专利名称：一种用于油品碱洗的方法
技术领域：
本发明属于石油化工油品预处理技术领域，特别涉及油品中石油酸、盐或金属离子的脱除技术。
背景技术：
在油品的预处理过程中，通常需要进行碱洗和水洗，以脱除油品中的石油酸、金属和水溶性盐。对于成品油如汽油、柴油等，其中的石油酸对金属有腐蚀作用，使设备过早损坏；降低油品的安定性，使油品在存储过程中氧化生成胶质、沉渣；酸度过大，在原油中的石油酸还容易引起原油乳化，所以在加工过程中必须进行脱酸精制；对于原油，除了石油酸外，还含有一定浓度的金属离子如钙、镁和镍等，它们的存在容易造成原油运输过程中设备的结垢和腐蚀，因此必须进行油品中盐和金属的脱除。
进行成品油脱酸脱盐的最典型的是碱洗电精制工艺，在搅拌槽或静态混合器中加入浓碱进行脱酸后进入高压电脱盐装置中进行水洗，完成碱渣(主要是盐和碱的水溶液)和油品的分离。原油预处理技术目前还很不成熟，通常只在电脱盐装置中对原油中的少量无机盐和水进行分离，而对于大量的油溶性金属离子络合物和石油酸无法进行有效的脱除。由于原油体系的复杂性，采用目前成品油脱酸的碱洗方法和设备脱除原油中的石油酸和金属离子极易造成原油的乳化，需要添加破乳剂后在高压电场下进行分离，消耗了大量的电能，破乳剂的加入也增加了额外的费用。且在搅拌槽或静态混合器中进行碱洗，需要长时间的混合且碱液在油品中的混合不均匀，这样就造成脱酸率不高，基本在80％以下。为此，开发一种高效的同时脱酸、脱盐或金属且避免乳化的新方法是油品碱洗工艺中的一个重要问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中脱酸效率低、停留时间长、易乳化以及需要高压电场脱盐等缺点而提供一种实现高效混合同时脱酸、脱盐或金属离子的方法。
本发明的特征在于所述碱洗过程是在一个混合器中进行的，所用的碱液是烧碱的醇水溶液，所述混合器由分散介质分隔为上下两层，其中上层流入所述烧碱的醇水溶液，下层流入待洗油液，所述上层的碱液流经分散介质，分散成微小液滴，与下层的油液进行反应，混合液由该下侧出口流出，经分离后得到脱酸、脱盐或金属的油品。
所述烧碱的醇水溶液中烧碱的摩尔浓度为0.1mol/L～5mol/L，醇的体积含量为10％～50％。所述烧碱的醇水溶液中的醇是甲醇或乙醇。所述分散介质是耐环烷酸腐蚀的平板状或管状的不锈钢微滤膜或多孔过滤介质，孔径为2μm～50μm。所述下层混合液的流速为0.3m/s～3m/s。所述上层流入的烧碱的醇水溶液与下层流入的油液的体积流量比为1∶3～1∶100。
本发明的有益效果是本发明提出的新方法与工业生产和实验研究中已有的方法相比，具有脱酸率高、操作能耗低、传递速度快、停留时间短、避免乳化、两相可以自然沉降分离、无需添加破乳剂和高压电场等优势，且在脱酸的同时有效地脱除了部分金属离子，为有效降低油品的酸值、金属离子浓度和节约油品处理成本创造了条件。
图1高效混合器用于本发明的流程示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明予以进一步说明。
