23原油预处理工艺.ppt

1、2012.2,石油加工生产技术,1,石油是烃类和非烃类构成的复杂混合物，要想 精确地将石油分离成单组分化合物，几乎是不可能 的，根据对石油产品的使用要求，也没有这种必要。 从石油中提炼出各种燃料、润滑油和其它产品 的基本途径是：将原油按沸点分割成不同馏分，然 后根据油品使用要求，除去馏分中的非理想组分， 或经化学反应转化成所需要的组分，从而获得合格 石油产品。,2.3 原油预处理工艺,2012.2,石油加工生产技术,2,通常原油先经过蒸馏过程，根据已制定的加工方 案，将其按沸程分割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油、 各种润滑油馏分和渣油，此即所谓的原油一次加工。 蒸馏所得到的各种馏分油称为直馏油，

2、基本不含沥青 质和胶质。为提高产品质量和轻油收率，相当多的直 馏馏分油作为二次加工过程的原料，如催化裂化原料、 催化重整原料和加氢裂化原料等。润滑油馏分可通过 溶剂精制、溶剂脱蜡、溶剂脱沥青及补充精制等加工 过程得到各种润滑油基础油。各种加工过程得到的不 同产物，最后大都需要通过精制和调合，加入必要的 添加剂，才能成为合乎各种质量标准的石油产品。,2012.2,石油加工生产技术,3,从原油蒸馏得到的直馏轻馏分（汽油、煤油和轻 柴油等）数量有限，即使产量不多的轻质原油，其含 300馏分也只有50%60%，其它原油含300馏分 仅20%30%或更少。我国主要原油大都含轻馏分较 少，含300馏分约2

3、7%。因此必须将原油中重质馏 分油甚至渣油转化成轻质燃料，这就需要进行二次加 工；同时还需将所得到的轻质油品进行精制和用气体 烃合成高辛烷值汽油组分，这些过程绝大部分为化学 反应过程，主要过程有催化裂化、催化重整、催化加 氢、热裂化、减粘裂化、焦炭化、叠合、烷基化、异 构化等过程。,2012.2,石油加工生产技术,4,润滑油生产过程主要是脱除润滑油馏分和渣油 中的胶质、沥青质、多环短侧链芳烃、非烃化合物 及石蜡等，以改善润滑油的粘温性质、氧化安定性 和低温性能等。加工过程以物理过程为主，如渣油 溶剂脱沥青，溶剂精制、溶剂脱蜡等。 本篇将分别讨论各主要石油加工过程的基本原 理、影响因素、工艺流程

4、和主要设备等问题。 原油在蒸馏前，必须先进行脱盐脱水预处理，以 满足蒸馏装置对原油含盐含水量的要求。,2012.2,石油加工生产技术,6,一、原油脱盐脱水的目的 从地层中开采出来的原油中均含有数量不一的机械 杂质、C1C2轻烃气体、水以及NaCl、MgCl2、CaCl2 等无机盐类。原油先经过油田的脱水装置处理，要求将含水量降到0.5%，含盐量降至50mg/l。但由于油田脱盐脱水设施不完善或原油输送中混入水分，进入炼油厂的原油仍含有不等量的盐和水分，盐类除小部分呈结晶状悬浮在原油中外，大部分溶于水中。水分大都以微粒状分散在油中，形成较稳定的油包水型乳状液。 原油含盐含水对原油储运、加工、产品质

5、量及设备等均造成很大危害，主要为：,2012.2,石油加工生产技术,7,（1）增加储运、加工设备（如油罐、油罐车或输油管线、机,泵、蒸馏塔、加热炉、冷换设备等）的负荷，增加动力、 热能和冷却水等的消耗。例如一座年处理量为250万吨的 常减压蒸馏装置，如果原油含水量增加1%，热能耗将增加 约7000MJ/h。,（2）影响常减压蒸馏的正常操作。含水过多的原油，水分气,化，气相体积大增，造成蒸馏塔内压降增加，气速过 大，易引起冲塔等操作事故。,（3）原油中的盐类，随着水分蒸发，盐分在换热器和加热炉管,壁上形成盐垢，降低传热效率，增大流动阻力，严重时导 至堵塞管路，烧穿客壁、造成事故。,2012.2,

6、石油加工生产技术,8,（4）腐蚀设备，缩短开工周期。CaCl2和MgCl2能水解生成具有 强腐蚀性的HCl，特别是在低温设备部分存在水分时，形 成盐酸，腐蚀更为严重.,CaCl2+2H2O MgCl2+2H2O ,Ca(OH)2+2HCl Mg(OH)2+2HCl,加工含硫原油时，会产生H2S腐蚀设备，其生成的FeS 附于金属表面，形成一层保护膜，保护下部金属不再被腐蚀。 但如同时存在HCl，HCl能与FeS反应，破坏保护膜，反应生 成物为H2S，会进一步腐蚀金属，从而极大地加剧了设备腐 蚀。其反应为： Fe+ H2S FeS+H2 FeS+2HCl FeCl2+H2S,2012.2,石油加工

