溶剂脱沥青资料课件

1、溶溶 剂剂 脱脱 沥沥 青青溶剂脱沥青溶剂脱沥青目目 录录v概述概述v溶剂脱沥青原理溶剂脱沥青原理v影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素v溶剂脱沥青工艺流程溶剂脱沥青工艺流程概概 述述v溶剂脱沥青是以液态的丙烷等小分子烃类为溶剂脱沥青是以液态的丙烷等小分子烃类为抽提溶剂，将渣油分离成残炭、重金属、硫抽提溶剂，将渣油分离成残炭、重金属、硫和氮含量均较低的脱沥青油和含和氮含量均较低的脱沥青油和含“油分油分”较较少的脱油沥青的工艺过程。少的脱油沥青的工艺过程。 概概 述述 溶剂脱沥青工艺技术始于溶剂脱沥青工艺技术始于19301930年，国外至今年，国外至今已有近已有近200200套。套。 我国也

2、有相当数量的装置，约我国也有相当数量的装置，约3030套左右，单套左右，单套装置的规模在套装置的规模在0.25-0.4 Mt/a0.25-0.4 Mt/a。 概概 述述溶剂脱沥青工艺是从减压渣油制取高粘度溶剂脱沥青工艺是从减压渣油制取高粘度润滑油基础油、催化裂化或加氢裂化原料油的润滑油基础油、催化裂化或加氢裂化原料油的一个重要加工过程，也是生产微晶蜡必不可少一个重要加工过程，也是生产微晶蜡必不可少的关键环节。的关键环节。概 述工艺概述工艺概述概概 述述概 述 溶剂脱沥青过程所指的溶剂脱沥青过程所指的“沥青沥青”并非一种严并非一种严格定义的产品或化合物，它是指减压渣油中格定义的产品或化合物，它是

3、指减压渣油中最重的那一部分，主要是沥青质和胶质，有最重的那一部分，主要是沥青质和胶质，有些情况下也会包括少量芳烃和饱和烃，其具些情况下也会包括少量芳烃和饱和烃，其具体组成因生产目的不同而异。体组成因生产目的不同而异。概 述它包括沥青质、胶质、它包括沥青质、胶质、某些大分子烃类、以及含有硫、氮的化合物，某些大分子烃类、以及含有硫、氮的化合物，甚至还含有甚至还含有NiNi、V V等金属的有机化合物。等金属的有机化合物。溶剂脱沥青原理v溶剂：低分子烃类，如丙烷、丁烷、戊烷以及它溶剂：低分子烃类，如丙烷、丁烷、戊烷以及它们的混合物。们的混合物。v溶剂脱沥青原理溶剂脱沥青原理：以各种烃类在这些低分子烃类

4、：以各种烃类在这些低分子烃类中的中的溶解度不同溶解度不同作为基础，利用它们对环烷烃、作为基础，利用它们对环烷烃、烷烃及低分子芳香烃有相当大的溶解度，而对胶烷烃及低分子芳香烃有相当大的溶解度，而对胶质沥青质则难溶或几乎不溶的特性，使胶质和沥质沥青质则难溶或几乎不溶的特性，使胶质和沥青质从渣油中脱除的。青质从渣油中脱除的。溶剂脱沥青原理v当以低相对分子质量的烷烃当以低相对分子质量的烷烃(C(C3 3, C, C4 4, C, C5 5) )作溶剂作溶剂时，根据溶解过程的分子相似原理，渣油中相对时，根据溶解过程的分子相似原理，渣油中相对分子质量较小的饱和烃和芳烃较易溶解，而胶质分子质量较小的饱和烃和

5、芳烃较易溶解，而胶质及沥青质则较差，甚至不溶。及沥青质则较差，甚至不溶。v从分子的极性大小来看各组分的溶解度，也是饱从分子的极性大小来看各组分的溶解度，也是饱和烃最大，芳烃次之和烃最大，芳烃次之( (其中的多环芳烃又差些其中的多环芳烃又差些) )，胶质又次之，而沥青质则基本不溶。胶质又次之，而沥青质则基本不溶。溶剂脱沥青原理v因此，采用低相对分子质量烷烃作溶剂对渣因此，采用低相对分子质量烷烃作溶剂对渣油进行抽提时，可以把渣油中的饱和烃及芳油进行抽提时，可以把渣油中的饱和烃及芳烃烃( (在炼厂常把这部分称为油分在炼厂常把这部分称为油分) )提取出来，提取出来，从而分离出胶质及沥青质，也可以只分离

6、出从而分离出胶质及沥青质，也可以只分离出重胶质及沥青质。重胶质及沥青质。v与原料渣油相比，提取所得的油分的残炭值与原料渣油相比，提取所得的油分的残炭值及金属含量较低、及金属含量较低、H/CH/C原子比较高，达到生产原子比较高，达到生产高粘度润滑油和改善催化裂化进料的要求。高粘度润滑油和改善催化裂化进料的要求。溶剂脱沥青原理 渣油中的沥青质是以胶束状态存在，芳烃和渣油中的沥青质是以胶束状态存在，芳烃和胶质对这种状态起着稳定作用。在加入低分胶质对这种状态起着稳定作用。在加入低分 子烷烃后，这种稳定状态被破坏，沥青质也子烷烃后，这种稳定状态被破坏，沥青质也可能沉淀出来。因此，有的作者也称渣油溶可能沉

7、淀出来。因此，有的作者也称渣油溶剂脱沥青过程为剂脱沥青过程为“抽提沉淀分离抽提沉淀分离”过程。过程。但从广义上考虑，此过程仍属抽提过程但从广义上考虑，此过程仍属抽提过程。溶剂脱沥青原理 一种物质在有机溶剂中一种物质在有机溶剂中溶解度变化溶解度变化的一的一般规律是：般规律是：v在低温时，溶解度较小，升高温度则溶解度在低温时，溶解度较小，升高温度则溶解度增大。增大。v当温度升至一定程度后，二者完全互溶。当温度升至一定程度后，二者完全互溶。v当温度升至当温度升至临界温度临界温度，压力处于临界压力时，压力处于临界压力时，溶剂已经具有气体的性质，这时它将不溶解溶剂已经具有气体的性质，这时它将不溶解溶质而

