CN103224807B - 一种用于焦化蜡油络合脱氮的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种新的焦化蜡油络合脱氮工艺，将焦化蜡油与络合脱氮剂经静态混合器混合后进入粗沉降罐中分离出大部分络合物，然后经溢流后用泵打入内置于细沉降罐中的旋流分离器进一步分离，旋流分离器上下方设置分配挡板，脱氮油在细沉降罐中溢流出后进入下一道工序；络合物连续或者定期从沉降罐底用泵打出。该工艺可以有效发挥络合脱氮剂的效果，降低脱氮油中络合物的携带量，提高络合脱氮效率。
Description
技术领域
本发明属于石油及石油馏分炼制领域，涉及到石油加工过程中油品的精制方法。
背景技术
在石油加工过程中，延迟焦化和催化裂化是国内外最重要的重油轻质化工艺过程，目前我国延迟焦化加工能力超过1.2亿吨/年，催化裂化加工能力超过1.3亿吨/年，两种工艺液体产品收率提高1.0个百分点，每年将增产250万吨液体产品，相当于增加一个中型油田。世界上其它炼油厂与中国类似，延迟焦化和催化裂化占有的比重很高，因此延迟焦化和催化裂化的技术进步对促进世界炼油技术的发展、满足国家重大战略需求具有重大的意义。
焦化蜡油是延迟焦化装置的产物，收率约占10％-25％，各炼油企业主要利用催化裂化加工焦化蜡油，一般作为催化裂化的掺兑原料。焦化蜡油中的含氮有机化合物(简称氮化物)，尤其是碱性含氮有机化合物(简称碱性氮化物)含量很高，通常达到900-3000μg/g，而普通蜡油碱性氮化物含量一般在400-600μg/g。碱性氮化物会使催化裂化催化剂中毒，使液体产品收率降低。因此焦化蜡油成为炼油厂最难以加工的物料之一，许多炼油厂尽量减少焦化蜡油的产率，为减少焦化蜡油的产率，炼油厂往往将焦化蜡油掺入延迟焦化原料中循环，这无形中降低了延迟焦化处理量，产生更多的焦炭和干气(价格仅是液体产品价格的1/5)，导致液收降低，经济效益变差。因此，对焦化蜡油进行脱氮预处理，可以改善催化裂化的原料性质，延长催化剂使用寿命，提高液体产品收率，改善产品分布，从而达到提高催化裂化装置加工焦化蜡油经济效益的目的。另外，对焦化蜡油进行脱氮预处理，还可以大幅降低延迟焦化的循环比，减少焦化干气和焦炭产率，提高焦化液收。
针对这一问题，中国石油大学(华东)采用络合脱氮脱除焦化蜡油中的碱性氮化物，脱氮油作为催化裂化或加氢裂化的原料。焦化蜡油络合脱氮采用络合脱氮剂(简称脱氮剂)与焦化蜡油混合，经沉降分离出络合物，得到脱氮焦化蜡油(简称脱氮油)和络合物。在生产中，可采用间歇罐式生产方式，即将焦化蜡油与脱氮剂在罐中混合后，沉降10-40小时，脱氮油用泵抽出。该工艺简单，但是存在劳动强度大，间歇操作，脱氮油携带络合物过多等问题，因此需要进一步改进。
本发明的目的在于提供一种脱除焦化蜡油中碱性氮化物的连续生产工艺，降低劳动强度，减少脱氮油携带络合物，为催化裂化和加氢裂化等过程提供低碱性氮含量的原料。
发明内容
本发明针对当前工艺不足，提供一种用于焦化蜡油络合脱氮的工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：将焦化蜡油和脱氮剂罐(1)中的脱氮剂分别经过焦化蜡油泵(4)和脱氮剂泵(2)打入静态混合器(3)中混合，在60-110℃下反应生成络合物和脱氮油，所述焦化蜡油和脱氮剂的质量比为100∶0.2-100∶3；
步骤二：将步骤一反应生成的物质进入粗沉降罐(5)，在此沉降罐中将络合物与脱氮油进行沉降分离，其中大部分分离的络合物将会沉底从罐出口(5-1)流出，其余物质经过粗沉降罐(5)上部的泵入口进入油泵(6)中；
