CN102260525A

CN102260525A - 一种汽油脱碱装置及其使用方法

Info

Publication number: CN102260525A
Application number: CN2011101649970A
Authority: CN
Inventors: 白志山; 郝萌萌; 唐康
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2011-11-30

Abstract

本发明提供了一种汽油脱碱装置及其使用方法。该种设备包括用于储存、补排工艺水的存储装置、用于输送工艺水的输送装置、以及用于汽油脱碱的离心萃取设备，该离心萃取设备设有一重相入口、轻相入口、重相出口和轻相出口；使用时，工艺水和待脱碱汽油分别从重相和轻相入口进入离心萃取设备，并在离心萃取设备内进行传质、分离，分离后含碱水回流至存储装置，循环利用；净化汽油进入下游装置。具体实施时，可根据汽油实际含碱量和所需的分离效果确定采用单级或多级串联前述汽油脱碱装置。本发明可使汽油中碱的含量降至5ppm以下，提高油品质量，消除对下游工艺的影响，而且本发明的方法效率高、易操作、处理量大、分离效果好。

Description

一种汽油脱碱装置及其使用方法

技术领域

本发明属于石油加工技术领域，涉及一种汽油脱碱的方法和装置，更具体地说，本发明涉及利用离心萃取技术脱除汽油中少量碱类的方法和装置。

背景技术

汽油中含有相当数量的硫化物，其中硫醇(RSH)对油品质量的影响最大。在石油加工过程中，必须对汽油进行脱臭精制处理，以脱除硫醇或把硫醇转化为危害较小的二硫化物。目前常用的脱臭方法主要有两种，一种方法是汽油先经过预碱洗，然后再在溶解有催化剂的碱液中脱臭；另一种无碱脱臭方法虽然不需要在碱液中脱臭，但汽油也要先经过预碱洗再进入脱臭装置。预碱洗可以脱除原料油中的含氧化合物和某些含硫化合物，防止他们进入下游影响脱臭。由此可见，上述两种脱臭方法中，汽油都要与碱液进行接触、混合。这就导致了在脱臭精制后经常会出现汽油带碱的现象。汽油带碱会大大影响产品的质量，而且如果进入到下游装置，会造成催化剂中毒，严重影响产品的生产。因此，把含碱汽油中的碱萃取出来，对提高汽油质量和稳定生产都有重要意义。

目前，工业上常用的汽油脱碱装置有混合-沉降系统和纤维膜。

混合-沉降系统中，含碱汽油和除盐水在混合器进行混合，之后混合液流入溶剂水洗罐沉降分离，形成净化汽油和含碱水，含碱水进入污水处理系统，净化汽油进入下游装置。该系统的分离效率低，所需时间长，并且设备复杂，维护困难，物耗和能耗都很严重，此外，系统运行成本比较高，适用性也有限。

纤维膜脱碱的工艺为，含碱汽油与循环水洗水在水洗罐的纤维膜接触器里随着两相并流向下流经接触器的套管相互接触，随着含碱汽油和水洗水两相流经纤维膜接触器，少量的碱从含碱汽油萃取至水中。净化汽油从水洗罐中远离纤维膜接触器的一端进入下游装置。此法虽然分离效率高，但是造价也很高，因为通量小，设备也很庞大，需要很大占地面积，而且膜分离操作条件要求较严格，易堵塞，难维护。

迄今为止，现有技术中还没有提出能够克服上述问题的方法和装置。

发明内容

本发明利用离心萃取设备对含碱汽油中的碱进行萃取分离，消除了汽油中的碱对汽油质量以及下游催化剂活性的影响，解决了现有技术存在的问题。

本发明的技术思路是：在汽油脱臭精制工艺后，得到的汽油常常含有碱，如果碱不脱除，将会大大影响汽油产品的质量，并且会造成下游装置催化剂中毒，影响生产。所以，需要把含碱汽油中的碱萃取出来。如果采用纤维膜分离，虽然分离效率高，但成本也高，而且占地面积大，易堵塞，维护困难；如果采用混合-沉降系统，含碱汽油与除盐水在混合器混合，再进入溶剂水洗罐沉降分离。分离效率低，效果比较差，所需停留时间长，并且设备复杂，装置的运行成本比较高，适用性也有限。离心萃取分离是近年发展起来的新型萃取分离技术，具有占地面积小、处理能力大、运转平稳、成本低、清洗维护方便等特点，由于离心力通常可达重力的几百倍，所以离心萃取设备分离能力强，特别适合处理两相密度差小的体系，如对于重力分相要求两相密度差大于0.1g/cm³，而对于离心萃取设备，两相密度差可以小至0.01g/cm³。汽油中碱的含量本来就比较少，用其它设备进行脱除效果并不理想，而且成本还比较高。离心萃取设备的分离效果特别好，即便是其中的一相含量很少，也能够很好的分离出来，而且基本没有互相夹带。此外离心萃取设备中混合物的混合与分离是在一个设备内几乎同时完成的，因而可以简化流程，降低生产成本。本发明充分考虑到离心萃取设备操作范围宽、不堵塞、设备简单、效果好等优点，采用离心萃取设备对含碱汽油中的碱进行萃取分离，以提高油品质量。