8、是把溶质全部析出。溶质而是把溶质全部析出。溶剂脱沥青原理v这个变化并不是突然发生的，在靠近临界温这个变化并不是突然发生的，在靠近临界温度而还未到临界温度的某个区域内，溶解度度而还未到临界温度的某个区域内，溶解度就随着温度的升高而降低，等到临界温度时就随着温度的升高而降低，等到临界温度时溶解度等于零。溶解度等于零。丙烷渣油体系溶解度原理图丙烷渣油体系溶解度原理图丙烷丙烷: :渣油渣油=2:1=2:1（体积比）（体积比）溶剂脱沥青原理v从零下若干度到稍高于从零下若干度到稍高于2020的范围内，分离的范围内，分离出的不溶物量随着温度升高而减少，也即溶出的不溶物量随着温度升高而减少，也即溶解度增大；解

9、度增大；v到温度稍高于到温度稍高于2020时，两相变为完全互溶的时，两相变为完全互溶的一相。这就是说，在低于一相。这就是说，在低于2020前出现前出现第一个第一个两相区。两相区。溶剂脱沥青原理v当温度升高至当温度升高至4040后，又开始有不溶物析出，而且随后，又开始有不溶物析出，而且随着温度的升高，析出的物质增加，至丙烷的临界温度着温度的升高，析出的物质增加，至丙烷的临界温度(97)(97)时，油全部析出。时，油全部析出。v由此可见，从由此可见，从4040到到9797又出现又出现第二个两相区第二个两相区。v丙烷脱沥青过程就是在这第二个两相区温度范围内操丙烷脱沥青过程就是在这第二个两相区温度范围

10、内操作的。作的。溶剂脱沥青原理v而第一个两相区温度范围内是不适宜脱沥青操作，而第一个两相区温度范围内是不适宜脱沥青操作，因为在因为在-42-20-42-20温度下，不仅胶质、沥青质几乎温度下，不仅胶质、沥青质几乎不溶于丙烷，而且固体烃不溶于丙烷，而且固体烃( (蜡蜡) )也只稍溶于丙烷，所也只稍溶于丙烷，所以在分出胶质、沥青状物质的同时，蜡也会被分出，以在分出胶质、沥青状物质的同时，蜡也会被分出，这样就会使蜡和沥青都不能应用。这样就会使蜡和沥青都不能应用。v在第二个两相区内，溶解度随温度变化的规律与在在第二个两相区内，溶解度随温度变化的规律与在第一个两相区时是相反的，在讨论丙烷脱沥青时必第一个

11、两相区时是相反的，在讨论丙烷脱沥青时必须记住这一点。须记住这一点。溶剂脱沥青原理v 丙烷对渣油中各组分的溶解度是不同的，按丙烷对渣油中各组分的溶解度是不同的，按其大小次序排列依次为：其大小次序排列依次为： 烷烃环状烃类高分子多环烃类胶状烷烃环状烃类高分子多环烃类胶状物质。物质。v 丙烷对胶状物质和高分子多环烃类的溶解度丙烷对胶状物质和高分子多环烃类的溶解度很小，并且很小，并且温度越高，其溶解度也越小温度越高，其溶解度也越小。 溶剂脱沥青原理v渣油中的烃类和胶状物质本来是互溶的，或渣油中的烃类和胶状物质本来是互溶的，或者是有些呈溶胶均匀地分散在油中。者是有些呈溶胶均匀地分散在油中。v当丙烷加入到

12、渣油中，温度在当丙烷加入到渣油中，温度在60-7060-70或更低或更低时，由于丙烷对烃类的溶解度还很大，于是时，由于丙烷对烃类的溶解度还很大，于是丙烷与烃类形成均匀的溶液。丙烷与烃类形成均匀的溶液。溶剂脱沥青原理v丙烷对胶状物质的溶解度很小，因此溶液对丙烷对胶状物质的溶解度很小，因此溶液对胶状物质的溶解度比烃类的要小得多，所以胶状物质的溶解度比烃类的要小得多，所以当加入的丙烷量增加时，溶液对胶状物质的当加入的丙烷量增加时，溶液对胶状物质的溶解度就会下降，当下降至不能溶解全部胶溶解度就会下降，当下降至不能溶解全部胶状物质时它们就会从溶液中析出，并且随着状物质时它们就会从溶液中析出，并且随着溶剂

13、比的继续增大，胶状物质析出量也增大。溶剂比的继续增大，胶状物质析出量也增大。溶剂脱沥青原理v但是这种情况并不是无限制的，因为丙烷毕但是这种情况并不是无限制的，因为丙烷毕竟对胶状物质还有一定的溶解度，当加入的竟对胶状物质还有一定的溶解度，当加入的丙烷量增大至一定数量时，溶液的溶解度就丙烷量增大至一定数量时，溶液的溶解度就接近丙烷的溶解度，此时若再加入丙烷，溶接近丙烷的溶解度，此时若再加入丙烷，溶液的溶解度降低得很少。但是由于溶液的总液的溶解度降低得很少。但是由于溶液的总量增加了，因此，总还能多溶解一些胶状物量增加了，因此，总还能多溶解一些胶状物质，于是，表现出来的现象是析出的胶状物质，于是，表现

14、出来的现象是析出的胶状物质随着溶剂用量的增加而减小。质随着溶剂用量的增加而减小。溶剂脱沥青原理 由此可见，在油收率由此可见，在油收率溶剂比曲线上就会溶剂比曲线上就会出现一个最低点，这出现一个最低点，这个点就是在一定温度个点就是在一定温度下能析出胶状物质的下能析出胶状物质的最大量。此时，无论最大量。此时，无论怎样改变溶剂比都不怎样改变溶剂比都不能超过这个数值。能超过这个数值。 溶剂比油收率油的残炭值之间的关系溶剂比油收率油的残炭值之间的关系 溶剂脱沥青原理v如果要得到比上述曲线最低点的脱炭程度更高的油，只能采如果要得到比上述曲线最低点的脱炭程度更高的油，只能采用升高温度的办法，因为升高温度能降低