步骤三：将进入油泵(6)中物质打入旋流分离器(7)中，所述旋流分离器(7)位于细沉降罐(8)的内部，经过旋流0.01-2s后，脱氮油从旋流分离器上部流出，进入细沉降罐(8)的中部，络合物从旋流分离器下部流出，进入细沉降罐(8)的底部；
步骤四：在细沉降罐(8)中进一步沉降后，脱氮油从上部的溢流口(8-1)流出，络合物进入细沉降罐(8)底部连同步骤二中从罐出口(5-1)流出的络合物一同由泵(6-1)打入络合物存储罐(9)中。
在这个过程中，焦化蜡油的温度一般可在60-110℃范围，最好在70-100℃范围内，温度太低，油的粘度大，不利于沉降分离；温度太高对络合脱氮效果有影响。粗沉降罐中沉降时间以10-40h为宜，细沉降罐中沉降时间以4-20h为宜，沉降时间越长效果越好，但时间太长，需要的设备体积太大，时间太短沉降效果不好。
上述步骤四中，进入细沉降罐(8)中部的物质经过细沉降罐(8)上部的溢流口(8-1)流出的脱氮油，可直接去催化裂化装置或者经水洗精制、白土精制等进一步处理。
以上所述旋流分离器(7)上、下方各置有一块挡板(10)，旋流分离器位置位于沉降罐中下部，距离沉降罐底部0.5-3m处。
将旋流分离器置于细沉降罐内部，这样可以避免旋流分离器本身散热引起的能量损失，并能节约管线和保温材料，减少设备投资和维护费用。但考虑到出旋流器产生的扰动会引起沉降效果的波动，因此在旋流器上、下方各设置一块挡板以避免上流和下流的液体冲击，挡板大小以1-5m2为宜，挡板距离旋流器的高度以30-200cm为宜。
在焦化蜡油络合脱氮过程中，由于络合物分散较细，所以会有少量络合物(大约0.05％)在粗沉降罐中沉降不下来，通过旋流分离器，可以将小的络合物液滴积聚成大的液滴，这样有利于分离过程，可以减少络合物在脱氮油中的残留量，经文献检索，尚没有这方面的报道。脱氮油中络合物的残留量可以通过脱氮油酸值的变化来确定。
使用如上工艺，可以使络合脱氮过程连续，而且脱氮效率更高，络合物残留更少，减少了劳动强度，提高了效率。
附图说明：
图1为本发明的结构图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做了进一步的描述。
实施例1：
某炼油厂焦化蜡油的酸值为0.12mgKOH/g，碱性氮含量1380μg/g，在实验室中采用间歇法络合脱氮和离心沉降工艺，将300g焦化蜡油和3g WLDN-5脱氮剂(中国石油大学(华东)监制生产)加入三口烧瓶中，控制反应温度80-90℃，用电动搅拌机搅拌20分钟，然后停止搅拌，在90℃烘箱中沉降2h，将脱氮油从三口烧瓶中倒入离心试管中，在3000转/分钟下离心10分钟，取上层脱氮油分析发现，脱氮油的碱性氮含量375μg/g，酸值0.18mgKOH/g。以此实验作为对比标准。
实施例2：
与实施例1相同的焦化蜡油和脱氮剂，采用间歇法络合脱氮和自然沉降工艺，将焦化蜡油和脱氮剂(占焦化蜡油1wt％)用泵打入静态混合器，焦化蜡油的流量控制在20m3/h，脱氮剂的流量占焦化蜡油的1wt％，然后进入粗沉降罐(直径15m，高度12m)，待沉降罐液位快到罐顶时，停止进料，然后静态沉降30小时后，取样分析，脱氮油的酸值为0.46mgKOH/g，碱性氮含量462μg/g。
实施例3：