本发明提供的解决方案如下：

一种汽油脱碱的装置，该装置包括：

用于储存、补排工艺水的存储装置；

用于输送工艺水的输送装置；

以及用于汽油脱碱的离心萃取设备，该离心萃取设备设有一重相入口、轻相入口、重相出口和轻相出口；

所述存储装置一端同离心萃取设备的重相入口连通。

进一步，所述存储装置另一端同离心萃取设备的重相出口连通。

进一步，所述离心萃取设备为依靠离心力进行分离的设备，为离心萃取机或液-液分离用离心机。

进一步，所述离心萃取设备的工作温度为常温至100℃。在本发明中，所述离心萃取设备是集混合与分离为一体、通过离心力进行分离的设备。离心萃取设备的结构特点及原理可参阅中国专利ZL 96250989.2、ZL 200720103434.X等。

以ZL 200720103434.X为例，该离心萃取设备，包括上盖、萃取器外壳、转鼓和电机：所述的上盖内嵌式盖在萃取器外壳上；所述的转鼓安装在萃取器外壳的中心，萃取器外壳反口在转鼓上，转鼓通过转轴与电机35联动；所述的萃取器外壳与转鼓外壳之间设有重相收集环和轻相收集环，重相收集环与萃取器外壳的上盖之间的萃取器外壳上设有重相出口33，重相收集环和轻相收集环之间的萃取外壳上设有轻相出口34，轻相收集环与萃取器外壳底部之间的萃取器外壳上设有两相进口31、32。

上述离心萃取设备工作转速原则上没有特殊限定，该技术领域的普通工程师可以根据实际生产作出灵活的符合需要的选择，以求达到理想效果。

本发明还提供了基于该装置的汽油脱碱的法，它包括以下步骤：

(a)待脱碱汽油进入离心萃取设备的轻相入口，存储装置出来的工艺水进入离心萃取设备的重相入口；

(b)待脱碱汽油与工艺水在离心萃取设备高速旋转的内筒和静止的外筒所形成环隙区域内进行充分的混合、传质，使待脱碱汽油中的碱被萃取到工艺水中；

(c)使用离心萃取设备对待脱碱汽油和工艺水的混合液进行液-液分离，分离后形成含碱水和净化汽油；

(d)所述步骤(c)中分离出来的含碱水回流到存储装置，然后进行循环利用，净化汽油直接进入下游装置；

当存储装置中的含碱水达到一定的浓度后，定期更换里面的工艺水

上述过程采用离心萃取设备来萃取分离待脱碱汽油中的碱，本技术充分考虑到离心萃取设备操作范围宽、不堵塞、设备简单、效果好等优点，把待脱碱汽油中的碱萃取出来，消除了对产品质量的影响，避免了下游催化剂中毒。

在本发明中，使用的离心萃取设备没有特别的限制，该技术领域的普通工程师可以根据实际的分离要求确定采用单级或多级串联装置，以求达到理想效果。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(a)采用离心萃取设备来萃取分离待脱碱汽油中的碱，分离效果很好，克服了现有技术难以对待脱碱汽油中的碱进行充分脱除的问题。

(b)本发明的生产装置结构简单，容易实施，操作方便，适合长周期运转，适用于对待脱碱汽油中的碱进行萃取分离，适用于石油化工行业上的液-液萃取分离。

(c)本发明的装置效率高、投资小、体积小、占地面积少。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的装置流程图。

具体实施方式

下面结合具体实例，进一步阐明本发明的内容。

图1是本发明较佳实施例的装置图。

如图1所示，该装置包括：用于储存工艺水的存储装置1，在本实施例中为储水罐1；用于输送工艺水的输送装置2，在本实施例中为水泵2；以及用于汽油脱碱的离心萃取机3。所述的离心萃取机包括电机35、静止外筒(图中未标识)、高速旋转内筒(图中未标识)、用于供入工艺水的重相入口31、用于供入待脱碱汽油的轻相入口32、用于排出净化汽油的轻相出口34、用于排出含碱水的重相出口33。