15、溶解度，因而可使用升高温度的办法，因为升高温度能降低溶解度，因而可使曲线上最低点的位置降低。曲线上最低点的位置降低。溶剂脱沥青原理v温度由温度由38 38 升至升至7272时，脱炭程度也随之加时，脱炭程度也随之加深。由此可见，在丙烷脱沥青时，温度是控深。由此可见，在丙烷脱沥青时，温度是控制产品质量的最灵敏因素。制产品质量的最灵敏因素。 v在温度升高至在温度升高至7070以上或更高的温度时，不以上或更高的温度时，不仅降低了曲线的位置，而且还改变了曲线的仅降低了曲线的位置，而且还改变了曲线的形状。形状。 溶剂脱沥青原理v原因：温度升高时，油和丙烷之间的溶解度原因：温度升高时，油和丙烷之间的溶解度大

16、为减小，油中只能溶解少量丙烷，这时，大为减小，油中只能溶解少量丙烷，这时，或者只能析出少量胶状物质，形成分别以沥或者只能析出少量胶状物质，形成分别以沥青、油、丙烷为主的三个液相共存；或者油青、油、丙烷为主的三个液相共存；或者油中溶入的丙烷量较少，还不足以使胶状物质中溶入的丙烷量较少，还不足以使胶状物质析出，于是形成油析出，于是形成油- -沥青和丙烷沥青和丙烷- -油两个液相。油两个液相。 溶剂脱沥青原理v前一种情况只是在较狭窄的条件范围内发生。前一种情况只是在较狭窄的条件范围内发生。当后一种情况出现时，增加溶剂比能从油当后一种情况出现时，增加溶剂比能从油- -胶胶状物质相中提取出更多的油，成为

17、一个纯提状物质相中提取出更多的油，成为一个纯提取过程。此时，随着溶剂比的增大脱炭程度取过程。此时，随着溶剂比的增大脱炭程度降低。降低。溶剂脱沥青原理综上所述，可以得到以下几点有用的综上所述，可以得到以下几点有用的结论结论：v在较低温度时，丙烷比对收率和质量的关系中有一在较低温度时，丙烷比对收率和质量的关系中有一最低点和最优点；最低点和最优点；v提高温度可以改进油的质量，但收率将会降低；提高温度可以改进油的质量，但收率将会降低；v当温度较高时，由于油当温度较高时，由于油- -丙烷溶解度的减小，丙烷丙烷溶解度的减小，丙烷脱沥青成为纯提取过程，增加丙烷比使提取出的油脱沥青成为纯提取过程，增加丙烷比使

18、提取出的油随之增多，但残炭值也随之增大。随之增多，但残炭值也随之增大。影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素v影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素: : 原料油的性质、温度、压力、溶原料油的性质、温度、压力、溶剂比、溶剂组成等。剂比、溶剂组成等。v 但对实际操作影响最大的是温度、但对实际操作影响最大的是温度、溶剂组成和溶剂比。溶剂组成和溶剂比。 影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素一、一、 温度温度溶剂脱沥青的最重要与最敏感的因素是温度。溶剂脱沥青的最重要与最敏感的因素是温度。因为工业上溶剂脱沥青过程都是在第二个两相区因为工业上溶剂脱沥青过程都是在第二个两相区温度范围内靠近临界点温度

19、条件下进行的，由温度范围内靠近临界点温度条件下进行的，由于靠近临界点，溶剂的溶解度随温度变化会发于靠近临界点，溶剂的溶解度随温度变化会发生非常大的变化，所以在溶剂脱沥青过程中，生非常大的变化，所以在溶剂脱沥青过程中，调节温度对调整产品质量、收率以及操作都是调节温度对调整产品质量、收率以及操作都是一个很重要的手段。一个很重要的手段。影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 温度温度以丙烷脱沥青为例，以丙烷脱沥青为例，v温度较低时，丙烷对油有较大的溶解度。温度较低时，丙烷对油有较大的溶解度。v随着温度升高，丙烷选择性提高，溶解能力随着温度升高，丙烷选择性提高，溶解能力降低，因此，从丙烷溶解油的溶液

20、中析出的降低，因此，从丙烷溶解油的溶液中析出的胶质、沥青质越多，脱沥青油的残炭值变小，胶质、沥青质越多，脱沥青油的残炭值变小，但收率降低；脱出的沥青的软化点也相应降但收率降低；脱出的沥青的软化点也相应降低。低。温度对脱沥青油的质量及收率的影响温度对脱沥青油的质量及收率的影响( (丙烷比丙烷比10:l)10:l)1-脱沥青油收率()； 2-脱沥青油运动黏度(98.89厘斯)；3-脱沥青油残炭值()； 4-沥青软化点()影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 温度温度 抽提塔内各点温度，以塔顶温度为最高，塔底温度抽提塔内各点温度，以塔顶温度为最高，塔底温度最低，最低， 自上而下形成一个温度差，称

21、为自上而下形成一个温度差，称为温度梯度温度梯度。v上部温度高，溶剂选择性强，溶解能力弱，有利于上部温度高，溶剂选择性强，溶解能力弱，有利于脱沥青原料中的重组分从溶剂中析出，保证脱沥青脱沥青原料中的重组分从溶剂中析出，保证脱沥青油的质量；油的质量；v而底部温度低，溶剂选择性差，溶解能力强，有利而底部温度低，溶剂选择性差，溶解能力强，有利于溶剂从塔底沥青层中抽出更多的润滑油组分，以于溶剂从塔底沥青层中抽出更多的润滑油组分，以提高脱沥青油的收率以及保证沥青的质量提高脱沥青油的收率以及保证沥青的质量。影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 温度温度v如果抽提塔内温度梯度变小，抽提效果往往变坏，塔内分

