一種原油脫鹽劑及其製備方法
2024-01-27 04:16:15 2
專利名稱：一種原油脫鹽劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種原油脫鹽劑及其製備方法，更具體地說是涉及到一種適用於煉油廠原油電脫鹽過程中的脫鹽劑的配方及其製備方法。
背景技術：
原油電脫鹽是原油加工過程的首道工序，其目的是從原油中脫除鹽、水和其它雜質。破乳劑在電脫鹽油水破乳過程中起關鍵作用，它破壞包圍水滴的乳化膜，並阻止水滴外部乳化膜的生成。目前一般常規破乳劑對原油均存在專一性的問題，當原油性質改變時，尤其是高膠質、瀝青質含量的稠油，常規破乳劑的破乳脫鹽效果較差，導致電脫鹽後原油鹽含量超標，從而造成蒸餾裝置塔頂冷凝冷卻系統嚴重腐蝕、加熱爐管和換熱系統的結垢，以及二次加工裝置催化劑失活等。
專利CN 101353591A涉及一種複合脫鹽劑及其使用方法。複合脫鹽劑包括1～30％的聚合物和20～90％的有機酸，其餘為水。聚合物的分子鏈由苯乙烯與不飽和酸共聚而成的鏈段和聚醚鏈段構成，兩種鏈段通過酯鍵相聯；有機酸為一元羧酸、多元羧酸、氨基羧酸、有機膦羧酸或有機膦磺酸。該發明所提供的複合脫鹽劑適用於烴油的破乳、脫水和脫金屬，特別適用於劣質稠油的破乳、脫水、脫金屬，但該類緩蝕劑存在劑量大(150～3000ppm)、對設備有腐蝕(有機羧酸)等不足。
發明內容
本發明針對現有技術中存在的常規破乳劑破乳脫鹽效果較差，電脫鹽後原油鹽含量超標，破乳劑用量大等缺點，提供了一種適用於重質原油，尤其是高膠質、高瀝青質含量稠油的破乳脫鹽劑及其製備方法。
本發明提供一種原油脫鹽劑，其特徵在於該脫鹽劑由下述組分組成 (a)多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚10％～60％ (b)瀝青質分散劑1％～20％ (c)表面活性劑 1％～20％ (d)無機鹽助劑 1％～20％ (e)溶劑10％～60％ 上述含量為重量百分數，以脫鹽劑總重量計。
其中，本發明中所述的多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚具有如下結構式
式中a為20～150、b為20～200、c為20～150、n為2～8的整數。多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚的含量優選為25重量％～45重量％。
本發明中所述瀝青質分散劑能夠充分洗滌原油中包裹在膠質、瀝青質中難脫除的無機鹽。所述的瀝青質分散劑是十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯酚、1，5-萘二磺酸鈉、2，7-萘二磺酸鈉、壬基酚醛樹脂或壬基酚醛胺樹脂中的任意一種，優選十二烷基苯磺酸鈉或壬基酚胺樹脂。瀝青質分散劑的含量優選為2重量％～10重量％。
本發明中所述表面活性劑能夠使多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚在油水混合物中更好地分散，提高脫鹽劑的破乳作用。所述表面活性劑是季銨鹽或吡啶類表面活性劑中的任意一種，優選溴代十六烷基吡啶、氯代十六烷基吡啶中任意一種。表面活性劑的含量優選為2重量％～10重量％。
本發明中所述無機鹽助劑能提高脫鹽劑對原油的脫鹽效率，以及降低脫鹽水中油含量。所述的無機鹽助劑是氯化銨、硝酸銨或硫酸銨中任意一種。無機鹽助劑的含量優選為5重量％～15重量％。
本發明中所述溶劑是甲醇、乙醇或異丙醇中的任意一種與水的混合物，優選乙醇與水混合物，乙醇與水質量比為1∶0.5～2。溶劑的含量優選為25重量％～45重量％。
