一种石油族组分的分离系统及其分离方法与流程

文档序号:17050057发布日期:2019-03-05 19:58阅读:581来源:国知局
一种石油族组分的分离系统及其分离方法与流程
本发明涉及一种石油族组分的分离系统及其分离方法。
背景技术
:石油中烃类分子同分异构体较多,因此即便是表观分子量、馏程相似的两种石油样品,其精制的产品油往往具有较大的差异。通常为了直观反映石油的结构组成特点,以烃类族组分作为划分依据将石油划分为四种族组成,分别为饱和分、芳香分、胶质和沥青质。通过对不同油品四种族组分含量的对比和分析,可以快速、准确的标定石油组成结构。常规的石油族组分测定方法需要采用正庚烷、甲苯、乙醇及色谱柱进行溶解、过滤及吸附,具体步骤包括:将试样用正庚烷沉淀出沥青质,过滤后,用正庚烷回流除去沉淀中的夹杂的可溶分,再用甲苯回流溶解沉淀,得到沥青质。将脱沥青的部分吸附于一氧化铝色谱柱上,依次用正庚烷(石油醚)、甲苯、甲苯-乙醇展开并洗出氧化铝色谱柱,氧化铝色谱柱下方依次得到饱和分、芳香分和胶质,具体流程如图1所示。但是,上述方法存在以下问题:(1)通常每次溶解需要采用50~100g的溶剂对1g油品样本进行处理,且过程需要大量的人工操作,因此仅能测定四种族组分的含量,并不能大量分离、制备四种族组分。在原油表征过程中,通常对其中轻质的饱和分和芳香分组分,通常需要进行bmci值表征、馏程测定、芳潜值等测定等实验;对于组成复杂的沥青质,为了转化其中的杂质组分,需要精确测定其中稠环芳烃的芳环构成分布、大分子烃类结构分布特点。以上标定过程均需要大量的族组分样品,通常需要100~500g以上的原料,采用常规分离方法将消耗100~500倍溶剂。因此,若采用常规方法洗脱、制备这些样品,不但需要大量的溶剂,同时还需要数百小时进行实验操作,危险性极大、可靠性极低;(2)由于上次测试残留的乙醇、甲苯溶剂会影响下次正庚烷中的饱和分、芳香分和胶质等组分的溶解度,而且分离后乙醇还进入饱和分、芳香分,甲苯进入饱和分等,致使最终组分含量测定不准确。因此,现有方法在下一次测定前,都需要重新制作色谱柱。但是,现有分析方法对1g油品样本进行测试需要使用40g色谱填料,若对需要100~500g以上的原料进行处理时,则通常需要100~500倍填料,大量的填料造成非常昂贵的测试成本,再加之需要大量的溶剂和数百小时进行操作,致使现有分析方法很难低成本、高效率提取到100~500g以上的族组分样品;(3)若重复使用色谱柱还出现正庚烷-乙醇-试样的混溶体系,甚至会出现正庚烷-甲苯-乙醇-试样的混溶体系;还有现有分析方法在分离饱和分、芳香分和胶质过程中,多种溶剂先后进行多次洗脱,分离出的组分中会出现多种形式的混溶溶剂,以及而且还要使用甲苯-乙醇等混合溶剂,但是现有溶剂回收方法很难将上述多种形式的混溶溶剂进行高纯度地分离,致使用过的溶剂不能实现重新实现循环使用,造成溶剂废弃浪费,成本高昂;(4)多种溶剂的使用还会使饱和分与芳香分发生混溶等现象。因此,现有分析方法、色谱柱多次重复使用与溶剂回收利用三者之间存在相互冲突的关系,致使现有分析方法很难低成本、高效率提取到100~500g以上的族组分样品。专利cn101644698a提供了一种原油sara族组分棒状薄层色谱分析方法。该方法通过溶剂溶解并进行色谱分析,可以测定原油中族组分的含量,然而缺少连续制备设备及分离设备,无法处理10g以上的原油样品并分离得到各族组分。专利cn204188437u提供了一种岩石中可溶有机物及石油族组分内有机溶剂分离装置。该装置可使通过串联的水浴锅及蒸发面板将溶剂蒸发,残留下的族组分作为产品。该方法仅解决了胶质、沥青质提纯过程中溶剂挥发速度较慢的问题,但无法在分离不同族组分时分别添加多种溶剂实施分离;此外,由于溶剂挥发过程并未设有循环再生设备,当制备大量样品时溶剂挥发的安全、环保问题无法保障。