22、层如果抽提塔内温度梯度变小，抽提效果往往变坏，塔内分层不清。不清。v但温度梯度也不能过大，若抽提塔的顶部与底部温差过大，但温度梯度也不能过大，若抽提塔的顶部与底部温差过大，塔内就会产生过分的内回流，形成溢泛。塔内就会产生过分的内回流，形成溢泛。v可见，适宜的温度梯度是保证产品质量和收率的重要条件，可见，适宜的温度梯度是保证产品质量和收率的重要条件，温度梯度通常为温度梯度通常为2020左右。左右。v顶部温度可通过改变顶部加热盘管蒸汽量来调节，而底部温顶部温度可通过改变顶部加热盘管蒸汽量来调节，而底部温度由溶剂进塔温度决定度由溶剂进塔温度决定。抽提塔内温度分布图抽提塔内温度分布图( (丙烷为溶剂丙

23、烷为溶剂) ) 影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 温度温度可以看出，可以看出，v处于处于A A型温度分布时，操作时易产生固体沉积物，型温度分布时，操作时易产生固体沉积物，出现堵塞，即使采用大溶剂比也避免不了。出现堵塞，即使采用大溶剂比也避免不了。vB B型温度分布是一种较合理的温度分布，在原料与型温度分布是一种较合理的温度分布，在原料与丙烷进料之间的抽提段几乎是恒温状态，不会引起丙烷进料之间的抽提段几乎是恒温状态，不会引起强烈的内回流，避免或减少了由于返混带来的不良强烈的内回流，避免或减少了由于返混带来的不良影响，有利于沥青的沉降。影响，有利于沥青的沉降。B B型温度分布与工业塔型温度

24、分布与工业塔的温度分布很相似。的温度分布很相似。vC C型是美国伍德河炼油厂的丙烷脱沥青塔的温度分型是美国伍德河炼油厂的丙烷脱沥青塔的温度分布图。布图。 影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 温度温度v塔顶、塔底的温度高低应根据原料性质、脱塔顶、塔底的温度高低应根据原料性质、脱沥青油及沥青质量要求而定。沥青油及沥青质量要求而定。v对胶质、沥青质含量多的原料，轻脱沥青油对胶质、沥青质含量多的原料，轻脱沥青油残炭要求不大于残炭要求不大于0.7%0.7%时，塔顶、塔底温度都时，塔顶、塔底温度都相应高些，顶部温度高以保证轻脱沥青油的相应高些，顶部温度高以保证轻脱沥青油的质量，底部温度高主要考虑减少

25、油品的粘度，质量，底部温度高主要考虑减少油品的粘度，以保证抽提效率。以保证抽提效率。影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 温度温度v不同的溶剂要求的抽提温度也不同。不同的溶剂要求的抽提温度也不同。v用丙烷溶剂时抽提温度为用丙烷溶剂时抽提温度为50-9050-90，用丁烷时为，用丁烷时为100-140100-140，用戊烷时为，用戊烷时为150-190150-190。v在最高允许温度以下，采用较高的温度可以降在最高允许温度以下，采用较高的温度可以降低渣油的粘度，从而改善抽提过程中的传质状低渣油的粘度，从而改善抽提过程中的传质状况。渣油入塔温度高，通常在况。渣油入塔温度高，通常在120-I50

26、120-I50之间。之间。影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 温度温度v在实际生产中，用同一原料生产不同目的产品在实际生产中，用同一原料生产不同目的产品时，经常是只调控操作温度就能达到要求。时，经常是只调控操作温度就能达到要求。 影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素二、溶剂二、溶剂一般来说，乙烷、丙烷、丁烷等低分子烷烃对分离沥青都很一般来说，乙烷、丙烷、丁烷等低分子烷烃对分离沥青都很有效有效乙烷虽然分离沥青的能力大，但对油的溶解度小，因而脱沥乙烷虽然分离沥青的能力大，但对油的溶解度小，因而脱沥青油的收率和粘度低，同时，乙烷的蒸汽压高，必须用耐高青油的收率和粘度低，同时，乙烷的蒸汽压高

27、，必须用耐高压的设备，所以工业上很少使用；压的设备，所以工业上很少使用；丁烷以上的低分子烷烃对残渣油溶解能力强，但对油和胶质、丁烷以上的低分子烷烃对残渣油溶解能力强，但对油和胶质、沥青质的选择性差，一部分胶质、沥青质仍末被服除，脱沥沥青质的选择性差，一部分胶质、沥青质仍末被服除，脱沥青油质量差；青油质量差；而丙烷既具有一定的溶解能力，又具有一定的选择性。因此，而丙烷既具有一定的溶解能力，又具有一定的选择性。因此，与其它低分子烷烃相比，丙烷是良好的脱沥青溶剂。与其它低分子烷烃相比，丙烷是良好的脱沥青溶剂。不同分子量的烷烃脱沥青的效果不同分子量的烷烃脱沥青的效果 ( (溶剂比溶剂比10:110:1

28、，27)27) 几种溶剂的正常沸点及临界参数几种溶剂的正常沸点及临界参数影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 溶剂溶剂v选择那种溶剂是根据脱沥青油的用途而定。选择那种溶剂是根据脱沥青油的用途而定。v当用作润滑油料时，要求脱沥青油有较低的当用作润滑油料时，要求脱沥青油有较低的残炭值残炭值( (不得超过不得超过1.5-1.81.5-1.8) )，所以一般需要，所以一般需要使用选择性高的丙烷作溶剂。使用选择性高的丙烷作溶剂。v若用作催化裂化和加氢裂化原料时，则可使若用作催化裂化和加氢裂化原料时，则可使用选择性低一点的溶剂如丁烷、戊烷或丙用选择性低一点的溶剂如丁烷、戊烷或丙丁烷、丁戊烷混合溶剂，而

29、混合溶剂对原丁烷、丁戊烷混合溶剂，而混合溶剂对原料多变有较大的适应性料多变有较大的适应性。 影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 溶剂溶剂v实际生产中工业溶剂不可能是单一的溶剂，而溶剂的组成直实际生产中工业溶剂不可能是单一的溶剂，而溶剂的组成直接影响脱沥青的结果。接影响脱沥青的结果。v一般工业丙烷来源于催化裂化气体分馏装置，丙烷中会含有一般工业丙烷来源于催化裂化气体分馏装置，丙烷中会含有其他烃类，由于各种烃类的基本性质不同而影响抽提操作及其他烃类，由于各种烃类的基本性质不同而影响抽提操作及效果。因此对溶剂的其它组分含量要加以限制。效果。因此对溶剂的其它组分含量要加以限制。v如对于生产重质润