本發明還提供一種所述原油脫鹽劑的製備方法，其特徵在於 (1)多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚的製備 將一定量的多乙烯多胺和催化劑加入到高壓釜中，通氮氣保護，在100～160℃溫度下用氮氣緩慢壓入一定量的環氧丙烷，反應過程中需要通冷卻水冷卻，反應2～5小時後用氮氣緩慢壓入一定量的環氧乙烷，在120～200℃反應2～5小時，最後用氮氣緩慢壓入一定量的環氧丙烷，在100～160℃反應2～5小時，冷卻後即得到多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚。
(2)原油脫鹽劑的製備 將步驟(1)製備的多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚、瀝青質分散劑、表面活性劑和溶劑加入到反應釜中在40～80℃攪拌20～60分鐘，然後加入無機鹽助劑攪拌20～60分鐘，混合均勻後即為本發明原油脫鹽劑。
本發明中所述多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中任意一種。
本發明中所述催化劑為鹼的氧化物或氫氧化物、鹼土金屬的氧化物或氫氧化物、BF3和AlCl3中任意一種，優選為氫氧化鈉或氫氧化鉀中任意一種。
本發明中所述多乙烯多胺∶環氧乙烷∶環氧丙烷比例為1∶20～500∶20～500(重量比)，優選為1∶40～200∶40～200(重量比)。
本發明中所述催化劑的用量為原料總重量的0.1～2％，優選為原料總重量的0.2～1.5％。
本發明提供的原油脫鹽劑可用於在煉油廠電脫鹽過程中原油的破乳、脫鹽、脫水。在原油電脫鹽過程中脫鹽劑用量為10～200μg/g，可將電脫鹽後原油的鹽含量降至3mgNaCl/L以下，水含量降至0.2％以下。本發明提供的原油脫鹽劑具有良好的破乳脫鹽、脫水性能，尤其適合於高膠質、高瀝青質含量稠油的破乳脫鹽、脫水。
具體實施例方式 下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細描述，但這些實施例並不限制本發明的範圍。
脫鹽劑的評價方法將脫鹽劑用水稀釋為1％的水溶液，取原油50g注入100ml脫鹽罐中，注入水2～4ml(4～8％)，和一定量濃度為1％的脫鹽劑，在溫度120℃條件下預熱15分鐘後手工混合200次，然後在電場強度為800V/cm、脫鹽溫度120℃條件下電脫鹽30分鐘，冷卻後取樣分析原油的鹽含量、水含量。含水量分析採用國標GB260方法測定，含鹽量分析採用國標GB6532方法測定。
其中實施例1～實施例4為脫鹽劑的合成與配製，實施例5～實施例7評價脫鹽劑對原油的破乳脫鹽脫水效果。
實施例1 將10g四乙烯五胺和5g氫氧化鉀加入到高壓釜中，通氮氣保護，在120℃溫度下用氮氣緩慢壓入400g環氧丙烷，反應過程中需要通冷卻水冷卻，反應2.5小時，然後用氮氣緩慢壓入500g的環氧乙烷，在150℃反應3小時，最後用氮氣緩慢壓入400g環氧丙烷，在120℃反應3小時，冷卻後即得到多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚I。
實施例2 將10g三乙烯四胺和5g氫氧化鉀加入到高壓釜中，通氮氣保護，在120℃溫度下用氮氣緩慢壓入300g環氧丙烷，反應過程中需要通冷卻水冷卻，反應3小時，然後用氮氣緩慢壓入400g的環氧乙烷，在150℃反應3小時，最後用氮氣緩慢壓入300g環氧丙烷，在120℃反應3小時，冷卻後即得到多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚II。
實施例3 將10g二乙烯三胺和5g氫氧化鈉加入到高壓釜中，通氮氣保護，在120℃溫度下用氮氣緩慢壓入300g環氧丙烷，反應過程中需要通冷卻水冷卻，反應3小時，然後用氮氣緩慢壓入500g的環氧乙烷，在150℃反應4小時，最後用氮氣緩慢壓入400g環氧丙烷，在120℃反應5小時，冷卻後即得到多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚III。
