[发明专利]一种化学沉淀原油脱钙的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用化学法脱除原油中金属的方法，更具体地说，是一种利用化学沉淀药剂进行原油脱钙的方法。

背景技术

原油中的金属钙一部分以水溶性盐、微溶性盐如氯化钙、硫酸钙等无机钙盐形式存在，另一部分则以石油酸钙等有机钙盐形式存在。对于可溶性的盐及亲水性无机钙盐颗粒，炼厂通常在电脱盐过程中采用简单水洗方式脱除，但对于存在于油相中的石油酸钙，该法则几乎没有脱除效果，这一部分钙盐的存在对后序的原油加工会产生诸多负面影响。

已知的化学法原油脱钙技术大致归结为化学螯合法、化学酸处理法和化学沉淀法。如CN8610728A、CN1036981A、CN87105863等公开的原油脱钙技术属于化学螯合法，其主要采用能与原油中的Ca离子生成水溶性螯合物的氨基羧酸、二元羧酸、羟基羧酸等进行原油脱钙，此类方法药剂价格较为昂贵，工业生产成本高；CN1112424C、CN1454967A等公开的原油脱钙技术属于化学酸处理法，这类技术是利用有机或无机中强酸置换原油中的石油酸钙原理来脱除原油中的钙，虽然一次性原油脱钙率高达90％以上，但缺点是采用的工业酸对环境不友好，对工业设备有腐蚀作用，需要选用耐腐蚀设备；CN1055552A、CN1054261A、CN1078234C、ZL2005100707973等公开的原油脱钙技术属于化学沉淀法，这类方法采用水溶性硫酸盐、磷酸盐、磷酸氢二盐与原油中的石油酸钙作用生成微溶或不溶于水的硫酸钙、磷酸钙、磷酸氢钙，在固体润湿剂的作用下，沉积于水相达到脱钙目的，该法对环境和设备较为友好，不足之处在于化学药剂用量大，对于脱钙反应所产生的沉淀物需要用专门的分离设备处理。

CN1040214A、CN1611569A公开了一种烃类原料脱金属的方法：使用萃取剂的水溶液脱除原油中的钙，较好的金属萃取剂是碳酸或其盐，如碳酸铵的水溶液，待脱金属的原料与碳酸铵的水溶液密切和完全混合，金属与萃取剂结合，水相与烃相分离实现烃油脱钙。碳酸铵是一种化学沉淀脱钙剂，在常温下，具有强烈的氨气味，在空气中很不稳定，对光和热都很敏感。从应用角度考虑，碳酸铵在贮运和使用过程中对环境和人体都会产生较大影响，现在，企业对员工人身健康保护的意识不断提高，这使得这一脱钙剂的应用受到影响。

发明内容

本发明提供一种化学沉淀脱钙方法，采用尿素水溶液与含钙原油作用，生成碳酸钙沉淀物，使沉淀物和水与原油分离，进行原油脱钙的方法。

本发明所述的一种化学沉淀脱钙的方法，脱钙剂是由尿素、尿素酶和原油破乳剂组成。

尿素：H₂NCONH₂，学名碳酰二胺，为白色针状或柱状结晶物，常温无气味，化学性质稳定，为农业常用氮肥。

在本发明中，尿素与原油中的石油酸钙发生置换反应，其反应式可表示为：

H₂NCONH₂+2H₂O+(R₁COO-Ca-OOCR₂)＝CaCO₃+NH₄OOCR₁+NH₄OOCR₂

尿素的用量越大，对原油中钙的脱除效果越好，而当脱钙剂的用量为原油中Ca的摩尔数的5倍以上时，原油脱钙效果增加趋于缓慢，本发明脱钙剂的摩尔用量为原油中Ca的摩尔数的2～5倍。

尿素酶也称脲酶，是一种含镍的寡聚酶，分子量约为483000，特异性地催化尿素水解，释放出氨和二氧化碳，其用量与尿素的摩尔比为1×10^-10～20×10^-10。

破乳剂的作用是促进油水分离，应根据原油种类进行选择，可选用单一破乳剂或复合破乳剂，其用量为原油质量的20～100μg/g。

首先，依据原油中钙含量计算出尿素用量，将尿素、尿素酶、破乳剂和水配制成脱钙剂水溶液，脱钙剂水溶液与原油的液油质量比为0.05～0.20。脱钙反应的液油作用比越大，水相对反应生成的CaCO₃沉淀水洗作用越强，对原油中钙的脱除效果越好，但液油比越大，对原油脱钙后油水分离的处理工作量增加越大。