CN1185478A - 改良高硫乳化油为低硫乳化油的工艺 - Google Patents

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Abstract

一种改良高硫乳化油为低硫乳化油的工艺,其特征是采用低硫重质原油或重油(渣油)稀释高硫“奥里乳化油”,降低硫含量,再加水和乳化剂,重新乳化合成低硫乳化油。其优点除具备“乳化燃料油”外,还具有低位发热量高于高硫“奥里乳化油”,硫含量≤1%的特点。它突破了至今使用“奥里乳化油”火力发电,均须投巨资燃烧后脱硫排放的困扰,开创了加快利用国际经济型“奥里乳化油”,弥补燃烧油短缺,推进节油及改善环保有着十分重要的意义。

Description

改良高硫乳化油为低硫乳化油的工艺
本发明属高硫燃料油乳化燃烧脱硫技术领域。
高硫“奥里乳化油”一般以70％重质天然沥青与30％水和添加剂乳化合成的乳化燃料油，其性能优于一般重油和煤，特别是它燃烧完全，排放的粉尘比烧煤少得多，而且无酸性粉尘，不易产生酸雨，排放物中未燃烧的烃也比一般烧油要少。由于其探明开采储量达86亿吨以上，故以重油蕴藏丰富而著称于世。在国际市场上，它的价格与煤差不多，但至今困扰其广泛实际应用的障碍是因其单位基硫含量达2.7％，据国际环保要求，要达到SO2排放标准均需投巨资建设燃烧后脱硫排放装置。目前只有少数工业发达国家投巨资使用高硫“奥里乳化油”作为发电应用。
本发明的目的在于避免上述现有技术存在的不足之处而提供一种投资成本低，操作简单易行，而且能够大批量实施，降低高硫“奥里乳化油”基硫含量，使其在燃烧前就改良为≤1％的低硫乳化油的新工艺。
本发明的目的可以通过以下措施来达到：
一种改良高硫乳化油为低硫乳化油的工艺，其特征是采用低硫重质原油或重油(渣油)稀释高硫“奥里乳化油”，降低硫含量，再加水和乳化剂，重新乳化合成低硫乳化油(硫含量≤1％)。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到：
上述物料配比为：低硫重质原油或重油(渣油)∶高硫“奥里乳化油”∶水∶乳化剂＝55-65％∶30％∶10-15％∶0.2-0.3％；
低硫重质原油或重油(渣油)硫含量≤0.3％；
乳化剂采用脂肪酸钠或烷基苯磺酸钠。
本发明的降硫、乳化、燃烧机理为：
高硫“奥里乳化油”与一般乳化燃料油在乳化形式上有所不同，其一是“水包油型”，油滴被表面活性剂包围，形成亲水界面薄膜包裹，水为连续相，油为分散相。其二是“油包水型”，水滴被表面活性剂包围，形成亲油界面膜包裹，油为连续相，水为分散相。但其燃烧机理完全相同：当乳化燃料从火嘴喷出时，是直径约60-120μm微粒即时状态。由于炉膛一定的高温，其中水微粒迅速升温而汽化，体积急剧膨胀产生几百乃至几千个大气压力，瞬间把油滴爆开，变成众多的直径更小的微细油滴。由于这种过程进行得极快，所以称为“微爆”或“二次雾化”，从而增大了与空气的接触面，实现了完全燃烧，减少了耗油量，达到了节油的目的。另外，由于水参与了燃烧的化学反应，使燃烧速度加快，强化燃烧促使燃烧充分。
无水时反应程序：(反应式中的CmHn表示重质油分子)
若有水蒸气在锅炉中与CO混合并反应，燃烧反应将按以下程序更迅速地进行：
由此可见，在不含H2O的CO燃烧时，必须有过剩的氧，而在含有H2O的CO燃烧时，会产生一定H2，因此提高了燃烧效果，提高了燃烧温度，增加了锅炉效率。同时，也实现了乳化燃料油燃烧时，没有不完全燃烧的赤热碳粒。在有水气存在的情况下，使尾气的烟尘量大大下降，减少了环境污染。
为了让人们充分认识燃用乳化燃料可以节能，尤其是对难以雾化的重质油乳化燃烧节油，以及改善环保的实用意义，清华大学于九五年“中国能源”杂志第三期、发表了有关实验结果与分析：
1、国产200号重油及其乳化燃烧热态试验主要结果
  序号    名    称   符号   单    位  200号重油   加水44％  加水40％
   1   输出蒸汽量    D     kg/h    670     532    670
   2   燃料消耗量    B     kg/h     51      46     56
   3   反平衡热效率    7     ％    79.8     79.9    81.5
   4   锅炉输出热量    Q     kJ/h  1.683×105   1.33×105  1.69×105
   5   推算的等效热值    Qr     kJ/kgkcal/kg    413619895     361868657    370228859
