一種原油強化蒸餾劑及其製備方法

2023-12-09 13:02:51

專利名稱：一種原油強化蒸餾劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一 種原油強化蒸餾劑，尤其是石油常減壓蒸餾收率提高技術，屬於石 油煉製添加劑領域。本發明還涉及原油強化蒸餾劑的製備方法。
背景技術：
隨著社會經濟發展，石油資源的逐漸減少，合理充分利用好有限的石油資源，對整 個社會經濟發展，尤其是煉油行業顯得尤為重要。目前，各煉廠面臨原油重質化，社會對輕 質油品的需求日益增大等一系列問題，因此如何提高輕質油收率已經成為各煉油廠普遍關 注的問題。為解決這一問題，在保證油品質量的前提下，採取經濟有效的方法提高輕質油的 收率是非常必要的。傳統的煉油工藝是建立在石油為分子溶液的理論基礎上，假定原料的 宏觀相和組成僅與溶液的性質有關，只考慮相對揮發度的大小，而忽略了石油具有非均相 性存在的現實。這樣，為了提高蒸餾產品的收率就只能通過提高蒸餾效率來達到。在這種理 論的影響下，人們主要致力於改進裝置內部構件、優化操作條件、改進抽真空系統及採用先 進的控制系統等技術，來提高蒸餾效率和原油蒸餾拔出率。如中國專利文獻CN101376068A 中就公開了採用帶減壓閃蒸設備來提高輕質油品收率。但這一切投資高、效果不明顯。隨著人們對石油化學這門學科認識的不斷深入，人們逐漸認識到傳統的將原油視 為分子溶液的觀點存在著許多自相矛盾的地方，因而對石油狀態重新認識，並提出了石油 分散體系理論。自從石油分散體系理論被提出以後，國內外很多的專家學者都提出了各自 的理論模型。從時間上看，先後有4個主要的模型，它們是浙青膠體模型、殼層狀模型、超分 子結構模型和複雜結構體模型。雖然各種模型對石油分散體系的物理化學結構闡述的角度 不同，但基本都遵循同一種模式，即由浙青質構成分散相的核，在浙青質核以外，由裡到外 按某種特性(芳香性、極性、溶解度參數等)遞減的規律構成分散相核的溶劑化層，並與分 散相達成動態平衡；當外界條件改變，或加入某種添加劑時，則會打破這種平衡，使物質在 分散相和分散介質之間重新分配，從而改變分散體系的狀態。基於提出的複雜結構體模型， 前蘇聯學者提出了原油強化蒸餾的概念。強化原油蒸餾過程，利用蒸餾強化劑提高輕質油餾出率的新技術是在石油分散體 系的基礎上發展起來的。關於蒸餾強化劑的作用機理，初步歸納為膠體結構機理、表面張力 機理和阻聚機理三種。根據上述機理，國內學者進行了廣泛研究，並研製出了以表面活性劑為主體的各 種原油強化蒸餾活化劑，如「煉油技術與工程」(V0L34(2) :52-53,V0L39(6) :36_38)報導了 以表面活性劑為主體的原油蒸餾活化劑，「工業催化」(V0L12 (6) 51-53)中報導了以稠環芳 烴、矽油和表面活性劑復配的原油蒸餾活化劑，「化工學報」 (V0L53(8) =865-870, V0L55 (3) 434-438)中報導了以芳烴濃縮油與氟碳類表面活性劑復配的原油蒸餾活化劑。所有報導的原油蒸餾活化劑均存在應用條件較為苛刻，局限性大，加入量較高，成本較大；與原油組分的作用力一般較弱，在工業條件下，石油分散體系不易達到最佳活化狀 態，無法充分拔出原料中的輕質餾分等問題
發明內容
本發明的目的正是為了克服上述已有技術存在的缺點與不足，而提供一種從石油 分散體系複雜結構模型出發，通過催化作用破壞原油浙青核外溶劑化層，開發出加入量少、 適用性廣、成本低、性能優越、工業化易於實施的一種原油強化蒸餾劑，從而提高原油蒸餾 收率，並改善輕質油品質量。本發明還提供該原油強化蒸餾劑的製備方法。