專利名稱：原油脫酸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實用新型總地涉及化學(xué)反應(yīng)裝置，特別是涉及原油脫酸裝置。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定快速增長，我國石油的需求量也在逐年增加。另一方面，隨著石油資源的深度開采，高酸值原油的產(chǎn)量正逐年增加。高酸值原油不但酸值較高，而且含有多種雜質(zhì)，因此煉制加工困難，但其價格優(yōu)勢非常明顯，故還是被廣泛采用。研究發(fā)現(xiàn)，在原油的酸值高于O. 3mg(KOH) /g時,將會對煉制過程造成一定的影響。如果原油酸值高于O. 5mg (KOH) /g,則會對原油運輸及煉油設(shè)備帶來明顯的腐蝕。原油中主要包含環(huán)烷酸、固體脂肪酸、芳香族酸以及酚類等酸性化合物，其中環(huán)烷酸是是最主要的酸性氧化物，約占原油酸性含氧化合物的90%左右。當溫度在210 420°C范圍內(nèi)會引起環(huán)烷酸的劇烈腐蝕，且嚴重腐蝕主要發(fā)生在液相。因此，在煉油設(shè)備中，環(huán)烷酸腐蝕主要發(fā)生在高溫部位，如常減壓蒸餾裝置的常壓轉(zhuǎn)油線、減壓轉(zhuǎn)油線、常壓加熱爐及減壓加熱爐的出口、常減壓塔進料處的塔壁、減三線等；在催化裂化與焦化裝置中，主要發(fā)生腐蝕部位有高溫重油管道、裂化加熱爐的爐管、分餾塔及相應(yīng)的換熱設(shè)備等。此外，在生產(chǎn)中容易出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，造成產(chǎn)品的分離困難。即使少量的環(huán)烷酸鹽也會影響油品的質(zhì)量，導(dǎo)致油品熱穩(wěn)定性變差，降低油品的使用性能。如果在煉制之前不進行脫酸處理，后續(xù)生產(chǎn)的餾分油也會含有較高的酸值，從而間接影響油品的品質(zhì)，因此需要對原油進行脫酸處理。在本實用新型之前，沒有專門的原油脫酸裝置和相應(yīng)的方法。無論是在實驗還是生產(chǎn)中，基本上都是簡單地將原油和脫酸劑直接加入到一個容器內(nèi)，使它們靜態(tài)地發(fā)生反應(yīng)。然而，這樣做使得原油和脫酸劑的反應(yīng)不充分，而且乳化現(xiàn)象嚴重。

實用新型內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的在于，提供一種能使原油和脫酸劑的反應(yīng)更加充分的原油脫酸裝置和方法。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種原油脫酸裝置，包括分別用于容納脫酸劑和待處理原油的脫酸劑罐和原油罐；分別用于容納脫酸處理后的原油和堿渣的脫酸后原油罐和堿渣罐；分別連接至脫酸劑罐和原油罐的脫酸劑傳輸泵和原油傳輸泵；填料塔，填料塔內(nèi)設(shè)置有填料，脫酸劑傳輸泵和原油傳輸泵分別將脫酸劑和原油送入填料塔，脫酸劑和原油在填料塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)；以及沉降分離裝置，沉降分離裝置連接至填料塔，以接收來自填料塔的反應(yīng)后的脫酸劑和原油混合液。較佳的是，脫酸劑和原油并行地從填料塔的頂部送入填料塔，或逆行地分別從填料塔的頂部和底部送入填料塔。較佳的是，填料是拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、隔柵式填料、弧鞍形填料、槽鞍形填料、絲網(wǎng)波紋填料和板波紋填料中的至少一種。[0010]較佳的是，在沉降分離裝置中設(shè)置有電極板，以對脫酸劑和原油的混合液施加電場。較佳的是，還包括堿渣再生裝置，其包括連接至堿渣罐的堿渣傳輸泵；二氧化碳氣源；再生塔，所述堿渣傳輸泵和所述二氧化碳氣源分別連接至所述再生塔，以使堿渣和二氧化碳在所述再生塔內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；以及與所述再生塔連接的 再生分離罐，用于接納再生產(chǎn)物在其中靜置分離。