一种脱除原料油中沥青的方法与流程

1.本发明涉及石油化工技术领域，具体而言，涉及一种脱除原料油中沥青的方法。


背景技术：

2.随着原油品质不断的重质化和劣质化以及轻质油质量标准日趋严格，重油尤其是渣油的深加工技术和能力成为影响炼油企业效益的主要因素之一，也成为炼油技术开发的热点和重点。
3.溶剂脱沥青工艺(sda)的应用，使减压渣油、催化油浆里存在的饱和分、单环芳烃与胶质和沥青质达到基本分离，为劣质组分的高效利用奠定了基础。由sda工艺所得到的富含饱和分和单环芳烃的脱沥青油可用作催化裂化的原料来生产轻质油品，富含胶质和沥青质的脱油沥青因其蜡含量低则被广泛的用于沥青调合。sda工艺打破了石蜡基原油不能生产重交通道路沥青的传统，成为提高渣油附加值的重要技术手段，溶剂脱沥青与其它渣油加工工艺相结合的组合工艺也已成为国内外研究机构与工业界所关注的热点。
4.我国溶剂脱沥青技术的发展与国际基本同步。国内溶剂脱沥青过程主要采用丙烷、异丁烷、丁烷以及他们的混合物为溶剂来回收渣油中的脱沥青油作为催化裂化原料或者润滑油原料。但是，工艺过程存在溶剂使用量大、能耗高、装置处理量低(装置负荷率约为60％
‑
70％)以及脱沥青油收率低(30％
‑
50％)等问题。造成装置负荷率低的原因在于，溶剂脱沥青过程是根据组分在溶剂中的溶解度不同来打破渣油的平衡体系，使渣油中的胶质、沥青质等重质组分从渣油中析出，并通过自然沉降实现重质组分的分离。虽然部分工艺通过在分离塔内增加高效分离填料以期增加溶剂与渣油的接触，但是由于分离过程依然靠重质组分在重力作用下的自然沉降，分离效率低，导致装置处理量低、脱沥青油收率低等问题。
5.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种脱除原料油中沥青的方法。
7.本发明是这样实现的:
8.本发明提供一种脱除原料油中沥青的方法，包括：将原料油和溶剂混合得到的混合物料预先进行电场处理，再将电场处理后的原料进行溶剂脱沥青处理。
9.本发明具有以下有益效果:
10.本发明提供一种脱除原料油中沥青的方法，该方法采用电场处理技术实现石油胶体体系的预分散，快速提高后续脱沥青工艺的萃取过程的分离效率。通过对脱沥青塔进料施加电场进行预处理，使得重油胶体体系中电性相反的胶质和沥青质在电场作用下分别向反方向移动，从而使得被胶质包裹的沥青质释放出来，实现胶质、沥青质的分散化，在后续进入脱沥青塔萃取分离的过程中，能够快速分相，提高脱沥青油与脱油沥青的分离速率，并
且脱油沥青中夹带的轻质组分更少，能够部分提高脱沥青油收率。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
12.图1为本发明实施例提供的脱除原料油中沥青的流程示意图；
13.图2原料油未采用电场处理得到的沉降物状态；
14.图3原料油采用电场处理得到的沉降物状态。
具体实施方式
15.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
16.本发明的目的在于提供一种脱除原料油中沥青的方法。以解决溶剂脱沥青过程中因脱沥青塔停留时间不足等造成的脱沥青油质量不达标、装置处理量低等问题。
17.为了实现溶剂脱沥青高效分离的方法，采用电场处理技术及相关试验装置实现石油胶体体系的预分散，快速提高后续脱沥青塔内萃取过程的分离效率。通过对脱沥青塔进料施加电场进行预处理，使得重油胶体体系中电性相反的胶质和沥青质在电场作用下分别向反方向移动，从而使得被胶质包裹的沥青质释放出来，实现胶质、沥青质的分散化，在后续进入脱沥青塔萃取分离的过程中，能够快速分相，提高脱沥青油与脱油沥青的分离速率，并且脱油沥青中夹带的轻质组分更少，能够部分提高脱沥青油收率。在电场处理之前预热能够在一定程度上降低重油的黏度，与萃取溶剂混合可以打破重油稳定的胶体体系，均有利于胶质、沥青质的移动，与电场作用相结合，从而更快的实现胶质、沥青质的分散化过程。该方法具有装置简单、分离效率高、装置处理量大、产品质量高、操作稳定、生产周期长等优点。本发明实施例所提供的实现溶剂脱沥青高效分离的方法可以用较低的能耗提高装置处理量，改善产品质量。