首先，上游装置出来的待脱碱汽油进入离心萃取机3的轻相入口，储水罐1中的工艺水靠水泵2输送到离心萃取机3的重相入口，待脱碱汽油和工艺水进入离心萃取机3后进行充分混合、传质，使待脱碱汽油中的碱萃取到工艺水中。其次，待脱碱汽油和工艺水的混合液被离心萃取机3分离为净化汽油和含碱水，其中含碱水通过离心萃取机3的重相出口回流到储水罐1，净化汽油通过离心萃取机的轻相出口直接进入下游装置。

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非注明，否则所有的份数为质量份数，所有的百分比为质量百分比。

实施例1

按前述的工艺流程进行汽油脱碱，具体如下：

1.物料性质

(1)待脱碱汽油：流量为1t/h，温度小于40℃，密度为720kg/m³，碱含量100ppm。

(2)工艺水：流量为0.2t/h，温度小于40℃，密度为1000kg/m³，粘度为1.0mpa.s。

2.离心萃取机电机转速为1000r/min。

3.含量测定方法

按照国家石油化工行业标准SH/T0251-93《石油产品碱值测定法》测定。

4.应用效果

(1)工艺水和待脱碱汽油的体积流量比为1∶5，在经过离心萃取设备萃取以后，汽油含水量小于0.5％(V/V)，碱含量小于8.0ppm，极大降低了碱含量。

(2)设备体积大大减小，节省空间。

(3)待脱碱汽油中绝大部分的碱都被萃取分离出来，大大提高了产品质量，避免导致下游催化剂中毒，使生产更加平稳，有显著的经济效益。

实施例2

按前述工艺流程进行汽油脱碱，具体如下：

1.物料性质

(2)工艺水：流量为0.6t/h，温度小于40℃，密度为1000kg/m³，粘度为1.0mpa.s。

2.离心萃取机电机转速为1000r/min。

3.含量测定方法

4.应用效果

(1)工艺水和待脱碱汽油的体积流量比为3∶5，在经过离心萃取设备萃取以后，汽油含水量小于0.5％(V/V)，碱含量小于5.0ppm，极大降低了碱含量。

(2)设备体积大大减小，节省空间。

实施例3

按前述工艺流程进行汽油脱碱，具体如下：

1.物料性质

(2)工艺水：流量为1.2t/h，温度小于40℃，密度为1000kg/m³，粘度为1.0mpa.s。

2.离心萃取机电机转速为1000r/min。

3.含量测定方法

4.应用效果

(1)工艺水和待脱碱汽油的体积流量比为6∶5，在经过离心萃取设备萃取以后，汽油含水量小于0.5％(V/V)，碱含量小于3.0ppm，极大降低了碱含量。

(2)设备体积大大减小，节省空间。

综上所述仅为发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims

1.一种汽油脱碱的装置，其特征在于，该装置包括：

用于储存、补排工艺水的存储装置(1)；

用于输送工艺水的输送装置(2)；

以及用于汽油脱碱的离心萃取设备(3)，该离心萃取设备(3)设有一重相入口(31)、轻相入口(32)、重相出口(33)和轻相出口(34)；

所述存储装置(1)一端(11)同离心萃取设备(3)的重相入口(31)连通。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述存储装置(1)另一端(12)同离心萃取设备(3)的重相出口(33)连通。

3.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述离心萃取设备(3)为依靠离心力进行分离的设备，为离心萃取机或液-液分离用离心机。

4.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述离心萃取设备(3)的工作温度为常温至100℃。

5.一种汽油脱碱的装置，其特征在于，由多组如权利要求1所述的装置串联而成。

6.一种使用如权利要求1所述装置进行汽油脱碱的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1将待脱碱汽油送入离心萃取设备(3)的轻相入口(32)，将存储装置(1)中的工艺水送入离心萃取设备(3)的重相入口(31)；

步骤2使用离心萃取设备(3)将待脱碱汽油与工艺水进行充分的混合、传质，使待脱碱汽油中的碱被萃取到工艺水中，并实现混合液的分离，分离后形成含碱水和净化汽油分别送入离心萃取设备(3)的重相出口(33)和轻相出口(34)输出。

7.如权利要求6所述方法，其特征在于：将所述步骤2中分离出来的含碱水回流到存储装置(1)。

8.如权利要求6所述方法，其特征在于：所述作为萃取剂的工艺水的体积流量为待脱碱汽油体积流量的10％～200％。