见图1，该方法采用了新的碱液体系，将烧碱加入到一定比例的醇水混合溶液中，作为油品碱洗所用的碱液，以解决乳化问题，实现碱洗和水洗的同时进行；将高效混合器用于该工艺过程，在混合器4中固定分散介质3，碱液和待处理的油品在分散介质3两侧分别以体积流量比1∶(3-100)的流量进入混合器4，在两侧形成压力差，烧碱的醇水溶液从在分散介质3上侧的水溶液进口2进入混合器4内，此侧内分散介质3仅与烧碱的醇水溶液相接触；在压力差的作用下，碱液以一定流量穿过分散介质3，分散成微小液滴，注入到分散介质3另一侧，与从油相入口1进入的油品接触，且在油品沿分散介质表面以一定流量的流动中，实现两相混合，并一起沿分散介质表面流动，进行中和反应，两相混合后沿分散介质表面的流动速度为0.3-3m/s，混合时间为0.1-3s，具体的混合时间通过两相混合后沿分散介质3表面的流动速度和沿介质表面3的流动距离调控。混合后的混合液流出到相分离器中可以自然沉降分离，两相完全分离时间在2-15min。分散介质采用不会被环烷酸腐蚀的平板状或管状的不锈钢微滤膜或多孔过滤介质，孔径为2-50μm。烧碱的醇水溶液中烧碱的摩尔浓度为0.1-5mol/L，所用的醇为乙醇或甲醇，含量在10％-50％(体积分率)。处理的油品可以为不同性质的油品体系，包括汽油、柴油和高粘度稠油，基本涵盖了需要碱洗处理的油品体系。
实施例如下实施例一使用孔径为20μm的不锈钢过滤膜为分散介质，以酸值为1.84mgKOH.g-1的汽油为待处理油品体系，浓度为3mol/L的烧碱醇水溶液为碱液体系，其中乙醇的体积分率为10％，碱液和油品的体积流量比为1∶100，两相混合后沿分散介质表面的流动速度为1m/s，反应时间为0.5s；在相分离器中两相完全分离时间为2min；测定分相后汽油中剩余的石油酸浓度，求得脱酸率为95.5％，碱液利用率为79％；实施例二使用孔径为10μm的不锈钢板式膜为分散介质，以酸值为1.84mgKOH.g-1的汽油为待处理油品体系，浓度为0.8mol/L的烧碱醇水溶液为碱液体系，其中乙醇的体积分率为30％，碱液和汽油的体积流量比为1∶25，两相混合后沿分散介质表面的流动速度为0.3m/s，反应时间为1.67s；在相分离器中两相完全分离时间为2min；测定分相后汽油中剩余的石油酸浓度，求得脱酸率为98％，碱液利用率为76％；实施例三使用孔径为2μm的不锈钢板式膜为分散介质，以酸值为1.84mgKOH.g-1的汽油为待处理油品体系，浓度为0.1mol/L的烧碱醇水溶液为碱液体系，其中乙醇的体积分率为50％，碱液和汽油的体积流量比为1∶3，两相混合后沿分散介质表面的流动速度为2m/s，反应时间为0.25s；在相分离器中两相完全分离时间为2min；测定分相后汽油中剩余的石油酸浓度，求得脱酸率为97％，碱液利用率为73％；实施例四使用孔径为10μm的不锈钢板式膜为分散介质，以酸值为3.2mgKOH.g-1的柴油为待处理油品体系，浓度为2.5mol/L的烧碱醇水溶液为碱液体系，其中甲醇的体积分率为10％，碱液和汽油的体积流量比为1∶50，两相混合后沿分散介质表面的流动速度为1.38m/s，反应时间为0.36s；在相分离器中两相完全分离时间为4min；测定分相后柴油中剩余的石油酸浓度，求得脱酸率为95％，碱液利用率为87％；实施例五使用孔径为50μm的不锈钢过滤膜为分散介质，以酸值为8.95mgKOH.g-1，钙离子浓度95.5μg/g和镍离子浓度34.5μg/g的稠油为待处理油品体系，浓度为5mol/L的烧碱醇水溶液为碱液体系，其中乙醇的体积分率为20％，碱液和汽油的体积流量比为1∶30，两相混合后沿分散介质表面的流动速度为1.5m/s，反应温度80℃，反应时间为0.33s；在相分离器中两相完全分离时间为10min；测定分相后原油中剩余的石油酸浓度、钙离子