CN101955793B - 一种加氢工艺原料的预处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种加氢工艺原料的预处理方法。该方法采用加氢工艺原料与惰性气体混合，利用不同压力条件下的惰性气体中水分压的比例差来脱除油中水，惰性气体可循环使用。采用本发明提供的方法，能对含机械杂质的油品进行有效脱水，特别是能连续脱除水乳化度、溶解度高的煤焦油馏分中水分，使其水含量小于300μg/g，满足加氢工艺进料的要求。该方法可实现长周期、连续运行；并且能耗低、较环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种加氢工艺原料的预处理方法，更具体地说是一种含有机械杂质和水分的馏分油和/或煤焦油馏分脱除其中所含水分和机械杂质的方法。
背景技术
石油加工厂的一些中间物料如焦化汽油馏分、焦化柴油馏分、催化柴油馏分等需经过后续加氢工艺过程，才能得到符合一定规格的产品或产品的调和组分；煤焦化厂一种干点小于450℃煤焦油馏分也需加氢处理或改质才能得到符合一定规格的产品或产品的调和组分或后续加工装置的原料。工业实践显示，这部分中间物料含有较多的机械杂质和水分。如焦化汽油、焦化柴油、煤焦油馏分中都含有直径大于5μm的焦粉和300μg/g以上的水分。机械杂质和水对后续的加氢工艺过程造成不利影响：如焦粉或堵塞加氢反应器床层，缩短装置的操作周期；过多的水影响加氢催化剂性能。
通常的脱水及脱机械杂质的作法是物料在储罐一定温度和停留时间下沉降脱掉大部分游离水和机械杂质，在加氢工艺装置原料入口处再设自动反吹洗过滤器进一步脱除原料中残存的或管线中的机械杂质。实际过程中，会出现因储罐沉降时间不足、甚至上游装置与加氢装置物料不经储罐沉降直接互供的工况；还会出现如煤焦油馏分因比重大、芳烃和含氧等极性化合物含量大，仅依靠储罐沉降难以将水脱除至较低的含量水平，导致该物料无法进入加氢工艺装置进行处理。
虽然部分加氢工艺装置入口设置的25μm精度自动反吹洗过滤器可脱除物料中大部分机械杂质，满足加氢进料的机械杂质限定指标。但水含量超标(一般要求小于300μg/g)的问题难以解决。对于焦化汽柴油这种物料，虽然可在25μm精度自动反吹洗过滤器后再设置油水分离器在线脱除油中水，但物料中的一些5～40μm机械杂质在较短周期内堵塞油水分离器中的聚结芯，使其失去功能，无法实现长周期工业运行。当然，可以提高自动反吹洗过滤器的过滤精度到小于5μm来保证油水分离器的操作周期，但这会使得自动反吹洗过滤器设备和过滤面积增大，增加过滤器的反吹频次和物料损失。对于煤焦油馏分，由于其比重大、芳烃和含氧等极性化合物含量高，与水乳化度高，水在煤焦油馏分的溶解度也较高，即使利用油水分离器，其水含量也难以小于2000μg/g。
CN1746262A公开了一种煤焦油中的水分脱除方法。该方法包括如下步骤：在加热静止脱水的煤焦油贮槽的轴向垂直安装由数根开孔直管组成的吹气鼓泡元件，吹气鼓泡元件顶部直管与空气压缩机相连，在煤焦油贮槽的放空管法兰处排气管。主要控制参数：装油高度2-3米；吹入空气量与油之比200-300m3/t.hr；操作温度80-95℃；将含水煤焦油用泵送入用于脱水的焦油贮槽加热至额定温度后，开启鼓风机，控制流量，进行脱水，脱水完毕，用泵送入无水焦油贮槽。本发明的有益效果是：通过向加热到80-95℃的煤焦油中吹入空气，有效的破坏了乳化液，快速地降低汽液两相界面上的水蒸气分压，使煤焦油中的水分在低于其沸点温度下汽化，并在空气流的夹带下脱除，具有脱水能耗低、效率高的优点。该方法是一种间歇式的脱水方法。
CN1916112A一种煤焦油深加工的方法。该方法提供了一种煤焦油的加氢处理方法：(1)将煤焦油进行过滤处理，脱除煤焦油中粒径＞25μm的固体颗粒；(2)将步骤(1)得到的煤焦油进行脱水处理，脱除其中所含的水，以防止水损害加氢催化剂；(3)将步骤(2)得到的煤焦油进行脱灰处理，以脱除煤焦油中粒径＜25μm的固体颗粒；(4)将步骤(3)得到的煤焦油在加氢装置中进行催化加氢，得到气液两相产物；(5)将步骤(4)得到的液相产物送入分馏塔，经分馏得到汽油馏分、柴油馏分和加氢尾油馏分。使用本发明的方法能达到煤焦油的全馏分加氢。
CN2225288Y一种有两种滤芯的油水分离器，该滤芯一种由混纺布绕一端封闭的带孔骨架构成，开口端和进液口相连通；另一种滤芯，由一端封闭的骨架上绕微孔铁网构成，滤芯开口端和出油口相接通，并且壳体上排油口的设置高于进液口，该油水分离器，可使处理后的油含水量不超过30ppm。该油水分离器主要用于含水液压油。
发明内容
本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种加氢工艺原料的预处理方法，更具体地说是一种连续脱除含有机械杂质的油品，特别是水乳化度、溶解度高的煤焦油馏分中的水分的方法，使其满足加氢工艺装置进料对水含量小于300μg/g的要求。
本发明所提供的方法包括：
(1)加氢工艺原料与惰性气体在混合器混合后，进入气液分离罐进行分离，得到气相物流I和油相物流I，