专利cn101070495b介绍了一种基于萃取与反萃取的温和化煤族组分分离方法,其特点是多次萃取、反萃取、蒸馏、洗涤过程的串联使用。然而该方法适用于原煤等煤质的分离,且由于萃取方法的存在,必须同时使用两种溶剂,在处理石油时,多溶剂的使用将使饱和分与芳香分发生混溶,胶质也会不同程度的溶解在两种溶剂中,造成分离的饱和分与芳香分质量组成测定结果严重偏离实际,无法用于石油族组分分离及测定。目前并未有报道方法可以低溶剂消耗、安全快速、色谱柱可重复使用的石油族组分的分离方法。技术实现要素:鉴于现有技术的不足,本发明提供了本发明提供了一种石油族组分的分离系统及其分离方法。该系统连续、大量、高纯度、低溶剂消耗地对原油试样进行族组分分离的目的,实现连续操作、自动生产和溶剂的循环使用,并且在完成一个试样分离后,可立刻进行下一试样的分离,不用进行预处理步骤(洗涤和更换吸附塔等)。本发明提供一种石油族组分的分离系统,其包括第一吸附塔、第二吸附塔、第一蒸发器、第二蒸发器、第三蒸发器、萃取器、精馏塔、第一冷却罐、第二冷却罐和第三冷却罐;第一吸附塔为用于吸附、脱附芳香分和胶质的吸附塔,第一吸附塔顶部的第一未吸附物出口与第一蒸发器、第一冷却罐、精馏塔依次相连,第一吸附塔底部的第一脱附物出口与第二吸附塔下部的物料入口相连,第一吸附塔上部还设置有第一蒸汽吹扫进口;优选地,第一吸附塔顶部的第一未吸附物出口与第一蒸发器的入口相连,第一蒸发器的蒸发溶剂出口与第一冷却罐的进口相连,第一冷却罐的上层液体出口与精馏塔的入口相连;第二吸附塔为用于吸附、脱附胶质的吸附塔,第二吸附塔顶部的第二未吸附物出口与第二蒸发器、第二冷却罐、精馏塔依次相连;优选地,第二吸附塔顶部的第二未吸附物出口与第二蒸发器的入口相连,第二蒸发器的蒸发溶剂出口与第二冷却罐的进口相连,第二冷却罐的上层液体出口与精馏塔的入口相连;第二吸附塔底部的第二脱附物出口与第三冷却罐、第三蒸发器、萃取器、精馏塔依次相连,优选地,第二吸附塔底部的第二脱附物出口与第三冷却罐的进口相连,第三冷却罐的上层液体出口与第三蒸发器的入口相连,第三蒸发器的蒸发溶剂出口与萃取器的入口相连,萃取器的上层液体出口与精馏塔相连;第二吸附塔上部还设置有第二蒸汽吹扫进口;第三蒸发器还设置有第三溶剂的入口,萃取器还设置有第四溶剂的入口。分离系统还包括第一洗脱器和第二洗脱器;第一洗脱器,用于通过第一溶剂溶解提取石油原料的可溶物和分离出不溶物,第一洗脱器的第一洗脱溶液出口与第一吸附塔的物料入口相连,第一洗脱器的不溶物出口与第二洗脱器入口相连;优选地,第一洗脱器的入口与石油原料供给管线相连;第二洗脱器,用于通过第二溶剂溶解不溶物中的沥青质,分离出溶解有沥青质的溶液,优选地,第二洗脱器的沥青质出口与沥青质收集装置相连。第一洗脱器设置有第一混合溶解单元、第一固液分离单元和第一加热单元,第一混合溶解单元的出口与第一固液分离单元的入口相连,第一固液分离单元的液体出口与第一吸附塔的入口相连,固相出口与第二洗脱器的入口相连;所述第一加热单元用于对第一溶解釜和第一转筒过滤器进行加热;优选地,所述第一混合溶解单元包括第一溶解釜,所述第一固液分离单元包括第一转筒过滤器;第二洗脱器设置有第二混合溶解单元、第二固液分离单元和第二加热单元,第二混合溶解单元的出口与第二固液分离单元的入口相连,所述第二加热单元用于对第二溶解釜和第二转筒过滤器进行加热;优选地,所述第二混合溶解单元包括第二溶解釜,所述第二固液分离单元包括第二转筒过滤器。第一固液分离单元的入口与第一固液分离单元的液体出口之间还连接有循环管线,循环管线上设置有阀体。所述精馏塔的顶部出口还与第一洗脱器的入口相连;精馏塔底部出口还与第二洗脱器的入口相连。第一洗脱器设置有第一蒸发单元,所述第一蒸发单元的入口与第一固液分离单元的液体出口相连,所述第一蒸发单元的蒸气出口与精馏塔入口相连;第二洗脱器设置有第二蒸发单元,所述第二蒸发单元的入口与第二固液分离单元的液体出口相连,所述第二蒸发单元的蒸气出口与精馏塔入口相连。