18.为实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
19.一种脱除原料油中沥青的方法，包括：将原料油和溶剂混合得到的混合物料预先进行电场处理，再将电场处理后的原料进行后续溶剂脱沥青处理。
20.本发明实施例提供了一种脱除原料油中沥青的方法，该方法是一种实现溶剂脱沥青高效分离的工艺方法，该方法为：在常规溶剂脱沥青工艺的脱沥青塔进料前增设电场处理装置，原料油与溶剂按一定比例混合均匀后，输送至上述电场处理装置，并在电场处理装置中施加电场。通过施加电场，使带相反电性的胶质、沥青质在电场力的作用下向相反方向移动，实现胶质、沥青质的快速分散化。经电场处理后的物料进入后续脱沥青塔进行萃取分离，实现脱沥青油与脱油沥青的快速分离。
21.在可选的实施方式中，脱除原料油中沥青的方法，包括：将原料油与溶剂混合形成
原料油混合物，将原料油混合物通入电场处理装置进行处理，再将电场处理装置输出的混合物输入脱沥青塔中进行沉降、分离，以脱除原料油中的沥青。
22.在可选的实施方式中，原料油为含有沥青质的原料油；
23.优选地，原料油包括石油原油、常压渣油、蜡油、减压渣油、催化裂化油浆和加氢尾油中的至少一种。
24.在可选的实施方式中，溶剂包括石脑油、汽油、石油醚、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷及其同分异构体的至少一种；
25.优选地，原料油混合物中溶剂的质量分数为30％
‑
90％，更优选为40％
‑
80％，再次优选为50％
‑
75％。
26.在可选的实施方式中，混合物料在电场处理前先输送至预热装置中进行换热处理；
27.优选地，原料油混合物换热后的温度为100
‑
300℃，优选为100
‑
200℃，再次优选为100
‑
150℃。
28.本发明实施例中对原料油进行加热预处理，其目的就是改善原料油的流动性，使胶质、沥青质在电场的作用下能够更快速的移动、分离、分散。温度过低，渣油中的胶质和沥青质等重质组分黏度较大，不易移动、分散。而渣油后续与轻质萃取溶剂混合，如果温度过高，会导致整个系统压力大幅提升。因此，本实施例中控制预处理温度为100
‑
300℃。
29.在可选的实施方式中，原料油混合物换热后从电场处理装置的中部以上进入电场处理装置，优选为从电场处理装置的顶部进入；
30.优选地，电场处理装置处理后的物料从电场处理装置的下部排出，优选为从电场处理装置的底部排出；
31.优选地，电场处理装置排出的物料从脱沥青塔的中部以下部位进入脱沥青塔中，优选从脱沥青塔的中部进料。
32.在可选的实施方式中，电场处理装置中的电场区域分为强电场区域、弱电场区域和无电场区域，且强电场区域的电场强度高于弱电场区域的电场强度，优选为强电场和弱电场组合的强弱电场；
33.优选地，电场处理装置的上部三分之一区域为强电场区域，中间三分之一区域为弱电场区域，底部三分之一区域为无电场区域；
34.优选地，电场处理装置中的电场为交流电场、直流电场、交直流电场或者脉冲电场，更优选为交流电场和直流电场，再次优选为直流电场。
35.此处，本发明实施例中所指出的电场处理装置中电场分为强电场和弱电场，且强电场的电场强度高于弱电场的电场强度，并且本发明实施例中的电场优选为强弱组合电场，表现为强弱组合电场，设备运行更为稳定。需要说明的是：这里所谓的强弱电场并没有明显的界限，通常只要强电场区域的电场强度高于弱电场区域的电场强度，就可以称之为强弱电场。如强电场区域电场强度为2000v/cm，若电场区域为500v/cm；或者，强电场区域为5000v/cm，弱电场区域为1500v/cm；这两种方式均可称之为强弱电场组合。另外，采用强弱电场的优点主要有：比同等条件下的均匀电场对脱沥青装置处理量的提高量要高于均匀电场。在提高处理量相近的情况下，强弱电场的方式运行电流要小于均匀电场，因此电耗也较低。