(2)气相物流I经升压、冷却后，进入惰性气分液罐，得到气相物流II、油相物流II和水相物流II，
(3)气相物流II经减压后返回混合器入口，油相物流II返回气液分离罐，
(4)油相物流I去后续加氢单元进行处理；
其中，所述的加氢工艺原料是含有机械杂质和水分的馏分油和/或煤焦油馏分。
一些含机械杂质和水分的馏分油和/或煤焦油馏分，需脱水至水含量小于300μg/g后，至少再经过加氢工艺，才能得到符合一定规格的产品或产品的调和组分或后续加工装置的原料。所述的含有机械杂质和水分的馏分油是选自焦化汽油馏分、焦化柴油馏分和催化柴油馏分中的一种或几种，其中密度为0.73～0.98g/cm3，水含量的范围为大于300μg/g至水含量等于3000μg/g，大于5μm机械杂质含量为0.1～3000μg/g。所述的含有机械杂质和水分的煤焦油馏分的干点小于450℃，密度为0.85～1.15g/cm3，水含量的范围为大于300μg/g至水含量等于5000μg/g，大于5μm机械杂质含量为1～3000μg/g。所述的加氢工艺是加氢精制、加氢改质、加氢处理、加氢裂化中的一种或几种的组合工艺，所述的加氢工艺中至少包括一个固定床反应器。
本发明利用不同压力条件下的惰性气体中水分压的比例差来脱除油中水。所述的气液分离罐的温度小于等于60℃，压力小于等于0.15MPa(G)(表压)，惰性气分液罐的温度小于等于40℃，压力0.25～0.45MPa(G)(表压)。优选的所述的气液分离罐的压力0.02～0.06MPa(G)(表压)，优选的惰性气分液罐的压力0.25～0.30MPa(G)(表压)。
所述的加氢工艺原料与惰性气体标准体积的体积比为1∶30～300。
所述的惰性气体选自氮气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和炼厂燃料气中的一种或几种。
在本发明一个优选的实施方式中，还包括脱机械杂质单元。所述的脱机械杂质单元可以在上述脱水单元前面，也可在脱水单元后面。两单元在流程安排上是串联。两单元中间可以有罐、泵等设备，也可直接连接。
所述的机械杂质是选自焦粉、无机盐和催化剂颗粒中的一种或几种。所述的脱机械杂质的方法可以使用现有技术中任何合适的方法，例如过滤、溶剂抽提或溶剂稀释沉降等方法。优选过滤的方法，可选用带有反冲洗功能的过滤器。
采用本发明提供的方法，能对含机械杂质的油品进行有效脱水，特别是能连续脱除水乳化度、溶解度高的煤焦油馏分中水分，使其水含量小于300μg/g，满足加氢工艺进料的要求。该方法可实现长周期、连续运行；并且能耗低、较环保。
附图说明
附图是本发明所提供加氢工艺原料的预处理方法的示意流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提供的方法进行进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
本发明提供的加氢工艺原料的预处理方法的流程为：来自管线1的一定温度和压力的加氢工艺原料与来自管线3的循环惰性气体在混合器2中充分混合，混合后的物料经管线4进入气液分离罐5进行气液分离。分离出的含较多水分的惰性气体，即气相物流I经管线6由罐顶排出，经惰性气压缩机7升压，经管线8进入惰性气体冷却器9冷却后，经管线10进入惰性气分液罐11，进行气相、水相、油相分离。分离出的含较少水分的循环惰性气体，即气相物流II经管线14由惰性气分液罐11的罐顶引出，经减压阀15减压后，经管线3循环回混合器2的入口。分离出的水相，即水相物流II经管线12由惰性气分液罐11的罐底排除系统外。分离出的油相，即油相物流II经管线13由惰性气分液罐11的罐下部进入气液分离罐5。脱除大部分水的油品，即油相物流I经管线16由气液分离罐5底排出，经油品泵17升压后由管线18送向后续单元。系统新鲜惰性气体19补入压缩机入口。
实施例将对本发明的方法予以进一步的说明，并不因此而限制本发明。
实施例1
含机械杂质和水的加氢工艺原料为焦化柴油馏分，该原料来自于焦化装置分馏塔馏出口，流量为40吨/小时，温度为40℃、压力为0.20MPa(G)。原料性质如表1所示。按照本发明提供的方法对该原料进行脱水处理，所用惰性气体为氮气，相应的操作条件和处理后物料的水含量如表2所示。
从表2可以看出，采用本发明提供的方法，经处理后物料中的含水量仅为210μg/g，符合加氢工艺装置进料的要求。
实施例2
含机械杂质和水的加氢工艺原料为煤焦油馏分，该原料来自于煤焦油粗分馏塔馏出口，流量为40吨/小时，温度为40℃、压力为0.20MPa(G)。原料性质如表1所示。按照本发明提供的方法对该原料进行脱水处理，所用惰性气体为氮气，相应的操作条件和处理后物料的水含量如表3所示。
从表3可以看出，采用本发明提供的方法，经处理后物料中的含水量仅为285μg/g，符合加氢工艺装置进料的要求。
表1
| 原料名称 | 焦化柴油馏分 | 煤焦油馏分 |
| 密度(20℃)，g/cm3 | 0.8480 | 1.002 |
| 馏程范围，(2％～98％)℃ | 186～365 | 190～360 |