第一蒸发器为用于蒸发第一溶剂的蒸发器,第二蒸发器为用于蒸发第一溶剂和第二溶剂的蒸发器,第三蒸发器为用于蒸发第二溶剂和第三溶剂的蒸发器;优选地,第一蒸发器底部的蒸发余物出口与饱和分收集装置相连,第二蒸发器底部的蒸发余物出口与芳香分收集装置相连,第三蒸发器底部的蒸发余物出口与胶质收集装置相连;进一步优选地,第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器采用单效或多效降膜蒸发器。萃取器用于通过萃取分离第二溶剂和第三溶剂,优选地,萃取器的底部溶液出口与废溶剂收集装置相连,进一步优选地,萃取器采用填料式萃取器、转盘式萃取器或离心萃取器。第一溶剂为正庚烷、正己烷、石油醚中的一种;第二溶剂包括甲苯、苯中的一种;第三溶剂为乙醇、甲醇、丙醇中的一种;第四溶剂为水。第一吸附塔和第二吸附塔为填料吸附塔,其中塔内填装有氧化铝、5a分子筛、硅胶、大孔吸附树脂和离子交换树脂中一种或几种;优选地,第一吸附塔内填装有大孔吸附树脂、5a分子筛和氧化铝填料,第二吸附塔内填装有大孔吸附树脂、5a分子筛和硅胶填料。第一冷却罐、第二冷却罐和第三冷却罐分别用于分离物料中水,优选地,第一冷却罐、第二冷却罐和第三冷却罐的底部、中部分别设置有水排出口和油排出口。精馏塔为用于第一溶剂、第二溶剂两组分连续精馏的精馏塔,优选地,精馏塔采用多段精馏塔,精馏塔的顶部出口为低沸点的第一溶剂的排出口,精馏塔的底部出口为高沸点的第二溶剂的排出口进一步优选地,精馏塔的侧线设置有杂质溶剂的排出口。精馏塔的顶部出口与第一吸附塔的上部第一溶剂入口相连;精馏塔的底部出口与第二吸附塔的下部的第二物料入口和上部的第二溶剂入口相连。在第一吸附塔与第二吸附塔连接的管道上还设置有第四冷却罐,第四冷却罐用于分离物料中水,优选地,第四冷却罐的底部、中部分别设置有水排出口和油排出口。本发明提供了一种石油族组分的分离方法,使用上述的分离系统对石油原料进行石油族组分的分离。分离方法包括如下步骤:用第一溶剂提取石油原料中的饱和分、芳香分和胶质,得到提取液;提取液从第一吸附塔下部的物料入口进入塔内并发生吸附,未被吸附的第一溶剂和饱和分通过第一未吸附物出口进入第一蒸发器,然后蒸发出含有第一溶剂的第一蒸发物,第一蒸发物进入第一冷却罐进行冷却并使水蒸汽冷凝为液态水,从而与油相分离,第一冷却罐内的油相进入精馏塔进行精馏,同时在第一蒸发器底部得到饱和分;吸附完成后,蒸汽从第一蒸汽吹扫进口进入第一吸附塔,对第一吸附塔内的第一吸附物进行反向吹扫、脱附,得到第一脱附混合物;第一脱附混合物与第二溶剂混合,然后从第二吸附塔下部的物料入口进入第二吸附塔并发生吸附;未被吸附的第一溶剂、第二溶剂和芳香分进入第二蒸发器,然后蒸发出含有第一溶剂和第二溶剂的第二蒸发物,第二蒸发物进入第二冷却罐进行冷却并使水蒸汽冷凝为液态水,从而与油相分离;第二冷却罐内的油相进入精馏塔进行精馏,同时在第二蒸发器底部得到芳香分;吸附完成后,蒸汽从第二蒸汽吹扫进口进入第二吸附塔,对第二吸附塔内的第二吸附物进行反向吹扫、脱附,得到第二脱附混合物;第二脱附混合物进入第三冷却罐进行冷却并使水蒸汽冷凝为液态水,从而使水与油相分离;第三冷却罐内的油相进入第三蒸发器,然后蒸发出含有第二溶剂和第三溶剂的第三蒸发物,然后进入萃取器进行萃取,同时在第三蒸发器底部得到胶质;其中,在第三冷却罐内的油相进入第三蒸发器过程中或之后,第三蒸发器入口还通入第三溶剂;在第三蒸发物进入萃取过程前、过程中或之后,萃取器入口还通入第四溶剂进行萃取;萃取器完成后,萃取器上部含有第二溶剂的萃取液的进入精馏塔进行精馏。