CN108117885B - 一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺 - Google Patents

Abstract

一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，属于重劣质原油处理技术领域。其特征在于：在三级电脱盐的基础上对其进行改造，一级实现有机金属化合物、部分无机盐的脱除，二级实现有机酸、部分无机盐的脱除，三级实现无机盐的深度脱除，一级有机金属化合物、无机盐的脱后污水以及三级脱盐处理后的污水通入污水处理系统，二级有机酸、无机盐的脱后污水通入环烷酸回收系统，回收环烷酸资源，对于电脱过程中可能出现的高度乳化现象，采用高压高频脉冲电场和乳化层液回注方式对其进行处理。

Description

一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺

技术领域

一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，属于重质劣原油处理技术领域。

背景技术

随着国内原油重质劣质化、老化乳化问题日益严重，原油的无机盐含量以及Ca、Mg、Ni、V等有机金属化合物含量增加、原油酸度增加，会导致原油乳化程度的大幅提高，造成常减压、催化裂化等后续设备的腐蚀、堵塞、催化剂中毒等一系列问题的发生，严重影响炼厂装置的长周期安全平稳运行。

目前重质油可通过蒸馏、膜吸附、催化加氢、螯合分离等方法脱金属，催化加氢和螯合分离较适合工业化，催化加氢使原油中的重金属与氧、硫、氮等形成络合物或化合物沉积在催化剂表面，脱金属率高但成本较高且催化剂容易失活，螯合分离利用螯合剂与金属卟啉及其复杂化合物发生反应，形成亲水配合物或沉淀经过电脱盐过程后随脱盐水排出，但在反应时会产生大量副产品使反应选择性变低。

高酸原油是指原油中富含环烷酸（90%以上）、脂肪酸及酚类等的原油，可通过醇氨法、碱洗、热分解、催化加氢、抽提、吸附分离等实现脱酸，碱洗法会产生大量碱渣并加剧原油乳化，热分解、加氢会破坏环烷酸资源，醇氨法、抽提需要大的剂油比才能获得较好的脱酸效果，吸附分离则难以实现工业化。

在原油重质劣质化日益严重的大背景下，重质劣原油的预处理难度大大增加，目前还没有一种较好的方法对原油中无机盐、有机酸、有机金属化合物进行联合集中处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能耗小、破乳效果好的重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，其特征在于：工艺步骤为：

1）重质劣原油加热至270~300℃后与脱金属剂混合、反应后，然后与破乳剂、洗涤水一起加入到一级静态混合器内混合、破乳，然后导入脱金属、电脱盐罐，在高压高频脉冲电场的作用下破乳、脱盐、脱水，将分离出的含金属盐污水排入污水处理系统后得到一级脱金属、电脱盐原油；

2）步骤1）中一级脱金属、电脱盐原油换热至120~140℃后与碱液、脱酸剂混合、反应，然后与破乳剂、洗涤水一起加入到二级静态混合器内混合、破乳，然后导入脱酸、电脱盐罐，在高压高频脉冲电场的作用下破乳、脱盐、脱水，将分离出的含环烷酸盐污水进入环烷酸回收系统回收环烷酸资源后得脱酸、电脱盐原油；

3）步骤2）中脱酸、电脱盐原油换热至160~180℃后与破乳剂、洗涤水一起加入到三级静态混合器内混合、破乳，然后导入电脱盐罐，在高压高频脉冲电场的作用下破乳、脱盐、脱水，将分离出的污水排入污水处理系统后即完成。

本发明提供一种重质劣原油预处理工艺，实现对重质劣原油中无机盐、有机酸、有机金属化合物等的联合脱除。步骤1）能确保镍、钒卟啉化合物分解使其参加脱金属反应，步骤2）能避免脱酸过程产生环烷酸盐高温水解。本发明的高压高频脉冲电聚结技术，与交流、直流和交直流等其他静电聚结方法相比，高压高频脉冲电聚结具有能耗小、破乳效果好的显著优势，利用原油电脱盐工艺的高压高频脉冲电场，有助于消除原油脱酸过程中形成的乳化，与绝缘复合极板结合使用，可降低重质劣原油脱金属、脱酸过程中垮电场和短路等问题的发生机率。

优选的，所述的一级静态混合器和二级静态混合器均包括前后两台串联的静态混合器。一级脱金属、二级脱酸流程中均采用两台静态混合器串联，先混合反应，再混合破乳，既保证脱金属、脱酸过程的独立性，又能确保破乳效果。

优选的，所述的脱金属剂预存在脱金属剂罐内，所述的脱酸剂预存在脱酸剂罐内，所述的破乳剂预存在破乳剂罐内。

优选的，所述的破乳剂为油溶性破乳剂。

优选的，所述的脱金属剂由大分子螯合剂、配位化合物和缓蚀剂复配所得。

所述的脱酸剂由低分子醇、烧碱、水组成。

本发明通过优选的破乳剂和脱酸剂，先脱金属再脱酸，利用重质劣原油的酸性环境，有利于提高脱金属效果，采用新兴的脱酸剂技术，可大大减少脱酸工艺中的注碱量，降低原油乳化程度，同时可对脱酸后污水进行酸化处理，回收环烷酸资源；

