CN102041028B

CN102041028B - 一种强化原油蒸馏的组合物及其应用

Info

Publication number: CN102041028B
Application number: CN 200910186202
Authority: CN
Inventors: 康伟青; 刘明清; 王军
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2029-10-13
Also published as: CN102041028A

Abstract

本发明公开了一种强化原油常压和减压蒸馏的组合物，包含20-80(重量)％的A组分，10-60(重量)％的B组分，0-50(重量)％的溶剂；其中，所述A组分选自壬基酚聚氧乙烯(4)醚、壬基酚聚氧乙烯(7)醚、壬基酚聚氧乙烯(9)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚、壬基酚聚氧乙烯(15)醚，脂肪醇聚氧乙烯(4)醚、脂肪醇聚氧乙烯(7)醚、脂肪醇聚氧乙烯(10)醚；所述B组分选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇；所述溶剂选自水、甲醇、乙醇。将占原油体积0.001～0.05％的所述组合物加入要进行常减压蒸馏的原油中，与原油一起蒸馏，能够提高原油常减压蒸馏总拔出率2个百分点以上。

Description

一种强化原油蒸馏的组合物及其应用

技术领域

本发明涉及石油化学工业领域，尤其是一种能够强化原油蒸馏的组合物及其应用。

背景技术

石油是一种宝贵的化石燃料，不可再生的一次性能源，近几年石油价格暴涨就是对其重要性的反映。

常减压蒸馏是石油加工的首要过程，常压蒸馏把原油中的汽油、煤油、柴油组分拔出，减压蒸馏分离出蜡油组分，剩余的塔底组分称为渣油。常减压蒸馏拔出的轻油和蜡油价值远高于渣油。提高原油的蒸馏总拔出率(也称收率)，以达到充分利用石油资源目的，是炼厂一直研究的重要课题之一，不仅能够节约不可再生资源，也能提高炼厂经济效益。

研究发现，添加剂能够强化原油蒸馏，提高原油蒸馏的收率。常用的三种类型添加剂分别是(梁益才，张春水；齐鲁石油化工.2002.30(4)：325-327)：

1)芳烃浓缩油：主要是石油二次加工过程中产生的一些富含芳烃的副产物，以溶剂精制抽出油、催化裂化回炼油和催化裂化油浆为代表性物质，其芳烃含量一般为30％～60％；原油蒸馏拔出率净增值在0.85％以下。中国专利文件(CN1030250A)用含芳烃的催化回炼油或油浆作添加剂，可以提高减压蒸馏的蜡油收率，但该方法只适用于减压蒸馏。

2)表面活性物质，如C₁₂～C₁₄和C₁₆～C₂₀等高级脂肪醇，合成脂肪酸，具有各种官能团的非离子型表面活性剂等。中国专利文件(CN100348695C)公开了用一种含天然松脂有机物的添加剂来提高石油常减压蒸馏收率。由于天然松脂来源不稳定，杂质含量高，影响松脂产品质量，且松脂成分复杂，都会对添加剂的质量产生一定影响；松脂的主要成分为树脂酸和脂肪酸，这些酸性物质对加工设备有可能生产不利的影响。表面活性剂对原油蒸馏具有较明显的强化作用。在表面活性剂添加量为(100～300)×10^-6的条件下，常压塔拨出率可提高2.4％～4.4％，减压塔拨出率可提高1.2％-2.3％，且加剂后的馏分油性质无变化。但在文献报道中都只公开了表面活性物质的代号，如A03、A09(宋育红；石油炼制与化工.1996.27(3)：22-25)R1、R2(刘红研，沙峰，詹亚力，朱建华；化工学报.2001.52(4)：368-341)等，无法了解所说表面活性物质的化学结构或化学组成。

3)复合活化剂，如芳烃浓缩物中加入微量酚；在复合活化剂的加入量为0.5％(其中酚相对于原油的含量比例为0.01％～0.03％)的条件下，减压馏分油收率纯增值为5.2％～6.1％。

