CN103788999A - 一种高酸原油的预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高酸原油的预处理方法，本发明方法利用高酸原油容易乳化的特点，将水和高酸原油混合，进入水热裂解反应器进行处理。本发明方法在较高温度下，高酸原油脱酸裂解，同时伴随着破乳，实现脱水、脱盐，并可以有效解决处理过程中的腐蚀问题。

Description

一种高酸原油的预处理方法
技术领域
本发明涉及一种高酸原油的预处理方法，特别是高含酸原油破乳、脱水、脱盐的预处理方法。
背景技术
原油是一种不可再生的能源，随着世界经济的快速发展，人们对原油的依赖程度不断提高。经过多年的快速开采，原油不断呈现出劣质化的趋势。
目前世界高酸原油的产量占原油总产量的10%左右，并且呈现出逐年上升的趋势。由于原油中的酸类物质主要以环烷酸的形式存在，在一定的温度下环烷酸可以与铁发生反应，造成炼油设备的严重腐蚀。所以在原油的加工过程中，酸含量的高低是一个不容忽视的重要因素。因此，尽管国际原油市场上高酸原油的价格较低，其加工也具有一定的经济效益，炼油厂也并不十分愿意加工。
原油中酸含量的多少采用酸值来表征，即中和1克油样所含酸性物质需要的氢氧化钾毫克数。一般来讲，原油酸值大于1mgKOH/g为高酸原油，酸值在0.5～1mgKOH/g为含酸原油，酸值低于0.5mgKOH/g为低酸原油。低酸原油在炼厂加工时对设备的腐蚀很小。
高酸原油对炼油设备的腐蚀情况受温度的影响较大。通常在220℃以下几乎没有腐蚀性，随着温度的升高，腐蚀性逐渐增强，当温度为400℃左右时，原油中的酸分解，腐蚀性下降。
一般情况下，高酸原油中的酸性物质容易形成天然的乳化剂，在电脱盐过程中可以导致乳化严重，油水分离困难，水、盐都难以脱除。
目前高含酸原油的加工方法主要有掺炼低酸原油、热解脱酸、加氢脱酸及碱洗脱酸等。随着高酸原油产量的逐渐增加，掺炼低酸原油的方法不能从根本上解决高酸原油加工的问题；热解脱酸和加氢脱酸都需要就经过电脱盐过程，并且加工成本较高；采用碱液脱酸的方法会使原油乳化严重，分离困难，同时产生的污水也难以处理，带来环保问题。
CN200910089173.4提供了一种高含酸原油的常减压蒸馏设备及常减压蒸馏方法，将高含酸原油加工中腐蚀严重的部位更换成抗腐蚀的合金材质，该方法可以在一定程度上延长装置的运转周期，但是如果高含酸原料的性质发生改变，还需要大量的实践经验积累，找到可能会产生的新腐蚀点。装置设计复杂，成本较高，对现有的装置不适用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高酸原油的预处理方法，本发明方法利用高酸原油容易乳化的特点，将水和高酸原油混合，进入水热裂解反应器，在较高温度下，高酸原油脱酸裂解，并伴随着破乳。同时实现破乳、脱水、脱盐、脱酸等功能。
本发明高酸原油的预处理方法，包括如下过程：
a)高酸原油与水进入混合器均匀混合；
b)步骤a)产生的油水混合物进入水热裂解反应器，在高温下脱酸、裂解、破乳，生成油在水热裂解反应器中油水破乳分离后排出，反应生成气体由反应器顶部排出，同时实现脱水、脱盐。
步骤a)所述的高含酸原油为酸值大于0.5mgKOH/g的原油，优选大于1mgKOH/g的原油。
步骤a)所述的均匀混合过程可采用电脱盐工艺中的混合阀来实现，或者采用机械搅拌、管道中直接混合等方法。为使油水混合均匀，可以加入适量乳化剂，一般选用在高温下容易分解的乳化剂，能够在反应结束时实现油水分离。
步骤a) 中所述的水加入量为油水混合物总质量的3%～50%，优选5%～40%。
步骤b)中所述的水热裂解反应器为炼油化工领域技术人员所熟知的耐高温高压反应器，例如可以是立式反应器，也可以是卧式反应器。采用立式反应器时，油水混合物优选以上进料方式进入水热裂解反应器。采用卧式反应器时，油水混合物优选采用左进料右出料或右进料左出料的操作方式。 水热裂解反应器也可以在适宜电场存在下操作，以提高脱水脱盐效果。
步骤b)中所述的水热裂解操作条件为：反应温度为200～420℃，优选260～380℃；反应压力为2.0～24.0MPa，优选5.0～20.0MPa；体积空速为1.0～8.0h-1，优选1.5～4.0h-1。反应压力优选保持在水为液相状态下进行，此时破乳后的水由反应器底部引出，反应后生成油从油水界面上方出口引出。
在反应温度下，当水存在时，高酸原油中的羧基和硫醚基容易发生断裂，生成H2S、CO、CO2等气体，CO和水进一步发生少量水煤气反应，产生H2。H2可以抑制高温下的缩合反应，促进加氢反应，使原料裂解。
高酸原油和水均匀混合，能够脱除高酸原油中的盐类，节省电脱水脱盐环节的操作费用。
本发明一种高酸原油的预处理方法的优点为：
（1）因为有水的引入，在脱酸的基础上，可以同时实现脱盐和高酸原油的裂解。既可以节省常减压工艺中电脱水脱盐的操作成本，又能够获得部分轻质燃料。
（2）该方法设备简单，投资和操作成本较低。可以在炼厂实现，也可以在油田实现。
（3）水与高酸原油乳化后进行水热裂解，使具有腐蚀性的环烷酸等物质处于乳液的油水界面处，不易与设备接触，降低了腐蚀性；随着水热裂解的进行，破乳与脱酸同时进行，因此破乳后酸值降低，腐蚀性仍较低。因此，本发明方法解决了高酸原油处理时的腐蚀问题。
附图说明
图1是本发明采用立式反应器的高酸原油预处理方法工艺示意图；
图2是本发明采用卧式反应器的高酸原油预处理方法工艺示意图；
其中：1-高酸原油，2-水，3-油水混合器，4-水热裂解反应器，5-生成油，6-反应后水，7-反应生成气体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种高酸原油的预处理方法予以进一步说明。
如图1所示，高酸原油1和水2进入油水混合器3进行充分混合，形成的油水混合物直接进入水热裂解反应器4中，在高温下，经过水热裂解后，油水破乳分离，生成油5由反应器油水界面上方出口引出，反应后水6由反应器底部引出，反应生成气体由反应器顶部排出。
为进一步说明本发明的方案和效果，列举以下实施例。
实施例1
本实施例为高含酸原油加工的一种实施方案。
试验用原料性质列于表1。由表1可知该原料的酸值为3.88 mgKOH/g属于高酸原油。采用电脱盐工艺中的混合阀作为油水混合器，油水混合条件见表2。
水热裂解反应器为圆形直筒状耐高温高压反应器，内部无反应器构件。水热裂解反应条件及结果见表2。
实施例2
本实施例为高含酸原油加工的一种实施方案。
试验用原料性质列于表1。采用电脱盐工艺中的混合阀作为油水混合器，油水混合条件见表2。
水热裂解反应器为圆形直筒状耐高温高压反应器，内部无反应器构件。水热裂解反应条件及结果见表2。
表1 高含酸原油性质
项目 数据
密度（20℃），g/cm3 0.9085
酸值，mgKOH/g 3.88
硫含量，质量% 0.38
氮含量，质量% 0.25
盐含量，mg/L 52
表2 实验条件及结果
项目 实施例1 实施例2
油水混合条件    
  注水量，质量% 20.0 20.0
  混合强度，MPa 0.08 0.08
水热裂解反应条件    
  反应压力，MPa 18 20
  反应温度，℃ 300 340
  体积空速，h-1 1.5 1.5
生成油性质    
生成油酸值，mgKOH/g 0.13 0.08
  硫含量，质量% 0.35 0.33
  氮含量，质量% 0.24 0.24
  水含量，质量% 0.1 0.1
盐含量，mg/L 1.6 1.5
从表2结果可以看出，本发明方法可以将高酸原油同时进行脱酸、脱盐和脱水处理，获得了良好的预处理效果。