實施例4 根據實施例1～3中製得多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚I、II或III分別與瀝青質分散劑、表面活性劑、溶劑和無機鹽助劑按照一定重量比例攪拌混合製得原油脫鹽劑，如表1所示。
表1不同原油脫鹽劑的組成
實施例5 評價脫鹽劑對塔河原油的破乳脫鹽脫水效果，脫鹽劑為TY01和TY02，實驗用油為塔河原油，塔河原油屬於重質高硫原油，密度為936.7kg/m3，硫含量為2.1％；氮含量為0.46％，鹽含量274.5mgNaCl/L。實驗結果見表2。
表2脫鹽劑對塔河原油的電脫鹽效果
*水含量痕跡為＜0.03％ 從表2可以看出，脫鹽劑TY01和TY02經過三級電脫鹽後分別將塔河重質原油鹽含量從274.5mgNaCl/L降至2.68mgNaCl/L和2.36mgNaCl/L，水含量為無，由此可知脫鹽劑對高含鹽塔河重質原油具有良好的脫鹽、脫水效果。
實施例6 評價脫鹽劑對孤島稠油和河口原油的破乳脫鹽脫水效果，脫鹽劑為TY03和TY04，實驗用油為孤島稠油以及孤島稠油與河口原油的混合原油(孤島河口質量比為58∶42)，孤島原油的密度為0.9580g/cm3，硫含量為2.0％，鹽含量62.1mgNaCl/L；混合原油的密度為0.9379g/cm3，硫含量為1.7％，鹽含量44.6mgNaCl/L。實驗結果見表3。
表3脫鹽劑對孤島稠油的電脫鹽效果
由表3可知，脫鹽劑TY03和TY04經過二級電脫鹽後分別將孤島稠油鹽含量從62.1mgNaCl/L降至2.35mgNaCl/L和2.48mgNaCl/L，水含量都為0.12％；分別將混合原油從44.6mgNaCl/L降至1.84mgNaCl/L和2.16mgNaCl/L，水含量分別為0.06％和0.12％。由此可知脫鹽劑對孤島稠油也具有良好的脫鹽、脫水效果。
實施例7 評價脫鹽劑對新疆西北局原油的破乳脫鹽脫水效果，脫鹽劑為TY05和TY06，實驗用油為西北局原油，西北局原油密度為0.8944g/cm3，硫含量為1.36％，鹽含量為44.5mg/L。實驗結果見表4。
表4脫鹽劑對西北局原油的電脫鹽效果
由表4可知，脫鹽劑TY05和TY06經過二級電脫鹽後分別將西北局原油鹽含量從44.5mgNaCl/L降至2.45mgNaCl/L和2.48mgNaCl/L，水含量都為痕跡。由此可知脫鹽劑對西北局原油也具有良好的脫鹽、脫水效果。
儘管對本發明已作了詳細的說明並引證了一些具體實例，但對本領域熟練技術人員來說，只要不離開本發明的精神和範圍可作各種變化和修正是顯然的。
權利要求
1.一種原油脫鹽劑，其特徵在於由以下組分和含量組成
(a)多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚 10％～60％
(b)瀝青質分散劑 1％～20％
(c)表面活性劑1％～20％
(d)無機鹽助劑1％～20％
(e)溶劑 10％～60％
以上含量為重量百分數，以脫鹽劑總重量計；
其中所述的多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚具有如下結構式
式中a為20～150、b為20～200、c為20～150、n為2～8的整數；
所述的瀝青質分散劑是十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯酚、1，5-萘二磺酸鈉、2，7-萘二磺酸鈉、壬基酚醛樹脂或壬基酚醛胺樹脂中的任意一種；
所述表面活性劑是季銨鹽或吡啶類表面活性劑中的任意一種；
所述的無機鹽助劑是氯化銨、硝酸銨或硫酸銨中任意一種；
所述的溶劑是甲醇、乙醇或異丙醇中的任意一種與水的混合物。
2.根據權利要求1所述的脫鹽劑，其特徵在於所述的多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚的含量為25重量％～45重量％。