2、国产200号重油及其乳化油的热值
  燃  料   200号重油   加水40％     加水44％
  kcal/kgkJ/kg   9967.640535.9   4116.929748.6     690 728871.3
3、两种状态的重油组成
 成分(％)   C   H   O   S   W   N
 掺水前 83.37 11.41  0.68  0.21  4.04  0.29
 掺水后 76.21  8.60  0.70  0.20 14.00  0.29
4、两种状态的烟气成份
成分(％) RO2 CO O2 CH4 H2 N2
  掺水前 12.10  0.95   7.5  0.14  -  -
掺水后 12.97 0.42 7.1 0.09 - -
结果显示表明，乳化燃料燃烧的更重要的意义不仅在节油，而是在环保，这对21世纪来说是十分重要的，并预测乳化燃料燃烧的热潮将会再次到来。
本发明相比现有技术具有如下优点：
本发明提出依靠目前社会普遍正在大量使用的低硫重质油(即重质原油、重油、渣油)，稀释高含硫的“奥里乳化油”基硫含量的方式，实现降硫处理，克服了现有加氢脱硫和生物催化脱硫设备投资费用昂贵的问题。
由于“奥里乳化油”一旦与其它油混合，就会使其水薄膜破裂，油滴重新聚集，造成“奥里乳化油”变性、破乳，油水分离。为坚持发挥燃烧乳化油的优势，故选择采用再次合理加水及相应乳化剂，按照燃烧“乳化油”最佳特性的配比，乳化合成，含“奥里油”的低硫乳化燃料油。
本发明提供的低硫乳化燃料油，不仅符合我国现有锅炉设计制造，防腐安全系数范围燃料油基硫≤1％的要求，而且其燃烧后脱硫排放设施也是已经具备了的，无须增加。
硫在燃料油中，大部分以有机硫化物的形态存在，本可以燃烧。但燃烧产物对锅炉设备有腐蚀作用外，还对环境和人体有害。而乳化燃料油比一般重油和煤碳在燃烧性能上有上述的“微爆”效应，使其能够充分燃烧，放烟道SO2含量要比直接烧重油少得的多，其更有益于减少对环境污染。
另外，“奥里乳化油”在储运过程中，规定其它油品混入量不得超过2％要求油罐、船舶要清洗，管线要设清管设施。这对没有普遍使用“奥里乳化油”的市场，如此储运，会带来诸多不便和增加储运费，以及造成清仓油的浪费，而本发明具有储运所有重质油的通用性，同时，也为前来提货大船、空载压仓水排放后再利用带来福音。
因此，采用本发明为改良高硫“奥里乳化油”为低硫乳化燃料油，并加速消化引进使用国际经济型“奥里乳化油”，弥补中国燃料油短缺，节约用油、改善环保开创了一条新途径。同时也为今后，在世界范围内广泛改良应用高硫“奥里乳化油”推进节油及改善环保有着十分重要的意义。
实施例：
一、乳化加工比例及测算：低硫重质油∶高硫乳化油∶水∶乳化剂＝60-55％∶30％∶10-15％∶0.2-0.3％
低硫重质油是指含硫＜0.5％以下，密度＞0.9 g/cm320℃的低硫重质原油、重油(渣油)；
高硫乳化油，主要指委内瑞拉国生产的“奥里乳化油”；
乳化剂是指脂肪酸钠或烷基苯磺酸钠为主要成份的添加剂。
具体比例的确定，是以低硫重质油的硫含量灵活而定。如低硫重质油含硫高于0.3％时，就补选用一定数量含硫≤0.2％的重质油，调配稀释、投入。
二、乳化方式：可以使用重油乳化泵或乳化胶体磨等机械方式，也可以采用超声波的方式。
三、乳化温度控制在60℃-70℃。
四、乳化合成步骤：
低硫重质油加高硫重质油，水加乳化剂，然后两者进入乳化泵实现乳化，入库。
五、乳化加工后的低硫乳化油其技术指标为：
1、硫含量≤1％；
2、等效热值≥8000大卡/千克；
3、反平衡热效率≥80％；
4、乳化稳定时间＞180天；
5、闪点(开口)℃不低于80℃；
6、凝点℃不高于26℃；
7、运动粘度E50℃不大于200厘沲。

Claims (4)

1、一种改良高硫乳化油为低硫乳化油的工艺，其特征是采用低硫重质原油或重油(渣油)稀释高硫“奥里乳化油”，降低硫含量，再加水和乳化剂，重新乳化合成低硫乳化油(硫含量≤1％)。
2、根据权利要求1所述的改良高硫乳化油为低硫乳化油的工艺，其特征是上述物料配比为：低硫重质原油或重油(渣油)∶高硫“奥里乳化油”∶水∶乳化剂＝55-65％∶30％∶10-15％∶0.2-0.3％。
3、根据权利要求2所述的改良高硫乳化油为低硫乳化油的工艺，其特征是低硫重质原油或重油(渣油)硫含量≤0.3％。
4、根据权利要求2所述的改良高硫乳化油为低硫乳化油的工艺，其特征是乳化剂采用脂肪酸钠或烷基苯磺酸钠。
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