用第一溶剂提取石油原料中的饱和分、芳香分和胶质的具体步骤为:石油原料与新鲜的第一溶剂和/或精馏塔精馏得到的第一溶剂一起加入到第一洗脱器内,然后第一混合溶解和第一固液分离,得到不溶物和提取液;优选地,第一混合溶解的温度为25~90℃,时间为5~30min,第一固液分离的温度为25~90℃,时间为1~10min;再将不溶物排入第二洗脱器,同时向第二洗脱器通入第二溶剂,然后第二混合溶解和第二固液分离,得到溶解有沥青质的第二溶剂溶液;优选地,第二混合溶解的温度为25~110℃,时间为5~30min,第二固液分离的温度为25~110℃,时间为1~10min。当第一洗脱器设置有第一蒸发单元时,在进行第一固液分离后,提取液先排放至第一蒸发单元,第一蒸发单元对提取液进行蒸发浓缩,然后将浓缩后的提取液排放至第一吸附塔,第一蒸发单元的蒸发气相排放至精馏塔内进行精馏;当第二洗脱器设置有第二蒸发单元时,在进行第二固液分离后,溶解有沥青质的第二溶剂溶液先排放至第二蒸发单元,第一蒸发单元第二溶剂溶液进行蒸发浓缩,第二蒸发单元的蒸发气相排放至精馏塔内进行精馏;加入到第一洗脱器内的石油原料、新鲜的第一溶剂的重量比例为1:(0~5),加入到第二洗脱器内的石油原料、新鲜的第二溶剂的重量比例为1:(0~3)。第一吸附塔的吸附温度为20~40℃,蒸汽吹扫的脱附温度为100~158℃;第二吸附塔的吸附温度20~40℃,蒸汽吹扫的脱附温度为100~158℃。第一蒸发器进行蒸发的温度为100~105℃;第二蒸发器进行蒸发的温度为105.0~110.6℃;第三蒸发器进行蒸发的温度为105.0~110.6℃;蒸发残留物中溶剂量小于1%。石油原料与第三溶剂、第四溶剂的重量比例为1:(0~2):(10~100)。分离方法还包括:第一蒸发器底部的饱和分排放至饱和分收集装置,第二蒸发器底部的芳香分排放至芳香分收集装置,第三蒸发器底部的胶质排放至胶质收集装置。分离方法还包括:精馏塔的侧线引出除含有杂质的溶液。石油原料可以为含有四组分的烃类原料,如原油、直馏蜡油、焦化蜡油、沥青、常压渣油和减压渣油等。与现有技术相比,本发明的石油族组分的分离系统的有益效果如下:(1)本发明的石油族组分的分离系统,采用两个吸附塔串联,其中一个吸附与第一蒸发器、精馏塔相连,而第二吸附与第二蒸发器、第三蒸发器、精馏塔相连,萃取器与第三蒸发器、精馏塔相连,从而构成整体分离系统,同时在饱和分、芳香分分离过程中,通过蒸汽反向吹扫进行脱附,还有在合适时机加入第二溶剂(甲苯)、第三溶剂(乙醇),以及通过冷却罐分离出水,还有萃取过程引入常规方法未曾使用过的新溶剂水,这样技术方案整体相结合,从而实现吸附塔的重复使用,同时还可以始终保证只有第一溶剂(正庚烷)、第二溶剂(甲苯)或两者的混合液才能进入精馏塔,从而实现第一溶剂(正庚烷)、第二溶剂(甲苯)高纯度分离,达到循环使用的目的,以及避免甲苯进入饱和分、乙醇进入饱和分和/或芳香分,避免出现正庚烷-乙醇-试样、正庚烷-甲苯-乙醇-试样的混溶体系,最终实现连续、大量、高纯度、低溶剂消耗地对原油试样进行族组分分离的目的,实现连续操作、自动生产和溶剂的循环使用,并且在完成一个试样分离后,可立刻进行下一试样的分离,不用进行预处理步骤(洗涤和更换吸附塔等)。(2)本发明的石油族组分的分离系统,设置有第一洗脱器和第二洗器,可将石油中沥青质的间歇、手动提取过程改进为连续操作、自动生产的制备过程,在不引入化学改性或沥青增产的情况下,可充分保留原渣油样品中的沥青质族组分,且不对其他族组分造成影响,可在大量连续制备沥青质的同时保证对渣油中沥青质族组分含量的精确测量;再者,可充分循环利用洗脱、过滤、蒸发过程中的大量挥发溶剂,降低溶剂消耗,提升装置的安全性并降低污染。(3)本发明的石油族组分的分离系统,第一洗脱器和第二洗器设置有蒸发单元,可以对提取液和含有沥青质的甲苯溶剂进行浓缩,浓缩后的提取液有利于提高其在第一吸附塔的吸附效果和提高,第一溶剂(正庚烷)反向吹扫的脱附效果。