頁巖油蒸餾生產合格品柴油的研究

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化合物的混合物。它與天然原油雖然都含有大量的碳氫化合物,但天然原油雖然都含有大量的碳氫化合物,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,而且產品性質比較穩定,而頁巖油比天然原油含有更多的氮、氧等有機雜環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變得復雜起來,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分析發現,頁巖油在常溫下是黑褐色的膏狀物質,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,根據原油餾程數據,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,具體實驗數據見表1。根據頁巖油的性質及煉廠的生產目的,確定頁巖油切割方案為:柴油餾份:HK-360℃餾份;重質渣餾份:大于餾份為進一步考查柴油餾份性質,依據國家標準GB252-87對其進行全項分析,其結果見表2。由表2可知,頁巖油的柴油餾份的性質與GB252-87中所計規定-10#柴油質量指標比較,只有殘炭和膠質沒有達到要求,特別是膠質,超出標準10倍,因而必須選擇合適精制方案,以確保膠質合格。3柴油餾份的精制依據上述評價結果可知,在頁巖柴油餾份中膠質和殘炭超出目標規定的質量要求,而且膠質的存在對油品的安定及發動機都有不良的影響,因而柴油餾份必須經過精制,才能作為產品出廠。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,對產品性質的要求精制條件外,往往還要取決于經濟因素。根據廠實踐情況,我們首先選擇了化學精制的方案。3.1化學精制法通過實驗分析可知,形成膠質和殘炭等有害組成的原因是油品中含有硫化物,烯烴及含有硫氮的雜環的芳香族化合物。所謂化學精制,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H2SO4用量大、濃度高、反應溶度低時,發生酯化反應,生成酸性硫酸酯,溶于H2SO4中隨酸渣排出,但是,當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,對油品質量和設備腐蝕影響很大。因此,在酸洗工藝中,一定要嚴格控制酸洗溶液,避免發生上述有害反應。(2)膠質與H2SO4作用膠質與H2SO4的作用是一組復雜的多元有機反應,總的反應方向有三種,一種是膠質溶于H2SO4中,一種是膠質在H2SO4作用下縮合成瀝青質,溶于H2SO4中,另一種是膠質被磺化后,生成酸性磺化物,根據相似相溶原理溶于H2SO4中。(3)硫化物與H2SO4作用硫化物與H2SO4作用,有物理溶解,也有化學反應,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,反應物溶于酸中,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,生成相應的鈉鹽,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。因此,堿洗能除去酸洗難以除去的硫化氫,低分子硫醇、環烷酸及酸洗后殘存的酸性物質。3.2工藝實驗結果根據有關文獻介紹,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,我們進行如下一組實驗,實驗結果見表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到國家標準規定的要求,因而我們又增加了白土和硅膠吸附工藝實驗,結果見表5。由表5可以知道:(1)硅膠的吸附效果要比白土吸附好。(2)油品經過硅膠吸附后,質量指標達到國家標準要求,同時在工業化生產中,硅膠可以用過熱蒸汽抽提的方法再生,使之重新使用,降低生產成本,因而酸,堿洗滌后的油品應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