浓度和镍离子浓度，求得脱酸率为84％，同时钙脱除率为55.5％，镍脱除率为46.1％，碱液利用率为75％；实施例六使用孔径为5μm的不锈钢板式膜为分散介质，以酸值为8.95mgKOH.g-1、钙离子浓度95.5μg/g和镍离子浓度34.5μg/g的稠油为待处理油品体系，浓度为5mol/L的烧碱醇水溶液为碱液体系，其中乙醇的体积分率为40％，碱液和汽油的体积流量比为1∶30，两相混合后沿分散介质表面的流动速度为3m/s，反应温度80℃，反应时间为0.17s，在相分离器中两相完全分离时间为12min；测定分相后原油中剩余的石油酸浓度、钙离子浓度和镍离子浓度，求得脱酸率为95％，同时钙脱除率为49％，镍脱除率为47％，碱液利用率为84％；实施例七使用孔径为2μm的不锈钢板式膜为分散介质，以酸值为8.95mgKOH.g-1的稠油为待处理油品体系，浓度为2mol/L的烧碱醇水溶液为碱液体系，其中甲醇的体积分率为10％，碱液和汽油的体积流量比为1∶10，两相混合后沿分散介质表面的流动速度为1.5m/s，反应温度70℃，反应时间为0.33s，在相分离器中两相完全分离时间为15min；测定分相后原油中剩余的石油酸浓度、钙离子浓度和镍离子浓度，求得脱酸率为98％，同时钙脱除率为53％，镍脱除率为51％，碱液利用率为73％。
权利要求
1.一种用于油品碱洗的方法，其特征在于，所述碱洗过程是在一个混合器中进行的，所用的碱液是烧碱的醇水溶液，所述混合器由分散介质分隔为上下两层，其中上层流入所述烧碱的醇水溶液，下层流入待洗油液，所述上层的碱液流经分散介质，分散成微小液滴，与下层的油液进行反应，混合液由该下侧出口流出，经分离后得到脱酸、脱盐或金属的油品。
2.如权利要求1所述的用于油品碱洗的方法，其特征在于，所述烧碱的醇水溶液中烧碱的摩尔浓度为0.1mol/L～5mol/L，醇的体积含量为10％～50％。
3.如权利要求1或2所述的用于油品碱洗的方法，其特征在于，所述烧碱的醇水溶液中的醇是甲醇或乙醇。
4.如权利要求1所述的用于油品碱洗的方法，其特征在于，所述分散介质是耐环烷酸腐蚀的平板状或管状的不锈钢微滤膜或多孔过滤介质，孔径为2μm～50μm。
5.如权利要求1所述的用于油品碱洗的方法，其特征在于，所述下层混合液的流速为0.3m/s～3m/s。
6.如权利要求1所述的用于油品碱洗的方法，其特征在于，所述上层流入的烧碱的醇水溶液与下层流入的油液的体积流量比为1∶3～1∶100。
全文摘要
一种用于油品碱洗的方法属于石油化工油品预处理技术领域，特别涉及油品中石油酸、盐或金属离子的脱除技术。其特征在于碱洗过程是在一个混合器中进行的，所用的碱液是烧碱的醇水溶液，混合器由分散介质分隔为上下两层，其中上层流入所述烧碱的醇水溶液，下层流入待洗油液，上层的碱液流经分散介质，分散成微小液滴，与下层的油液进行反应，混合液由下侧出口流出，经分离后得到脱酸、脱盐或金属的油品。本发明具有脱酸率高、操作能耗低、传递速度快、停留时间短、避免乳化、两相可以自然沉降分离、无需添加破乳剂和高压电场等优势，且在脱酸的同时有效地脱除了部分金属离子，能够有效降低油品的酸值、金属离子浓度和节约油品处理成本。
文档编号C10G19/00GK1693423SQ20051001165
公开日2005年11月9日 申请日期2005年4月29日 优先权日2005年4月29日
发明者骆广生, 徐建鸿, 王玉军, 陈桂光, 李少伟 申请人:清华大学