CN101402881A - 一种稳定溶剂油颜色的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稳定溶剂油颜色的方法，本发明认为非临氢法生产的溶剂油的颜色不稳定是由于油品中含有微量易变色的碱性氮和酚氧类物质；通过将溶剂油、氢氧化钠溶液进入油碱混合反应器，进行混合、预反应，送入预脱酚及油水沉降罐，脱除溶剂油中大量的酚并完成溶剂油与酚氧化合物同碱反应后的产物、碱水的初步分离，上层溶剂油经聚结式高效脱水器脱水，再由下至上进入装有脱碱性氮和精脱酚吸附剂的固定床反应器，脱除油品中的碱性氮并进一步精脱除其中的酚氧化合物，使溶剂油中碱性氮脱至1ppm以下、酚氧化合物脱至10ppm以下，油品的颜色稳定并满足用户的储存要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种稳定溶剂油颜色的方法，属于脱除石油烃类溶剂油中的引起易变色的物质，以提高溶剂油颜色稳定性的方法。
技术背景
原油中含有微量氮和氧的化合物。在原油加工过程中，这些物质便进入了不同馏程范围的油品中。原油经常减压装置加工生产的直馏组分油可以用来生产不同馏程段的窄馏分溶剂油，但存留在溶剂油中的这些氮和氧的化合物经过一段储存时间后易被空气氧化而使油品变色，其赛波特色度号小于26甚至更低不能满足用户的使用要求。
研究发现，溶剂油中易变色的氮化合物主要是碱性氮，氧化物则主要是酚类。碱性氮化物的安定性差，与空气接触时在受热或光的作用下，易氧化形成黄色的胶质，使油品的颜色加深。酚类结构中的羟基由于直接连在苯环上，对苯环的化学性质有强烈的影响，使酚易发生氧化反应。在空气中易被氧化成醌等氧化物，氧化物颜色随着氧化程度的加深而逐渐加深，由无色而呈红色以至深褐色。
文献资料显示，目前脱除溶剂油中碱性氮化物有以下二种工艺：(1)白土精制法。该方法工艺条件缓和，设备简单且建设投资低，但其只能脱除碱性氮含量在3ppm左右的油品，否则白土的用量很大且效果有限，产品质量不高。(2)加氢精制法。该方法是原料油与氢气在催化剂存在下反应，使氮化物转化为NH3而除去。酚类的脱除也是采用加氢精制的方法，使溶剂油中的酚与氢气在催化剂存在下反应生成H2O而除去。
加氢精制法能彻底地脱除溶剂油中易变色的氮和氧的化合物，产品的颜色稳定性好，但其工艺条件苛刻，设备投资和生产成本高，而且需要氢气资源，一般的企业难以实现。
发明内容
本发明的目的旨在不需要新增加氢精制装置的前提下，提供一种工艺流程简单、装置投资和生产成本均很低来脱除溶剂油中碱性氮和酚氧的方法，以提高溶剂油颜色的稳定性，使产品满足色度标准要求和用户的储存要求。
本发明的技术方案是以下述方式实现的：将溶剂油、质量百分比浓度为5％～10％的氢氧化钠进入油碱混合反应器，其中氢氧化钠溶液进料量为溶剂油的质量5％～40％，进行混合、预反应后，送入预脱酚及油水沉降罐，脱除溶剂油中大量的酚并完成溶剂油与酚氧化合物同碱反应后的产物、碱水的初步分离，上层溶剂油进入聚结式高效脱水器精脱水；再由下至上进入脱碱性氮和精脱酚的固定床反应器，固定床反应器内装活性组元的吸附剂，所说的活性组元是元素周期表中第VIII族和IIB族金属的离子盐类化合物，它能与碱性氮和酚氧化合物形成配位络合物而吸附在吸附剂上。
其中优选物料在油碱混合反应器中的停留时间为0.5秒～1.5秒。
优选物料在预脱酚及油水沉降罐中的停留时间为20分钟～40分钟，反应温度10℃～60℃，反应压力0.2MPa～0.8MPa。
优选物料在固定床反应器内的体积空速为2h-1～6h-1，反应温度为10℃～60℃，反应压力为0.2MPa～0.8MPa。
所述的溶剂油是以馏程范围为40℃～215℃的直馏组分油经精密切割成不同馏程段的各窄馏分溶剂油，其碱性氮含量为1～20ppm，酚氧化合物含量为10ppm～300ppm。
为实施本发明的上述方法，所使用的油碱混合反应器内优选安装有折流型的斜波纹板。油碱混合反应器内安装折流型的斜波纹板，它既能避免油品与水的过渡乳化，又能保证油品与碱在极短时间内高效混合并发生脱酚氧反应。
为实施本发明的上述方法，所使用的预脱酚及油水沉降罐内有上下两层填料，上层为丝网填料，下层为斜板波纹填料，上、下层填料高度比为1∶1～1∶2。预脱酚及油水沉降罐内上下装有不同规格型号和不同高度的两段填料，脱酚氧反应在填料上面进一步进行并完成加速脱水过程，酚氧的预脱除率在85％以上，脱水效率在90％以上。