(4)本发明的石油族组分的分离方法,针对沥青质与饱和分、芳香分在溶剂中的溶解度差异,采用多种溶剂反复洗脱,并且分别利用蒸发和吸附塔分离石油中四种族组分,还利用精馏塔循环回收第一溶剂和第二溶剂,其制备的四种族组分含量与实际值偏差较小,制备产品可用于进一步精确表征,为解决石油中四种族组分制备量小、溶剂消耗量大的问题。附图说明图1为现有渣油沥青质组分的测定方法的流程图;图2为本发明一实施方式中的石油族组分的分离系统的示意图;图3为本发明另一实施方式中的石油族组分的分离系统的示意图;附图标记:1-第一洗脱器;2-第二洗脱器;3-第一吸附塔;4-第二吸附塔;5-第一蒸发器;6-第二蒸发器;7-第三蒸发器;8-萃取器;9-精馏塔;10-第一冷却罐;11-第二冷却罐;12-第三冷却罐;a-石油原料;b-第一溶剂;c-第二溶剂;d-第四溶剂;e-沥青质;f-饱和分;g-芳香分;h-胶质;i-废溶剂;j-杂质;k-第三溶剂。具体实施方式下面通过附图来进一步说明本发明的石油族组分的分离系统,但不应认为本发明仅局限于以下的实施方式中。如图2所示,本发明石油族组分的分离系统,包括第一吸附塔3、第二吸附塔4、第一蒸发器5、第二蒸发器6、第三蒸发器7、萃取器8、精馏塔9、第一冷却罐10、第二冷却罐11和第三冷却罐12;第一吸附塔3顶部的第一未吸附物出口依次经过第一蒸发器5、第一冷却罐10与精馏塔9的入口相连,第一吸附塔3底部的第一脱附物出口与第二吸附塔4下部的物料入口相连,第一吸附塔3上部还设置有第一蒸汽吹扫进口;第二吸附塔4顶部的第二未吸附物出口依次经过第二蒸发器6、第二冷却罐11与精馏塔9的入口相连,第二吸附塔4底部的第二脱附物出口经过第三冷却罐12与第三蒸发器7的入口相连,第二吸附塔4上部设置有第二蒸汽吹扫进口;第三蒸发器7设置有第三溶剂的入口,第三蒸发器7的第三蒸发出口与萃取器8入口相连;萃取器8设置有第四溶剂的入口,萃取器8的顶部溶液出口与精馏塔9相连。在本发明的一种实施方式中,分离系统还包括第一洗脱器1和第二洗脱器2;第一洗脱器1,用于通过第一溶剂b溶解提取石油原料a的可溶物和分离出不溶物,第一洗脱器1的第一洗脱溶液出口与第一吸附塔3的物料入口相连,第一洗脱器1的不溶物出口与第二洗脱器2入口相连;优选地,第一洗脱器1的入口与石油原料a供给管线相连;第二洗脱器2,用于通过第二溶剂c溶解不溶物中的沥青质,分离出溶解有沥青质的溶液,即得到沥青质e。优选地,第二洗脱器2的沥青质出口与沥青质收集装置相连。第一洗脱器设置有第一混合溶解单元、第一固液分离单元和第一加热单元,第一混合溶解单元的出口与第一固液分离单元的入口相连,第一固液分离单元的液体出口与第一吸附塔3的入口相连,固相出口与第二洗脱器2的入口相连;所述第一加热单元用于对第一溶解釜和第一转筒过滤器进行加热;优选地,所述第一混合溶解单元包括第一溶解釜,所述第一固液分离单元包括第一转筒过滤器;第二洗脱器2设置有第二混合溶解单元、第二固液分离单元和第二加热单元,第二混合溶解单元的出口与第二固液分离单元的入口相连,所述第二混合溶解单元优选地包括第二溶解釜,所述第二固液分离单元优选地包括第二转筒过滤器,所述第二加热单元用于对第二溶解釜和第二转筒过滤器进行加热。第一固液分离单元的入口与第一固液分离单元的液体出口之间还连接有循环管线,循环管线上设置有阀体。所述精馏塔9的顶部出口还与第一洗脱器1的入口相连;精馏塔9底部出口还与第二洗脱器2的入口相连。第一洗脱器1设置有第一蒸发单元,所述第一蒸发单元的入口与第一固液分离单元的液体出口相连,所述第一蒸发单元的蒸气出口与精馏塔9的入口相连;第二洗脱器2设置有第二蒸发单元,所述第二蒸发单元的入口与第二固液分离单元的液体出口相连,所述第二蒸发单元的蒸气出口与精馏塔9的入口相连。