36.在可选的实施方式中，电场处理装置中的强电场区域电场强度为1500
‑
15000v/cm，优选为1500
‑
10000v/cm，更优选为1500
‑
5000v/cm。
37.在可选的实施方式中，电场处理装置中的弱电场区域电场强度为500
‑
5000v/cm，优选为500
‑
3000v/cm。
38.在可选的实施方式中，施加电场时间为1
‑
200min，优选为1
‑
100min，更优选为5
‑
50min。以上为通常条件下的施加电场时间，具体的施加电场时间要根据原料油中的沥青的含量可以做适当的变化。
39.本发明实施例所提供的脱除原料油中沥青的方法，采用强弱电场处理的方法对原料油与溶剂的混合物进行预处理，以促使原料油中的胶质、沥青质等组分的快速析出、聚结、长大，从而提高原料油与溶剂混合物在脱沥青塔中的沉降分离效率，提高装置处理量。
40.在可选的实施方式中，还包括：将脱沥青塔顶部排出的脱沥青油混合物与底部排出的脱油沥青混合物分别引入溶剂回收系统进行脱溶剂处理，得到脱沥青油和脱油沥青，并将脱溶剂处理得到的溶剂再次返回利用。
41.可见，本发明实施例提供的实现溶剂脱沥青高效分离的方法，采用对脱沥青塔进料施加电场处理技术，利用电性相反的胶质、沥青质在电场力的作用下向反方向移动而实现胶质与沥青质的快速分散化，在短时间内大大提高溶剂脱沥青装置分离效率与处理量，提高脱沥青油性质与收率，具有设备简单、操作稳定、生产周期长等优点。
42.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
43.本发明以下实施例中，原材料来源、组分、制备和实验方法与对比例相同。
44.以下实施例中的原料油的溶剂脱沥青方法的流程示意图参图1。将原料油输送至预热设备进行加热以降低原料油的粘度，然后将加热的原料油与新鲜溶剂混合形成原料油混合物，将原料油混合物输入混合器混合均匀并且使其达到进入电场处理的适应温度，然后原料油混合物从具有强弱电场的电场处理装置的上部进入静电处理装置后进行电场处理，将电场处理后的混合物料从电场处理装置的底部输出后，从脱沥青塔的中部进入进脱沥青塔中进行沉降、分离以脱除原料油中的沥青并得到脱沥青油(含溶剂)和脱油沥青(含溶剂)，将脱沥青油(含溶剂)和脱油沥青(含溶剂)输入后续溶剂分离系统中分离其中的溶剂，将分离得到的循环溶剂再次返回混合器中进行重复利用。
45.实施例1
46.一种脱除原料油中沥青的方法，包括以下步骤：
47.(1)将减压渣油与正戊烷按质量比1:1混合形成渣油混合物；
48.(2)将混合物换热至150℃后从电场处理装置的上部进入到电场处理装置中；其中，电场处理装置的上部区域的电场强度为10000v/cm，中部区域为5000v/cm，底部区域电场强度为0；渣油混合物在电场处理装置中的停留时间为15min。
49.(3)经电场处理装置处理后的渣油混合物从脱沥青塔的中部进入脱沥青塔中进行沉降、分离。
50.(4)从脱沥青塔的上部排出的脱沥青油混合物和底部排出的脱油沥青混合物分别进入溶剂回收系统进行脱溶剂处理，得到脱沥青油和脱油沥青。
51.(5)从溶剂回收系统回收得到的溶剂循环使用。
52.实施例2
53.一种脱除原料油中沥青的方法，包括以下步骤：
54.(1)将减压渣油与正戊烷按质量比1:1混合形成渣油混合物；
55.(2)将混合物换热至150℃后从电场处理装置的上部进入到电场处理装置中；其中，电场处理装置的上部区域的电场强度为10000v/cm，中部区域为1000v/cm，底部区域电场强度为0；渣油混合物在电场处理装置中的停留时间为30min。