本發明的目的是通過下列技術方案實現的一種原油強化蒸餾劑，它由活化主體和溶劑組成，所述活性主體為具有催化酸性 高熱穩定性的有機鹽或無機鹽，溶劑為具有優異與原油互溶性的脂肪醇和碳原子數大於10 的芳烴，活化主體、脂肪醇溶劑和芳烴溶劑重量百分比為活化主體50 70%、脂肪醇溶劑 10 20%、芳烴溶劑20 40%，其中所述的活化主體具有催化酸性的有機鹽或無機鹽為磷鎢雜多酸、烷基咪唑磺 酸鹽、烷基吡啶磺酸鹽中的一種或兩種或兩種以上的組合物，其中烷基咪唑和烷基吡啶的 烷基碳原子數為4、5、6、7，所述溶劑的脂肪醇為碳鏈碳原子數為12 16的正構醇和異構醇或正構醇與兩種 異構醇的組合，異構醇與正構醇的重量比為2 4 1，所述溶劑的碳原子數大於10的芳烴為含2 3個苯環的聯苯、萘和烷基萘的組合 物。所述的烷基咪唑磺酸鹽為丁基咪唑磺酸鹽、戊基咪唑磺酸鹽、己基咪唑磺酸鹽或 庚基咪唑磺酸鹽，所述的烷基吡啶磺酸鹽為丁基吡啶磺酸鹽、戊基吡啶磺酸鹽、己基吡啶磺酸鹽或 庚基吡啶磺酸鹽，所述的脂肪醇為碳鏈的碳原子數為12 16的正構和異構醇為正十二脂肪醇與 異構十二脂肪醇、正十四脂肪醇與異構十四脂肪醇、正十六脂肪醇與異構十六脂肪醇，所述的碳原子數大於10的烷基萘為二甲基烷基萘、甲基烷基萘或乙基烷基萘或 是組合物。原油強化蒸餾劑的製備方法，首先將50 70重量％的有機鹽或無機鹽與10 20 重量％的脂肪醇溶劑在80 85°C下密閉攪拌1 2小時，然後再加入20 40%重量的芳 烴溶劑，繼續在80 85°C下密閉攪拌1 2小時，即得到原油強化蒸餾劑產品。原油強化蒸餾劑的用途，該原油強化蒸餾劑用於原油蒸餾過程，其用量通過計量 泵按原油強化蒸餾劑與原油的重量比為20 lOOug/g注入常減壓裝置的進料管線，反應溫 度為350 370°C。本發明原油強化蒸餾劑是由活性體具有催化酸性高熱穩定性的有機鹽或無機鹽、 脂肪醇和大分子芳烴組成。活性體是一種具有酸催化作用和熱穩定性的裂化溶劑化層中 烴類大分子材料，可破壞溶劑化層，脂肪醇與大分子芳烴不僅是具有催化酸性有機鹽或無 機鹽的溶劑，而且具有與原油良好互溶性，降低溶劑化層的表面張力，促進具有催化酸性的有機鹽或無機鹽與原油產生優異接觸效率，提高具有催化酸性的有機或無機鹽發揮催化作用。具有催化酸性的有機鹽或無機鹽在原油蒸餾的溫度下，一般為350 370°C的條件下， 與浙青膠核外溶劑化層中大分子烷烴反應，使其斷裂並發生氫轉移反應，生成小分子烷烴， 在蒸餾條件下進入汽油、柴油餾分，並破壞浙青質外溶劑化層的穩定性，使更多包裹在溶劑 化層中烷烴分子進入汽油、柴油和蠟油餾分，從而實現提高原油蒸餾收率，並改善輕質油品 質量。本發明原油強化蒸餾劑的使用效果通過計量泵按20 lOOug/g、一般汽油收率 增加值在1. 0 1. 5%之間，柴油收率提高1. 5 3. 0個百分點，總輕質油品收率提高2. 5 4. 5個百分點。由於採取上述技術方案使本發明與已有技術相比具有如下優點及效果(a)本發明是以催化斷鏈和氫轉移作用破壞浙青質膠核溶劑化層，可大幅度提高 輕質油品收率，改善輕質油品質量；(b)本發明原油強化蒸餾劑製備方法簡單、成本低、加劑量小；(c)本發明原油強化蒸餾劑加注，無需改動裝置，加注簡單、方便。
具體實施例方式下面結合具體實例，對本發明作進一步說明，但本發明不受具體實例的限制。實施例1將50kg的磷鎢雜多酸、5kg的正十二脂肪醇和5kg異構十二脂肪醇溶劑在80°C下 密閉攪拌2小時，然後再加入40kg的二甲基烷基萘，繼續在80°C下密閉攪拌2小時，即得到 原油強化蒸餾劑產品。實施例2將55kg的戊基咪唑磺酸鹽、8kg的正十四脂肪醇和12kg異構十四脂肪醇溶劑在 85°C下密閉攪拌1小時，然後再加入25kg的甲基烷基萘，繼續在85°C下密閉攪拌1小時，即 得到原油強化蒸餾劑產品。實施例3將30kg的庚基吡啶磺酸鹽、30kg磷鎢雜多酸、4kg的正十六脂肪醇和12kg異構 十六脂肪醇溶劑在80°C下密閉攪拌1. 5小時，然後再加入12kg 二甲基烷基萘、12kg乙基烷 基萘，繼續在85°C下密閉攪拌1. 5小時，即得到原油強化蒸餾劑產品。實 施例4將35kg的丁基咪唑磺酸鹽、30kg 丁基吡啶磺酸鹽、8kg的正十四脂肪醇和9. 5kg 異構十四脂肪醇溶劑在85°C下密閉攪拌1小時，然後再加入17. 5kg的聯苯，繼續在85°C下 密閉攪拌1小時，即得到原油強化蒸餾劑產品。