本實用新型還構(gòu)思了一種原油脫酸方法，該方法包括如下步驟將脫酸劑從脫酸劑罐經(jīng)脫酸劑傳輸泵輸送進入填料塔；將含酸原油從原油罐經(jīng)原油傳輸泵輸送進入填料塔；使脫酸劑和含酸原油在填料塔內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；待反應(yīng)結(jié)束后，使脫酸劑和原油的混合液進入沉降分離裝置，使混合液經(jīng)沉降分離裝置后，分為油水兩相，上層為脫酸后的原油，下層為堿渣；以及將脫酸后的原油和堿渣分別傳輸至脫酸后原油罐和堿渣罐。較佳的是，還包括加入防乳化劑的步驟，防乳化劑與脫酸劑一同添加或直接添加到沉降分離裝置內(nèi)。較佳的是，還包括通過電極板⑶在沉降分離裝置(6)對脫酸劑和原油的混合液施加電場的步驟。較佳的是，脫酸選自NaOH、Na2CO3、乙醇胺、二乙醇胺、氨水-乙醇中的至少一種。較佳的是，還包括使堿渣再生的過程，其包括通過堿渣傳輸泵將堿渣送入再生塔；將來自二氧化碳氣源的二氧化碳氣體通入再生塔；使堿渣和二氧化碳在所述再生塔內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；以及待反應(yīng)結(jié)束后，使反應(yīng)后的堿渣進入堿渣分離罐靜置分離。在本實用新型的原油脫酸裝置中采用了填料塔作為化學(xué)反應(yīng)器，故可以使原油和脫酸劑充分反應(yīng)，達到良好的脫酸效果。另外，填料塔的使用還可以顯著改善乳化現(xiàn)象。本實用新型的原油脫酸裝置較佳地包括堿渣再生裝置，其利用二氧化碳對堿渣進行再生。利用含有二氧化碳的煙氣對堿渣進行處理，符合低碳環(huán)保經(jīng)濟發(fā)展需求。另外，脫酸劑還可以回收循環(huán)利用，降低了操作處理成本。

圖I是根據(jù)本實用新型較佳實施例的原油脫酸裝置的示意圖；以及圖2是可用于本實用新型原油脫酸方法的再生裝置的示意圖。
具體實施方式
圖I示出了一種實驗用的原油脫酸裝置，其主要包括脫酸劑罐I、脫酸劑傳輸泵
2、原油罐3、原油傳輸泵4、填料塔5、脫酸后原油罐6、沉降分離裝置7、電極板8和堿渣罐9。顧名思義，脫酸劑罐I和原油罐3分別用于容納脫酸劑和待處理原油，而脫酸后原油罐6和堿渣罐9則分別用于容納脫酸處理后的原油和堿渣。脫酸劑傳輸泵2連接至脫酸劑罐I以傳輸脫酸劑，而原油傳輸泵4則連接至原油罐3以傳輸待處理的原油。填料塔5連接至脫酸劑傳輸泵2和原油傳輸泵4以接收脫酸劑和原油，脫酸劑和原油在填料塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)。在該實施例中，脫酸劑和原油并行地從填料塔頂部送入填料塔。填料塔5的內(nèi)徑例如為35_，而高度例如為1000mm。在填料塔的外側(cè)設(shè)置有保溫夾套，內(nèi)裝有一定高度的填料。填料可例如采用拉西環(huán)，它是高度和直徑相等的圓環(huán)。拉西環(huán)的結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，更有利的是，拉西環(huán)是瓷制的，可以很好地耐受環(huán)烷酸的腐蝕。填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備，通常應(yīng)用于氣體吸收、蒸餾、萃取等操作。以前從未有人想到將填料塔用作為原油脫酸用的化學(xué)反應(yīng)器，因此這是本實用新型區(qū)別于以往的一個重要的特征。沉降分離裝置6連接至填料塔5，以接收來自填料塔5的反應(yīng)后的脫酸劑和原油混合液。反應(yīng)后的脫酸劑和原油混合液在沉降分離裝置內(nèi)通過熱沉降進行原油與水相的分離。電極板8設(shè)置在沉降分離裝置8中，可按需要對沉降分離裝置內(nèi)的混合液施加電場，使混合液在一定電場強度下作用一段時間。圖2示出了一種再生裝置，其可與上述的原油脫酸裝置結(jié)合使用，使堿渣再生。該堿渣再生裝置主要包括待生堿渣罐10、堿渣傳輸泵11、再生塔12、再生分離罐13和二氧化碳氣瓶14。較佳的是，還設(shè)置有用于計量氣體流量的氣體流量計15。待生堿渣罐10用來容納待處理的堿渣，也可以與前述的堿渣罐9合并成一個。再生塔12是供化學(xué)反應(yīng)用的解析塔。堿渣傳輸泵11連接至再生塔12的頂部，以將待生堿渣送入再生塔12。二氧化碳氣瓶14連通至再生塔12的底部，以將二氧化碳氣體通入再生塔。再生塔12的底部還連接至再生分離罐13，以將再生產(chǎn)物排入其中。