第一蒸发器5为用于蒸发第一溶剂的蒸发器,第二蒸发器6为用于蒸发第一溶剂和第二溶剂的蒸发器,第三蒸发器7为用于蒸发第二溶剂和第三溶剂的蒸发器;优选地,第一蒸发器5底部的蒸发余物出口与饱和分收集装置相连,第二蒸发器6底部的蒸发余物出口与芳香分收集装置相连,第三蒸发器7底部的蒸发余物出口与胶质收集装置相连;进一步优选地,第一蒸发器5、第二蒸发器6和第三蒸发器7采用单效或多效降膜蒸发器。萃取器8用于通过萃取分离第二溶剂和第三溶剂,优选地,萃取器8的底部溶液出口排出废溶剂i,萃取器8的底部溶液出口与的废溶剂收集装置相连,然后再进行第三溶剂和第三溶剂分离。进一步优选地,萃取器8采用填料式萃取器、转盘式萃取器或离心萃取器。第一溶剂b包括正庚烷、正己烷、石油醚中的一种;第二溶剂c包括甲苯、苯中的一种;第三溶剂包括乙醇、甲醇、丙醇中的一种;第四溶剂为水。第一吸附塔3和第二吸附塔4为填料吸附塔,其中塔内填装有氧化铝、5a分子筛、硅胶、大孔吸附树脂和离子交换树脂中一种或几种,优选地第一吸附塔3内填装有大孔吸附树脂、5a分子筛和氧化铝填料,第二吸附塔4内填装有大孔吸附树脂、5a分子筛和硅胶填料。第一冷却罐10、第二冷却罐11和第三冷却罐12分别用于分离物料中水,优选地,第一冷却罐10、第二冷却罐11和第三冷却罐12的底部、中部分别设置有水排出口和油排出口。精馏塔9为用于第一溶剂、第二溶剂两组分连续精馏的精馏塔,优选地,精馏塔9采用多段精馏塔,精馏塔9的顶部出口为低沸点的第一溶剂的排出口,精馏塔9的底部出口为高沸点的第二溶剂的排出口,进一步优选地,精馏塔9的侧线设置有杂质溶剂的排出口,通过此排出口可以排出精馏塔内的杂质j。本发明的另一种实施方式中,在第一吸附塔与第二吸附塔连接的管道上还设置有第四冷却罐,第四冷却罐用于分离物料中水,优选地,第四冷却罐的底部、中部分别设置有水排出口和油排出口。这样,第一吸附塔排出的脱附物料先进入第四冷却罐,水与油相分离后再进入第二吸附塔。本发明的另一种实施方式中,如图3所示,在蒸汽吹扫完成后,还可以用第一溶剂或第二溶剂进行反向吹扫,因此,精馏塔9的顶部出口与第一吸附塔3的上部第一溶剂入口相连;精馏塔9的底部出口与第二吸附塔4的下部的第二物料入口和上部的第二溶剂入口相连。本发明还提供了基于石油族组分的分离系统的分离方法,用第一溶剂b提取石油原料a中的饱和分、芳香分和胶质,得到提取液;提取液从第一吸附塔3下部的物料入口进入塔内并发生吸附,未被吸附的第一溶剂b和饱和分通过第一未吸附物出口进入第一蒸发器5,然后蒸发出含有第一溶剂b的第一蒸发物,第一蒸发物进入第一冷却罐10进行冷却并使水蒸汽冷凝为液态水,从而与油相分离;第一冷却罐10排出的水去界外回收装置,第一冷却罐10排出的油相进入精馏塔9进行精馏,同时在第一蒸发器5底部得到饱和分f;吸附完成后,蒸汽l进入第一吸附塔3内,对第一吸附物进行反向吹扫、脱附,得到第一脱附混合物;第一脱附混合物与第二溶剂混合,然后从第二吸附塔4下部的物料入口进入第二吸附塔4并发生吸附;未被吸附的第一溶剂b、第二溶剂c和芳香分通过第二未吸附物出口进入第二蒸发器6,然后蒸发出含有第一溶剂b和第二溶剂c的第二蒸发物,第二蒸发物进入第二冷却罐11进行冷却并使水蒸汽冷凝为液态水,从而与油相分离;第二冷却罐11排出的水去界外回收装置,第二冷却罐11排出的油相进入精馏塔9进行精馏,同时在第二蒸发器6底部得到芳香分g;吸附完成后,蒸汽l进入第二吸附塔4,对第二吸附塔4内的第二吸附物进行反向吹扫、脱附,得到第二脱附混合物;第二脱附混合物进入第三冷却罐12进行冷却并使水蒸汽冷凝为液态水,从而与油相分离;第三冷却罐12排出的水去界外回收装置,第三冷却罐12排出的油相通过从第三蒸发器7入口进入第三蒸发器7,然后蒸发出含有第二溶剂和第三溶剂的第三蒸发物,然后进入萃取器8进行萃取,同时在第三蒸发器7底部得到胶质h;其中,在第三冷却罐12内的油相进入第三蒸发器7过程中或之后,第三蒸发器7入口还通入第三溶剂;在第三蒸发物进入萃取过程前、过程中或之后,萃取器8入口还通入第四溶剂d,第四溶剂d对第三溶剂进行萃取;萃取器8完成后,萃取器8上部含有第二溶剂的萃取液的进入精馏塔9进行精馏。