一种高酸原油临氢水热裂解的方法
【专利摘要】本发明提供一种高酸原油的临氢水热裂解方法，本发明方法利用高酸原油容易乳化的特点，将水和高酸原油均匀混合后，油水混合物通入氢气，以下进料方式进入临氢水热裂解反应器，在较高温度下，高酸原油加氢脱酸裂解，同时伴随着破乳，在高压分离器中实现气液分离，并脱水、脱盐。
【专利说明】一种高酸原油临氢水热裂解的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高酸原油处理方法，特别是采用水热裂解方法处理高含酸原油的方法
【背景技术】
[0002]原油是一种不可再生的能源，随着世界经济的快速发展，人们对原油的依赖程度不断提高。经过多年的快速开采，原油不断呈现出劣质化的趋势。
[0003]目前世界高酸原油的产量占原油总产量的10%左右，并且呈现出逐年上升的趋势。由于原油中的酸类物质主要以环烷酸的形式存在，在一定的温度下环烷酸可以与铁发生反应，造成炼油设备的严重腐蚀。所以在原油的加工过程中，酸含量的高低是一个不容忽视的重要因素。因此，尽管国际原油市场上高酸原油的价格较低，其加工也具有一定的经济效益，炼油厂也并不十分愿意加工。
[0004]原油中酸含量的多少采用酸值来表征，即中和I克油样所含酸性物质需要的氢氧化钾毫克数。一般来讲，原油酸值大于lmgKOH/g为高酸原油，酸值在0.5~lmgKOH/g为含酸原油，酸值低于0.5mgK0H/g为低酸原油。低酸原油在炼厂加工时对设备的腐蚀很小。
[0005]高酸原油对炼油设备的腐蚀情况受温度的影响较大。通常在220°C以下几乎没有腐蚀性，随着温度的升高，腐蚀性逐渐增强，当温度为400°C左右时，原油中的酸分解，腐蚀性下降。
[0006]一般情况下，高酸原油中的酸性物质容易形成天然的乳化剂，在电脱盐过程中可以导致乳化严重，油水分离困难，水、盐都难以脱除。
[0007]目前高含酸原油的加工方法主要有掺炼低酸原油、热解脱酸、加氢脱酸及碱洗脱酸等。随着高酸原油产量的逐渐增加，掺炼低酸原油的方法不能从根本上解决高酸原油加工的问题；热解脱酸和加氢脱酸都需要就经过电脱盐过程，并且加工成本较高；采用碱液脱酸的方法会使原油乳化严重，分离困难，同时产生的污水也难以处理，带来环保问题。
[0008]CN200910089173.4提供了一种高含酸原油的常减压蒸馏设备及常减压蒸馏方法，将高含酸原油加工中腐蚀严重的部位更换成抗腐蚀的合金材质，该方法可以在一定程度上延长装置的运转周期，但是如果高含酸原料的性质发生改变，还需要大量的实践经验积累，找到可能会产生的新腐蚀点。装置设计复杂，成本较高，对现有的装置不适用。
【发明内容】
[0009]针对现有技术的不足，本发明提供一种高酸原油临氢水热裂解的方法，本发明方法利用高酸原油容易乳化的特点，将水和高酸原油均匀混合后，油水混合物通入氢气，以下进料方式进入临氢水热裂解反应器，在较高温度下，高酸原油加氢脱酸裂解，同时伴随着破乳，在高压分离器中实现气液分离，并脱水、脱盐。
[0010]本发明高酸原油临氢水热裂解的方法，包括如下过程:
a)高酸原油与水进入混合器均匀混合；b)步骤a)得到的油水混合物中通入氢气；
c)步骤b)得到的油水与氢气的混合物在临氢水热裂解反应器中进行反应，在高温高压条件下进行加氢、脱酸、裂解、破乳反应；
d)步骤c)反应后物流进入高压分离器，高压分离器顶部分离出含氢气的气体，高压分离器底部排出反应后的水，生成油在高压分离器油水界面上方出口引出，实现脱水、脱盐。
[0011]步骤a)所述的高含酸原油为酸值大于0.5mgK0H/g的原油,优选大于lmgKOH/g的原油。
[0012]步骤a)所述的均匀混合过程可采用电脱盐工艺中的混合阀来实现，或者采用机械搅拌、管道中直接混合等方法。为使油水混合均匀，可以加入适量乳化剂，一般选用在高温下容易分解的乳化剂，能够在反应结束时实现油水分离。
[0013]步骤a)中所述的水加入量为油水混合物总质量的3%~50%，优选5%~40%。