优选的，所述的高压高频脉冲电场的电压为3000~20000V，频率为1000~7000Hz，脉宽比在0.1~1.0范围内连续可调。上述优选条件配合下，能使杂质脱除率进一步的提高。

优选的，所述的高压高频脉冲电场采用双绝缘复合材料极板。

优选的，步骤1）中的重质劣原油和步骤3）中的脱酸、电脱盐原油均采用换热器换热，步骤1）的换热后冷相通入步骤3）中的换热器中经过换热后冷相通入其他预热设备回收余热。

与现有技术相比，本发明的一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺所具有的有益效果是：

（1）本发明的高压高频脉冲电聚结技术，与交流、直流和交直流等其他静电聚结方法相比，高压高频脉冲电聚结具有能耗小、破乳效果好的显著优势，利用原油电脱盐工艺的高压高频脉冲电场，有助于消除原油脱酸过程中形成的乳化，与绝缘复合极板结合使用，可降低重质劣原油脱金属、脱酸过程中垮电场和短路等问题的发生机率；

（2）利用现有三级电脱盐工艺设备进行改造，添加一定数量静态混合器、助剂罐、附属设备及管线，即可实现重质劣原油无机盐、有机酸、有机金属化合物的集中联合处理；

（3）一级脱金属、二级脱酸流程中均采用两台静态混合器串联，先混合反应，再混合破乳，既保证脱金属、脱酸过程的独立性，又能确保破乳效果；

（4）先脱金属再脱酸，利用重质劣原油的酸性环境，有利于提高脱金属效果，采用新兴的脱酸剂技术，可大大减少脱酸工艺中的注碱量，降低原油乳化程度，同时可对脱酸后污水进行酸化处理，回收环烷酸资源；

（5）电脱盐装置设置乳化层回注管线，对于电脱盐过程中可能出现乳化层过厚现象时引出乳化层液回注，与来油掺合后调控乳化剂注入量强化破乳，有利于电脱盐装置长期稳定运行；

（6）换热系统中能量实现梯级利用，降低热损失。

附图说明

图1为本发明所述的一种重质劣原油无机盐、有机酸、有机金属化合物联合脱除工艺方法的工艺流程图；

其中，1、一级换热器 2、脱金属剂罐 3、注金属剂泵 4、一级静态混合器 5、一级破乳剂罐 6、一级注破乳剂泵 7、一级注水管线 8、二级静态混合器 9、一级脱金属、电脱盐罐 10、一级污水排出管线 11、一级乳化层回注管线 12、一级回注泵 13、二级换热器 14、碱、脱酸剂罐 15、注剂泵 16、三级静态混合器 17、二级破乳剂罐 18、二级注破乳剂泵 19、二级注水管线 20、四级静态混合器 21、二级脱酸、电脱盐罐 22、二级污水排出管线 23、二级乳化层回注管线 24、二级回注泵 25、三级换热器 26、三级破乳剂罐 27、三级注破乳剂泵 28、三级注水管线 29、静态混合器 30、三级电脱盐罐31、三级污水排出管线 32、三级乳化层回注管线 33、三级回注泵。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

本例所用的破乳剂为根据重质劣原油油品复配油溶性破乳剂；脱金属剂由大分子螯合剂、配位化合物和缓蚀剂复配所得；脱酸剂由低分子醇、烧碱、水复配所得；使用的高压高频脉冲电场的电压为4kV，频率为 4kHz，脉宽比在0.1~1.0范围内连续可调；高压高频脉冲电场的采用双绝缘复合材料极板；检测待处理的重质劣原油中无机盐浓度、酸值、Ca含量、Ni含量分别为：196.6mg/L，4mg/g，400μg/g，40μg/g。

1）重质劣原油经过一级换热器1换热至285℃，与来自脱金属剂罐2经注金属剂泵3泵送的脱金属剂汇合，进入一级静态混合器4充分混合、反应，伴随一级乳化层回注管线11经一级回注泵12泵送的乳化层液，与来自一级破乳剂罐5经一级注破乳剂泵6泵送的破乳剂、一级注水管线7泵送的洗涤水汇合，进入二级静态混合器8混合、破乳，进入一级脱金属、电脱盐罐9，在高压高频脉冲电场的作用下破乳、脱盐、脱水，含金属盐污水经一级污水排出管线10排入污水处理系统；

2）步骤1）中一级脱金属、电脱盐后原油经过二级换热器13换热至130℃，与来自碱、脱酸剂罐14经注剂泵15泵送的碱液、脱酸剂汇合，进入三级静态混合器16充分混合、反应，伴随二级乳化层回注管线23经二级回注泵24泵送的乳化层液，与来自二级破乳剂罐17经二级注破乳剂泵18泵送的破乳剂、二级注水管线19泵送的洗涤水汇合，进入四级静态混合器20混合、破乳，进入二级脱酸、电脱盐罐21，在高压高频脉冲电场的作用下破乳、脱盐、脱水，含环烷酸盐污水经二级污水排出管线22进入环烷酸回收系统回收环烷酸资源；