与实施例1和2相同的焦化蜡油，采用图1的工艺，焦化蜡油的流量控制在20m3/h，脱氮剂的流量占焦化蜡油的1wt％，焦化蜡油和脱氮剂经静态混合器混合后进入粗沉降罐(直径15m，高度12m)，然后经泵打入细沉降罐中的旋流分离器(直径30cm，切线进料)，旋流器上部管线20cm长，直径80mm，竖直向上，旋流器下部没有管线。离旋流器顶部70cm处设置一挡板，直径1m，脱氮油从细沉降罐上部溢流口(溢流口离罐顶350cm)流出，经泵打入催化裂化原料储罐。该装置连续运行100h后，取样检测发现脱氮油的酸值为0.18mgKOH/g，碱性氮含量389μg/g。与实施例1和2相比，脱氮油的酸值和碱性氮含量有明显降低，说明脱氮油中残留的络合物得到了更大程度地脱除。
实施例4：
与实施例1和2相同的焦化蜡油，采用图1的工艺，焦化蜡油的流量控制在20m3/h，脱氮剂的流量占焦化蜡油的1wt％，焦化蜡油和脱氮剂经静态混合器混合后进入粗沉降罐(直径15m，高度12m)，然后经泵打入细沉降罐中的旋流分离器(直径30cm，切线进料)，旋流器上部管线20cm长，直径80mm，竖直向上，旋流器下部没有管线，旋流器顶部不设置挡板。脱氮油从细沉降罐上部溢流口(溢流口离罐顶350cm)流出，经泵打入催化裂化原料储罐。该装置连续运行100h后，取样检测发现脱氮油的酸值为0.24mgKOH/g，碱性氮含量403μg/g。与实施例3相比，脱氮油的酸值和碱性氮含量有明显增高，说明旋流分离器顶部挡板的设置很重要，防止扰动和改善了流体分布，使沉降效果更好。
当然，以上所述仅是本发明的一种实施方式而已，应当指出本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于焦化蜡油络合脱氮的工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：将焦化蜡油和脱氮剂罐(1)中的脱氮剂分别经过焦化蜡油泵(4)和脱氮剂泵(2)打入静态混合器(3)中混合，在60-110℃下反应生成络合物和脱氮油，所述焦化蜡油和脱氮剂的质量比为100∶0.2-100∶3；
步骤二：将步骤一反应生成的物质进入粗沉降罐(5)，在此沉降罐中将络合物与脱氮油进行沉降分离，其中大部分分离的络合物将会沉底从罐出口(5-1)流出，其余物质经过粗沉降罐(5)上部的泵入口进入油泵(6)中；
步骤三：将进入油泵(6)中物质打入旋流分离器(7)中，所述旋流分离器(7)位于细沉降罐(8)的内部，该旋流分离器(7)中的温度为60-110℃，经过旋流0.01-2s后，脱氮油进入细沉降罐(8)的中部，络合物进入细沉降罐(8)的底部；
步骤四：在细沉降罐(8)中进一步沉降后，脱氮油从上部的溢流口(8-1)流出，络合物进入细沉降罐(8)底部连同步骤二中从罐出口(5-1)流出的络合物一同由泵(6-1)打入络合物存储罐(9)中。
2.根据权利要求1所述的一种用于焦化蜡油络合脱氮的工艺，其特征在于，所述步骤一中的焦化蜡油的温度为70-100℃。
3.根据权利要求1所述的一种用于焦化蜡油络合脱氮的工艺，其特征在于，所述步骤四中，进入细沉降罐(8)中部的物质经过细沉降罐(8)上部的溢流口(8-1)流出的脱氮油，直接去催化裂化装置或者经水洗精制、白土精制进一步处理。
4.根据权利要求1所述的一种用于焦化蜡油络合脱氮的工艺，其特征在于，所述旋流分离器(7)上、下方各置有一块挡板(10)。
5.根据权利要求1所述的一种用于焦化蜡油络合脱氮的工艺，其特征在于，所述旋流分离器内置于细沉降罐内，位置位于沉降罐中下部，距离沉降罐底部0.5-3m处。
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