30、滑油为主的丙烷脱沥青装置，为了保证脱如对于生产重质润滑油为主的丙烷脱沥青装置，为了保证脱沥青油质量与收率，降低溶剂比，减少溶剂消耗，对丙烷溶沥青油质量与收率，降低溶剂比，减少溶剂消耗，对丙烷溶剂的要求是剂的要求是: :丙烷含量不小于丙烷含量不小于8080 ,C2,C2不大于不大于2 2,C4,C4不大于不大于4%4%，丙烯含量也要尽量低。，丙烯含量也要尽量低。影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素三、溶剂比三、溶剂比 溶剂比为溶剂量与原料油量之比，有体积比溶剂比为溶剂量与原料油量之比，有体积比和质量比之分，上业上多用体积比。溶剂比和质量比之分，上业上多用体积比。溶剂比的大小对脱沥青过程的经济

31、性有重大影响，的大小对脱沥青过程的经济性有重大影响，它对脱沥青油的收率、质量以及过程的能耗它对脱沥青油的收率、质量以及过程的能耗等都有重要影响。等都有重要影响。影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 溶剂比溶剂比v以丙烷作溶剂为例，当少量丙烷加入到渣油中时，以丙烷作溶剂为例，当少量丙烷加入到渣油中时，完全互溶，这时只是降低了渣油的粘度，而无沥青完全互溶，这时只是降低了渣油的粘度，而无沥青析出。析出。v继续加入丙烷，渣油中油分的浓度就不断降低，胶继续加入丙烷，渣油中油分的浓度就不断降低，胶质和沥青质仍不会析出。其原因是靠渣油的油分对质和沥青质仍不会析出。其原因是靠渣油的油分对它们溶解，当丙烷增

32、加到一定量时，渣油中油分的它们溶解，当丙烷增加到一定量时，渣油中油分的浓度更低了，以至不能溶解渣油中的全部胶质、沥浓度更低了，以至不能溶解渣油中的全部胶质、沥青质，于是它们就从溶液中分离出来。青质，于是它们就从溶液中分离出来。影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 溶剂比溶剂比v此时溶液分成两层，上层为溶有脱沥青油的丙烷层，下层为此时溶液分成两层，上层为溶有脱沥青油的丙烷层，下层为粘度较大的溶有丙烷的沥青层。此时分出的沥青软化点较低，粘度较大的溶有丙烷的沥青层。此时分出的沥青软化点较低，因为胶质、沥青质粘度很大，溶剂不能将其中油完全溶解分因为胶质、沥青质粘度很大，溶剂不能将其中油完全溶解分出

33、。所得到的脱沥青油中也还含有少量胶质、沥青质，出。所得到的脱沥青油中也还含有少量胶质、沥青质，v再继续增加丙烷达到清油体积的再继续增加丙烷达到清油体积的3 34 4倍时，沥青层中的油分倍时，沥青层中的油分更多的溶于丙烷，沥青层粘度增大，软化点升高。与此同时更多的溶于丙烷，沥青层粘度增大，软化点升高。与此同时脱沥青油中的胶质、沥青质也进一步分离出来。对于制取润脱沥青油中的胶质、沥青质也进一步分离出来。对于制取润滑油原料来说这样的溶剂比已足够了。滑油原料来说这样的溶剂比已足够了。 影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 溶剂比溶剂比v溶剂比再加大时，丙烷层中的胶质、沥青质不会继溶剂比再加大时，丙

34、烷层中的胶质、沥青质不会继续分出，而由于丙烷量的增加，溶进丙烷层中的胶续分出，而由于丙烷量的增加，溶进丙烷层中的胶质、沥青质增多，使脱沥青油残炭反而升高。质、沥青质增多，使脱沥青油残炭反而升高。v由图可见，溶剂比一定时，丙烷对油分的溶解度随由图可见，溶剂比一定时，丙烷对油分的溶解度随着抽提温度的升高而减小，脱沥青油的收率、残炭着抽提温度的升高而减小，脱沥青油的收率、残炭均降低。均降低。v在工业装置的抽提温度范围内在工业装置的抽提温度范围内(6090)(6090)，一定温，一定温度下，脱沥青油收率随着溶剂比的增大而提高；脱度下，脱沥青油收率随着溶剂比的增大而提高；脱沥青油的残炭值随着溶剂比的增加

35、而先减后增，曲沥青油的残炭值随着溶剂比的增加而先减后增，曲线的转折点大约在溶剂比为线的转折点大约在溶剂比为6:16:1左右。左右。 影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 溶剂比溶剂比v丙烷用量大小关系到装置设备大小和能耗，因此确丙烷用量大小关系到装置设备大小和能耗，因此确定丙烷用量的原则应该是，在满足产品质量和收率定丙烷用量的原则应该是，在满足产品质量和收率的要求下，尽量降低溶剂比。的要求下，尽量降低溶剂比。v在一定温度下，对于不同的原料和产品，都有一个在一定温度下，对于不同的原料和产品，都有一个适宜的溶剂比。丙烷脱沥青装置使用的溶剂比一般适宜的溶剂比。丙烷脱沥青装置使用的溶剂比一般为为6

36、 68:1(8:1(体体) )。v 在原料油进入抽提塔之前，多先用部分溶剂对原在原料油进入抽提塔之前，多先用部分溶剂对原料油进行预稀释、以降低渣油的粘度，改善传质状料油进行预稀释、以降低渣油的粘度，改善传质状况，这部分溶剂的量一般为原料量的况，这部分溶剂的量一般为原料量的0.50.51.01.0倍倍( (体体) )。影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素四、原料性质四、原料性质 一般情况下，在正常生产时，原料油的组成、一般情况下，在正常生产时，原料油的组成、性质不会被当作调整操作的参数来用。但是性质不会被当作调整操作的参数来用。但是原料油的组成、性质与抽提效果有着密切的原料油的组成、性质与抽

