CN1170912C - 一种输送来自炼油过程的高粘残油的方法 - Google Patents

一种输送来自炼油过程的高粘残油的方法 Download PDF

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Abstract

一种通过形成焦油的水包油分散液以回收和输送炼厂焦油的方法，所述分散液的水含量至少20%(重量)，分散剂选自萘磺酸与甲醛缩聚物的碱金属盐和铵盐以及其混合物，该方法包括：a)通过将焦油至少加热到等于其软化点的温度使焦油流化；b)使如此流化的焦油与所需量的水和分散剂混合，直到形成水包油分散液；c)回收并输送步骤(b)中形成的水包油形式的焦油分散液。

Description

一种输送来自炼油过程的高粘残油的方法
本发明涉及一种输送(moving)软化点高于80℃的残油(焦油)的方法。
更具体地说，本发明涉及一种输送焦油的方法，该方法是在有特定分散剂存在的条件下，通过形成所述焦油的含水分散液而实现的。
术语“焦油”是指软化点高于80℃，通常是高于100℃的残油。
焦油的常见实例是原油或其它馏分油(如常压蒸馏的残留物)的减压蒸馏残余物、减粘裂化残余物。
目前，所述焦油是通过用较轻的烃馏分稀释直到获得汽油来输送并回收的。
这一方法的明显缺点是使用大量价值较高的烃馏分来得到低质量产品。
专利文献中公开了各种输送重质原油或粘性油馏分的方法，然而，如果考虑其性质，与炼厂焦油是不可比的。
一种被广泛研究的输送重质原油的方法是形成水包油(O/W)乳化液，其外相(水)的粘度比内相(油)低。在搅拌下通过混合水、乳化剂和油制备的这些乳化液易于输送。除具有低粘度外，这些乳化液必须还具有一定的稳定性，即在运输和可能的储存期间不会分离成两相。此外，乳化添加剂必须允许形成高油相含量的乳化液。除这些特征以外，使用这一技术的基本要求是乳化剂的成本要低。
专利文献中提出的乳化剂都不能满足这些要求。
例如，US4246920、US42885356、US4265264和US4249554描述了油含量仅50％的乳化液；这就意味着在这些条件下对油的运输来说，一半的体积(管道体积)没有被利用。
另一方面，加拿大专利1108205、1113529、1117568和US4246919表明粘度相当有限的降低，尽管油含量也低。
US4770199公开了一种乳化剂的应用，该乳化剂包括非离子烷氧基化表面活性剂和乙氧基化-丙氧基化羧酸盐的复合混合物。这一混合物中的非离子表面活性剂明显对温度敏感，在某些温度条件下会因此不溶于水，发生相转换，即由O/W转变成W/O。相转换也可能在输送操作中由于高剪切值导致。
此外，上述表面活性剂特别昂贵，使该方法的成本显著升高。
最后，在O/W乳化领域中，EP-A-237724公开了使用乙氧基化羧酸盐和乙氧基化硫酸盐混合物，这种产品难于在市场上购得。
与上述文献相反，WO-94/01684解决输送重质原油问题是通过形成O/W分散液，这种分散液是借助注射到油井中的分散剂来获得的。相对于常用的表面活性剂，分散剂是磺酸盐，它特别容易溶于水，不会大幅度降低水的表面张力。
然而，所有这些文献都没有公开通过形成O/W分散液来输送炼厂焦油(一种性质完全不同于重质原油的材料)。
现已发现一种方法，可以更有资格使用炼厂焦油。
与之相对应，本发明涉及一种方法：通过形成上述焦油的水包油分散液，从而输送并回收炼厂焦油，上述分散液的水含量至少20％(重量)，优选高于25％(重量)，进一步优选28％-32％(重量)，分散剂选自萘磺酸与甲醛缩聚物的碱金属盐和铵盐以及其混合物，该方法包括：
a)通过将焦油至少加热到等于其软化点的温度使焦油流化；
b)使如此流化的焦油与所需量的水和分散剂混合，直到形成水包油分散液；
c)回收并输送步骤(b)中形成的水包油形式的焦油分散液。
关于分散剂，它们是具有如下特征的特殊添加剂，这些特征不同于常用的表面活性剂：高水溶解性(在20℃下通常超过15％(重量))；对水的表面张力的降低有限(在1％浓度的水溶液中表面张力的最大下降为10％)。从化学的观点来看，可以用于本发明方法的分散剂是碱金属或铵的聚磺酸盐，聚磺酸盐是由萘磺酸与甲醛缩聚衍生的。
至于分散剂，它们是能促进形成分散液、或稳定分散液，而不会明显改变水与油之间的界面张力的产品或产品混合物。
在本发明方法中，“分散液”是指一种多相系统，在该系统中，其中一相是连续的，至少另一相是细分散的。在按本发明形成的分散液中，连续相是水，而分散相或多或少是细分散的由固体或液体的炼厂焦油颗粒组成的。分散剂促进和稳定了如此形成的分散液。如实验部分所指出的，碱土金属的磺酸盐是无效的，只有碱金属和铵的磺酸盐是有效的，优选钠盐。
