[发明专利]一种烃类改质分离的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烃类改质分离的方法，特别是石油烃类富集沥青质及金属杂质的方法，属于石油化工领域。

背景技术

在世界各国石油工业发展的过程中，都是先开采易于开采的、较轻的原油。随着较轻原油资源的逐渐减少，人们不得不开始开采一些较难开采的重质原油，因此在世界石油产量中重质原油的份额正在逐渐增加。近年来，我国也加快了重质原油的开发，目前开采的重质原油中＞350℃常压渣油的含量大多为60%～70%，＞500℃减压渣油的含量也达到30%～50%。与此同时市场对轻质燃料油的需求持续快速增长和对重质燃料油需求迅速减少，使得重油的深加工技术已经成为炼油工业发展的重点。

根据工艺过程的不同，目前世界上已有的重质油加工工艺可以归纳成三类：（1）以焦化过程为先导的流程；（2）以溶脱沥青为先导的流程；（3）以加氢处理为先导的流程。

焦化过程是最彻底的脱碳过程，也是目前能够直接加工劣质重油的技术，但是焦化过程会产生30%左右的低价值焦炭，焦化的轻质燃料也必须经过进一步精制才能成为合格的产品。不仅影响炼厂的经济效益，而且浪费了大量宝贵的石油资源。溶脱沥青工艺属于物理过程，主要为催化裂化和加氢裂化提供原料，或者作为润滑油加工的一个关键环节。因其不直接产生轻质燃料，而且工艺操作复杂、能耗较高，所以没有得到大规模发展。重油加氢处理是重油改质和轻质化的重要手段。具有产品质量好、轻油收率较高等优点，与催化裂化工艺组合可以将重油深度裂化成轻质燃料。近年来该技术发展很快，成为与催化裂化并驾齐驱的重质油深度加工方法。

现有的渣油加氢技术分为固定床加氢、移动床加氢、悬浮床加氢和沸腾床加氢四种类型。固定床加氢处理技术相对最为成熟，加工成本最低，但其对原料中残炭和金属杂质含量限制较高；移动床和沸腾床加氢技术也已逐渐成熟，由于催化剂可实现在线加排，对原料的适应性有所增强，但是日常维护及操作费用较高；悬浮床加氢也是国内外各大石油公司和研究机构积极开发的一种重油加工技术，由于工程技术的难度较大，至今大都处于工业示范装置阶段，未见工业应用的报道。

随着对劣质重油研究的不断深入，人们逐渐发现，严重影响劣质重油质量的金属、硫、氮、氧等杂原子的分布具有一定的规律。即大约70%以上的金属、50%以上的残炭以及90%以上的沥青质都分布在少量（约20%）的重馏分中。所以采用适当的手段，可以将劣质渣油分离成符合固定床加氢技术的原料。

由于原油中的镍、钒等金属杂质都是以油溶性化合物形式存在，采用一般的方式很难将其脱除。现阶段的技术中，设计脱金属剂时基本思路为：将油溶性金属杂质转化为水溶性的化合物或不亲油化合物，然后采用油水分离的方式将金属杂质脱除。

CN200810228246.9给出了一种油品脱金属的方法。采用在油品中加入水和脱金属剂的方法，辅助以超声波加快反应，使油品中的油溶性金属化合物转化为水溶性金属化合物，然后进行油水分离，实现脱出油品中金属的目的。该方法虽然工艺简单，但是脱金属剂多为油溶性的酸类，会导致油品中的酸量增加，对装置腐蚀严重。同时脱金属剂的加入量较高，所以生产成本不低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明涉及一种烃类改质分离的方法，特别是石油烃类残炭及金属杂质的富集方法。利用沥青质、胶质等极性物质易于乳化的性质，采用乳化方法分离富集烃类中的沥青质，从而实现对烃类中的残炭及金属杂质的分离富集。

本发明一种烃类改质分离的方法，包括如下过程：

a)以渣油或重质原油为原料油，将原料油和水按适宜比例混合乳化，得到乳状液。根据原料的性质，可以添加适量的乳化剂；

b)将步骤a）得到的乳状液采用至少两次破乳的方式依次破乳，即每一次破乳只分离出部分油相，首先破乳的是原料油中易破乳部分，最后破乳的是原料油中难破乳部分。

步骤a)中所说的乳化方法为本领域技术人员所熟知的方法，可以采用的方式包括：机械混合、混合阀、胶体磨、超声波乳化等。通过控制乳化强度，使得原料中的绝大部分沥青质、胶质处于乳状液中。

步骤a)中，水的用量为原料体积的2v%～180v%，优选为5v%～80v%。

步骤a)中所说的乳化剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂及非离子型表面活性剂。乳化剂的用量一般为原料和水总重量的0.05%～1%。根据原料油的性质，可以采用其中的一种或几种复合使用。如果原料的乳化性质较好，也可以不添加乳化剂。

步骤b)中所说的破乳方法包括利用重力、离心力、化学药剂、电能、超声波、微波等破乳方法中的一种或几种。