頁巖油蒸餾生產(chǎn)合格品柴油的研究

頁巖油蒸餾生產(chǎn)合格品柴油的研究

1巖石油加工精制難巖漿油是通過低溫干燥法獲得的各種有機(jī)化合物的混合物。它與天然原油雖然都含有大量的碳?xì)浠衔?但天然原油雖然都含有大量的碳?xì)浠衔?但天然原油主要是由飽和烴所組成,一般說來輕易加工精制,而且產(chǎn)品性質(zhì)比較穩(wěn)定,而頁巖油比天然原油含有更多的氮、氧等有機(jī)雜環(huán)化合物及不飽和烴類化合物,這樣就使頁巖油的組成和性質(zhì)變得復(fù)雜起來,給加工精制造成困難。2頁巖油切割方案的確定頁巖油雖然與天然原油存在差異,但其分析和評價方法仍采用天然原油的分析和評價方法。通過對頁巖原油物理和化學(xué)分析發(fā)現(xiàn),頁巖油在常溫下是黑褐色的膏狀物質(zhì),帶有刺激性的氣味。為確定頁巖油蒸餾時所得各餾份的收率,根據(jù)原油餾程數(shù)據(jù),將原油實沸點切割方案定為從初餾點開始,每升溫20℃為一個餾份,具體實驗數(shù)據(jù)見表1。根據(jù)頁巖油的性質(zhì)及煉廠的生產(chǎn)目的,確定頁巖油切割方案為:柴油餾份:HK-360℃餾份;重質(zhì)渣餾份:大于餾份為進(jìn)一步考查柴油餾份性質(zhì),依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB252-87對其進(jìn)行全項分析,其結(jié)果見表2。由表2可知,頁巖油的柴油餾份的性質(zhì)與GB252-87中所計規(guī)定-10#柴油質(zhì)量指標(biāo)比較,只有殘?zhí)亢湍z質(zhì)沒有達(dá)到要求,特別是膠質(zhì),超出標(biāo)準(zhǔn)10倍,因而必須選擇合適精制方案,以確保膠質(zhì)合格。3柴油餾份的精制依據(jù)上述評價結(jié)果可知,在頁巖柴油餾份中膠質(zhì)和殘?zhí)砍瞿繕?biāo)規(guī)定的質(zhì)量要求,而且膠質(zhì)的存在對油品的安定及發(fā)動機(jī)都有不良的影響,因而柴油餾份必須經(jīng)過精制,才能作為產(chǎn)品出廠。精制的方法很多,其中包括加氫精制和非加氫精制,選擇何種精制方法,除了取決于原料的性質(zhì),對產(chǎn)品性質(zhì)的要求精制條件外,往往還要取決于經(jīng)濟(jì)因素。根據(jù)廠實踐情況,我們首先選擇了化學(xué)精制的方案。3.1化學(xué)精制法通過實驗分析可知,形成膠質(zhì)和殘?zhí)康扔泻M成的原因是油品中含有硫化物,烯烴及含有硫氮的雜環(huán)的芳香族化合物。所謂化學(xué)精制,就是指采用酸、堿洗滌除去它們的方法。常用的酸有硫酸、磷酸等。常用的堿是氫氧化鈉。3.1.1表面活性劑的制備(1)烯烴與H2SO4作用當(dāng)H2SO4用量大、濃度高、反應(yīng)溶度低時,發(fā)生酯化反應(yīng),生成酸性硫酸酯,溶于H2SO4中隨酸渣排出,但是,當(dāng)H2SO4用量小、濃度低、溶度高時成中性硫酸酯,留在油品中受熱分解為SO2,對油品質(zhì)量和設(shè)備腐蝕影響很大。因此,在酸洗工藝中,一定要嚴(yán)格控制酸洗溶液,避免發(fā)生上述有害反應(yīng)。(2)膠質(zhì)與H2SO4作用膠質(zhì)與H2SO4的作用是一組復(fù)雜的多元有機(jī)反應(yīng),總的反應(yīng)方向有三種,一種是膠質(zhì)溶于H2SO4中,一種是膠質(zhì)在H2SO4作用下縮合成瀝青質(zhì),溶于H2SO4中,另一種是膠質(zhì)被磺化后,生成酸性磺化物,根據(jù)相似相溶原理溶于H2SO4中。(3)硫化物與H2SO4作用硫化物與H2SO4作用,有物理溶解,也有化學(xué)反應(yīng),其作用如表3。(4)芳香烴與H2SO4作用酸能使芳香烴起磺化反應(yīng),反應(yīng)物溶于酸中,因此除去芳香烴,這是有意義的一方面,但同時酸也能與二異構(gòu)的飽和烴作用,反而增加了油品的損失,這是不利的方面。3.1.2堿土中的鈉生成熱法堿洗是用氫氧化鈉(NaOH)溶液和油品中的酸性非烴化合物反應(yīng),生成相應(yīng)的鈉鹽,這些鈉鹽大部分均溶于水中,隨堿渣排出,氫氧化鈉溶液和烴類不起反應(yīng)。因此,堿洗能除去酸洗難以除去的硫化氫,低分子硫醇、環(huán)烷酸及酸洗后殘存的酸性物質(zhì)。3.2工藝實驗結(jié)果根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹,可用于酸洗的酸有很多,其中效果較好的有硫酸和磷酸,用于堿洗的堿多數(shù)均采用氫氧化鈉,因而為探明硫酸和磷酸的洗滌效果,我們進(jìn)行如下一組實驗,實驗結(jié)果見表4。由表4可明顯看出,硫酸的洗滌效果要比磷酸好得多,但是用硫酸,氫氧化鈉洗滌雖然比用磷酸洗滌效果好,但洗滌后的油品仍然沒有達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求,因而我們又增加了白土和硅膠吸附工藝實驗,結(jié)果見表5。由表5可以知道:(1)硅膠的吸附效果要比白土吸附好。(2)油品經(jīng)過硅膠吸附后,質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求,同時在工業(yè)化生產(chǎn)中,硅膠可以用過熱蒸汽抽提的方法再生,使之重新使用,降低生產(chǎn)成本,因而酸,堿洗滌后的油品應(yīng)采用硅膠吸附的工藝方案。4u3000酸、堿、思維法通過上述實驗證明頁巖油的加工方案應(yīng)是:工藝條件:(1)酸洗:酸油比為:1∶30,洗滌溫度30℃;(2)堿性:5%NaOH溶液,加