4)合成高分子聚合物：加入(50-600)×10^-6的高分子添加剂可提高馏分收率3个百分点以上。但是合成高分子聚合物价格较高，炼厂大规模使用，势必会增加成本。

关于活性添加剂强化原油蒸馏的机理，初步归纳为石油分散体系的胶体结构机理、表面张力机理和阻聚机理(梁益才，张春水；齐鲁石油化工.2002.30(4)：325-327)。

1)胶体结构机理认为原油是一种胶体分散体系，其胶核(超分子结构)的内外表面均被吸附-溶剂化层所包围，且作为分散相的“复杂结构单元”具有一定的核半径和吸附-溶剂化层厚度。如果加入的活性添加剂能够提高分散介质的溶解能力，屏蔽缔和胶体吸附力场的作用，减小复杂结构单元的核半径和溶剂化层尺寸，便可将一部分低分子烃类从吸附-溶剂化层中释放出来，从而提高馏分油的收率。

2)表面张力机理认为石油馏分沸腾时，在液体中会生成汽泡，汽泡即沸腾液体相内或表面上气体的形成和增长；加入活性添加剂后改变了石油分散体系介质的性质，使在蒸馏时形成气液相的表面张力变小，从而改变形成汽泡的临界条件及其破裂的难易程度，引起沸腾汽泡尺寸和溶剂化层厚度的剧烈改变，相同的烃类重新分配，导致其残余量进人沸腾物中去，使得馏分油收率增加。

3)阻聚机理认为原油在300～400″C的高温下蒸馏，难免发生部分裂解，其结果是部分稠环芳烃形成自由基链聚合，一方面导致缔合胶体数目增加，另一方面限制了加热炉出口温度的提高(过高会发生结焦)。这两方面均使得拔出率降低。因此加入活性添加剂及时终止链聚合，抑制结焦，可提高加热炉的出口温度，从而使拔出率得以提高。

石油是不可再生的资源，而现阶段以及以后很长的时期世界经济和人们的生活都要很大程度地依赖石油，因此，有必要继续研究强化原油蒸馏的原理及其方法，以期发现价廉效高的提高原油常减压蒸馏总收率的活性添加剂。

壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚作为降粘剂而应用于原油或重油中，如中国专利文件(CN1424383A)公开了壬基酚聚氧乙烯醚、硫酸盐和水构成的重油添加剂，中国专利文件(CN1286288A)公开了烷基苯磺酸，脂肪醇聚氧乙烯醚，硫酸钠，椰子油酸乙二醇酰胺，氢氧化钠和水组成的高稠原油降粘组合物。迄今，还未见壬基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚能够提高原油蒸馏收率的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种对原油的常压蒸馏和减压蒸馏都具有强化作用的原油蒸馏组合物及其应用。所述组合物利用现有的有机化工原料，原料来源稳定，成分简单，能够提高原油常减压蒸馏总拔出率2个百分点以上。

为了解决上述技术问题，本发明首先提供一种对原油的常压蒸馏和减压蒸馏都具有强化作用的组合物，所述组合物包含下述重量百分比的组分：

A组分：20-80％，优选25～70％；

B组分：10-60％，优选20～50％；

溶剂：0-50％，优选5～35％；

其中所述A组分选自壬基酚聚氧乙烯(4)醚、壬基酚聚氧乙烯(7)醚、壬基酚聚氧乙烯(9)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚、壬基酚聚氧乙烯(15)醚，脂肪醇聚氧乙烯(4)醚、脂肪醇聚氧乙烯(7)醚、脂肪醇聚氧乙烯(10)醚中的一种或者几种，优选的是壬基酚聚氧乙烯(7)醚、壬基酚聚氧乙烯(9)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚、脂肪醇聚氧乙烯(7)醚或脂肪醇聚氧乙烯(10)醚中的一种或几种；所述B组分选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇中的一种或者几种，优选的是乙二醇、丙二醇或丙三醇中一种或几种；所述溶剂选自水、甲醇、乙醇中的一种或者几种，所述的水优选软化水或去离子水。