用第一溶剂b提取石油原料a中的饱和分、芳香分和胶质的具体步骤为:石油原料a与新鲜的第一溶剂b和/或精馏塔9精馏得到的第一溶剂b一起加入到第一洗脱器1内,然后第一混合溶解和第一固液分离,得到不溶物和提取液;优选地,第一混合溶解的温度为25~90℃,时间为5~30min,第一固液分离的温度为25~90℃,时间为1~10min;再将不溶物排入第二洗脱器2,同时向第二洗脱器2通入第二溶剂c,然后第二混合溶解和第二固液分离,得到溶解有沥青质的第二溶剂溶液;优选地,第二混合溶解的温度为25~110℃,时间为5~30min,第二固液分离的温度为25~110℃,时间为1~10min。当第一洗脱器1设置有第一蒸发单元时,在进行第一固液分离后,提取液先排放至第一蒸发单元,第一蒸发单元对提取液进行蒸发浓缩,然后将浓缩后的提取液排放至第一吸附塔3,第一蒸发单元的蒸发气相排放至精馏塔9内进行精馏;当第二洗脱器2设置有第二蒸发单元时,在进行第二固液分离后,溶解有沥青质的第二溶剂溶液先排放至第二蒸发单元,第一蒸发单元第二溶剂溶液进行蒸发浓缩,第二蒸发单元的蒸发气相排放至精馏塔9内进行精馏;当循环的第一溶剂、第二溶剂足以进行第一洗脱和第二洗脱时,可以精馏塔精馏的第一溶剂、第二溶剂分别加入第一洗脱器和第二洗脱器。当循环量不足时,加入到第一洗脱器1内的石油原料、新鲜的第一溶剂的重量比例可以为1:(0~5),加入到第二洗脱器2内的石油原料、新鲜的第二溶剂的重量比例可以为1:(0~3)。第一吸附塔的吸附温度为20~40℃,蒸汽吹扫的脱附温度为100~158℃;第二吸附塔的吸附温度20~40℃,蒸汽吹扫的脱附温度为100~158℃。第一蒸发器5进行蒸发的温度为100~105℃;第二蒸发器6进行蒸发的温度为105.0~110.6℃,第三蒸发器7进行蒸发的温度为105.0~110.6℃。第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器进行蒸发时,可根据实验对饱和分、芳香分和胶质的要求,对溶剂进行蒸发,如蒸发残留物中溶剂量小于1%时,停止蒸发。当第三蒸发器中不需要添加第三溶剂时,第三溶剂的添加量可为0。石油原料与第三溶剂、第四溶剂的重量比例为1:(0~2):(10~100)。该方法还包括:第一蒸发器5底部的饱和分排放至饱和分收集装置,第二蒸发器6底部的芳香分排放至芳香分收集装置,第三蒸发器7底部的胶质排放至胶质收集装置。该方法还包括:精馏塔9的侧线引出除含有杂质的溶液。实施例1(1)先将本发明所有装置正常开车运转,在第一洗脱器1加入精馏塔得到的200~500kg的正庚烷溶剂、第二洗脱器2加入精馏塔得到的50~100kg甲苯。将0.5kg石油原料a1和0.1kg新鲜的正庚烷的混合物加入到第一洗脱器1内,然后进行第一混合溶解和第一固液分离,得到提取液和不溶物;第一混合溶解的温度为85℃,时间为5min,第一固液分离的温度为85℃,时间为10min。提取液先排放至第一蒸发单元,第一蒸发单元对提取液进行蒸发浓缩,然后将浓缩后的提取液排放至第一吸附塔3,第一蒸发单元的蒸发气相(正庚烷)排放至精馏塔9内进行精馏。将不溶物排入第二洗脱器2,同时向第二洗脱器2通入0.1kg甲苯,然后进行第二混合溶解和第二固液分离,得到溶解有沥青质的第二溶剂溶液;第二混合溶解的温度为95℃,时间为5min,第二固液分离的温度为95℃,时间为10min。在进行第二固液分离后,溶解有沥青质的第二溶剂溶液先排放至第二蒸发单元,第二蒸发单元对第二溶剂溶液进行蒸发浓缩,第二蒸发单元的蒸发气相(甲苯)排放至精馏塔9内进行精馏。