[0014]步骤c)中所述的临氢水热裂解反应器为炼油化工领域技术人员所熟知的耐高温高压反应器，一般为立式反应器，油水与氢气的混合物流以下进料的方式进入临氢水热裂解反应器。
[0015]步骤c)中所述的临氢水热裂解操作条件为:反应温度为200~420°C，优选260~380 0C ;反应压力为2.0~24.0MPa，优选5.0~20.0MPa ;体积空速为1.0~8.0h-1，优选
1.5~4.0tT1 ;氢油体积比为150:1~1000:1，优选200:1~800:1。反应压力优选保持在水为液相状态下进行。
[0016]步骤d)中所述的高压分离器为炼油化工领域技术人员所熟知的耐高温高压分离器，例如可以是立式高压分离器，也可以是卧式高压分离器。采用立式高压分离器时，反应后混合物流优选在高压分离器中上部进入。采用卧式高压分离器时，反应后混合物流优选采用左进料右出料或右进料左出料的操作方式。高压分离器也可以在适宜电场存在下操作，以提高脱水脱盐效果。分离出的含氢气的气体可以用于其它过程，也可以循环至反应器入口。破乳后的水由高压分离器底部引出，反应后生成油从高压分离器油水界面上方出口引出。
[0017]步骤d)中所述的临氢水热裂解后反应物流冷却温度为120~300°C，优选160~240°C，然进进入高压分离器。压力与临氢水热裂解操作压力相同(压力损失不计)。
[0018]在反应温度及压力下，当水和氢气存在时，高酸原油中的羧基和硫醚基等容易发生断裂，生成H2S、CO、CO2等气体，H2可以抑制高温下的缩合反应，促进加氢反应，使原料裂解。
[0019]高酸原油和水均匀混合，能够脱除高酸原油中的盐类，节省电脱水脱盐环节的操作费用。
[0020]本发明一种高酸原油的预处理方法的优点为:
(1)因为有水的引入，在脱酸的基础上，可以同时实现脱盐和高酸原油的裂解。既可以节省常减压工艺中电脱水脱盐的操作成本，又能够获得部分轻质燃料。临氢水热裂解操作压力保护水为液相条件下 进行，实验表明，可以减少腐蚀，减少生焦反应，有利装置稳定长周期运转。
[0021](2)由于高压氢气的存在，可以抑制高温下的缩合反应，减少结焦，促进高酸原油的加氢裂解，生成更多的轻质燃料。
[0022](3)水与高酸原油乳化后进行临氢水热裂解，使具有腐蚀性的环烷酸等物质处于乳液的油水界面处，不易与设备接触，降低了腐蚀性；随着水热裂解的进行，破乳与脱酸同时进行，因此破乳后酸值降低，腐蚀性仍较低。因此，本发明方法解决了高酸原油处理时的腐蚀问题。
[0023](4)该方法设备简单，投资和操作成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是采用立式高压分离器的高酸原油临氢水热裂解方法工艺示意图；
图2是采用卧式高压分离器的高酸原油临氢水热裂解方法工艺示意图；
其中:1-高酸原油，2-水，3-油水混合器，4-临氢水热裂解反应器，5-反应生成物流，6-反应后水，7-循环氢气，8-生成油，9-高压分离器。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明一种高酸原油的预处理方法予以进一步说明。
[0026]如图1所示，高酸原油I和水2进入油水混合器3进行充分混合，形成的油水混合物通入循环氢气7，油水与氢气混合物流以下进料的方式进入临氢水热裂解反应器4中，在高温高压下加氢、脱酸、裂解、破乳，经过临氢水热裂解后，反应生成物流5进入高压分离器9，分离出的循环氢气7循环至反应器入口，高压分离器9底部排出反应后水6，生成油8在高压分离器9油水界面上方出口引出，实现脱水、脱盐。
[0027]为进一步说明本发明的方案和效果，列举以下实施例。
[0028]实施例1
本实施例为高含酸原油加工的一种实施方案。
[0029]试验用原料性质列于表1。由表1可知该原料的酸值为4.58 mgKOH/g属于高酸原油。采用电脱盐工艺中的混合阀作为油水混合器，油水混合条件见表2。
