专利名称：一种从油品中脱除碱性氮化合物的方法
技术领域：
本发明涉及石油加工过程的精制技术。
在石油中存在着微量的硫化合物、氮化合物、氧化合物等杂质化合物。在石油的初级加工过程中，这些杂质化合物被转移到相应的中间产品——油品中去。而从油品中脱除这些杂质化合物是石油加工的一个主要过程——精制过程。在这些杂质化合物中，碱性氮化合物对油品的安定性影响最大，它能引发油品氧化，生成胶质，使油品的质量变坏。现有的油品精制方法主要有两种一种是加氢精制法；另一种是硫酸精制法。加氢精制方法与本发明的方法相差较大，故不洋述。硫酸精制法是50年代炼油工业采用的技术。据《石油炼制》1957年第1期8页和1958年1期12页介绍，它的过程是在一定的温度条件下，用浓度为90％以上的浓硫酸与油品按一定的比例混合然后进入沉降分离罐。硫酸与油品中杂质化合物发生化学反应。化学反应的产物为大分子的缩合物，通常称为酸渣。酸渣的比重大于油品的比重，经沉降使酸渣沉于沉降罐底部。然后放出使之与油品分离。硫酸精制法多为间歇操作。硫酸与油品一次通过混合器混合。不能循环。硫酸精制法油品加工损失大。而且精制过程中产生的酸渣是废弃物，污染环境。现在在石油加工过程中，硫酸精制法已被加氢精制法所取代。到目前为止，尚未见到有硫酸精制其它方法或专利。
本发明提供了一种与加氢精制法完全不同而与硫酸精制法相近的油品精制方法。本发明方法的原理是利用碱性氮化合物能溶于酸性水溶液的特点，用酸配成适宜浓度的酸性水溶液，使碱性氮化合物溶于其中，而在此过程中，不发生产生酸渣的反应。本方法的目的是专门脱除对油品安定性影响最大的碱性氮化合物。
本发明的方法可以这样实现；将盐酸、醋酸或硫酸与水按一定的比例在配酸罐中配制成酸性水溶液。再用酸性水溶液泵和油泵分别抽配酸罐中的酸性水溶液和油罐中的油品并在一定的温度和比例下一起进入混合器，混合接触。使油品中的碱性氮化合物溶于酸性水溶液中。然后混合液进入沉降分离罐。在沉降分离罐因油品比重小，从分离罐上部引出为精制后的产品。酸性水溶液沉于分离罐的底部。当酸性水溶液循环使用时；由酸性水溶液泵抽出酸性水溶液送回混合器循环使用。酸性水溶液要根据精制后油品的碱性氮含量指标定期更换。当酸性水溶液不循环使用时；可直接由沉降罐下部排出口排入中和池。本发明的方法也可以这样实现将二氧化碳、水、油品按一定的比例，在一定的温度、压力下一起送入混合器混合接触。二氧化碳与水形成酸性水溶液与碱性氮化合物溶于酸性水溶液同时进行。或者首先将二氧化碳与水合成酸性水溶液，然后再使合成的酸性水溶液与油品按一定的比例混合接触，然后混合液进入沉降分离罐沉降分离。过剩的二氧化碳与精制后的油品由分离罐的顶部排出。酸性水溶液沉降于分离罐的底部排出系统。
在本发明的方法中，酸性水溶液中酸的浓度是影响脱氮率的关键因素，在油品品种、温度、混合比一定时，增加酸的浓度，则碱性氮化物溶于酸性水溶液的溶解度增大，脱氮率增加。但是当酸的浓度增大到一定程度后，再增大酸的浓度，会使设备的防腐等级及耐压等级增大，而且脱氮率的变化率变小。所以，在本发明的方法中，各种酸在酸性水溶液中的适宜浓度为硫酸为3～10％(重)，氯化氢含量为31％(重)的盐酸为4～10％(重)，醋酸为10～40％(重)，二氧化碳酸性水溶液的合成压力或混合压力为0.8～2.0MPa(绝)。但各种酸在本发明的方法中的使用范围可以是盐酸(氯化氢含量为31％(重))，0～100％(重)，醋酸0～100％，二氧化碳的合成或混合压力大于0.1MPa(绝)。对硫酸因随其在酸性水溶液中浓度的增大，碱性氮脱除率提高，同时油品中易发生磺化反应的物质与酸发生磺化反应，产生酸渣的程度亦随之增大。而发生磺化反应，除与硫酸在酸性水溶液中的浓度有关外，还与被精制油品中易磺化物质的含量有关，即与油品的品种有关。