本发明所述的聚结式高效脱水器，内置由玻璃纤维聚结棒，油品中的微量水在玻璃纤维聚结棒表面能被吸附聚结成足够大的水滴，并靠重力下降分层而达到油水的高精度分离，脱水后溶剂油中游离水含量在15ppm～30ppm之间。预脱酚及油水沉降罐后的聚结式高效脱水器，能进一步精脱水，可保证后续反应器内吸附剂对油品游离含水量小于30ppm的要求；吸附剂中活性组元活性高，可将溶剂油中的碱性氮化物脱至1ppm以下，酚氧化合物脱至10ppm以下，产品的赛波特色度号可满足行业标准不小于26的要求，颜色稳定性完全满用户的储存在时间要求。
本发明的方法对溶剂油中的碱性氮和酚氧化合物脱除率可达99％以上。本发明的方法工艺流程简单、占地面积小，可在原有装置上不另增动力设备，蒸汽及循环水等公用工程，投资少、生产成本低。
附图说明
图1是预脱酚及油水沉降罐结构简图，
图2是本发明的工艺流程简图。
图1中：1-溶剂油出口，2-上层填料，3-溶剂油入口及分布器，4-下层填料，5-水出口。
图2中：6-油碱混合反应器，7-预脱酚及油水沉降罐，8聚结式高效脱水器，9-脱碱性氮、精脱酚固定床反应器。
具体实施方式：
如图1所示，所使用的预脱酚及油水沉降罐内有上下两层填料2、4，上层为丝网填料，下层为斜板波纹填料，上、下层填料高度比为1∶1。
附图2示意出了本发明实施方式的工艺流程简图，设备和管线的形状和尺寸不受附图限制，而是根据具体情况确定。
结合附图2所示，原装置来具有一定压力能的液相溶剂油与自循环的碱液经油碱混合反应器(6)后，再进入预脱酚及油水沉降罐(7)内，预脱酚及油水预分离在此进行，脱除溶剂油中85％以上的酚、90％以上的水后，溶剂油再经聚结式高效脱水器(8)进行深度脱水，溶剂油精脱水后含水量在15ppm左右，然后进入填充了高效复合脱氮、脱酚吸附剂的固定床反应器(9)中，经脱碱性氮和精脱酚后油中碱性氮含量小1ppm，酚氧量小于10ppm，脱后产品合格出厂。
下面的实施例将对本发明予以进一步说明，但并非因此而限制本发明。
实施例1：对馏程为105～155℃、赛波特色号＞+30、碱性氮化物含量为3.3ppm、酚氧化合物含量为77ppm的窄馏分溶剂油采用本发明的方法脱除碱性氮和酚氧化合物，以提高其颜色稳定性。工艺流程简图如附图2所示，6是内带斜波纹板的折流型管式油碱混合反应器；7是上层为丝网填料，下层为斜波纹填料，上、下层填料高度比为1∶1.2的预脱酚及油水沉降罐，规格型号为φ1500×5000；8是聚结式高效脱水器，型号为4AQL1650CH19P3-CC7027；9是固定床反应器，规格型号为φ1000×6000，内填充了高效吸附剂。该吸附剂的活性组元是元素周期表第VIII族和第IIB族的某些金属的离子盐类，通过离子交换的方式将这些金属的离子盐类负载于活性炭上。
在处理量为12t/h，碱浓度为10％，注入量为10％，反应温度在40℃，反应压力为0.2MPa，体积空速为1.5h-1的条件下，在固定床反应器(9)出口得产品溶剂油的碱性氮含量为0.28ppm，酚氧化合物含量为0.5ppm以下，产品按GB/T 3555的方法进行检测，赛波特色号+29，取样储存45天后颜色为+27，满足用户的储存要求。
实施例2：对馏程范围为105～155℃、赛波特色号＞+30、碱性氮化物含量为2.3ppm、酚氧化合物含量为67ppm的窄馏分溶剂油。处理量为15t/h，反应温度为50℃，反应压力为0.4MPa，体积空速为1.9h-1的条件下，在固定床反应器(9)馏出口得产品溶剂油的碱性氮含量为0.18ppm，酚氧化合物含量为1.5ppm以下，产品按GB/T 3555的方法进行检测，赛波特色号+29，取样储存45天后颜色为+28，满足用户的储存要求。
实施例3：对馏程范围为70～110℃、赛波特色号＞+30、碱性氮化物含量为1.0ppm、酚氧化合物含量为17ppm的窄馏分溶剂油。处理量为8t/h，反应温度为40℃，反应压力为0.4MPa，体积空速为1.0h-1的条件下，在固定床反应器(9)馏出口得产品溶剂油的碱性氮含量为0.02ppm，酚氧化合物含量为0.22ppm以下，产品按GB/T 3555的方法进行检测，赛波特色号+30，取样储存45天后颜色为+30，满足用户的储存要求。
实施例4：对馏程范围为70～110℃、赛波特色号＞+30、碱性氮化物含量为0.8ppm、酚氧化合物含量为27ppm的窄馏分溶剂油。处理量为18t/h，反应温度为40℃，反应压力为0.4MPa，体积空速为2.3h-1的条件下，在固定床反应器(9)馏出口得产品溶剂油的碱性氮含量为0.08ppm，酚氧化合物含量为0.5ppm以下，产品按GB/T 3555的方法进行检测，赛波特色号+30，取样储存45天后颜色为+30，满足用户的储存要求。