3）步骤2）中脱酸、电脱盐后原油经过三级换热器25换热至170℃，伴随三级乳化层回注管线32经三级回注泵33泵送的乳化层液，与来自三级破乳剂罐26经三级注破乳剂泵27泵送的破乳剂、二级注水管线28泵送的洗涤水汇合，进入静态混合器29混合、破乳，进入三级电脱盐罐30，在高压高频脉冲电场的作用下破乳、脱盐、脱水，电脱盐后污水经三级污水排出管线31排入污水处理系统；各级管线根据具体工况设置阀门，如破乳剂注入量应由该线路中控制阀控制，乳化层回注管线乳化液回注量由该线路中控制阀控制；检测三级电脱盐罐内所得处理后原油的无机盐浓度降至2.8mg/L，酸值降至0.5mg/g，Ca含量降至46μg/g，Ni含量降至6μg/g。

实施例2

工艺过程同实施例1不同的是使用的高压高频脉冲电场的电压为3000V，频率为7000Hz，脉宽比在0.1~1.0范围内连续可调；检测待处理的重质劣原油中无机盐浓度、酸值、Ca含量、Ni含量分别为：200mg/L，5mg/g， 500μg/g，50μg/g；

处理后原油的无机盐浓度降至2.9mg/L，酸值降至0.51mg/g，Ca含量降至52μg/g，Ni含量降至7μg/g。

实施例3

工艺过程同实施例1不同的是使用的高压高频脉冲电场的电压为20000V，频率为1000Hz，脉宽比在0.1~1.0范围内连续可调；检测待处理的重质劣原油中无机盐浓度、酸值、Ca含量、Ni含量分别为：198mg/L，4.8mg/g， 450μg/g，45μg/g；

处理后原油的无机盐浓度降至2.8mg/L，酸值降至0.5mg/g，Ca含量降至50μg/g，Ni含量降至6.3μg/g。

以上所述，仅是本发明的具体实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，其特征在于：工艺步骤为：

1）重质劣原油加热至270~300℃后与脱金属剂混合、反应后，然后与破乳剂、洗涤水一起加入到一级静态混合器内混合、破乳，然后导入脱金属、电脱盐罐，在高压高频脉冲电场的作用下破乳、脱盐、脱水，将分离出的含金属盐污水排入污水处理系统后得到脱金属、电脱盐原油；

2）步骤1）中脱金属、电脱盐原油升温至120~140℃后与碱液、脱酸剂混合、反应，然后与破乳剂、洗涤水一起加入到二级静态混合器内混合、破乳，然后导入脱酸、电脱盐罐，在高压高频脉冲电场的作用下破乳、脱盐、脱水，将分离出的含环烷酸盐污水进入环烷酸回收系统回收环烷酸资源后得脱酸、电脱盐原油；

3）步骤2）中脱酸、电脱盐原油升温至160~180℃后与破乳剂、洗涤水一起加入到三级静态混合器内混合、破乳，然后导入电脱盐罐，在高压高频脉冲电场的作用下破乳、脱盐、脱水，将分离出的污水排入污水处理系统后即完成；

所述的高压高频脉冲电场的电压为3000~20000V，频率为1000~7000Hz，脉宽比在0.1~1.0范围内连续可调。

2.根据权利要求1所述的一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，其特征在于：所述的一级静态混合器和二级静态混合器均包括前后两台串联的静态混合器。

3.根据权利要求1所述的一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，其特征在于：所述的脱金属剂预存在脱金属剂罐内，所述的脱酸剂预存在脱酸剂罐内，所述的破乳剂预存在破乳剂罐内。

4.根据权利要求1所述的一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，其特征在于：所述的破乳剂为油溶性破乳剂。

5.根据权利要求1所述的一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，其特征在于：所述的脱金属剂由大分子螯合剂、配位化合物和缓蚀剂复配所得。

6.根据权利要求1所述的一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，其特征在于：所述的脱酸剂由低分子醇、烧碱、水组成。

7.根据权利要求1所述的一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，其特征在于：所述的高压高频脉冲电场采用双绝缘复合材料极板。

8.根据权利要求1所述的一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，其特征在于：步骤1）中的重质劣原油和步骤3）中的脱酸、电脱盐原油均采用换热器换热，步骤1）的换热后冷相通入步骤3）中的换热器中经过换热后冷相通入其他预热设备回收余热。

9.根据权利要求1所述的一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，其特征在于：所述高压高频脉冲电场的电压为4000V、频率为4000Hz，脉宽比在0.1~1.0范围内连续可调。

10.根据权利要求1所述的一种重质劣原油无机盐有机酸有机金属化合物联合脱除工艺，其特征在于：所述高压高频脉冲电场的电压为3000V、频率为7000Hz，脉宽比在0.1~1.0范围内连续可调。

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