石油溶剂分离过程的化学.ppt

1、石油溶剂分离过程的化学,赵锁奇 中国石油大学（北京） 2006 .3,目前微晶蜡生产工艺,高蜡原油减 压所得渣油,丙烷脱沥青,轻脱油,溶剂精制,溶剂脱油脱蜡,粗微晶蜡,加氢精制,成型、包装,合格的微晶蜡产品,国外大部分溶剂脱蜡仍用丁酮甲苯,王铁刚.微晶蜡生产工艺及反应条件的探讨，当代化工，2005,34（1）：810,脱沥青脱蜡精制过程Deasphalting+Dewaxing+Refining,石蜡基原油 反序流程,石蜡基原油 正序流程,脱沥青精制脱蜡过程Deasphalting+Refining+Dewaxing,脱沥青精制Deasphalting+Hydroteating,中间基、环烷基

2、原油,评价优化丙烷脱沥青过程中选择性增强剂与丙烷脱沥青耦合去胶质,丙烷脱沥青,溶剂精制,溶剂脱蜡脱油,生产微晶蜡的重要环节,杨书显，柴志杰，任满年.溶剂脱沥青催化裂化组合工艺，炼油技术与工程，2005,35（3）：3740,第一节 溶剂脱沥青,前言 原理 相平衡及分离 影响因素 溶剂 原料 溶剂比 温度 压力 常规溶剂脱沥青技术 SSRP技术 总结,溶剂脱沥青过程,前言,脱沥青过程产品 DAO- Deasphalted Oil DOA- Deoiled Asphalt Resin,脱沥青油DAO 润滑油Lube oils Production 蜡Waxes Production 催化裂化及加氢

3、裂化原料Upgrading feedstock for FCC and Hydrocracking,沥青 道路沥青Express way & High way 建筑及其它Construction 气化制合成气Gasification feed,丙烷脱沥青原理,利用丙烷对胶质、沥青质的选择性进行分离,选择性高、脱沥青油品质好；为溶剂脱蜡脱油工艺提供优质原料,丙烷脱沥青,丙烷性质,M.W.Kellogg公司开发的第一套丙烷脱沥青工业化装置问世,戴立顺，李大东，石亚华等.重溶剂脱沥青油加氢处理工艺的研究，石油炼制与化工，2005,36（3）：14,传递性能好、相分离容易、溶剂回收容易、溶剂的溶解能力

4、可调,超临界丙烷脱沥青,有良好的应用前景,丙烷脱沥青,Zosel在实验室中型装置上，用液体丙烷和 超临界抽提处理某渣油，结果如下：,童仲轩.减压渣油溶剂脱沥青抽提深度研究J.石油炼制与化工，2004,35（5）：2024,非临界、超临界丙烷脱沥青比较,丙烷脱沥青,龙军，王子军，黄伟祁等.重溶剂脱沥青在含硫渣油加工中的应用J.石油炼制与化工，2004,35（3）：15,原理重油轻烃溶剂相行为,Global phase diagraam,GD mixing heavy oil: 80%VGO+20%VR,Mixing,Extract,相行为与分离,低温及小溶剂比有利混合,高温及大溶剂比有利相分离,

5、DGVR-iC4 System,DGVR- C3,DGVR- C4,溶剂的影响,溶剂比的影响,iC4 systems S/O=3.0,原料芳香性越强，分相空间越,fA,原 料 性 质,H/C,溶剂脱沥青过程影响因素,原料,溶剂种类对脱沥青油收率性质的影响,脱沥青油的性质对原料的依赖 - Metals,Mexican Vacuum Resid,Arabian Light Vacuum Resid,Mexican Vacuum Residue,脱沥青油的性质对原料的依赖 残炭,Arabian Light Vacuum Residue,溶剂比S/O,温度及压力,DGVR-iC4 system,DQV

6、R-nC5 system,脱沥青油收率与溶剂密度及温度关系,脱沥青油收率及性质,杂质脱除率,常规溶剂脱沥青技术,丙烷脱沥青Propane deasphalting Demex Process MDS Process Residuum Oil Supercritical Extraction (ROSE) Process Solvahl Process,丙烷脱沥青过程,液体逆流萃取 近临界溶剂回收,丙烷萃取塔 转盘塔,近临界溶剂回收 80以上溶剂高压直接回收，不需蒸发 降低能耗，省去复杂换热网络,Enthalpy, Kcal/kg,Temperature, C,Vapor SCF.,Near C

7、ritical,Extraction,临界点,Temp. Pres. Enthalpy MPa KJ/Kg 超临界回收 A 85 4.3 260 D 100 4.3 402 Heat 142 蒸发回收 A 85 4.3 260 E 60 2.1 427 Heat 167 近临界回收 A 85 4.3 260 B 94 4.2 327 Heat 67,溶剂回收过程能量比较（不考虑换热）,ROSE 过程 Residuum Oil Supercritical Extraction Process,液体萃取，超临界回收溶剂,Deasphaltened oil, wt. %,Observed,Prefe