本发明方法的步骤(a)包括使焦油流化，通常是至少加热到其软化点。
一旦流化了，焦油与水和分散剂接触，优选与分散剂的水溶液接触。焦油与水的重量比率可以在宽范围内变化，例如在90/10至10/90之间。然而，由于经济的原因，可使用其它焦油含量，但会引起过度粘稠的缺点。
分散剂的量也取决于要输送的焦油的种类；在任何情况下，为具有稳定的流化分散液所需的分散剂的量为0.05到2.5％(重量)，优选0.3至1.5％(重量)，所述百分比是指分散剂的量相对于水和焦油的总量。
焦油与分散剂水溶液的接触可以间歇或连续进行，可以直接在形成焦油的装置或在焦油的储存地进行。
分散剂水溶液与焦油之间的接触可以利用搅拌装置来进行，例如搅拌器、离心泵和涡轮机。一旦形成了分散液，(通过观察体系的粘度下降可以容易地确定)，可以容易地通过泵运输到储存地或最终使用(如直接燃烧)。
以下实施例有助于更好地理解本发明。
实施例
在玻璃容器中精确称量蒸馏水(FW)和相应于所要生产的分散液种类的添加剂的量。可以溶于水的添加剂通过简单的机械搅拌均化。
称量的焦油，在水浴或烘箱中加热到80-130℃，添加到水溶液中。在玻璃容器中，添加剂水溶液是下层相，而油是上层相，在水浴中加热到分散液的预先选择的温度(40-95℃)。
当达到了所需温度时，对混合物进行机械搅拌(Ultraturrax UT45型，安装了简单的涡轮，转速恒定为10,000rpm)所需的时间(2-5分钟)：Ultraturrax涡轮位于含水相中用于激活。
生产的分散液静置24小时，在25℃下分析其粘度。用带有库爱特(couette)结构的RFSIT流变仪测定粘度。
在下表中，在粘度这一条目下有两个值，都是从制备分散液开始后24小时测定的以Mpa计的值，第一栏相应于10秒-1，第二栏相应于100秒-1。
水溶液的稳定性是通过计算一段时间内分离出来的水相对于总分散液量确定的。表中的稳定性表示为27天后分离出来的水相对于分散液总重量的百分数。
至于所用的分散剂，符号R5是指M.A.C.的Rheobuild5000，即与甲醛缩聚的萘磺酸钠，其分子量为4,304；符号R1是指M.A.C.的Rheobuild1000，即与甲醛缩聚的萘磺酸钙，其分子量为3,390；符号D4是指NNMSH40OF Great，烯化氧与壬酚的摩尔比率为5.18的乙氧基化壬酚，。
表1列出了减粘裂化焦油6B2 VBS加RA 673的测试结果，减粘裂化焦油具有如下特征：Fe 53mg/kg，Na 16mg/kg，Ni 70mg/kg，V 238mg/kg；RCC：16.2w/w％，S：2.71w/w％。
表2列出了减压残油SZRN/02的测试结果，该减压残油具有如下特征：Fe 73mg/kg，Na 25mg/kg，Ni 129mg/kg，V 390mg/kg；RCC：29.0w/w％，S：3.62w/w％。
表3列出了使用减粘裂化焦油ATZ RV的测试结果，减粘裂化焦油具有如下特征：Fe 49mg/kg，Na 23mg/kg，Ni 81mg/kg，V 236mg/kg；RCC：28.3w/w％，S：4.38w/w％。
在上述表中，粘度以Mpa表示。第一栏相应于在10秒-1下的粘度，第二栏相应于在100秒-1下的粘度。稳定性以静置27天后分离出来的水的百分数表示。
表1
  实施例   添加剂     W％水     W％添加剂   温度/时间            粘度    稳定性
    1     R5     30.25     .97   78-80/2     189     134     7.8
    2     R5     29.73     1.89   80-81/2     197     170     n.d.
    3     R5     29.53     .48   78-79/2     247     159     5.7
    4     R5     30.32     .51   43-46/2     91     60     15.6
    5     R5     30.69     .98   44-46/2     662     261     13.6
    6     R5     30.55     1.96   43-45/2     176     79     痕量
    7     R5     30.45     1.93   80-81/5     254     158     痕量
    8     D4     30.52     .97   76-78/2     183     106     11.2
