CN106753543A - 基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法 - Google Patents

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Abstract

本发明基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法，其处理对象为：通过二次、三次开采的密度为0.96～1.2g/cm3、乳化严重、正常情况下难以通过油水密度差实现沉降分离的原油，含有以下步骤：⑴注入萃取剂；⑵一级萃取脱盐；⑶一级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离；⑷二次注入萃取剂：⑸二级萃取脱盐；⑹二级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离。上述步骤能根据脱盐深度的要求增加“萃取脱盐”的级数。本发明用萃取剂替代注水和加入破乳剂，采用溶剂萃取与电脱盐耦合的方法，能增大上述原油的脱盐效率，且适用范围广；不仅对电场的要求低，节省能源，而且运行费用低；能利用现有设备进行脱盐，具有高效的脱盐效果。

Description

基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，具体涉及一种基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法。
背景技术
石油在目前还是各国的主要能源。石油在开采过程中会带入一定量的盐类物质，而且随着对原油的二、三次开采，石油中的盐含量会越来越大，尤其是NaCl、CaCl2、MgCl2等无机盐类。高含盐的原油对后续的加工，尤其是对加工设备危害极大，例如：腐蚀装置、水垢堆积影响传热、降低催化剂的活性以及堵塞管道等等。此外，加工工艺也更复杂。因此，原油脱盐及加工技术一直石油化工领域所关注的问题。现有的技术有：声化学法、热处理、膜分离以及电脱盐等工艺，其中，电脱盐技术是目前普遍采用的方法。所述电脱盐技术一般是在原油中注入一定量的水和破乳剂，用之洗涤原油中的盐颗粒，使盐充分溶解于水中，在电场的作用下使含盐水滴经过极化、变形、吸引等过程，促使两个小液滴互相聚结、变大而发生沉降，进而达到脱盐的目的。
随着国内外部分油田进入二次、三次采油，原油的粘度和密度不断增加，且乳化情况更加严重，甚至有的原油密度接近1g/cm3，这在正常情况下很难通过油水密度差来实现沉降分离。此外，人们对原油加工产品多样化的要求却越来越高，因此，在原油加工设备中，多级电脱盐装置应运而生。但在目前，经多级电脱盐装置脱盐后石油中的盐含量为小于5ppm，这仍达不到多数炼油厂的要求。因此，近年来有人在研发新的脱盐工艺，其中就包括采用超声波破乳脱盐技术以及微波破乳脱盐技术，并在工业上得到了部分应用。
超声波原油破乳技术主要是利用超声波的机械振动作用，使液滴产生“位移效应”，促使水珠凝聚，降低油水界面膜的机械强度，从而实现沉降分离。而微波破乳脱盐技术除了具有以上的优点以外，还能使非极性化的油分子磁化，形成具有成一定角度的旋流电场，能减小分子之间的相互引力，起到降低原油粘度的作用，从而增大油水的密度差。所述微波破乳脱盐技术尤其适合稠油和油水密度差较小的原油。
中国专利CN101987965A公开了“一种适用于原油脱盐的复合脱盐剂”，该脱盐剂可用于原油的电脱盐，但是，该脱盐剂合成步骤繁琐，需要由丙烯酸、丙烯酸铵、酸酐、丙烯酸酯和凹凸棒黏土共聚而成，并且对原油中的盐含量有一定的要求：铁含量小于200μg/g；钙含量小于2000μg/g；钙含量只能降到18μg/g，并且整个电脱盐反应过程长达7小时。
中国专利CN105482848A公开了“一种原油脱盐复合剂及其制备方法”，所述复合剂制备复杂，需要配制相应比例的马来酸酐改性酚胺聚醚化合物、相转移剂、有机胺、沥青胶质分散剂和助剂，并且对低胶质、低沥青质的原油脱盐脱水效果并不明显，原油预处理时需要手工混合200次，过于繁琐，在经过三级电脱盐后才能使盐含量达到2.65mg/L。
中国专利CN105038842A公开了“一种电脱盐脱水工艺”，这种工艺需要加入6.5%的新鲜水，使悬浮在原油中的盐充分溶解在新鲜水中，因具有不确定的因素，所以再加入破乳剂进行二次脱盐脱水。该工艺电脱盐脱水的全程都要在高温高电场的情况下进行，能耗大，所以，该专利未提及运用此电脱盐脱水工艺可达到的具体脱盐脱水的效率。
中国专利CN103289729A公开了“一种电场-旋流组合的原油脱盐方法及装置”，塔针对的石油是产自伊朗的、掺杂25%的重质油，先采用电脱盐方法：注水，加入破乳剂，进行一级电脱盐，再进行旋流脱盐，其中，一级电脱盐的结果见表1所示：自一级电脱盐罐顶部放空口处引一根脱后原油管线，向其注入来自二级脱盐注水泵的二级电脱盐切水，经注入混合器混合均匀后进入旋流电脱盐器进行脱盐处理；脱盐器顶部的旋流脱后原油与辅助出油口的原油合并后进入二级电脱盐罐进口原油管线，脱盐器底部的含盐污水排至水桶中。一级电脱盐后的原油再经过旋流脱盐器旋流脱盐后，其含盐量降低了0.5～2.8mg/L，作为后处理过程使一级电脱盐率提高了8～15%。