7、生产技术,9,（5）盐类中的金属进入重馏分油或渣油中，毒害催化剂、 影响二次加工原料质量及产品质量。,因此原油进入炼油厂后，必须先进行脱盐脱水，使含水量达到0.1%0.2%。含盐量5mg/l，对有渣油加氢或重油催化裂化过程的炼油厂，要求原油含盐量3mg/l。,2012.2,石油加工生产技术,10,二、原油脱盐脱水的基本原理 原理：原油中的盐大部分溶于水中，所以脱水的 同时，盐也被脱除。常用的脱盐脱水过程是向原油中 注入部分含氯低的新鲜水，以溶解原油中的结晶盐 类，并稀释原有盐水，形成新的乳状液，然后在一定 温度、压力和破乳剂及高压电场作用下，使微小的水 滴，聚集成较大水滴，因密度差别，借助重力

8、水滴从 油中沉降、分离，达到脱盐脱水的目的，称为电化学 脱盐脱水，简称电脱盐过程。,2012.2,石油加工生产技术,11,当水滴直径0.510-6m时，水滴沉降速度基本,上符合球形粒子在静止流体中自由沉降的斯托克斯,（Stokes）定律：,2012.2,石油加工生产技术,12,由上式可见，增大两相间的密度差，减小原油粘度，可,增加沉降速度。通过加热，可以降低原油粘度，促进水滴聚,结，增大水滴直径；同时水的密度1随温度升高而下降的幅度 比原油密度2变化小，即1-2增大，因此加热原油有利于油水 分离，此即为常用的加热沉降脱水法。这些因素中，沉降速,度与水滴直径的平方成正比，所以增大水滴直径可以大大

9、加快,沉降速度，在原油脱盐脱水过程中，关键的是促进水滴聚结，,增大水滴直径。,加热沉降脱水时，温度不能过高，否则原油中轻组分和水,会气化，脱盐罐需采用很高压力才能正常操作，因此一般加热,温度为100左右。当原油和水呈乳状液时，靠加热沉降无法,解决脱盐脱水问题，必须采用电化学脱盐脱水方法。,要使原油中水滴直径增大，利于沉降分离，就需要破坏微小水滴的乳化膜并促使其聚合。 破乳剂也是一种表面活性剂，破乳剂通过以下作用达到破乳的作用： 对油水界面有强烈的趋向性。 使水滴絮凝，即许多小水滴汇聚在一起，“鱼卵” 。 使水滴聚结，即破坏乳化膜，使水滴结合，迅速增大。 润湿固体。使之分散，被水湿润，随水一道脱

10、除。,随着石油开采和炼油工业的发展，原油破乳剂的研究也随之同步发展。20世纪20年代首次在原油中使用破乳剂。 1940年以前，用油脂做原料，合成硫酸盐、磺酸盐等作为破乳剂。目前阶段使用的破乳剂主要是低分子量的阴离子表面活性剂，包括脂肪酸盐型，如脂肪酸盐（RCOOMe）、环烷酸盐；硫酸盐型，如烷基磺酸酯盐（RCSO2Me）等;磺酸盐型，如烷基磺酸盐（RCSO3Me）、烷基苯磺酸盐RSO3Me（如十二烷基苯磺酸钠等）、丁二酸烷基磺酸盐（ROOC-CH2-CH(COOR)-SO3Me）。,原油破乳剂的发展,几种常见的破乳剂,20世纪到50年代，用石油化工产品做原料，生产破乳剂，尤其是由氧化烯烃制成的

11、嵌段共聚物（聚乙二醇、醚类及酯类）。主要有以下几类破乳剂： OP型：,Peeregal型：,Tween型：,60年代以后，生产破乳剂的工艺上，采用引发剂（如丙二醇、多乙烯多胺、酚醛树脂、酚胺树脂等）和环氧化物（如环氧乙烷、环氧丙烷）聚合，有些还采用扩链剂（如二元羧酸）和封层剂（如松香酸、硫酸、羧酸等）来组成，使破乳剂发展达到一个崭新阶段。 目前，新发展的特殊表面活性剂及各种均聚物，使破乳剂在种类上迅速发展；复配共聚等的应用，使破乳剂及其效果与应用范围越来越宽。,一个理想的破乳剂具有较强的表面活性，易吸附到油水界面上去，将原有的乳化剂从界面上顶替下来，而自身又不形成牢固的界面膜，有利于破乳。 破

12、乳剂属于表面活性剂类型，其分子由亲油亲水基团组成，亲油部分由碳氢基团构成；亲水部分由离子或非离子型的亲水基团构成。 依据亲水基团的特点，破乳剂分为非离子破乳剂、阳离子破乳剂、阴离子破乳剂和两性破乳剂。 阴离子破乳剂溶于水后生成的亲水基团为带负电荷的原子团，按亲水基又分为羧酸类、磺酸类、硫酸脂类和磷酸脂类。 阳离子破乳剂溶于水后生成的亲水基团为带正电荷的原子团，亲水基主要为碱性N原子，也有P、S、I等。 非离子破乳剂溶于水后解离离子，不带电荷。 两性破乳剂溶于水后可生成正、负两种离子。它在酸性溶液中呈阳离子型，在碱性溶液中呈阴离子型。,破乳剂的分类,2012.2,石油加工生产技术,13,三、,原油脱盐脱水工艺,炼油厂原油的脱盐脱水大都采用二级电化学脱盐方法，它综合运用加热、加破乳剂和高压电场几种措施，使原油破乳、水滴聚结而沉降分离。,2012.2,石油加工生产技术,14,原油按比例加入淡水、破乳剂后经原油泵混合，并经换 热器加热到预定温度，从底部进入一级电脱盐罐，通过高压 电场后，脱水原油从罐顶引出；再次注