本发明还提供一种利用所述组合物提高原油常减压蒸馏总收率的方法，将占原油体积0.001～0.05％的所述组合物加入要进行常减压蒸馏的原油中，与原油一起蒸馏。

本发明的一种优选方式中，所述组合物的加入量为原油体积的0.002～0.03％。

本发明所述组合物的各个组分除水外，都有市售的商品，来源广泛，使用量少，馏出油收率增加明显。试验证明，通过添加占原油体积0.001～0.05％的组合物，即可以提高常压和减压蒸馏装置的总拔出率2.0～4.8％；应用于实际生产将产生显著的经济和社会效益。

本发明的组合物不仅能够强化原油常压蒸馏，也能强化原油减压蒸馏，提高常压和减压蒸馏的总收率。但发明人已经进行的试验表明，所述组合物提高常压蒸馏拔出率最大约1.9％，提高减压蒸馏拔出率最大约3.5％，所述组合物对减压蒸馏的强化作用大于其对常压蒸馏的作用。

本发明的组合物在0.001～0.05％的加入量范围内，不会对常减压蒸馏的馏分油质量产生影响。

本发明所述的组合物的组分由C、H、O三种元素组成，不含对石油加工有害的S、N、P及金属元素，不会对生产装置和产品质量产生有害的影响。

本发明提高原油常减压蒸馏总收率的方法简单易行，适用于炼油厂的常压和减压蒸馏装置，在炼油厂现有设备的基础上，只需要在原油电脱盐后至加热炉前管线上加一注入口、增加注入泵和计量仪表即可。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，应该理解，这些说明不应该用于限制本发明。

通过模拟蒸馏和实沸点蒸馏进行试验，以研究组合物对原油蒸馏的强化作用。

原油色谱法模拟蒸馏方法采用带有单柱补偿功能的FID检测器的HP5880A气相色谱仪，该方法的平行试验误差一般为2％以内。

实沸点蒸馏采用抚顺石化研究院生产的FY-III型原油实沸点蒸馏仪，其中原油从初馏到350℃馏分在塔I蒸馏，350～500℃馏分在塔II蒸馏。塔I符合ASTM2892标准，塔II等效于ASTM5236标准。该仪器的平行试验误差在1％以内。

实施例1

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(鲁∶钱＝6∶4)的混合原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(10)醚45％、乙二醇20％、丙三醇15％、水20％。组合物的加入量为原油体积的0.01％，所得试验结果见表1。

表1

试验提高轻油收率1.88％，蜡油收率1.40％，提高总收率3.28％。

实施例2

用鲁宁管输原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(10)醚10％、脂肪醇聚氧乙烯(10)醚20％、乙二醇35％、水20％、乙醇15％。组合物的加入量为原油体积的0.005％，所得试验结果见表2。

表2

试验提高轻油收率1.24％，蜡油收率1.09％，提高总收率2.33％。

实施例3

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(钱皮恩原油约为27w％)的混合原油进行实沸点蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(10)醚40％、乙二醇30％、水20％、乙醇10％。组合物的加入量为原油体积的0.005％，所得试验结果见表3。

表3

试验提高轻油收率1.29％，蜡油收率3.37％，提高总收率4.66％。

实施例4

用鲁宁管输原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(10)醚60％、正丁醇10％、水15％、乙醇15％。组合物的加入量为原油体积的0.002％，所得试验结果见表4。

表4

试验提高轻油收率0.95％，蜡油收率1.11％，提高总收率2.06％。

实施例5

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(钱皮恩原油约为27w％)的混合原油进行实沸点蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(9)醚20％、乙二醇40％、丙二醇20％、水10％、甲醇10％。组合物的加入量为原油体积的0.03％，所得试验结果见表5。

表5

试验提高轻油收率1.02％，蜡油收率3.11％，提高总收率4.13％。

实施例6

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(鲁∶钱＝6∶4)的混合原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(9)醚53％、丙三醇22％、水16％、乙醇9％。组合物的加入量为原油体积的0.004％，所得试验结果见表6。

