CN102061186A - 一种原油强化蒸馏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种原油强化蒸馏剂及其制备方法，其特征是它由50～70％活化主体、10～20％脂肪醇溶剂和20～40％芳烃溶剂组成，首先将活性主体与脂肪醇溶剂在80～85℃下密闭搅拌，然后再加入芳烃溶剂，继续在80～85℃下密闭搅拌得产品，该产品具有可大幅度提高轻质油品收率，改善轻质油品质量，制备方法简单、成本低、加剂量小，在原油强化蒸馏剂加注，无需改动装置，加注简单、方便的优点及效果。

Description

一种原油强化蒸馏剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种原油强化蒸馏剂，尤其是石油常减压蒸馏收率提高技术，属于石油炼制添加剂领域。

本发明还涉及原油强化蒸馏剂的制备方法。

背景技术

随着社会经济发展，石油资源的逐渐减少，合理充分利用好有限的石油资源，对整个社会经济发展，尤其是炼油行业显得尤为重要。目前，各炼厂面临原油重质化，社会对轻质油品的需求日益增大等一系列问题，因此如何提高轻质油收率已经成为各炼油厂普遍关注的问题。

为解决这一问题，在保证油品质量的前提下，采取经济有效的方法提高轻质油的收率是非常必要的。传统的炼油工艺是建立在石油为分子溶液的理论基础上，假定原料的宏观相和组成仅与溶液的性质有关，只考虑相对挥发度的大小，而忽略了石油具有非均相性存在的现实。这样，为了提高蒸馏产品的收率就只能通过提高蒸馏效率来达到。在这种理论的影响下，人们主要致力于改进装置内部构件、优化操作条件、改进抽真空系统及采用先进的控制系统等技术，来提高蒸馏效率和原油蒸馏拔出率。如中国专利文献CN101376068A中就公开了采用带减压闪蒸设备来提高轻质油品收率。但这一切投资高、效果不明显。

随着人们对石油化学这门学科认识的不断深入，人们逐渐认识到传统的将原油视为分子溶液的观点存在着许多自相矛盾的地方，因而对石油状态重新认识，并提出了石油分散体系理论。自从石油分散体系理论被提出以后，国内外很多的专家学者都提出了各自的理论模型。从时间上看，先后有4个主要的模型，它们是沥青胶体模型、壳层状模型、超分子结构模型和复杂结构体模型。虽然各种模型对石油分散体系的物理化学结构阐述的角度不同，但基本都遵循同一种模式，即由沥青质构成分散相的核，在沥青质核以外，由里到外按某种特性(芳香性、极性、溶解度参数等)递减的规律构成分散相核的溶剂化层，并与分散相达成动态平衡；当外界条件改变，或加入某种添加剂时，则会打破这种平衡，使物质在分散相和分散介质之间重新分配，从而改变分散体系的状态。基于提出的复杂结构体模型，前苏联学者提出了原油强化蒸馏的概念。

强化原油蒸馏过程，利用蒸馏强化剂提高轻质油馏出率的新技术是在石油分散体系的基础上发展起来的。关于蒸馏强化剂的作用机理，初步归纳为胶体结构机理、表面张力机理和阻聚机理三种。

根据上述机理，国内学者进行了广泛研究，并研制出了以表面活性剂为主体的各种原油强化蒸馏活化剂，如“炼油技术与工程”(VOL34(2)：52-53，VOL39(6)：36-38)报道了以表面活性剂为主体的原油蒸馏活化剂，“工业催化”(VOL12(6)：51-53)中报道了以稠环芳烃、硅油和表面活性剂复配的原油蒸馏活化剂，“化工学报”(VOL53(8)：865-870，VOL55(3)：434-438)中报道了以芳烃浓缩油与氟碳类表面活性剂复配的原油蒸馏活化剂。

所有报道的原油蒸馏活化剂均存在应用条件较为苛刻，局限性大，加入量较高，成本较大；与原油组分的作用力一般较弱，在工业条件下，石油分散体系不易达到最佳活化状态，无法充分拔出原料中的轻质馏分等问题。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述已有技术存在的缺点与不足，而提供一种从石油分散体系复杂结构模型出发，通过催化作用破坏原油沥青核外溶剂化层，开发出加入量少、适用性广、成本低、性能优越、工业化易于实施的一种原油强化蒸馏剂，从而提高原油蒸馏收率，并改善轻质油品质量。

本发明还提供该原油强化蒸馏剂的制备方法。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的：

一种原油强化蒸馏剂，它由活化主体和溶剂组成，所述活性主体为具有催化酸性高热稳定性的有机盐或无机盐，溶剂为具有优异与原油互溶性的脂肪醇和碳原子数大于10的芳烃，活化主体、脂肪醇溶剂和芳烃溶剂重量百分比为：活化主体50～70％、脂肪醇溶剂10～20％、芳烃溶剂20～40％，