| 酸度，mgKOH/100ml | 85 | 65 |
| 水含量，μg/g | 1850 | 3500 |
| 焦粉含量(＞5μm)，μg/g | 55 | 36 |
表2
| 原料名称 | 焦化柴油馏分 |
| 原料入压力，MPa(G) | 0.20 |
| 原料入温度，℃ | 40 |
| 原料入流量，t/h | 40 |
| 气液分离罐压力，MPa(G) | 0.05 |
| 气液分离罐温度，℃ | 40 |
| 惰性气分液罐压力，MPa(G) | 0.30 |
| 惰性气分液罐温度，℃ | 40 |
| 惰性气循环量，NM3/h | 4300 |
| 油品惰性气混合器压降，MPa | 0.05 |
| 惰性气压缩机功率，kW | 155(压缩机效率72％) |
| 处理后物流的水含量，μg/g | 210 |
表3
| 原料名称 | 煤焦油馏分 |
| 原料入压力，MPa(G) | 0.20 |
| 原料入温度，℃ | 40 |
| 原料入流量，t/h | 40 |
| 气液分离罐压力，MPa(G) | 0.05 |
| 气液分离罐温度，℃ | 40 |
| 惰性气分液罐压力，MPa(G) | 0.30 |
| 惰性气分液罐温度，℃ | 40 |
| 惰性气循环量，NM3/h | 9600 |
| 油品惰性气混合器压降，MPa | 0.05 |
| 惰性气压缩机功率，kW | 347(压缩机效率72％) |
| 处理后物流的水含量，μg/g | 285 |
Claims (9)
1.一种加氢工艺原料的预处理方法，包括：
(1)加氢工艺原料与惰性气体在混合器混合后，进入气液分离罐进行分离，得到气相物流I和油相物流I，所述的气液分离罐的温度小于等于60℃，压力小于等于0.15MPa，
(2)气相物流I经升压、冷却后，进入惰性气分液罐，得到气相物流II、油相物流II和水相物流II，惰性气分液罐的温度小于等于40℃，压力0.25～0.45MPa，
(3)气相物流II经减压后返回混合器入口，油相物流II返回气液分离罐，
(4)油相物流I去后续加氢单元进行处理；
其中，所述的加氢工艺原料是含有机械杂质和水分的馏分油和/或煤焦油馏分，所述的含有机械杂质和水分的馏分油是选自焦化汽油馏分、焦化柴油馏分和催化柴油馏分中的一种或几种，其中密度为0.73～0.98g/cm3。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的气液分离罐的压力0.02～0.06MPa，惰性气分液罐的压力0.25～0.30MPa。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的加氢工艺原料与惰性气体标准体积的体积比为1∶30～300。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含有机械杂质和水分的馏分油中，水含量的范围为大于300μg/g至水含量等于3000μg/g，大于5μm机械杂质含量为0.1～3000μg/g。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含有机械杂质和水分的煤焦油馏分的干点小于450℃，密度为0.85～1.15g/cm3，水含量的范围为大于300μg/g至水含量等于5000μg/g，大于5μm机械杂质含量为1～3000μg/g。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的惰性气体选自氮气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和炼厂燃料气中的一种或几种。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的加氢工艺是加氢精制、加氢改质、加氢处理、加氢裂化中的一种或几种的组合工艺，所述的加氢工艺中至少包括一个固定床反应器。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括脱机械杂质单元。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的机械杂质是选自焦粉、无机盐和催化剂颗粒中的一种或几种。
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| CN1051056A (zh) * | 1989-09-25 | 1991-05-01 | 盖特诺拉索 | 净化油的改进方法 |
| US6372123B1 (en) * | 2000-06-26 | 2002-04-16 | Colt Engineering Corporation | Method of removing water and contaminants from crude oil containing same |
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