因此，精制不同的油品硫酸的最高使用浓度是不同的，即不发生磺化反应，产生酸渣的最高浓度是不同的。评价精制不同的油品，硫酸在酸性水溶液中的最高浓度及不发生磺化反应，不产生酸渣的界定标准是在油品与酸性水溶液混合接触的条件下，及在油品与酸性水溶液在沉降分离罐沉降分离的时间内，上层的油相与下层的水溶液相两相介面清楚，两相分别为完全互溶的油相和完全互溶的酸性水溶液相。在油相无聚结的颗粒出现。在酸性水溶液相无水不溶物出现。因此，对精制不同的油品，可用此标准选择硫酸在酸性水溶液中的最高浓度。对某原油生产的直馏煤油馏份，硫酸在酸性水溶液中的最高允许浓度可以达到65％(重)。而在实际精制过程中，只要低于最高浓度，即可保证精制过程不产生酸渣。在本发明的方法中，通过改变酸的品种和降低酸的浓度解决了原硫酸精制法产生酸渣，油品损失大和酸渣沉降分离困难的问题。这也是本发明的方法与原硫酸精制法的本质区别。
本发明的方法适用于从平均分子量为120至平均分子量为350的油品中脱除碱性氮化合物。随着分子量的增大油品中碱性氮化合物在酸性水溶液中的溶解度下降，脱氮率变小。因此要改变混合接触条件来提高脱氮率。
综上所述，可见本发明的方法与原硫酸精制法的区别在于①本发明的方法除可以用硫酸外，还可以用盐酸、醋酸和二氧化碳。②本发明的方法混合接触过程不发生化学反应，发生的是溶解过程，而硫酸精制法混合接触发生的是化学反应。③本发明的方法，酸性水溶液可以循环使用，饱合后定期更换。也可以使用一次后即排出系统。④本发明的方法只脱除对油品安定性影响最大的碱性氮化合物。因此，本发明的方法与原硫酸精制法相比具有以下优点①本方法不产生酸渣，油品损失小，与加氢精制法相当。解决了原硫酸精制法产生酸渣，油品加工损失大，污染环境的问题。②本发明的方法工艺简单，设备少，不存在酸渣脱除贮运专用设备和操作。③本发明的方法碱性氮化合物脱除率最高可达88％以上。油品安定性好，对分子量为221的二次加工柴油精制后可以贮存6个月以上不变色。④本发明的方法加工费用低，是现有加氢法的1/5～1/10。⑤本发明的方法酸性水溶液可以循环使用，因而酸耗小。
以下所述实施例详细说明了本发明，在这些实施例中，除另有说明外，所有份数和百分比均按重量计。氮含量为碱性氮含量，单位是PPM。
实施例1在本实施例中，酸性水溶液是由98％硫酸与水配制而成。配制后碱酸的浓度为1.5％。加工的油品平均分子量为221，含氮量为205。酸性水溶液与油品的混合比为4∶1。混合接触温度为40℃。按此条件，油品与酸性水溶液一起进入混合器混合接触。然后进入分离罐。在分离罐停留45分钟沉降分离，油品从上部流出。酸性水溶液沉于沉降分离罐底部由酸水泵抽出送回混合器与油品混合循环使用。油品脱后氮含量为62，脱氮率为70％。酸性水溶液定期排放更换新的酸性水溶液，以保证精制的油品碱性氮指标合格。
实施例2在本实施例中，酸性水溶液也是由硫酸配制。硫酸在酸性水溶液中的浓度为65％，加工的油品平均分子量为160，含氮量为9，酸性水溶液与油品的混合比为1∶20。混合接触温度为40℃。按此条件，以与实施例1同样的方法进行混合接触、分离，油品脱后氮含量为0。脱氮率为100％。沉降分离罐底部的酸性水溶液直接排出系统，不循环使用。
实施例3在本实施例中，酸性水溶液由氯化氢含量为31％的盐酸配制，配制后盐酸的浓度为0.7％。加工的油品平均分子量为221，含氮量为205，酸性水溶液与油品的混合比为4∶1，混合接触温度为40℃。按此条件，以与实施例1同样的方法进行混合接触、分离。油品脱后氮含量为68，脱氮率为66％。沉降罐底的酸性水溶液循环使用，定期更新。