37、提效果有着密切的关系。当原料油的组成、性质发生变化时，关系。当原料油的组成、性质发生变化时，有关的操作参数须及时作必要的调整。有关的操作参数须及时作必要的调整。影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 原料性质原料性质v沥青在丙烷中析出，是由于加入的丙烷降低沥青在丙烷中析出，是由于加入的丙烷降低了油对沥青的溶解能力而引起的，因此，减了油对沥青的溶解能力而引起的，因此，减压渣油中油的含量对胶质、沥青质的分离的压渣油中油的含量对胶质、沥青质的分离的最低丙烷用量有着极大的影响。最低丙烷用量有着极大的影响。影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 原料性质原料性质 渣油中油分含量多时，为使胶质、沥青质

38、分离出来，渣油中油分含量多时，为使胶质、沥青质分离出来，所需的溶剂比就得大，脱沥青油收率也高，相应粘所需的溶剂比就得大，脱沥青油收率也高，相应粘度较低。度较低。 原料中含油量少、而又需制取低残炭值的残渣润原料中含油量少、而又需制取低残炭值的残渣润滑油时，所得脱沥青油粘度高、收率低，所需溶剂滑油时，所得脱沥青油粘度高、收率低，所需溶剂比虽小，但必须采用比较苛刻的操作条件。由于其比虽小，但必须采用比较苛刻的操作条件。由于其中润滑油组分的化学结构接近于胶质，所以，必须中润滑油组分的化学结构接近于胶质，所以，必须提高抽提温度，以提高丙烷的选择性，才能保证脱提高抽提温度，以提高丙烷的选择性，才能保证脱沥

39、青油的质量。沥青油的质量。 影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素 原料性质原料性质v原料油的组成、性质不仅取决于原油性质，而且与原料油的组成、性质不仅取决于原油性质，而且与减压蒸馏的拔出深度有关，拔出越深渣油越重、油减压蒸馏的拔出深度有关，拔出越深渣油越重、油分含量越低。分含量越低。v在生产催化裂化原料时，也有将糠醛抽出油、催化在生产催化裂化原料时，也有将糠醛抽出油、催化裂化油浆掺混入减压渣油作为脱沥青原料。这样可裂化油浆掺混入减压渣油作为脱沥青原料。这样可以改善脱沥青装置的原料性质以改善脱沥青装置的原料性质( (如粘度降低、密度如粘度降低、密度增大增大) )，从而改善抽提操作。此外，在有

40、利于重油，从而改善抽提操作。此外，在有利于重油催化裂化操作的同时，也降低了脱油沥青的蜡含量，催化裂化操作的同时，也降低了脱油沥青的蜡含量，提高沥青质量。提高沥青质量。 影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素溶剂脱沥青工艺流程 自自1936 1936 年年M.W.KelloggM.W.Kellogg 公司的第一套溶公司的第一套溶剂脱沥青工业化装置问世以来，目前世界上剂脱沥青工业化装置问世以来，目前世界上已有已有100 100 多套溶剂脱沥青装置投产。加工廉多套溶剂脱沥青装置投产。加工廉价劣质原料的要求、节能的要求以及日益严价劣质原料的要求、节能的要求以及日益严格的环保法规的要求，促使溶剂脱沥青

41、新工格的环保法规的要求，促使溶剂脱沥青新工艺、新技术快速发展。艺、新技术快速发展。 溶剂脱沥青工艺流程v目前国际上采用的溶剂脱沥青方法主要有美国科尔目前国际上采用的溶剂脱沥青方法主要有美国科尔- -麦吉麦吉(Kerr-Mcgee(Kerr-Mcgee) )公司的超临界抽提公司的超临界抽提ROSE (Residuum Oil ROSE (Residuum Oil Supercritical Extraction )Supercritical Extraction )工艺、美国环球油品工艺、美国环球油品(UOP)(UOP)公司公司的抽提脱金属的抽提脱金属DEMEXDEMEX工艺、工艺、Foster

42、-Wheeler Foster-Wheeler 公司的低能耗脱沥公司的低能耗脱沥青的青的LEDALEDA工艺、埃索公司溶剂脱沥青工艺、埃索公司溶剂脱沥青FWCFWC工艺、凯洛格工艺、凯洛格(Kellogg)(Kellogg)公司的溶剂脱碳公司的溶剂脱碳SDCSDC工艺、法国石油研究院（工艺、法国石油研究院（IFPIFP）以戊烷脱沥青的多段沉降以戊烷脱沥青的多段沉降SOLVAHLSOLVAHL工艺、俄罗斯以轻汽油为溶工艺、俄罗斯以轻汽油为溶剂的道本（剂的道本（DobemDobem）工艺、日本凡善的多降液管的筛板抽提）工艺、日本凡善的多降液管的筛板抽提MDS MDS 工艺以及我国国内目前普遍使用的

43、英国壳牌工艺以及我国国内目前普遍使用的英国壳牌(Shell)(Shell)公司的水公司的水力驱动转盘的抽提力驱动转盘的抽提Hydro-CyclonHydro-Cyclon 工艺等。工艺等。v在上述众多的工艺中，目前使用最广泛的工艺主要有在上述众多的工艺中，目前使用最广泛的工艺主要有Kerr-Kerr-McGeeMcGee公司的公司的ROSEROSE工艺、工艺、UOP UOP 公司的公司的DemexDemex工艺、工艺、Foster Foster Wheeler Wheeler 公司的公司的LEDALEDA工艺和工艺和IFPIFP的的SOLVAHLSOLVAHL工艺。这几种工艺代工艺。这几种工艺

44、代表着当今世界溶剂脱沥青的技术水平。表着当今世界溶剂脱沥青的技术水平。溶剂脱沥青工艺流程v我国自我国自1959 1959 年在兰州炼油厂建成第一套丙烷年在兰州炼油厂建成第一套丙烷脱沥青装置以来，经过多年发展，技术水平脱沥青装置以来，经过多年发展，技术水平和处理能力都得到了很大的提高。和处理能力都得到了很大的提高。v据文献报道，截至据文献报道，截至1998 1998 年末，我国重油转化年末，我国重油转化能力达到能力达到1343013430万万t/at/a，其中溶剂脱沥青能力，其中溶剂脱沥青能力达到达到908908万万t/a t/a 。2002 2002 年，我国有溶剂脱沥年，我国有溶剂脱沥青装置

