度14%、 乙醇質(zhì)量濃度40%的醇氨溶劑，在劑油體積比2.5%、氨與環(huán)烷酸的
摩爾比5、溫度25'C的條件下，在圖1所示裝置中對(duì)柴油進(jìn)行脫酸操 作。精制柴油酸度為5.5mgKOH/100raL ，粗環(huán)烷酸產(chǎn)品酸值為 186、 6mgK0H/g，環(huán)垸酸收率94. 50% 。 實(shí)例3
將酸度為151. 4mgK0H/100mL的直餾柴油及氨水質(zhì)量濃度17%、 乙醇質(zhì)量濃度40%的醇氨溶劑，在劑油體積比3.0%、氨與環(huán)垸酸的 摩爾比7、溫度20'C的條件下，在圖1所示裝置中對(duì)柴油進(jìn)行脫酸操 作。精制柴油酸度為6.5mgK0H/100mL ，粗環(huán)垸酸產(chǎn)品酸值為
186. OmgKOH/g，環(huán)烷酸收率95. 71 % 。 實(shí)例4
將酸度為200. 3mgK0H/100mL的直餾柴油及氨水質(zhì)量濃度17%、 乙醇質(zhì)量濃度40%的醇氨溶劑，在劑油體積比5.0%、氨與環(huán)烷酸的 摩爾比8、溫度20'C的條件下，在圖1所示裝置中對(duì)柴油進(jìn)行脫酸操 作。精制柴油酸度為5. lmgKOH/100mL ，粗環(huán)烷酸產(chǎn)品酸值為
187. lmgKOH/g，環(huán)烷酸收率97. 45% 。 實(shí)例5
將酸度為30. 9mgK0H/100mL的直餾柴油及氨水質(zhì)量濃度14%、 乙醇質(zhì)量濃度40%的醇氨溶劑，在劑油體積比2.0%、氨與環(huán)烷酸的 摩爾比5、溫度25'C的條件下，在圖1所示裝置中對(duì)柴油進(jìn)行脫酸操 作。精制柴油酸度為2.6mgK0H/100mL ，粗環(huán)垸酸產(chǎn)品酸值為 185 7mgKOH/g，環(huán)烷酸收率91.59%。 實(shí)伊"
將酸度為62.9mgKOH/100mL的直餾柴油及氨水質(zhì)量濃度14%、 乙醇質(zhì)量濃度50。^的醇氨溶劑，在劑油體積比2.0%、氨與環(huán)烷酸的 摩爾比5、溫度5(TC的條件下，在圖1所示裝置中對(duì)柴油進(jìn)行脫酸操 作。精制柴油酸度為5.8mgKOH/100mL,粗環(huán)烷酸產(chǎn)品酸值為 186.6mgKOH/g，環(huán)烷酸收率卯.78 % 。
權(quán)利要求
1.一種柴油脫酸的方法，其特征在于先將酸度為20.0mgKOH/100ml～200.0mgKOH/100ml的直餾柴油與醇氨溶劑在混合器中混合均勻，其溶劑中氨水質(zhì)量百分濃度為11～17％、乙醇質(zhì)量百分濃度為40～50％，醇氨溶劑與直餾柴油的體積百分比為2～6％，氨水與直餾柴油中的環(huán)烷酸的摩爾比為5～8；再將溶劑與油的混合液輸入聚結(jié)過濾分離器上部聚結(jié)過濾，過濾后的油劑兩相在聚結(jié)過濾分離器下部沉降分離，上層清澈油品為精制柴油，通過精制油品管線輸出，下層為醇氨溶劑富液；再將醇氨溶劑富液經(jīng)換熱器加熱升溫后輸入蒸餾塔，加入一定量的水或不加水，在溫度為100～120℃下蒸餾，蒸餾塔頂部蒸餾物經(jīng)冷凝回收的醇氨溶劑作為再生醇氨溶劑輸入溶劑罐，與新鮮醇氨溶劑混合繼續(xù)用于柴油脫酸；蒸餾塔底部流出物為粗環(huán)烷酸，酸值達(dá)180.0mgKOH/g以上，環(huán)烷酸收率達(dá)91～98％。
2. —種如權(quán)利要求1所述柴油脫酸的方法使用的裝置，是由混合 器(1)、聚結(jié)過濾分離器(2)、換熱器(3)、蒸餾塔(4)、溶劑罐(5)， 溶劑泵(6)組成，其特征在于混合器(1)與聚結(jié)過濾分離器(2) 用溶劑管線相連接；聚結(jié)過濾分離器(2)上部出口連接精制油品管 線，F(xiàn)部連接醇氨溶劑富液管線；聚結(jié)過濾分離器(2)下部用富液 管與換熱器(3)相連接，出口再用管線與蒸餾塔(4)相連接；蒸餾 塔(4)頂部用管線聯(lián)結(jié)換熱器(3)，再連接溶劑罐(5)，下部連接 回收環(huán)烷酸管線；溶劑罐(5)上部設(shè)置新鮮溶劑加入口，左側(cè)用管 線與溶劑泵(6)相連接，溶劑泵(6)出口用管線與直餾柴油管線相 連接，再連接在混合器(1)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴汕脫酸裝置，其特征是在聚結(jié)過濾 分離器(2)的下部排出管、蒸餾塔(4)下部排出管及溶劑罐(5) 左側(cè)排出管均安裝冇調(diào)節(jié)閥。
4.報(bào)據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油脫酸裝置，其特征是:聚結(jié)過濾分 離器(2)是一個(gè)上端安裝了聚結(jié)過濾柱(7)的立式或臥式分離罐； 聚結(jié)過濾柱(7)下端為過濾材料(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于煉油廠在低溫下脫除柴油中環(huán)烷酸的柴油脫酸的方法及裝置。該法對(duì)環(huán)境副作用小、溶劑用量少、劑油體積比低、節(jié)能及適用范圍廣的低溫脫酸法。其技術(shù)方案是將直餾柴油與醇氨溶劑在混合器中混合；再將混合液輸入聚結(jié)過濾分離器上部聚結(jié)過濾，過濾后的油劑兩相在分離器下部沉降分離，上層為精制柴油，下層為醇氨溶劑富液；再將醇氨溶劑富液經(jīng)換熱器加熱升溫后輸入蒸餾塔，在溫度100～120℃下蒸餾，冷凝回收的醇氨溶劑作為再生醇氨溶劑輸入溶劑罐；蒸餾塔底部流出物為粗環(huán)烷酸。本發(fā)明用于直餾柴油醇氨法脫酸，氨水用量低、乙醇用量少、劑油體積比低、能耗省、工藝適用范圍廣、操作彈性大、工藝簡單、能實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作。
文檔編號(hào)C10G31/00GK101353592SQ20081004598
公開日2009年1月28日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者穎 付, 唐曉東, 崔盈賢, 林 李, 李晶晶, 楊文倩, 王萍萍 申請人:西南石油大學(xué)