3.根據權利要求1所述的脫鹽劑，其特徵在於所述的瀝青質分散劑的含量為2重量％～10重量％。
4.根據權利要求1所述的脫鹽劑，其特徵在於所述的表面活性劑的含量為2重量％～10重量％。
5.根據權利要求1～4所述的任一種脫鹽劑，其特徵在於所述的無機鹽助劑的含量為5重量％～15重量％。
6.根據權利要求1所述的脫鹽劑，其特徵在於所述的溶劑的含量為25重量％～45重量％。
7.根據權利要求1或3所述的脫鹽劑，其特徵在於所述的瀝青質分散劑為十二烷基苯磺酸鈉或壬基酚胺樹脂。
8.根據權利要求1或4所述的脫鹽劑，其特徵在於所述的表面活性劑為溴代十六烷基吡啶、氯代十六烷基吡啶中任意一種。
9.根據權利要求1或6所述的脫鹽劑，其特徵在於所述的溶劑為乙醇與水混合物，乙醇與水質量比為1∶0.5～2。
10.一種權利要求1所述的脫鹽劑的製備方法，其特徵在於
(1)多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚的製備
將一定量的多乙烯多胺和催化劑加入到高壓釜中，通氮氣保護，在100～160℃溫度下用氮氣緩慢壓入一定量的環氧丙烷，反應過程中需要通冷卻水冷卻，反應2～5小時後用氮氣緩慢壓入一定量的環氧乙烷，在120～200℃反應2～5小時，最後用氮氣緩慢壓入一定量的環氧丙烷，在100～160℃反應2～5小時，冷卻後即得到多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚；
(2)原油脫鹽劑的製備
將步驟(1)製備的多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚、瀝青質分散劑、表面活性劑和溶劑加入到反應釜中在40～80℃攪拌20～60分鐘，然後加入無機鹽助劑攪拌20～60分鐘，混合均勻後即為本發明原油脫鹽劑；
所述多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中任意一種；
所述催化劑為鹼的氧化物或氫氧化物、鹼土金屬的氧化物或氫氧化物、BF3和AlCl3中任意一種；
所述多乙烯多胺∶環氧乙烷∶環氧丙烷比例為1∶20～500∶20～500，所述比例為重量比；
所述催化劑的用量為原料總重量的0.1～2％。
11.根據權利要求10所述的製備方法，其特徵在於所述催化劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
12.根據權利要求10所述的製備方法，其特徵在於所述多乙烯多胺∶環氧乙烷∶環氧丙烷的比例為1∶40～200∶40～200，所述比例為重量比。
13.根據權利要求10或11所述的製備方法，其特徵在於所述催化劑的用量為原料總重量的0.2～1.5％。
全文摘要
本發明涉及一種原油脫鹽劑及其製備方法，主要解決現有技術中存在的常規破乳劑破乳脫鹽效果較差，電脫鹽後原油鹽含量超標，破乳劑用量大等缺點。該脫鹽劑的組成為(a)多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚10重量％～60重量％，(b)瀝青質分散劑1重量％～20重量％，(c)表面活性劑1重量％～20重量％，(d)無機鹽助劑1重量％～20重量％，(e)溶劑10重量％～60重量％；通過使用該脫鹽劑較好的解決了這些問題，該脫鹽劑具有良好的破乳脫鹽、脫水性能，尤其適合於高膠質、高瀝青質含量稠油的破乳脫鹽、脫水。
文檔編號C10G33/04GK101724438SQ20091006556
公開日2010年6月9日 申請日期2009年7月29日 優先權日2009年7月29日
發明者於鳳昌, 段永鋒, 彭松梓, 崔新安, 李春賢, 王紅梅, 申明周 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石化集團洛陽石油化工工程公司