其中所述的活化主体具有催化酸性的有机盐或无机盐为磷钨杂多酸、烷基咪唑磺酸盐、烷基吡啶磺酸盐中的一种或两种或两种以上的组合物，其中烷基咪唑和烷基吡啶的烷基碳原子数为4、5、6、7，

所述溶剂的脂肪醇为碳链碳原子数为12～16的正构醇和异构醇或正构醇与两种异构醇的组合，异构醇与正构醇的重量比为2～4∶1，

所述溶剂的碳原子数大于10的芳烃为含2～3个苯环的联苯、萘和烷基萘的组合物。

所述的烷基咪唑磺酸盐为：丁基咪唑磺酸盐、戊基咪唑磺酸盐、己基咪唑磺酸盐或庚基咪唑磺酸盐，

所述的烷基吡啶磺酸盐为：丁基吡啶磺酸盐、戊基吡啶磺酸盐、己基吡啶磺酸盐或庚基吡啶磺酸盐，

所述的脂肪醇为碳链的碳原子数为12～16的正构和异构醇为：正十二脂肪醇与异构十二脂肪醇、正十四脂肪醇与异构十四脂肪醇、正十六脂肪醇与异构十六脂肪醇，

所述的碳原子数大于10的烷基萘为：二甲基烷基萘、甲基烷基萘或乙基烷基萘或是组合物。

原油强化蒸馏剂的制备方法，首先将50～70重量％的有机盐或无机盐与10～20重量％的脂肪醇溶剂在80～85℃下密闭搅拌1～2小时，然后再加入20～40％重量的芳烃溶剂，继续在80～85℃下密闭搅拌1～2小时，即得到原油强化蒸馏剂产品。

原油强化蒸馏剂的用途，该原油强化蒸馏剂用于原油蒸馏过程，其用量通过计量泵按原油强化蒸馏剂与原油的重量比为20～100ug/g注入常减压装置的进料管线，反应温度为350～370℃。

本发明原油强化蒸馏剂是由活性体具有催化酸性高热稳定性的有机盐或无机盐、脂肪醇和大分子芳烃组成。活性体是一种具有酸催化作用和热稳定性的裂化溶剂化层中烃类大分子材料，可破坏溶剂化层，脂肪醇与大分子芳烃不仅是具有催化酸性有机盐或无机盐的溶剂，而且具有与原油良好互溶性，降低溶剂化层的表面张力，促进具有催化酸性的有机盐或无机盐与原油产生优异接触效率，提高具有催化酸性的有机或无机盐发挥催化作用。具有催化酸性的有机盐或无机盐在原油蒸馏的温度下，一般为350～370℃的条件下，与沥青胶核外溶剂化层中大分子烷烃反应，使其断裂并发生氢转移反应，生成小分子烷烃，在蒸馏条件下进入汽油、柴油馏分，并破坏沥青质外溶剂化层的稳定性，使更多包裹在溶剂化层中烷烃分子进入汽油、柴油和蜡油馏分，从而实现提高原油蒸馏收率，并改善轻质油品质量。

本发明原油强化蒸馏剂的使用效果：通过计量泵按20～100ug/g、一般汽油收率增加值在1.0～1.5％之间，柴油收率提高1.5～3.0个百分点，总轻质油品收率提高2.5～4.5个百分点。

由于采取上述技术方案使本发明与已有技术相比具有如下优点及效果：

(a)本发明是以催化断链和氢转移作用破坏沥青质胶核溶剂化层，可大幅度提高轻质油品收率，改善轻质油品质量；

(b)本发明原油强化蒸馏剂制备方法简单、成本低、加剂量小；

(c)本发明原油强化蒸馏剂加注，无需改动装置，加注简单、方便。

具体实施方式

下面结合具体实例，对本发明作进一步说明，但本发明不受具体实例的限制。

实施例1

将50kg的磷钨杂多酸、5kg的正十二脂肪醇和5kg异构十二脂肪醇溶剂在80℃下密闭搅拌2小时，然后再加入40kg的二甲基烷基萘，继续在80℃下密闭搅拌2小时，即得到原油强化蒸馏剂产品。

实施例2

将55kg的戊基咪唑磺酸盐、8kg的正十四脂肪醇和12kg异构十四脂肪醇溶剂在85℃下密闭搅拌1小时，然后再加入25kg的甲基烷基萘，继续在85℃下密闭搅拌1小时，即得到原油强化蒸馏剂产品。

实施例3

将30kg的庚基吡啶磺酸盐、30kg磷钨杂多酸、4kg的正十六脂肪醇和12kg异构十六脂肪醇溶剂在80℃下密闭搅拌1.5小时，然后再加入12kg二甲基烷基萘、12kg乙基烷基萘，继续在85℃下密闭搅拌1.5小时，即得到原油强化蒸馏剂产品。实    施例4