56.(3)经电场处理装置处理后的渣油混合物从脱沥青塔的中部进入脱沥青塔中进行沉降、分离。
57.(4)从脱沥青塔的上部排出的脱沥青油混合物和底部排出的脱油沥青混合物分别进入溶剂回收系统进行脱溶剂处理，得到脱沥青油和脱油沥青。
58.(5)从溶剂回收系统回收得到的溶剂循环使用。
59.实施例3
60.一种脱除原料油中沥青的方法，包括以下步骤：
61.(1)将减压渣油与正戊烷按质量比1:1混合形成渣油混合物；
62.(2)将混合物换热至150℃后从电场处理装置的上部进入到电场处理装置中；其中，电场处理装置的上部区域的电场强度为8000v/cm，中部区域为5000v/cm，底部区域电场强度为0；渣油混合物在电场处理装置中的停留时间为60min。
63.(3)经电场处理装置处理后的渣油混合物从脱沥青塔的中部进入脱沥青塔中进行沉降、分离。
64.(4)从脱沥青塔的上部排出的脱沥青油混合物和底部排出的脱油沥青混合物分别进入溶剂回收系统进行脱溶剂处理，得到脱沥青油和脱油沥青。
65.(5)从溶剂回收系统回收得到的溶剂循环使用。
66.实施例4
67.一种脱除原料油中沥青的方法，包括以下步骤：
68.(1)将减压渣油与正戊烷按质量比1:1混合形成渣油混合物；
69.(2)将混合物换热至150℃后从电场处理装置的上部进入到电场处理装置中；其中，电场处理装置的上部区域的电场强度为8000v/cm，中部区域为3000v/cm，底部区域电场强度为0；渣油混合物在电场处理装置中的停留时间为120min。
70.(3)经电场处理装置处理后的渣油混合物从脱沥青塔的中部进入脱沥青塔中进行沉降、分离。
71.(4)从脱沥青塔的上部排出的脱沥青油混合物和底部排出的脱油沥青混合物分别进入溶剂回收系统进行脱溶剂处理，得到脱沥青油和脱油沥青。
72.(5)从溶剂回收系统回收得到的溶剂循环使用。
73.实施例5
74.一种脱除原料油中沥青的方法，包括以下步骤：
75.(1)将减压渣油与正戊烷按质量比1:1混合形成渣油混合物；
76.(2)将混合物换热至150℃后从电场处理装置的上部进入到电场处理装置中；其中，电场处理装置的上部区域的电场强度为6000v/cm，中部区域为3000v/cm，底部区域电场强度为0；渣油混合物在电场处理装置中的停留时间为30min。
77.(3)经电场处理装置处理后的渣油混合物从脱沥青塔的中部进入脱沥青塔中进行
沉降、分离。
78.(4)从脱沥青塔的上部排出的脱沥青油混合物和底部排出的脱油沥青混合物分别进入溶剂回收系统进行脱溶剂处理，得到脱沥青油和脱油沥青。
79.(5)从溶剂回收系统回收得到的溶剂循环使用。
80.实施例6
81.一种脱除原料油中沥青的方法，包括以下步骤：
82.(1)将减压渣油与正戊烷按质量比1:1混合形成渣油混合物；
83.(2)将混合物换热至150℃后从电场处理装置的上部进入到电场处理装置中；其中，电场处理装置的上部区域的电场强度为6000v/cm，中部区域为1000v/cm，底部区域电场强度为0；渣油混合物在电场处理装置中的停留时间为180min。
84.(3)经电场处理装置处理后的渣油混合物从脱沥青塔的中部进入脱沥青塔中进行沉降、分离。
85.(4)从脱沥青塔的上部排出的脱沥青油混合物和底部排出的脱油沥青混合物分别进入溶剂回收系统进行脱溶剂处理，得到脱沥青油和脱油沥青。
86.(5)从溶剂回收系统回收得到的溶剂循环使用。
87.对比例1
88.一种脱除原料油中沥青的方法，包括以下步骤：
89.(1)将减压渣油与正戊烷按质量比1:1混合形成渣油混合物；
90.(2)将混合物换热至150℃后从脱沥青塔的中部进入脱沥青塔中进行沉降、分离。
91.(3)从脱沥青塔的上部排出的脱沥青油混合物和底部排出的脱油沥青混合物分别进入溶剂回收系统进行脱溶剂处理，得到脱沥青油和脱油沥青。
92.(4)从溶剂回收系统回收得到的溶剂循环使用。
93.对本发明实施例和对比例中的脱沥青的结果进行分析测试：