    9     D4     30.18     1.92   78-79/2     304     106     10.8
    10     D4     30.38     .52   78-79/2     153     113     8.7
    11     D4     30.26     .50   42-45/2     157     66     n.d.
    12     D4     30.39     .97   42-47/2     174     82     18
    13     D4     30.42     1.97   44-49/2     260     107     20
    14     D4     29.96     1.90   80-83/6     336     129     13.6
    15C     R1     29.29     .93   80-81/2     n.m.     n.m.     Unv
    16C     R1     30.38     1.93   80-82/2     n.m.     n.m.     Unv
    17C     Et     29.67     .31   40-42/     n.m.     n.m.     -
表2
  实施例   添加剂     W％水     W％添加剂   温度/时间           粘度     稳定性
    18     R5     29.74     .49   90-93/5     -     -     -
    19     R5     30.38     1.00   92-95/5     84     53     15-18
    20     R5     29.96     1.92   94-95/5     111     62     15-18
    21     D4     30.20     .51   91-93/5     71     62     6-8
    22     D4     30.56     .99   91-94/5     79     51     15-18
    23     D4     30.47     1.97   89-92/5     134     63     6-8
    24C     R1     43.40     1.41   91-92/5     n.d.     n.d.     分离
表3
  实施例   添加剂     W％水     W％添加剂   温度/时间           粘度    稳定性
    25     R5     30.24     .50  93-98/5     79     70     8-10
    26     R5     30.14     1.01  94-96/5     101     70     8-10
    27     R5     30.32     1.94  93-95/5     115     71     4-6
    28     D4     29.62     .50  94-95/5     91     70     14-16
    29     D4     30.44     1.01  94-95/5     111     60     4-6
    30     D4     29.71     1.92  90-92/5     193     81     痕量

Claims (5)

1.一种通过形成焦油的水包油分散液以回收和输送炼厂焦油的方法，所述分散液的水含量为20重量％-32重量％，分散剂选自萘磺酸与甲醛缩聚物的碱金属盐和铵盐以及其混合物，该方法包括：
a)通过将焦油至少加热到等于其软化点的温度使焦油流化；
b)使如此流化的焦油与所需量的水和分散剂混合，直到形成水包油分散液，其中相对于水和焦油的总量，分散剂的量为0.05重量％-2.5重量％；
c)回收并输送步骤(b)中形成的水包油形式的焦油分散液。
2.权利要求1的方法，其特征在于分散液的水含量高于25重量％。
3.权利要求2的方法，其特征在于分散液的水含量为28-32重量％。
4.权利要求1的方法，其特征在于分散剂选自萘磺酸与甲醛的缩聚物的碱金属盐。
5.权利要求4的方法，其特征在于分散剂选自萘磺酸与甲醛的缩聚物的钠盐。
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