表6

试验提高轻油收率1.80％，蜡油收率1.22％，提高总收率3.02％。

实施例7

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(鲁∶钱＝6∶4)的混合原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(9)醚15％、脂肪醇聚氧乙烯(7)醚23％、乙二醇15％、正丁醇12％、水21％、甲醇14％。组合物的加入量为原油体积的0.015％，所得试验结果见表7。

表7

试验提高轻油收率1.74％，蜡油收率1.14％，提高总收率2.88％。

实施例8

用鲁宁管输原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(9)醚70％、乙二醇17％、丙三醇13％。组合物的加入量为原油体积的0.002％，所得试验结果见表8。

表8

试验提高轻油收率1.26％，蜡油收率1.12％，提高总收率2.38％。

实施例9

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(钱皮恩原油约为27w％)的混合原油进行实沸点蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(9)醚30％、脂肪醇聚氧乙烯(4)醚30％、正丁醇15％、水15％、乙醇10％。组合物的加入量为原油体积的0.007％，所得试验结果见表9。

表9

试验提高轻油收率1.40％，蜡油收率3.50％，提高总收率4.90％。

实施例10

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(钱皮恩原油约为27w％)的混合原油进行实沸点蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(7)醚25％、乙二醇40％、异丁醇20％、水5％、甲醇10％。组合物的加入量为原油体积的0.03％，所得试验结果见表10。

表10

试验提高轻油收率1.06％，蜡油收率3.22％，提高总收率4.28％。

实施例11

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(鲁∶钱＝6∶4)的混合原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(7)醚35％、丙二醇20％、正丁醇20％、水10％、乙醇15％。组合物的加入量为原油体积的0.01％，所得试验结果见表11。

表11

试验提高轻油收率1.90％，蜡油收率1.28％，提高总收率3.18％。

实施例12

用鲁宁管输原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(7)醚50％、脂肪醇聚氧乙烯(4)醚20％、乙二醇10％、丙三醇10％、水10％。组合物的加入量为原油体积的0.003％，所得试验结果见表12。

表12

试验提高轻油收率1.33％，蜡油收率1.11％，提高总收率2.44％。

实施例13

用鲁宁管输原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(7)醚80％、丙二醇10％、水10％。组合物的加入量为原油体积的0.001％，所得试验结果见表13。

表13

试验提高轻油收率1.15％，蜡油收率1.05％，提高总收率2.20％。

实施例14

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(鲁∶钱＝6∶4)的混合原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(4)醚55％、异丁醇10％、水20％、甲醇15％。组合物的加入量为原油体积的0.05％，所得试验结果见表14。

表14

试验提高轻油收率1.68％，蜡油收率1.19％，提高总收率2.87％。

实施例15

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(钱皮恩原油约为27w％)的混合原油进行实沸点蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(4)醚45％、脂肪醇聚氧乙烯(10)醚25％、乙二醇30％。组合物的加入量为原油体积的0.03％，所得试验结果见表15。

表15

试验提高轻油收率0.93％，蜡油收率3.18％，提高总收率4.11％。

实施例16

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(钱皮恩原油约为27w％)的混合原油进行实沸点蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(15)醚40％、丙二醇10％、水20％、乙醇30％。组合物的加入量为原油体积的0.007％，所得试验结果见表16。

表16

试验提高轻油收率1.21％，蜡油收率3.22％，提高总收率4.43％。

实施例17

用鲁宁管输原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：壬基酚聚氧乙烯(15)醚20％、脂肪醇聚氧乙烯(7)醚30％、乙二醇20％、正丁醇5％、水10％、甲醇15％。组合物的加入量为原油体积的0.02％，所得试验结果见表17。

表17

试验提高轻油收率1.46％，蜡油收率1.21％，提高总收率2.67％。

实施例18

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(钱皮恩原油约为27w％)的混合原油进行实沸点蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：脂肪醇聚氧乙烯(10)醚30％、乙二醇40％、丙三醇10％、水20％。组合物的加入量为原油体积的0.005％，所得试验结果见表18。

表18

试验提高轻油收率0.19％，蜡油收率1.89％，提高总收率2.08％。

实施例19

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(鲁∶钱＝6∶4)的混合原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：脂肪醇聚氧乙烯(10)醚45％、乙二醇10％、正丁醇5％、水20％、乙醇20％。组合物的加入量为原油体积的0.015％，所得试验结果见表19。