94.首先对于沉降物的外形进行观察，采用电场处理和不采用电场处理时获得的渣油与溶剂混合物中沉降出来的沉降物参见图2和图3，从图2和图3可以看出，图2中为未采用电场处理的沉降物，其沉降物中小、细颗粒较多；而图3中采用电场处理后，得到的沉降物颗中大粒较多；说明，电场可以促进渣油中的沥青质聚结、长大，因此有利于沥青在沉降塔中的快速分离。
95.以下表1为本发明实施例1
‑
6和对比例1的原料油的脱沥青实验结果。
96.表1
97.[0098][0099]
a
装置处理量提高率(％)＝(装置处理量
实施例
‑
装置处理量
对比例
)/装置处理量
对比例
*100％。
[0100]
通过以上的表1以看出：在保证脱沥青油收率和脱沥青油质量不变的情况下，渣油混合物进入脱沥青塔前经过电场处理后，可以显著提高脱沥青塔的装置处理量，在最优条件下，装置处理量能提高20％以上。
[0101]
以下表2为采用不同的实验条件对原料油进行处理的实施例和对比例的实验结果。
[0102]
表2
[0103][0104]
注：处理量提高的数值是每一组实施例相对于对比例的处理提高量。对比例1
‑
3中未施加电场，装置电流大小与试验过程中的用油量及施加电场的变压器功率大小有关。因此，上表中的电流大小是相对的。在本试验过程中采用的供电装置，在电流＞20ma时，装置供电就会不稳定，会出现跳闸现象。
[0105]
以上表2包括3组对比的实施例和相应的对比例，第一组如实施例1
‑
1至1
‑
7与对比例1进行比较，第二组如实施例2
‑
1至2
‑
2与对比例2进行比较，第三组如实施例3
‑
1至3
‑
3与对比例3进行比较。实施例1
‑
1至实施例1
‑
4为强弱电场的组合电场，实施例1
‑
5至1
‑
6为均匀电场，实施例1
‑
7中电场强度超过设定范围，对比例1中为未施加电场。从处理结果看：在发明实施例设置的电场参数条件下，电场处理装置能够稳定运行(如实施例1
‑
1至1
‑
4)，但是采用强弱交变电场时，电场运行过程中，电流小于均匀电场(实施例1
‑
1至1
‑
4相对于实施例1
‑
5至1
‑
6)，电耗也较小，同时效果也优于均匀电场。但是，当电场强度超过设定范围时(实施例1
‑
7)，电场处理装置因为电流较大，无法稳定运行。
[0106]
实施例1
‑
3中的强电场强度为5000v/cm，强电场强度为3000v/cm，实施例1
‑
5中的强电场强度为3000v/cm，强电场强度为3000v/cm，实施例1
‑
6中的强电场强度为5000v/cm，强电场强度为5000v/cm，从处理结果看：实施例1
‑
3的在处理提高量和运行电流两方面均优于实施例1
‑
5和1
‑
6的相应值。运行电流的大小，主要关乎能耗。电流越大，代表电耗越高，能耗越高。因此，在处理量提高相近的情况下，希望通过强弱电场组合，尽可能的降低运行电流，减小电耗。另外，原料油中沥青质含量越高，施加电场过程中电流越大。相比之下，原料油中沥青质含量的多少，比施加电压，对电流的影响越大。通过原料油中沥青质含量越高，即使施加电压较低，电流也会加大。
[0107]
综上，本发明实施例提供了一种溶剂脱沥青的方法及其应用。溶剂脱沥青的方法主要是：通过在溶剂脱沥青塔前增设电场处理装置，对预热后的原料油施加电场，实现原料油胶体体系中胶质、沥青质的分散，打破胶体稳定体系，从而促进脱沥青塔内脱沥青油和脱油沥青的快速分离。实现分散化的油品在脱沥青塔内能够与溶剂充分接触，快速实现分离过程，有效降低脱沥青塔内的混相，提高分离效率，提高装置处理量。
[0108]
可见，本发明提供的一种脱除原料油中沥青的方法，加速原料油中沥青的析出、长大、沉降，有效减弱沥青在脱沥青塔中的“返混”，在保证脱沥青油质量的同时，提高装置的处理量，提高整体经济效益。
[0109]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。