以下將描述利用本實用新型的原油脫酸裝置來進行原油脫酸的工藝過程。首先，將加熱至一定溫度(例如65°C )的脫酸劑(例如NaOH)從脫酸劑罐I經(jīng)脫酸劑傳輸泵2輸送進入填料塔5，將加熱至一定溫度(例如65°C )的含酸原油從原油罐3經(jīng)原油傳輸泵4輸送進入填料塔5。脫酸劑與含酸原油的體積比為I : 2，加入50mg/L的防乳化劑，填料塔內(nèi)的反應(yīng)溫度為65°C，反應(yīng)停留時間為30秒。接著，待反應(yīng)結(jié)束后，脫酸劑和原油的混合液進入沉降分離裝置，沉降分離裝置內(nèi)溫度為95°C，熱沉降30分鐘(如需電場作用，則通過電極板8施加電場，使混合液在一定電場強度下作用一段時間)。最后，混合液經(jīng)沉降分離裝置后，分為油水兩相，上層為脫酸后的原油，下層為堿渣，分別將它們傳輸至脫酸后原油罐6和堿渣罐9。請注意，這里提到的各種工藝參數(shù)都是舉例性質(zhì)的，完全可以按照具體的情況加以變化。脫酸劑可以選用Na0H、Na2C03、乙醇胺、二乙醇胺、氨水-乙醇中的至少一種。換言之，可以用其中的任意一種，也可以用任意幾種復(fù)配而成。防乳化劑可以采用陽離子防乳化劑、非離子防乳化劑、或由陽離子防乳化劑和非離子防乳化劑復(fù)配而成的防乳化劑，其中尤以陽離子防乳化劑和非離子防乳化劑復(fù)配而成的防乳化劑脫水、脫酸效果最佳。原油脫酸過程中，脫酸劑NaOH與環(huán)烷酸發(fā)生中和反應(yīng)生成環(huán)烷酸鹽，從理論值上僅需要等摩爾量的NaOH就可以完全與環(huán)烷酸中和。但申請人發(fā)現(xiàn)在實際脫酸過程中伴隨著油水乳現(xiàn)象的發(fā)生，堿液不能和原油中的環(huán)烷酸完全傳質(zhì)反應(yīng)，因此脫酸劑最好是過量的，例如，脫酸劑與環(huán)烷酸的摩爾比在I. 3時有比較好的脫酸效果。研究還表明，沉降溫度對脫水效果的影響非常明顯，溫度的升高可以讓防乳化劑脫水效率大大提高。與此不同的是，填料塔6中的脫酸溫度則不是越高越好，大致在65°C時效果最好，溫度再高，原油酸值反而會有所上升。[0035]另外，由電極板8施加的電場強度對原油脫酸效果也有一定影響，當電場強度為600V/cm 800V/cm時效果最好。用來對原油進行脫酸處理后的堿液中包含由于原油中的環(huán)烷酸和堿反應(yīng)后生成的可溶于水的環(huán)烷酸鹽，此外還含有未反應(yīng)的堿，如果直接排放將對環(huán)境造成嚴重的破壞。因此，需要對生成的堿渣進行處理，傳統(tǒng)上采用硫酸中和法處理堿渣，該方法對設(shè)備的腐蝕比較嚴重，操作費用較高。有鑒于此，本申請人構(gòu)思出借助前述的再生裝置對已生成的堿渣進行再生處理。具體地說，將堿渣罐10內(nèi)的堿渣加熱至40°C，再通過堿渣輸送泵11將例如為40ml體積的堿渣送入再生塔12 ;同時，將來自二氧化碳氣瓶14的二氧化碳氣體從再生塔12的底部通入，其體積流量為O. 25ml/min。整個反應(yīng)碳化時間為10分鐘，反應(yīng)后的堿渣進入堿渣分離罐13靜置分離I小時。同樣，這里提到的各種工藝參數(shù)都是舉例性質(zhì)的，完全可以按照具體的情況加以變化。由于環(huán)烷酸的酸性要比碳酸的弱，因此考慮采用CO2對含有環(huán)烷酸鹽的堿液進行處理，反應(yīng)生成環(huán)烷酸。經(jīng)靜置后，含有環(huán)烷酸的油相與水相分離。在煉廠中二氧化碳的來源比較廣泛，如催化裂化再生煙道氣中含有豐富的二氧化碳資源。利用含有二氧化碳的煙氣對堿渣進行處理，符合低碳環(huán)保經(jīng)濟發(fā)展需求。另外，脫酸劑還可以回收循環(huán)利用，降低了操作處理成本。申請人:的研究表明，隨著再生時間的增加，CO2與環(huán)烷酸鈉反應(yīng)的不斷深入，生成的環(huán)烷酸增多，堿液中環(huán)烷酸鹽的濃度不斷降低，環(huán)烷酸的回收率不斷提高，堿液的PH值也不斷降低。另外，隨著CO2體積流量的增加，再生塔內(nèi)產(chǎn)生的CO2氣泡也不斷增加，增大了接觸面積，促進了反應(yīng)的進行，因此再生后堿液pH值不斷下降，環(huán)烷酸的回收率不斷提高。再有，隨著溫度的升高，再生處理后堿液的pH有所增加，環(huán)烷酸回收率減小，因為隨著溫度的升高，CO2氣體在液相中的溶解度減小，與環(huán)烷酸酸鈉的反應(yīng)程度降低，此外由于CO2與堿反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度的升高可能抑制了反應(yīng)的正向進行。