表1. 中国专利CN103289729A一级电脱盐的结果
。
中国专利CN103320160A公开了“一种含酸原油预加工方法”，以产自苏丹Fula的含酸原油为原料，将含酸原油经过三级电脱盐脱水装置处理，得到脱盐脱水后的含酸原油。首先，将所述原油与水混合，经加热炉加热升温在加热炉内高温热解，加热炉的出口温度为430℃，停留时间为50分钟，压力为0.4MPa；然后进入一级电脱盐脱水，温度为120℃，压力为0.5MPa，注水量为6.5w%，加破乳剂为9μg/g；再进入二级电脱盐脱水，温度为140℃，压力为0.6MPa，注水量为8w%，加破乳剂20μg/g，其中，一级电脱盐脱水和二级电脱盐脱水加入的破乳剂均为高分子非离子型表面活性剂；三级电脱盐脱水的条件为：温度130℃，压力0.6MPa,注水量为12%，加破乳剂10ppm。其脱盐效果为：一级脱盐效果10.2mg/L，二级脱盐效果为2.6mg/L。
目前已经工业化的原油脱盐工艺主要是通过注水和添加破乳剂进行的，其受到注水量、破乳剂种类和用量、脱盐温度、电场强度、混合强度、停留时间等因素的影响，因此，乳化现象严重，而现有的工艺不能彻底解决乳化的问题，因此，破乳（化）实现分相，成为提高脱盐效率的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法，它利用萃取剂在原油中乳化低、对盐具有很好溶解性能、与原油有一定的密度差、易分离的特点，采用萃取剂替代注水和加入破乳剂，增大对二次、三次开采等的粘度密度高、乳化严重、正常情况下难以通过油水密度差实现沉降分离的原油的脱盐效率；采用溶剂萃取与电脱盐耦合的方法，能节省能源，对电场要求低，能降低运行费用；能利用现有工艺设备进行运作，具有高效的脱盐效果。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。
一种基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法，其特征在于，含有以下步骤：
处理对象为：通过二次、三次开采的密度为0.96～1.2g/cm3、乳化严重、正常情况下难以通过油水密度差实现沉降分离的原油，
（1）注入萃取剂
在所述原油中注入萃取剂，利用萃取剂对盐的高溶解性，对原油中含有的盐分进行脱除：将所述原油与萃取剂按质量比8～20∶1经混合阀充分混合后进入一级萃取脱盐罐；
（2）一级萃取脱盐
采用80～160℃的萃取温度，在300V/cm～600V/cm的弱电场停留30～60min，在750V/cm～4000V/cm的强电场停留5～30min，采用750V/cm～4000V/cm的强电场强度进行萃取脱盐；
（3）一级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
将经过步骤（2）一级萃取脱盐后的原油经一级萃取脱盐罐的上部排出；将一级萃取脱盐后含污水含盐的萃取剂经一级萃取脱盐罐的下部排出；
（4）二次注入萃取剂
将经过步骤（3）分离后的原油与萃取剂按质量比8～20∶1经混合阀充分混合后进入二级萃取脱盐罐；
（5）二级萃取脱盐
采用80～160℃的萃取温度，在300V/cm～600V/cm的弱电场停留30～60min，在750V/cm～4000V/cm的强电场停留5～30min，采用750V/cm～4000V/cm的强电场强度进行萃取脱盐；
（6）二级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
将经过步骤（5）二级萃取脱盐后的原油经二级萃取脱盐罐的上部排出；将二级萃取脱盐后含污水含盐的萃取剂经二级萃取脱盐罐的下部排出。
可选地，所述萃取剂为乙二醇、丙三醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二甲胺、二丙胺、环丙胺、二异丁胺的一种或多种。
进一步，所述电场为交流、直流或脉冲电场。
进一步，在步骤（6）之后，能继续将步骤（6）分离后的原油与新鲜的萃取剂按质量比8～20∶1经充分混合后再进入下一级萃取脱盐罐；重复“一级萃取脱盐”和“二级萃取脱盐”的内容，能根据脱盐深度的要求增加“萃取脱盐”的级数。
本发明基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法的积极效果是：
（1）采用萃取剂替代注水和加入破乳剂，采用溶剂萃取与电脱盐耦合的方法，利用萃取剂在原油中乳化低、对盐具有很好溶解性能、与原油有一定的密度差、易分离的特点，能增大对二次、三次开采等的粘度密度高、乳化严重、正常情况下难以通过油水密度差实现沉降分离的原油的脱盐效率；且适用范围广。
