原油预处理工艺

1、2012.2石油加工生产技术1石油是烃类和非烃类构成的复杂混合物，要想精确地将石油分离成单组分化合物，几乎是不可能的，根据对石油产品的使用要求，也没有这种必要。从石油中提炼出各种燃料、润滑油和其它产品的基本途径是：将原油按沸点分割成不同馏分，然后根据油品使用要求，除去馏分中的非理想组分，或经化学反应转化成所需要的组分，从而获得合格石油产品。2.3 原油预处理工艺 12012.2石油加工生产技术2通常原油先经过蒸馏过程，根据已制定的加工方案，将其按沸程分割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油、各种润滑油馏分和渣油，此即所谓的原油一次加工。蒸馏所得到的各种馏分油称为直馏油，基本不含沥青质和胶质。为提高产品

2、质量和轻油收率，相当多的直馏馏分油作为二次加工过程的原料，如催化裂化原料、催化重整原料和加氢裂化原料等。润滑油馏分可通过溶剂精制、溶剂脱蜡、溶剂脱沥青及补充精制等加工过程得到各种润滑油基础油。各种加工过程得到的不同产物，最后大都需要通过精制和调合，加入必要的添加剂，才能成为合乎各种质量标准的石油产品。22012.2石油加工生产技术3从原油蒸馏得到的直馏轻馏分（汽油、煤油和轻柴油等）数量有限，即使产量不多的轻质原油，其含300馏分也只有50%60%，其它原油含300馏分仅20%30%或更少。我国主要原油大都含轻馏分较少，含300馏分约27%。因此必须将原油中重质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料，这就

3、需要进行二次加工；同时还需将所得到的轻质油品进行精制和用气体烃合成高辛烷值汽油组分，这些过程绝大部分为化学反应过程，主要过程有催化裂化、催化重整、催化加氢、热裂化、减粘裂化、焦炭化、叠合、烷基化、异构化等过程。32012.2石油加工生产技术4润滑油生产过程主要是脱除润滑油馏分和渣油中的胶质、沥青质、多环短侧链芳烃、非烃化合物及石蜡等，以改善润滑油的粘温性质、氧化安定性和低温性能等。加工过程以物理过程为主，如渣油溶剂脱沥青，溶剂精制、溶剂脱蜡等。本篇将分别讨论各主要石油加工过程的基本原理、影响因素、工艺流程和主要设备等问题。原油在蒸馏前，必须先进行脱盐脱水预处理，以满足蒸馏装置对原油含盐含水量的

4、要求。42012.2石油加工生产技术6一、原油脱盐脱水的目的从地层中开采出来的原油中均含有数量不一的机械杂质、C1C2轻烃气体、水以及NaCl、MgCl2、CaCl2等无机盐类。原油先经过油田的脱水装置处理，要求将含水量降到0.5%，含盐量降至50mg/l。但由于油田脱盐脱水设施不完善或原油输送中混入水分，进入炼油厂的原油仍含有不等量的盐和水分，盐类除小部分呈结晶状悬浮在原油中外，大部分溶于水中。水分大都以微粒状分散在油中，形成较稳定的油包水型乳状液。原油含盐含水对原油储运、加工、产品质量及设备等均造成很大危害，主要为：52012.2石油加工生产技术7（1）增加储运、加工设备（如油罐、油罐车或

5、输油管线、机泵、蒸馏塔、加热炉、冷换设备等）的负荷，增加动力、热能和冷却水等的消耗。例如一座年处理量为250万吨的常减压蒸馏装置，如果原油含水量增加1%，热能耗将增加约7000MJ/h。（2）影响常减压蒸馏的正常操作。含水过多的原油，水分气化，气相体积大增，造成蒸馏塔内压降增加，气速过大，易引起冲塔等操作事故。（3）原油中的盐类，随着水分蒸发，盐分在换热器和加热炉管壁上形成盐垢，降低传热效率，增大流动阻力，严重时导至堵塞管路，烧穿客壁、造成事故。62012.2石油加工生产技术8（4）腐蚀设备，缩短开工周期。CaCl2和MgCl2能水解生成具有 强腐蚀性的HCl，特别是在低温设备部分存在水分时，

6、形 成盐酸，腐蚀更为严重.CaCl2+2H2O MgCl2+2H2O Ca(OH)2+2HClMg(OH)2+2HCl 加工含硫原油时，会产生H2S腐蚀设备，其生成的FeS附于金属表面，形成一层保护膜，保护下部金属不再被腐蚀。但如同时存在HCl，HCl能与FeS反应，破坏保护膜，反应生成物为H2S，会进一步腐蚀金属，从而极大地加剧了设备腐蚀。其反应为：Fe+ H2S FeS+H2FeS+2HCl FeCl2+H2S72012.2石油加工生产技术9（5）盐类中的金属进入重馏分油或渣油中，毒害催化剂、 影响二次加工原料质量及产品质量。 因此原油进入炼油厂后，必须先进行脱盐脱水，使含水量达到0.1%