45、青装置28 28 套，分布在中国石油和中国石化所套，分布在中国石油和中国石化所属的属的2121个炼厂中。个炼厂中。溶剂脱沥青工艺流程v近几年来，国外溶剂脱沥青技术的发展主要致力于近几年来，国外溶剂脱沥青技术的发展主要致力于扩大产品的灵活性、选择适当的溶剂和相应的操作扩大产品的灵活性、选择适当的溶剂和相应的操作条件、降低回收过程的能耗等方面。条件、降低回收过程的能耗等方面。v我国溶剂脱沥青的发展基本与国际同步，除溶剂消我国溶剂脱沥青的发展基本与国际同步，除溶剂消耗较大外，其它能耗指标已达到或接近国外水平。耗较大外，其它能耗指标已达到或接近国外水平。v另外，近年来国内外还开发了多项溶剂脱沥青组合另

46、外，近年来国内外还开发了多项溶剂脱沥青组合工艺，组合工艺的优势是利用现有装置最大限度地工艺，组合工艺的优势是利用现有装置最大限度地改质劣质原料，生产经济价值高的产品。这些组合改质劣质原料，生产经济价值高的产品。这些组合工艺为渣油深度改质提供了非常大的灵活性，具有工艺为渣油深度改质提供了非常大的灵活性，具有广阔的前景。广阔的前景。溶剂脱沥青工艺流程v溶剂脱沥青的方法尽管名目繁多，但其原理基本是溶剂脱沥青的方法尽管名目繁多，但其原理基本是相同的，只是目的产品，溶剂回收方法或流程不同相同的，只是目的产品，溶剂回收方法或流程不同而已。现以常规丙烷脱沥青为例说明。而已。现以常规丙烷脱沥青为例说明。v丙烷

47、脱沥青工艺流程主要分为抽提部分和溶剂回收丙烷脱沥青工艺流程主要分为抽提部分和溶剂回收部分。部分。v高装置产品收率及其质量的关键是提高抽提塔的抽高装置产品收率及其质量的关键是提高抽提塔的抽提效率。装置的投资及消耗指标的多少，关键在于提效率。装置的投资及消耗指标的多少，关键在于溶剂回收系统。溶剂回收系统。 溶剂脱沥青工艺流程v以工业上应用最广泛的亚临界溶剂抽提一近以工业上应用最广泛的亚临界溶剂抽提一近临界溶剂回收工艺流程为基本例子对溶剂脱临界溶剂回收工艺流程为基本例子对溶剂脱沥青的工艺流程予以说明。沥青的工艺流程予以说明。v 下图是一个以丙烷为溶剂的溶剂脱沥青工下图是一个以丙烷为溶剂的溶剂脱沥青工

48、艺原理流程图，其主要特点是以生产高粘度艺原理流程图，其主要特点是以生产高粘度润滑油基础油为目的、抽提塔在低于临界点润滑油基础油为目的、抽提塔在低于临界点的条件下操作、溶剂回收在近临界条件下进的条件下操作、溶剂回收在近临界条件下进行。行。溶剂脱沥青工艺流程一、抽提部分一、抽提部分 抽提的任务是把溶剂和原料油充分接触而将抽提的任务是把溶剂和原料油充分接触而将原料油的润滑油组分溶解出来，使之与胶质、原料油的润滑油组分溶解出来，使之与胶质、沥青质分离。沥青质分离。主要设备：抽提塔，工业上多用转盘塔主要设备：抽提塔，工业上多用转盘塔 上段：沉降段上段：沉降段 下段下段: 抽提段抽提段溶剂脱沥青工艺流程溶

49、剂脱沥青工艺流程 抽提部分抽提部分转盘塔动画转盘塔动画转盘塔.swf溶剂脱沥青工艺流程溶剂脱沥青工艺流程 抽提部分抽提部分两段抽提流程两段抽提流程溶剂脱沥青工艺流程溶剂脱沥青工艺流程 抽提部分抽提部分v原料原料( (减压渣油减压渣油) )经换热降温至合适的温度后经换热降温至合适的温度后进入第一抽提塔的中上部，循环溶剂由抽提进入第一抽提塔的中上部，循环溶剂由抽提塔的下部进入。塔的下部进入。v由于两相的密度差较大由于两相的密度差较大( (油的相对密度约油的相对密度约0.90.91.01.0，丙烷为，丙烷为0.350.350.4)0.4)，二者在塔内逆流，二者在塔内逆流流动、接触，并在转盘搅拌下进行

50、抽提。流动、接触，并在转盘搅拌下进行抽提。溶剂脱沥青工艺流程溶剂脱沥青工艺流程 抽提部分抽提部分v减压渣油中的胶质、沥青质与部分溶剂形成减压渣油中的胶质、沥青质与部分溶剂形成的重液相向塔底沉降并从塔底抽出，送去溶的重液相向塔底沉降并从塔底抽出，送去溶剂回收后得到脱油沥青。剂回收后得到脱油沥青。 v脱沥青油与溶剂形成轻液相经升液管进入沉脱沥青油与溶剂形成轻液相经升液管进入沉降段。降段。 v沉降段中有加热管提高轻液相的温度，使溶沉降段中有加热管提高轻液相的温度，使溶剂的溶解能力降低，其目的是保证轻液相中剂的溶解能力降低，其目的是保证轻液相中的脱沥青油的质量。的脱沥青油的质量。 溶剂脱沥青工艺流程溶