（2）无需注水和添加破乳剂，不仅节省能耗，而且降低运行费用。
（3）对电场的要求低，因而能耗低；能直接利用现有的工艺设备，不需额外增加设备的投资；脱盐效率可达83.8%，具有高效的脱盐效果。
附图说明
图1为本发明基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图介绍本发明基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法的具体实施方式，提供3个实施例。但是应该指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。
实施例1
参见图1。一种基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法，分别采用胜利油田的重质原油（原油密度：0.9040～0.9660g/cm3）以及齐鲁石化的高密度特重质原油（原油密度：﹥0.9660g/cm3），两批原油的物理性质见表2所示。
表2. 实施例1采用的原油的物理性质
。
含有以下步骤：
（1）注入萃取剂
利用萃取剂对盐的高溶解性，对原油中含有的盐分进行脱除：在所述原油中注入乙二醇（或者采用乙二醇、丙三醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二甲胺、二丙胺、环丙胺、二异丁胺的一种或多种），所述原油与乙二醇按质量比8∶1经混合阀充分混合后进入一级萃取脱盐罐。
（2）一级萃取脱盐
采用80℃的萃取温度，采用300V/cm的弱电场与4000V/cm的强电场进行脱盐，所述电场可采用交流、直流或脉冲电场；在弱电场停留30min，在强电场停留5min，进行萃取脱盐。
（3）一级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
将经过步骤（2）一级萃取脱盐后的原油经一级萃取脱盐罐的上部排出；将一级萃取脱盐后含污水含盐的萃取剂经一级萃取脱盐罐的下部排出。
（4）二次注入萃取剂
﹝基本同步骤（1）的内容﹞。取经过步骤（3）分离后的上层原油，采用LC-4微库伦仪分析萃取相和萃余相的含盐量；然后将经过步骤（3）分离后的原油与萃取剂按8∶1经充分混合后进入二级萃取脱盐罐。
（5）二级萃取脱盐
﹝同步骤（2）的内容﹞。
（6）二级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
将经过步骤（5）二级萃取脱盐后的原油经二级萃取脱盐罐的上部排出；将二级萃取脱盐后含污水含盐的萃取剂经二级萃取脱盐罐的下部排出。
实施例2
参见图1。一种基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法，处理的原油同实施例1。
含有以下步骤：
（1）注入萃取剂
在所述原油中注入丙三醇（或1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二甲胺、二丙胺、环丙胺、二异丁胺的一种或多种）；将所述原油与丙三醇按质量比9∶1经混合阀充分混合后进入一级萃取脱盐罐。
（2）一级萃取脱盐
采用110℃的萃取温度，采用600V/cm的弱电场与1500V/cm的强电场进行脱盐，所述电场可采用交流、直流或脉冲电场；在弱电场停留60min，在强电场停留20min，进行萃取脱盐。
（3）一级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
（同实施例1）。
（4）二次注入萃取剂
﹝同本实施例步骤（1）﹞。
（5）二级萃取脱盐
﹝同本实施例步骤（2）﹞。
（6）二级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
（同实施例1）。
（7）三次注入萃取剂
﹝同本实施例步骤（1）﹞。
（8）三级萃取脱盐
﹝同本实施例步骤（2）﹞。
（9）三级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
﹝同本实施例步骤（3）﹞。
实施例3
参见图1。一种基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法，处理的原油同实施例1。
含有以下步骤：
（1）注入萃取剂
在所述原油中注入1,2-丙二醇和1,3-丙二醇（或者二乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二甲胺、二丙胺、环丙胺、二异丁胺的一种或多种）；将所述原油与1,2-丙二醇和1,3-丙二醇按20∶0.5+0.5经充分混合后进入一级萃取脱盐罐。
（2）一级萃取脱盐