[0030]临氢水热裂解反应器为圆形直筒状耐高温高压反应器，内部无反应器构件。临氢水热裂解反应条件及结果见表2。
[0031]实施例2
本实施例为高含酸原油加工的一种实施方案。
[0032]试验用原料性质列于表1。采用电脱盐工艺中的混合阀作为油水混合器，油水混合条件见表2。
[0033]临氢水热裂解反应器为圆形直筒状耐高温高压反应器，内部无反应器构件。采用立式高压分离器，临氢水热裂解反应条件及结果见表2。
[0034]表1高含酸原油性质
项目I数据
密度(20。0，g/cm30.9118
酴值，mgKOH/g~ 58
蔬含量，质量％039~
氮含量，质量%_O- 28
a含量，mg/L丨57 一
表2实验条件及结果
【权利要求】
1.一种高酸原油临氢水热裂解的方法，其特征在于包括如下过程: a)高酸原油与水进入混合器均匀混合； b)步骤a)得到的油水混合物中通入氢气； c)步骤b)得到的油水与氢气的混合物在临氢水热裂解反应器中进行反应，在高温高压条件下进行加氢、脱酸、裂解、破乳反应； d)步骤c)反应后物流进入高压分离器，高压分离器顶部分离出含氢气的气体，高压分离器底部排出反应后的水，生成油在高压分离器油水界面上方出口引出，实现脱水、脱盐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤a)所述的高含酸原油为酸值大于0.5mgK0H/g的原油，优选大于lmgKOH/g的原油。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤a)中高酸原油与水混合采用混合阀、或者采用机械搅拌、管道中直接混合方法。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于:步骤a)中油水混合过程加入乳化剂。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤a)中水加入量为油水混合物总质量的3%~50%，优选5%~40%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤c)中所述的临氢水热裂解反应器为立式反应器，油水与氢气的混合物流以下进料的方式进入临氢水热裂解反应器。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤c)中所述的临氢水热裂解操作条件为:反应温度为200~420°C，优选260~380°C ;反应压力为2.0~24.0MPa，优选5.0~20.0MPa ;体积空速为1.0~8.0h-1，优选1.5~4.0tT1 ;氢油体积比为150:1~1000:1,优选 200:1 ~800:1。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:临氢水热裂解反应压力保持在水为液相状态下进行。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤d)中所述的高压分离器为采用立式高压分离器，或者采用卧式高压分离器；高压分离器分离出的含氢气的气体循环至反应器入口 ；破乳后的水由高压分离器底部引出，反应后生成油从高压分离器油水界面上方出口引出。
10.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于:步骤d)中所述的临氢水热裂解后反应物流冷却温度为120~300°C，优选160~240°C。
【文档编号】C10G67/00GK103789024SQ201210432652
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年11月3日 优先权日:2012年11月3日
【发明者】贾丽, 王喜彬, 彭绍忠, 郭蓉, 曾榕辉, 蒋立敬 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院