8、rred,% Heteroatom remaining in DAO,溶剂脱沥青过程面临的挑战,脱碳及金属对原料的依赖性 典型的沥青出路: 重质燃料油 需要低硫馏分油合 脱沥青油的加氢裂化性能？ 溶剂的来源是否易得?,溶剂脱沥青：其它选择,混合溶剂优化过程的 采用高分子量溶剂调节收率 强化接触的设计 塔内填料，多级及逆流 产物转化 脱沥青油的轻质化 沥青延迟焦化 与焦化及减粘的组合 改善脱沥青的进料 残渣产率的最小化,Cracking Gas to Absorption,Gasoline,Light fuel oil or diesel,Slurry,Recycled Slurry to Ri

9、ser,Recycled oil to Riser,DAO + VGO,Fractionator,Riser,Disengager,Regenerator,脱沥青FCC组合工艺,减粘+脱沥青,Heater,Feedstock,Distillate Stripper,Fractionator,Quench,Cracked Residuum,Gas + Gasoline,Light Gas Oil,Steam,Solvent Deasphalter,DAO,Asphalt,脱沥青 + 延迟焦化,Solvent Deasphalter,Delayed Coker,Fuel Gas,LPG,Napht

10、ha,Light Gas Oil,Heavy Gas Oil,Asphalt,Coke,Heavy Feedstock,Solvent Makeup,Gas Oil/DAO,DAO,溶剂精制,溶剂精制原理,利用溶剂选择性溶解能力，去脱除原料油中的非理想组分，如胶质、沥青质等，得到提余油（精制油）和抽出油。,溶剂精制,润滑油生产的重要步骤,石蜡生产工艺重要环节,精制浓度及效果影响基础油性质,第二节溶剂精制,若以二十二烷代表理想组分、二苯基己烷代表非理想组分，糠醛为溶剂，则此三元混合物体系的相平衡关系可由三角相图来表示 糠醛与二苯基己烷能完全互溶，而糠醛与二十二烷则是部分互溶。图中的等温曲线与底边

11、包围的区域是两相区，在此区内，可以形成相平衡的两个液相，也就是可以进行萃取操作的区域。 随着温度的升高，二十二烷在糠醛中的溶解度增大，两相区缩小,图中S点表示100%糠醛。从S点到对边之间均分成100等分，表示糠醛含量（%）。其他两个极不像普通的三元组分相图那样各代表100%某个组分，而是把S点的对边标以折光率刻度，从S点到任何一个折光率点联一直线，凡是落在这条直线上的点其折光率均等于同一个值,对萃取过程来说，在溶剂的诸多物理、化学性质中最重要的性质是溶剂的选择性。若溶剂对溶质A的溶解能力较大，而对稀释剂B的溶解能力很小，则这种溶剂的选择性就好。选用选择性好的溶剂可以使溶剂的用量减少，而且产品

12、质量也较高。当提取相与提余相已达到平衡时，溶剂的选择性可以选择性系数来表示：,糠醛精制,1925年，英国发现糠醛溶剂，1933年在美国建成,我国糠醛精制工艺日趋成熟，如加入抗氧剂防糠醛氧化结焦，降低能耗；加入表面活性剂可改善精制效果,糠醛价格相对便宜、对石蜡基原料选择性强、抽余油收率高,酚精制,1908年专利，1928在美国建成,选择性差、毒性大，但前苏联曾使用,溶剂精制,硝基苯精制,双溶剂精制,酚、甲苯丙烷,溶剂精制,NMP溶剂精制,NMP是埃克森公司和德士古公司于70年代开发，有助于环保和提高产品质量；提高精制油收率；但价格较高，有一定的腐蚀性和难于处理轻组分,作为选择性溶剂应满足精制过程

13、对所用溶剂理化性质等一系列基本要求，事实上还没有任何一种溶剂能满足全部要求,溶剂精制,杨焜远采用NMP、酚、糠醛三种溶剂，以大庆750号馏分油为原料，分别进行溶剂精制的研究，纯溶剂选择性NMP糠醛酚,杨焜远.甲基吡咯烷酮精制大庆馏分润滑油，炼油设计，1998,28（3）：1115,丁酮甲苯,MEKTOL,第三节溶剂脱油脱蜡,传统酮苯脱蜡,助滤剂的采用,杜晓敏，邵德明.喷雾脱油生产微晶蜡工艺研究，当代化工，2004,33（6）：335336,郝修丽，何峰.脱蜡助滤剂在酮苯装置上的应用，润滑油，2004,19（3）：2324,蜡结晶细小，难过滤，蜡含油高，脱蜡油混浊,技术改进,加强对结晶条件和新技术应用的研究，尤其是在稀释点的选择及各稀释溶剂的用量、温度、注入方式等进行探索，如改变制冷方式，控制蜡晶结构，强化溶剂回收,新溶剂的采用,甲基异丁基酮,溶剂脱蜡脱油,刘志强.8090微晶蜡生产的可行性探讨.当代化工，2004,33（1）：4346,轻脱沥青油,90号粗微晶蜡,一次滤下油