Claims (12)

1.一种高酸原油的预处理方法，其特征在于包括如下过程：
a)高酸原油与水进入混合器均匀混合；
b)步骤a)产生的油水混合物进入水热裂解反应器，在高温下脱酸、裂解、破乳，生成油在水热裂解反应器中油水破乳分离后排出，反应生成气体由反应器顶部排出，同时实现脱水、脱盐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a)所述的高含酸原油为酸值大于0.5mgKOH/g的原油，优选大于1mgKOH/g的原油。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a)所述的均匀混合过程采用混合阀实现，或者采用机械搅拌、管道中直接混合方法。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：步骤a)油水混合过程中加入乳化剂。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a) 中的水加入量为油水混合物总质量的3%～50%，优选5%～40%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b)中所述的水热裂解反应器为立式反应器，或者是卧式反应器。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：水热裂解反应器采用立式反应器，油水混合物以上进料方式进入水热裂解反应器。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：水热裂解反应器采用卧式反应器时，油水混合物采用左进料右出料或右进料左出料的操作方式。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：水热裂解反应器在电场存在下操作。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b)中水热裂解操作条件为：反应温度为200～420℃，优选260～380℃；反应压力为2.0～24.0MPa，优选5.0～20.0MPa；体积空速为1.0～8.0h-1，优选1.5～4.0h-1。
11.根据权利要求1或10所述的方法，其特征在于：水热裂解反应压力保持在水为液相状态下进行。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：水热裂解反应破乳后的水由反应器底部引出，反应后生成油从油水界面上方出口引出。
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程丽华: "《石油化工过程概论》", 31 July 2012, article "石油化工过程概论" *

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