采用160℃的萃取温度，采用450V/cm的弱电场与750V/cm的强电场进行脱盐，所述电场可采用交流、直流或脉冲电场；在弱电场停留20min，在强电场停留5min，进行萃取脱盐。
（3）一级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
（同实施例1）。
（4）二次注入萃取剂
﹝同本实施例步骤（1）﹞。
（5）二级萃取脱盐
﹝同本实施例步骤（2）﹞。
（6）二级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
（同实施例1）。
（7）三次注入萃取剂
﹝同本实施例步骤（1）﹞。
（8）三级萃取脱盐
﹝同本实施例步骤（2）﹞。
（9）三级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
﹝同本实施例步骤（3）﹞。
（10）四次注入萃取剂
﹝同本实施例步骤（1）﹞。
（11）四级萃取脱盐
﹝同本实施例步骤（2）﹞。
（12）四级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
﹝同本实施例步骤（3）﹞。
实施中，不同萃取剂的脱盐效果见表3。
表3. 在上述实施例中不同萃取剂的脱盐效果
。
通过以上的实验例可以看出，本发明基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法，用乙二醇作为萃取剂时，在电场存在的条件下脱盐率高达83.8%，远远优于用水作为溶剂的53.35%。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式，例如，本发明实施例的工艺所描述的萃取电脱盐的级数为1级，这只是为了实验与研究方便。而在实际应用中，是可以根据原油的性质以及脱盐深度的要求调整脱盐级数的。因此，不能将实施例的内容看作是对本发明基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法内容的限制。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变换以及替换均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法，其特征在于，含有以下步骤：
处理对象为：通过二次、三次开采的密度为0.96～1.2g/cm3、乳化严重、正常情况下难以通过油水密度差实现沉降分离的原油，
（1）注入萃取剂
在所述原油中注入萃取剂，利用萃取剂对盐的高溶解性，对原油中含有的盐分进行脱除：将所述原油与萃取剂按质量比8～20∶1经混合阀充分混合后进入一级萃取脱盐罐；
（2）一级萃取脱盐
采用80～160℃的萃取温度，在300V/cm～600V/cm的弱电场停留30～60min，在750V/cm～4000V/cm的强电场停留5～30min，采用750V/cm～4000V/cm的强电场强度进行萃取脱盐；
（3）一级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
将经过步骤（2）一级萃取脱盐后的原油经一级萃取脱盐罐的上部排出；将一级萃取脱盐后含污水含盐的萃取剂经一级萃取脱盐罐的下部排出；
（4）二次注入萃取剂
将经过步骤（3）分离后的原油与萃取剂按质量比8～20∶1经混合阀充分混合后进入二级萃取脱盐罐；
（5）二级萃取脱盐
采用80～160℃的萃取温度，在300V/cm～600V/cm的弱电场停留30～60min，在750V/cm～4000V/cm的强电场停留5～30min，采用750V/cm～4000V/cm的强电场强度进行萃取脱盐；
（6）二级萃取脱盐后的原油与萃取剂分离
将经过步骤（5）二级萃取脱盐后的原油经二级萃取脱盐罐的上部排出；将二级萃取脱盐后含污水含盐的萃取剂经二级萃取脱盐罐的下部排出。
2.如权利要求1所述的基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法，其特征在于，所述萃取剂为乙二醇、丙三醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二甲胺、二丙胺、环丙胺、二异丁胺的一种或多种。
3.如权利要求1所述的基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法，其特征在于，所述电场为交流、直流或脉冲电场。
4.如权利要求1所述的基于溶剂萃取与电脱盐耦合的原油脱盐方法，其特征在于，在步骤（6）之后，能继续将步骤（6）分离后的原油与新鲜的萃取剂按质量比8～20∶1经充分混合后再进入下一级萃取脱盐罐；重复“一级萃取脱盐”和“二级萃取脱盐”的内容，能根据脱盐深度的要求增加“萃取脱盐”的级数。
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