将35kg的丁基咪唑磺酸盐、30kg丁基吡啶磺酸盐、8kg的正十四脂肪醇和9.5kg异构十四脂肪醇溶剂在85℃下密闭搅拌1小时，然后再加入17.5kg的联苯，继续在85℃下密闭搅拌1小时，即得到原油强化蒸馏剂产品。

实施例5

将20kg己基咪唑磺酸盐、20kg己基吡啶磺酸盐、30kg磷钨杂多酸、5kg正十六脂肪醇和5kg异构十六脂肪醇溶剂在80℃下密闭搅拌1.8小时，然后再加入10kg联苯、5kg萘、5kg二甲基烷基萘，继续在85℃下密闭搅拌1.8小时，即得到原油强化蒸馏剂产品。

实施例6

将20kg戊基吡啶磺酸盐、20kg己基吡啶磺酸盐、20kg庚基吡啶磺酸盐，、5kg正十六脂肪醇、2.5kg异构十六脂肪醇和2.5kg异构十四脂肪醇在80℃下密闭搅拌1.8小时，然后再加入15kg联苯、15kg萘，继续在85℃下密闭搅拌1.8小时，即得到原油强化蒸馏剂产品。

对比实施例

将取自中国石化石家庄炼油厂200g原油加入蒸馏烧瓶中，加入1-6实施例中原油强化蒸馏剂，重量为20-100×10^-6，记录时间、液相温度和气相温度。试验过程以初馏点到气相200℃为汽油收率，气相200-350℃为柴油收率，大于350℃为渣油收率。实验在相同的气相温度(或液相温度)下结束，随后测试其他指标。每次实验后均进行空白实验。试验结果列于表1。

表1：原油强化蒸馏剂试验效果

试验效果	空白试验	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
								汽油收率/％	14.56	15.62	16.04	15.93	15.78	16.10	15.45
柴油收率/％	32.46	33.92	34.11	34.02	34.93	35.34	35.01
								轻质油收率/％	47.02	49.54	50.15	49.95	50.71	51.44	50.46
渣油收率/％	49.75	47.32	46.82	47.10	46.56	45.63	46.67
								蒸馏剂/10-6	0	50	100	100	150	200	150

试验结果表明本发明的产品可明显提高汽油、柴油、轻质到油收率，降低渣油收率。

Claims (7)

1.一种原油强化蒸馏剂，它由活化主体和溶剂组成，其特征在于所述活性主体为具有催化酸性高热稳定性的有机盐或无机盐，溶剂为具有优异与原油互溶性的脂肪醇和碳原子数大于10的芳烃，活化主体、脂肪醇溶剂和芳烃溶剂重量百分比为：活化主体50～70％、脂肪醇溶剂10～20％、芳烃溶剂20～40％，

其中所述的活化主体具有催化酸性的有机或无机盐为磷钨杂多酸、烷基咪唑磺酸盐、烷基吡啶磺酸盐中的一种或两种或两种以上的组合物，其中烷基咪唑和烷基吡啶的烷基碳原子数为4、5、6、7，

所述溶剂的脂肪醇为碳链碳原子数为12～16的正构醇和异构醇或正构醇与两种异构醇的组合，异构醇与正构醇的重量比为2～4∶1，

所述溶剂的碳原子数大于10的芳烃为含2～3个苯环的联苯、萘和烷基萘的组合物。

2.根据权利要求1所述原油强化蒸馏剂，其特征在于所述的烷基咪唑磺酸盐为：丁基咪唑磺酸盐、戊基咪唑磺酸盐、己基咪唑磺酸盐或庚基咪唑磺酸盐。

3.根据权利要求1所述原油强化蒸馏剂，其特征在于所述的烷基吡啶磺酸盐为：丁基吡啶磺酸盐、戊基吡啶磺酸盐、己基吡啶磺酸盐或庚基吡啶磺酸盐。

4.根据权利要求1所述原油强化蒸馏剂，其特征在于所述的脂肪醇为碳链的碳原子数为12～16的正构和异构醇为：正十二脂肪醇与异构十二脂肪醇、正十四脂肪醇与异构十四脂肪醇、正十六脂肪醇与异构十六脂肪醇。

5.根据权利要求1所述原油强化蒸馏剂，其特征在于所述的碳原子数大于10的烷基萘为：二甲基烷基萘、甲基烷基萘或乙基烷基萘或是组合物。

6.如权利要求1所述原油强化蒸馏剂的制备方法，其特征在于，首先将50-70重量％的有机盐或无机盐与10～20重量％的脂肪醇溶剂在80～85℃下密闭搅拌1～2小时，然后再加入20～40％重量的芳烃溶剂，继续在80～85℃下密闭搅拌1～2小时，即得到原油强化蒸馏剂产品。

7.如权利要求1所述原油强化蒸馏剂的用途，其特征在于该原油强化蒸馏剂用于原油蒸馏过程，其用量按原油强化蒸馏剂与原油的重量比为20～100ug/g注入常减压装置的进料管线，反应温度为350～370℃。