7、0.2%。含盐量5mg/l，对有渣油加氢或重油催化裂化过程的炼油厂，要求原油含盐量0.510-6m时，水滴沉降速度基本上符合球形粒子在静止流体中自由沉降的斯托克斯（Stokes）定律：102012.2石油加工生产技术12由上式可见，增大两相间的密度差，减小原油粘度，可增加沉降速度。通过加热，可以降低原油粘度，促进水滴聚结，增大水滴直径；同时水的密度1随温度升高而下降的幅度比原油密度2变化小，即1-2增大，因此加热原油有利于油水分离，此即为常用的加热沉降脱水法。这些因素中，沉降速度与水滴直径的平方成正比，所以增大水滴直径可以大大加快沉降速度，在原油脱盐脱水过程中，关键的是促进水滴聚结，增大水滴直

8、径。加热沉降脱水时，温度不能过高，否则原油中轻组分和水会气化，脱盐罐需采用很高压力才能正常操作，因此一般加热温度为100左右。当原油和水呈乳状液时，靠加热沉降无法解决脱盐脱水问题，必须采用电化学脱盐脱水方法。11 要使原油中水滴直径增大，利于沉降分离，就需要破坏微小水滴的乳化膜并促使其聚合。 破乳剂也是一种表面活性剂，破乳剂通过以下作用达到破乳的作用： 对油水界面有强烈的趋向性。 使水滴絮凝，即许多小水滴汇聚在一起，“鱼卵” 。 使水滴聚结，即破坏乳化膜，使水滴结合，迅速增大。 润湿固体。使之分散，被水湿润，随水一道脱除。12 随着石油开采和炼油工业的发展，原油破乳剂的研究也随之同步发展。20

9、世纪20年代首次在原油中使用破乳剂。 1940年以前，用油脂做原料，合成硫酸盐、磺酸盐等作为破乳剂。目前阶段使用的破乳剂主要是低分子量的阴离子表面活性剂，包括脂肪酸盐型，如脂肪酸盐（RCOOMe）、环烷酸盐；硫酸盐型，如烷基磺酸酯盐（RCSO2Me）等;磺酸盐型，如烷基磺酸盐（RCSO3Me）、烷基苯磺酸盐RSO3Me（如十二烷基苯磺酸钠等）、丁二酸烷基磺酸盐（ROOC-CH2-CH(COOR)-SO3Me）。原油破乳剂的发展13几种常见的破乳剂 20世纪到50年代，用石油化工产品做原料，生产破乳剂，尤其是由氧化烯烃制成的嵌段共聚物（聚乙二醇、醚类及酯类）。主要有以下几类破乳剂： OP型：Pe

10、eregal型：Tween型：14 60年代以后，生产破乳剂的工艺上，采用引发剂（如丙二醇、多乙烯多胺、酚醛树脂、酚胺树脂等）和环氧化物（如环氧乙烷、环氧丙烷）聚合，有些还采用扩链剂（如二元羧酸）和封层剂（如松香酸、硫酸、羧酸等）来组成，使破乳剂发展达到一个崭新阶段。 目前，新发展的特殊表面活性剂及各种均聚物，使破乳剂在种类上迅速发展；复配共聚等的应用，使破乳剂及其效果与应用范围越来越宽。15 一个理想的破乳剂具有较强的表面活性，易吸附到油水界面上去，将原有的乳化剂从界面上顶替下来，而自身又不形成牢固的界面膜，有利于破乳。 破乳剂属于表面活性剂类型，其分子由亲油亲水基团组成，亲油部分由碳氢基团

11、构成；亲水部分由离子或非离子型的亲水基团构成。 依据亲水基团的特点，破乳剂分为非离子破乳剂、阳离子破乳剂、阴离子破乳剂和两性破乳剂。 阴离子破乳剂溶于水后生成的亲水基团为带负电荷的原子团，按亲水基又分为羧酸类、磺酸类、硫酸脂类和磷酸脂类。 阳离子破乳剂溶于水后生成的亲水基团为带正电荷的原子团，亲水基主要为碱性N原子，也有P、S、I等。 非离子破乳剂溶于水后解离离子，不带电荷。 两性破乳剂溶于水后可生成正、负两种离子。它在酸性溶液中呈阳离子型，在碱性溶液中呈阴离子型。破乳剂的分类162012.2石油加工生产技术13三、原油脱盐脱水工艺炼油厂原油的脱盐脱水大都采用二级电化学脱盐方法，它综合运用加热、加破乳剂和高压电场几种措施，使原油破乳、水滴聚结而沉降分离。172012.2石油加工生产技术14原油按比例加入淡水、破乳剂后经原油泵混合，并经换热器加热到预定温度，从底部进入一级电脱盐罐，通过高压电场后，脱水原油从罐顶引出；再次注入新鲜水，经混合阀混合