應(yīng)該理解的是，雖然以上結(jié)合較佳實施例對本實用新型的原油脫酸裝置和方法進行了描述，但熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員完全可以在以上揭示內(nèi)容的基礎(chǔ)上作出各種等同的變化和改動。例如，除了用于實驗，還可以將所揭示的原油脫酸裝置用于工業(yè)化生產(chǎn)；除了拉西環(huán)，還可以考慮使用其它類型的填料，如鮑爾環(huán)、隔柵式填料、弧鞍形填料、槽鞍形填料、絲網(wǎng)波紋填料和板波紋填料中的至少一種；原油和脫酸劑也可以逆行地分別從填料塔的頂部和底部送入填料塔，或者也可以并行地從填料塔的底部送入填料塔；防乳化劑可以與脫酸劑一同添加到填料塔內(nèi)，也可以直接添加到沉降分離裝置內(nèi)；二氧化碳氣瓶14可用其它合適的二氧化碳氣源來代替。因此，本實用新型的保護范圍不限于前述的較佳實施例，而是應(yīng)由所附權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求1.一種原油脫酸裝置，其特征在于，包括 分別用于容納脫酸劑和待處理原油的脫酸劑罐(I)和原油罐(3)； 分別用于容納脫酸處理后的原油和堿渣的脫酸后原油罐(6)和堿渣罐(9)； 分別連接至所述脫酸劑罐(I)和所述原油罐(3)的脫酸劑傳輸泵(2)和原油傳輸泵⑷; 填料塔(5)，所述填料塔內(nèi)設(shè)置有填料，所述脫酸劑傳輸泵(2)和所述原油傳輸泵(4)分別將脫酸劑和原油送入所述填料塔，脫酸劑和原油在所述填料塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)；以及 沉降分離裝置(6)，所述沉降分離裝置連接至所述填料塔，以接收來自所述填料塔的反應(yīng)后的脫酸劑和原油混合液。
2.如權(quán)利要求I所述的原油脫酸裝置，其特征在于，脫酸劑和原油并行地從所述填料塔(5)的頂部送入填料塔，或逆行地分別從填料塔的頂部和底部送入填料塔。
3.如權(quán)利要求I所述的原油脫酸裝置，其特征在于，所述填料是拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、隔柵式填料、弧鞍形填料、槽鞍形填料、絲網(wǎng)波紋填料和板波紋填料中的至少一種。
4.如權(quán)利要求I所述的原油脫酸裝置，其特征在于，在所述沉降分離裝置(6)中設(shè)置有電極板(8),以對脫酸劑和原油的混合液施加電場。
5.如權(quán)利要求I所述的原油脫酸裝置，其特征在于，還包括堿渣再生裝置，其包括 連接至堿渣罐的堿渣傳輸泵(11)； 二氧化碳氣源(14)； 再生塔(12)，所述堿渣傳輸泵和所述二氧化碳氣源分別連接至所述再生塔，以使堿渣和二氧化碳在所述再生塔內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；以及 與所述再生塔(12)連接的再生分離罐(13)，用于接納再生產(chǎn)物在其中靜置分離。
專利摘要本實用新型提供了一種原油脫酸裝置，包括分別用于容納脫酸劑和待處理原油的脫酸劑罐和原油罐；分別用于容納脫酸處理后的原油和堿渣脫酸后原油罐和堿渣罐；分別連接至脫酸劑罐和原油罐的脫酸劑傳輸泵和原油傳輸泵；填料塔，填料塔內(nèi)設(shè)置有填料，脫酸劑傳輸泵和原油傳輸泵分別將脫酸劑和原油送入填料塔，脫酸劑和原油在填料塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)；以及沉降分離裝置，沉降分離裝置連接至填料塔，以接收來自填料塔的反應(yīng)后的脫酸劑和原油混合液。在本實用新型的原油脫酸裝置中采用了填料塔作為化學(xué)反應(yīng)器，故可以使原油和脫酸劑充分反應(yīng)，達到良好的脫酸效果。另外，填料塔的使用還可以顯著改善乳化現(xiàn)象。
文檔編號C10G27/00GK202359076SQ20112028822
公開日2012年8月1日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者包喜榮, 徐心茹, 李少萍, 楊敬一 申請人:華東理工大學(xué)