表19

试验提高轻油收率1.47％，蜡油收率1.11％，提高总收率2.58％。

实施例20

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(钱皮恩原油约为27w％)的混合原油进行实沸点蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：脂肪醇聚氧乙烯(10)醚70％、丙三醇20％、水10％。组合物的加入量为原油体积的0.002％，所得试验结果见表20。

表20

试验提高轻油收率0.19％，蜡油收率2.07％，提高总收率2.26％。

实施例21

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(鲁∶钱＝6∶4)的混合原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：脂肪醇聚氧乙烯(7)醚25％、乙二醇25％、水25％、甲醇25％。组合物的加入量为原油体积的0.03％，所得试验结果见表21。

表21

试验提高轻油收率1.04％，蜡油收率1.02％，提高总收率2.06％。

实施例22

用鲁宁管输原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：脂肪醇聚氧乙烯(7)醚45％、正丁醇10％、丙二醇10％、水25％、乙醇10％。组合物的加入量为原油体积的0.01％，所得试验结果见表22。

表22

试验提高轻油收率1.12％，蜡油收率0.97％，提高总收率2.09％。

实施例23

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(钱皮恩原油约为27w％)的混合原油进行实沸点蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：脂肪醇聚氧乙烯(7)醚70％、乙二醇20％、丙三醇10％。组合物的加入量为原油体积的0.005％，所得试验结果见表23。

表23

试验提高轻油收率0.22％，蜡油收率1.96％，提高总收率2.18％。

实施例24

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(钱皮恩原油约为27w％)的混合原油进行实沸点蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：脂肪醇聚氧乙烯(4)醚50％、丙二醇20％、异丁醇10％、水20％。组合物的加入量为原油体积的0.003％，所得试验结果见表24。

表24

试验提高轻油收率0.39％，蜡油收率1.74％，提高总收率2.13％。

实施例25

用鲁宁管输原油和钱皮恩原油(鲁∶钱＝6∶4)的混合原油进行模拟蒸馏试验，组合物的组成及重量百分比是：脂肪醇聚氧乙烯(4)醚70％、异丁醇20％，水10％。组合物的加入量为原油体积的0.001％，所得试验结果见表25。

表25

试验提高轻油收率0.97％，蜡油收率1.09％，提高总收率2.06％。

Claims

1.一种对原油的常压蒸馏和减压蒸馏都具有强化作用的组合物，其特征在于：所述组合物包含下述重量百分比的组分：

A组分：20-80％，

B组分：10-60％，

溶剂：0-50％；

其中，所述A组分选自壬基酚聚氧乙烯(4)醚、壬基酚聚氧乙烯(7)醚、壬基酚聚氧乙烯(9)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚、壬基酚聚氧乙烯(15)醚，脂肪醇聚氧乙烯(4)醚、脂肪醇聚氧乙烯(7)醚、脂肪醇聚氧乙烯(10)醚中的一种或者几种；所述B组分选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇中的一种或者几种；所述溶剂选自水、甲醇、乙醇中的一种或者几种。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述A组分的重量百分比为25～70％。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于：所述A组分选自壬基酚聚氧乙烯(7)醚、壬基酚聚氧乙烯(9)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚、脂肪醇聚氧乙烯(7)醚或脂肪醇聚氧乙烯(10)醚中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述B组分的重量百分比为20～50％。

5.根据权利要求1或4所述的组合物，其特征在于：所述B组分选自乙二醇、丙二醇或丙三醇中一种或几种。

6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述溶剂的重量百分比为5～35％。

7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述水是软化水或去离子水。

8.一种利用权利要求1所述组合物提高原油常减压蒸馏总收率的方法，其特征在于：将占原油体积0.001～0.05％的所述组合物加入要进行常减压蒸馏的原油中，与原油一起蒸馏。

9.根据权利要求8所述的提高原油常减压蒸馏总收率的方法，其特征在于：所述组合物的加入量为原油体积的0.002～0.03％。