实施例5：对馏程范围为100～130℃、赛波特色号+30、碱性氮化物含量为1.8ppm、酚氧化合物含量为45ppm的窄馏分溶剂油。处理量为13t/h，反应温度为40℃，反应压力为0.5MPa，体积空速为1.7h-1的条件下，在固定床反应器(9)馏出口得产品溶剂油的碱性氮含量为0.18ppm，酚氧化合物含量为1.8ppm以下，产品按GB/T 3555的方法进行检测，赛波特色号+29，取样储存45天后颜色为+29，满足用户的储存要求。
实施例6：对馏程范围为100～130℃、赛波特色号+30、碱性氮化物含量为1.5ppm、酚氧化合物含量为38ppm的窄馏分溶剂油。处理量为10t/h，反应温度为35℃，反应压力为0.5MPa，体积空速为1.25h-1的条件下，在固定床反应器(9)馏出口得产品溶剂油的碱性氮含量为0.15ppm，酚氧化合物含量为2.8ppm以下，产品按GB/T 3555的方法进行检测，赛波特色号+29，取样储存45天后颜色为+29，满足用户的储存要求。
实施例7：对馏程范围为140～215℃、赛波特色号+28、碱性氮化物含量为10.5ppm、酚氧化合物含量为138ppm的窄馏分溶剂油。处理量为10t/h，反应温度为35℃，反应压力为0.5MPa，体积空速为1.25h-1的条件下，在固定床反应器(9)馏出口得产品溶剂油的碱性氮含量为0.25ppm，酚氧化合物含量为4.8ppm以下，产品按GB/T 3555的方法进行检测，赛波特色号+27，取样储存45天后颜色为+26，满足用户的储存要求。
实施例8：对馏程范围为140～215℃、赛波特色号+28、碱性氮化物含量为12.5ppm、酚氧化合物含量为238ppm的窄馏分溶剂油。处理量为8t/h，反应温度为45℃，反应压力为0.5MPa，体积空速为1.0h-1的条件下，在固定床反应器(9)馏出口得产品溶剂油的碱性氮含量为0.35ppm，酚氧化合物含量为6.8ppm以下，产品按GB/T 3555的方法进行检测，赛波特色号+27，取样储存45天后颜色为+26，满足用户的储存要求。
Claims (8)
1、一种稳定溶剂油颜色的方法，其特征在于：将溶剂油、质量百分比浓度为5％～10％的氢氧化钠进入油碱混合反应器，其中氢氧化钠溶液进料量为溶剂油的质量5％～40％，进行混合、预反应后，送入预脱酚及油水沉降罐，脱除溶剂油中大量的酚并完成溶剂油与酚氧化合物同碱反应后的产物、碱水的初步分离，上层溶剂油进入聚结式高效脱水器精脱水；再由下至上进入脱碱性氮和精脱酚的固定床反应器，固定床反应器内装活性组元的吸附剂，所说的活性组元是元素周期表中第VIII族和IIB族金属的离子盐类化合物，它能与碱性氮和酚氧化合物形成配位络合物而吸附在吸附剂上。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于物料在油碱混合反应器中的停留时间为0.5秒～1.5秒。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于物料在预脱酚及油水沉降罐中的停留时间为20分钟～40分钟，反应温度10℃～60℃，反应压力0.2MPa～0.8MPa。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于物料在固定床反应器内的体积空速为2h-1～6h-1，反应温度为10℃～60℃，反应压力为0.2MPa～0.8MPa。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的溶剂油是以馏程范围为40℃～215℃的直馏组分油经精密切割成不同馏程段的各窄馏分溶剂油，其碱性氮含量为1～20ppm，酚氧化合物含量为10ppm～300ppm。
6、实施权利要求1-5所述方法的设备，包括油碱混合反应器和预脱酚及油水沉降罐，其特征在于所说的油碱混合反应器是由能起折流作用的斜波纹板构成。
7、根据权利要求6所述的设备，其特征在于所说的预脱酚及油水沉降罐内有上下两层填料，上层为丝网填料，下层为斜波纹填料，上、下层填料高度比为1∶1～1∶2。
8、根据权利要求7所述的设备，其特征在于在预脱酚及油水沉降罐之后还联有聚结式高效脱水器。
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