(2)第一提取溶液从第一吸附塔3(填装有大孔吸附树脂、5a分子筛和氧化铝填料)下部的物料入口进入塔内并发生吸附,吸附温度为25℃,未被吸附的正庚烷和饱和分通过第一未吸附物出口进入第一蒸发器5,然后蒸发出正庚烷,先进入第一冷却罐11进行冷却,蒸汽冷凝为水并与正庚烷分层,从罐底部被排出装置,上层正庚烷进入精馏塔9进行精馏,同时在第一蒸发器5底部得到饱和分,或者进一步排放至饱和分收集装置;第一蒸发器5进行蒸发的温度为100~105℃。在第一吸附塔3吸附完成后,蒸汽l(蒸汽的温度为100℃)进入第一吸附塔3,对第一吸附塔3内的第一吸附物进行反向吹扫、脱附,得到第一脱附混合物。第一脱附混合物先与甲苯混合,然后从第二吸附塔4下部的物料入口排放至第二吸附塔4内。(3)第一脱附混合物进入第二吸附塔4(填装有大孔吸附树脂、5a分子筛和硅胶填料)后发生吸附,吸附温度为25℃,未被吸附的正庚烷、甲苯和芳香分通过第二未吸附物出口进入第二蒸发器6,然后蒸发出含有正庚烷和甲苯的第二蒸发物,第二蒸发物先进入第二冷却罐10进行冷却,使蒸汽冷凝并分离出水,冷却罐10中部油相进入精馏塔9进行精馏,同时在第二蒸发器6底部得到芳香分;第二蒸发器6进行蒸发的温度为105.0~110.6℃。第二吸附塔4吸附完成后,蒸汽l(蒸汽的温度为100℃)进入第二吸附塔4,对第二吸附塔4内的第二吸附物进行反向吹扫、脱附,得到第二脱附混合物。第二脱附混合物先进入第三冷却罐进行冷却并分离水,再通过从第三蒸发器7入口进入第三蒸发器7。(4)进入第三蒸发器7后,蒸发出含有甲苯和乙醇的第三蒸发物,然后进入萃取器8进行萃取,同时在第三蒸发器7底部得到胶质,或者进一步将胶质排放至胶质收集装置;其中,在第三冷却罐的油相进入第三蒸发器7过程中,第三蒸发器入口还通入乙醇,第三蒸发器7进行蒸发的温度为105.0~110.6℃;在第三蒸发物进入萃取过程中,萃取器8入口还通入水,水对乙醇进行萃取;萃取器8完成后,萃取器8上部含有甲苯的萃取液的进入精馏塔9进行精馏。实施例2本实施例的方法基本与实施例1相同,不同点在于:在实施例1完成石油的四组分分离后,保持装置内现有溶剂循环运转3h后,切换另一种石油原料a2继续进行四组分分离。当所有原料进入系统并经过充分分离后,产品出口不再分离得到新的产品,将精馏塔的正庚烷、甲苯出口切换至溶剂储存设备,保持系统运行直至所有溶剂被充分回收。回收的溶剂可用于下一次分离过程。表1石油原料的性质石油原料a1a2元素分析c,%82.286.46h,%10.1611.14s,%5.111.51n,ppm41933890残炭,%23.9112.71分子量618586液体高温模拟蒸馏,%ibp389.4160.810%520.432930%586.447350%643.4555.670%711.2632.2表2石油族组分分离结果标准方法实施例1标准方法实施例2石油原料a1a1a2a2原料质量,g15001500正庚烷消耗量,g150500200200甲苯消耗量,g200700200300单位原料溶剂消耗量,g/g3502.44001.0测定饱和分,%19.3118.0530.2129.50测定芳香分,%47.2348.7955.4957.65测定胶质,%27.9127.0512.8712.86测定沥青质,%5.556.111.441.61注:标准方法按nbsh/t0509-2010石油沥青四组分测定法进行测试。需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,可以通过任何合适的方式进行任意组合,其同样落入本发明所公开的范围之内。另外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。当前第1页12
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