51、剂脱沥青工艺流程 抽提部分抽提部分v由第一个抽提塔来的提余液在第二抽提塔内由第一个抽提塔来的提余液在第二抽提塔内再次用丙烷抽提，塔顶出来的称轻脱沥青液，再次用丙烷抽提，塔顶出来的称轻脱沥青液，塔底出来的称为重脱沥青液。塔底出来的称为重脱沥青液。v经溶剂回收后分别得到质量不同的轻脱沥青经溶剂回收后分别得到质量不同的轻脱沥青油和重脱沥青油。油和重脱沥青油。v轻脱沥青油作为润滑油料，重脱沥青油作为轻脱沥青油作为润滑油料，重脱沥青油作为催化裂化原料，也可作为润滑油的调合组分。催化裂化原料，也可作为润滑油的调合组分。溶剂脱沥青工艺流程溶剂脱沥青工艺流程 抽提部分抽提部分v两段抽提流程可以得到三种产品，操

52、作比较灵活，两段抽提流程可以得到三种产品，操作比较灵活，可以同时生产出高质量的轻脱沥青油和脱油沥青。可以同时生产出高质量的轻脱沥青油和脱油沥青。v如果只用一个抽提塔如果只用一个抽提塔( (称为一段法称为一段法) )，在生产低残炭，在生产低残炭值的脱沥青油和高标号沥青时，两者质量难以同时值的脱沥青油和高标号沥青时，两者质量难以同时兼顾。兼顾。 v但两段法设备较复杂，能耗较大。故在产品的数量但两段法设备较复杂，能耗较大。故在产品的数量与品种能满足要求的情况下，尽可能用一段法与品种能满足要求的情况下，尽可能用一段法。 溶剂脱沥青工艺流程溶剂脱沥青工艺流程 抽提部分抽提部分v在一段脱沥青时打入抽提塔的

53、丙烷分为两部在一段脱沥青时打入抽提塔的丙烷分为两部分，一部分称为主丙烷起主要抽提作用，另分，一部分称为主丙烷起主要抽提作用，另一部分的丙烷量较少，是从抽提塔底打入的，一部分的丙烷量较少，是从抽提塔底打入的，使沥青中部分润滑油能得到再次抽提，从而使沥青中部分润滑油能得到再次抽提，从而提高脱沥青油收率，这部分丙烷称为副丙烷。提高脱沥青油收率，这部分丙烷称为副丙烷。溶剂脱沥青工艺流程溶剂脱沥青工艺流程 抽提部分抽提部分v 在低温下，减压渣油的粘度很大，不利于进在低温下，减压渣油的粘度很大，不利于进行抽提，因此抽提塔的操作温度要稍高些。行抽提，因此抽提塔的操作温度要稍高些。v 为了保证溶剂在抽提塔内为

54、液相状态，操作为了保证溶剂在抽提塔内为液相状态，操作压力应比抽提温度下丙烷的蒸汽压高压力应比抽提温度下丙烷的蒸汽压高0.294-0.294-0.392MPa0.392MPa。 v 工业丙烷脱沥青装置抽提塔采用的一般工业丙烷脱沥青装置抽提塔采用的一般操作操作条件条件为为: :温度温度50-9050-90、压力、压力3-4MPa,3-4MPa,溶剂比溶剂比6-6-8 (8 (体积体积) )。 溶剂脱沥青工艺流程溶剂脱沥青工艺流程 溶剂回收部分溶剂回收部分二、溶剂回收部分二、溶剂回收部分 溶剂回收系统的任务：从抽提塔中引出的轻、溶剂回收系统的任务：从抽提塔中引出的轻、重脱沥青油溶液和沥青液中回收丙烷

55、以便循重脱沥青油溶液和沥青液中回收丙烷以便循环使用，同时得到轻脱沥青油、重脱沥青油环使用，同时得到轻脱沥青油、重脱沥青油以及脱油沥青等产品。以及脱油沥青等产品。 溶剂脱沥青工艺流程溶剂脱沥青工艺流程 溶剂回收部分溶剂回收部分v丙烷在常压下沸点为丙烷在常压下沸点为-42.06,-42.06,通过降低压力通过降低压力可以很容易地回收溶剂。但回收的气体溶剂可以很容易地回收溶剂。但回收的气体溶剂又需加压液化才能循环使用，能耗高。又需加压液化才能循环使用，能耗高。v所以，要考虑选择合适的回收条件，尽量使所以，要考虑选择合适的回收条件，尽量使丙烷呈液态回收，或使蒸馏出来的气态丙烷丙烷呈液态回收，或使蒸馏出

56、来的气态丙烷能用冷却水冷凝成液体，减少对丙烷气的压能用冷却水冷凝成液体，减少对丙烷气的压缩，节省动力。缩，节省动力。溶剂回收由四部分组成，即轻脱沥青液溶剂回收、重溶剂回收由四部分组成，即轻脱沥青液溶剂回收、重脱沥青液溶剂回收、脱油沥青液中溶剂回收、低压溶脱沥青液溶剂回收、脱油沥青液中溶剂回收、低压溶剂回收。剂回收。溶剂脱沥青工艺流程溶剂脱沥青工艺流程 溶剂回收部分溶剂回收部分v溶剂的绝大部分溶剂的绝大部分( (约占总溶剂量的约占总溶剂量的9090) )分布于脱沥青液中。分布于脱沥青液中。v轻脱沥青液经换热、加热后进入临界回收塔。加热温度要严轻脱沥青液经换热、加热后进入临界回收塔。加热温度要严格控制在稍低于溶剂的临界温度格控制在稍低于溶剂的临界温度1 122。v在临界回收塔中油相沉于塔底，大部分溶剂从塔顶在临界回收塔中油相沉于塔底，大部分溶剂从塔顶( (液相液相) )出出来，再用泵送回抽提塔。来，再用泵送回抽提塔。v从临界回收塔底出来的轻脱沥青液先用水蒸气加热蒸发回收从临界回收塔底出来的轻脱沥青液先用水蒸气加热蒸发回收溶剂，然后再经气提以除去油中残余的溶剂。溶剂，然后再经气提以除去油中残余的溶剂。v由气提塔塔顶出来的溶剂蒸气与水蒸气经冷却分离出水后，由气提塔塔顶出来的溶剂蒸气与水蒸气经冷却分离出水后，溶剂蒸气经压缩机加压，冷凝后重新使用。溶剂蒸气经压缩机加压，冷凝后重新使用。v重脱