实施例4在本实施例中，酸性水溶液由盐酸配制，配制后酸的浓度为70％。加工的油品平均分子量为118，含氮量为6，酸性水溶液与油品的比为1∶20。混合接触温度为40℃。按此条件，酸性水溶液与油品一次混合接触、分离。分离后，酸性水溶液既排出系统，油品脱后氮含量为0，脱氮率为100％。
实施例5在本实施例中，酸性水溶液由醋酸配制，配制后酸的浓度为6％。加工的油品平均分子量为148，含氮量为89。酸性水溶液与油品的比为8∶1。混合接触温度为40℃，按此条件，以与实施例1同样的方法进行混合接触、分离。油品脱后氮含量为33，脱氮率为74％。酸性水溶液循环使用，定期更换。
实施例6在本实施例中，酸性水溶液由醋酸配制，配制后酸的浓度为40％，加工的油品平均分子量为221，含氮量为205。酸性水溶液与油品的比为4∶1混合接触温度为40℃。按此条件，以与实施例1同样的方法进行混合接触、分离。油品脱后氮含量为24.6，脱氮率为88％。酸性水溶液循环使用定期更换。
实施例7在本实施例中，油品的平均分子量为221，含氮量为205。酸为二氧化碳气体。二氧化碳、水与油品按2.5∶200∶100的比例在40℃的温度、0.8MPa的压力下共同通过混合器。然后进入同压下分离罐。未吸收的二氧化碳气与油品从分离罐的上部流出，酸性水溶液在分离罐的下部排出系统。脱后油品含氮量为98，脱氮率52％。
实施例8在本实施例中，油品的平均分子量为221，含氮量为205，酸性水溶液是在压力为1.8MPa，温度为30℃条件下，由二氧化碳与水合成的。合成后酸性水溶液与油品以2∶1的比例混合接触，混合温度为40℃。混合后的混合液进入同压下的沉降分离罐沉降分离，少量的二氧化碳气体与油品从分离罐的顶部排出。酸性水溶液从分离罐的底部排出系统。脱后油品的含氮量为88，脱氮率为57％。
权利要求
1.一种从油品中脱除碱性氮化合物的方法。其特征是将盐酸、醋酸或硫酸与水按一定比例在配酸罐中配制成酸性水溶液。这时再用酸水泵和油泵分别抽配酸罐中的酸性水溶液和油品罐中油品在一定的温度和比例下，一起进入混合器混合接触。混合后的混合液进入沉降分离罐沉降分离。油品从沉降分离罐上部引出为精制后的产品。酸性水溶液沉入沉降分离罐的底部。当酸性水溶液循环使用时，由酸水泵抽出再送入混合器与油品混合循环使用。酸性水溶液饱合后定期更换。当不循环使用时，由酸水泵抽出直接排出系统。
2.一种从油品中脱除碱性氮化合物的方法。其特征是二氧化碳、水和油品在一定的温度、压力条件下，按一定的比例共同进入混合器混合接触，或者二氧化碳与水先合成酸性水溶液，再与油品混合接触。然后混合液进入沉降分离罐沉降分离。过剩的二氧化碳气体与油品从罐的顶部排出。罐底的酸性水溶液由沉降罐底部排出系统。
3.按权利要求1和2所述的从油品中脱除碱性氮化合物的方法，其特征是能溶解油品中碱性氮化物的酸性水溶液可以用盐酸、醋酸、硫酸或二氧化碳与水按一定的比例配制而成。
4.按权利要求1和3，由盐酸配制的酸性水溶液。盐酸的允许浓度为小于100(重)％。
5.按权利要求1和3，由硫酸配制的酸性水溶液，硫酸最高浓度为小于65(重)％。
6.按权利要1和3由醋酸配制的酸性水溶液，醋酸的允许浓度为小于100(重)％。
7.按权利要求1至6所述的从油品中脱除碱性氮化合物的方法，其特征是能从平均分子量为120至350的油品中脱除碱性氮化合物。
全文摘要
一种从油品中脱除碱性氮化合物的方法。本方法属于石油加工过程的精制技术。其特征是用酸性水溶液与油品混合接触，使油品中的碱性氮化合物溶于酸性水溶液中，而将其脱除。本方法的优点在于方法简单，加工费用低，油品损失少。碱性氮化合物脱除率高。
文档编号C10G17/00GK1126749SQ9510106
公开日1996年7月17日 申请日期1995年1月14日 优先权日1995年1月14日
发明者刘宏仁 申请人:刘宏仁