實施例5將20kg己基咪唑磺酸鹽、20kg己基吡啶磺酸鹽、30kg磷鎢雜多酸、5kg正十六脂肪 醇和5kg異構十六脂肪醇溶劑在80°C下密閉攪拌1. 8小時，然後再加入IOkg聯苯、5kg萘、 5kg 二甲基烷基萘，繼續在85°C下密閉攪拌1. 8小時，即得到原油強化蒸餾劑產品。實施例6將20kg戊基吡啶磺酸鹽、20kg己基吡啶磺酸鹽、20kg庚基吡啶磺酸鹽，、5kg正 十六脂肪醇、2. 5kg異構十六脂肪醇和2. 5kg異構十四脂肪醇在80°C下密閉攪拌1. 8小時，然後再加入15kg聯苯、15kg萘，繼續在85°C下密閉攪拌1. 8小時，即得到原油強化蒸餾劑 產品。 對比實施例 將取自中國石化石家莊煉油廠200g原油加入蒸餾燒瓶中，加入1-6實施例中原油 強化蒸餾劑，重量為20-100X10_6，記錄時間、液相溫度和氣相溫度。試驗過程以初餾點到 氣相200°C為汽油收率，氣相200-350°C為柴油收率，大於350°C為渣油收率。實驗在相同的 氣相溫度(或液相溫度)下結束，隨後測試其他指標。每次實驗後均進行空白實驗。試驗 結果列於表1。表1 原油強化蒸餾劑試驗效果
權利要求
1.一種原油強化蒸餾劑，它由活化主體和溶劑組成，其特徵在於所述活性主體為具有 催化酸性高熱穩定性的有機鹽或無機鹽，溶劑為具有優異與原油互溶性的脂肪醇和碳原子 數大於10的芳烴，活化主體、脂肪醇溶劑和芳烴溶劑重量百分比為活化主體50 70%、 脂肪醇溶劑10 20%、芳烴溶劑20 40%，其中所述的活化主體具有催化酸性的有機或無機鹽為磷鎢雜多酸、烷基咪唑磺酸鹽、 烷基吡啶磺酸鹽中的一種或兩種或兩種以上的組合物，其中烷基咪唑和烷基吡啶的烷基碳 原子數為4、5、6、7，所述溶劑的脂肪醇為碳鏈碳原子數為12 16的正構醇和異構醇或正構醇與兩種異構 醇的組合，異構醇與正構醇的重量比為2 4 1，所述溶劑的碳原子數大於10的芳烴為含2 3個苯環的聯苯、萘和烷基萘的組合物。
2.根據權利要求1所述原油強化蒸餾劑，其特徵在於所述的烷基咪唑磺酸鹽為丁基 咪唑磺酸鹽、戊基咪唑磺酸鹽、己基咪唑磺酸鹽或庚基咪唑磺酸鹽。
3.根據權利要求1所述原油強化蒸餾劑，其特徵在於所述的烷基吡啶磺酸鹽為丁基 吡啶磺酸鹽、戊基吡啶磺酸鹽、己基吡啶磺酸鹽或庚基吡啶磺酸鹽。
4.根據權利要求1所述原油強化蒸餾劑，其特徵在於所述的脂肪醇為碳鏈的碳原子數 為12 16的正構和異構醇為正十二脂肪醇與異構十二脂肪醇、正十四脂肪醇與異構十四 脂肪醇、正十六脂肪醇與異構十六脂肪醇。
5.根據權利要求1所述原油強化蒸餾劑，其特徵在於所述的碳原子數大於10的烷基萘 為二甲基烷基萘、甲基烷基萘或乙基烷基萘或是組合物。
6.如權利要求1所述原油強化蒸餾劑的製備方法，其特徵在於，首先將50-70重量％的 有機鹽或無機鹽與10 20重量％的脂肪醇溶劑在80 85°C下密閉攪拌1 2小時，然後 再加入20 40%重量的芳烴溶劑，繼續在80 85°C下密閉攪拌1 2小時，即得到原油 強化蒸餾劑產品。
7.如權利要求1所述原油強化蒸餾劑的用途，其特徵在於該原油強化蒸餾劑用於原油 蒸餾過程，其用量按原油強化蒸餾劑與原油的重量比為20 lOOug/g注入常減壓裝置的進 料管線，反應溫度為350 370°C。
全文摘要
本發明涉及一種原油強化蒸餾劑及其製備方法，其特徵是它由50～70％活化主體、10～20％脂肪醇溶劑和20～40％芳烴溶劑組成，首先將活性主體與脂肪醇溶劑在80～85℃下密閉攪拌，然後再加入芳烴溶劑，繼續在80～85℃下密閉攪拌得產品，該產品具有可大幅度提高輕質油品收率，改善輕質油品質量，製備方法簡單、成本低、加劑量小，在原油強化蒸餾劑加注，無需改動裝置，加注簡單、方便的優點及效果。
文檔編號C10G7/00GK102061186SQ20111000725
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者姚志龍, 頓繼田 申請人:北京帝力偉業科技開發有限公司