Способ деметаллизации с рециркуляцией углеводородного масла
Изобретение относится к способу деметаллизации углеводородного масла, включающему следующие стадии:
смешивание деметаллизирующей композиции для углеводородного масла или ее водного раствора с углеводородным маслом, при этом соотношение смешивания деметаллизирующей композиции для углеводородного масла к углеводородному маслу составляет 0,002-5 мас.% в расчете на углеводородное масло, или соотношение смешивания водного раствора деметаллизирующей компзиции к углеводородному маслу составляет 0,002-99,5 мас.% в расчете на углеводородное масло, и полученную в результате смесь подвергают процессу электрического обессоливания для получения деметаллизированного углеводородного масла и водного раствора, содержащего высаливаемые соли металлов;
смешивание водного раствора, содержащего соли металлов с осаждающим агентом с последующим проведением реакции замещения при мольном соотношении смешивания осаждающего агента к водному раствору, содержащему соли металлов от 1:10 до 10:1, отделение остатка солей металлов, полученного в результате реакции замещения, который является плохорастворимым или нерастворимым в воде, в сепараторе для разделения смеси твердое вещество-жидкость и получение извлеченного водного раствора, содержащего деметаллизирующую композицию для углеводородного масла; и рециркуляцию извлеченного водного раствора, содержащего деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, который затем смешивают с углеводородным маслом для следующего цикла, при этом водный раствор деметаллизирующей композиции для углеводородного масла или извлеченный водный раствор, содержащий деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, содержит 0,3-99,5 мас.% деметаллизирующего агента, 0-80 мас.% деэмульгатора, 0-80 мас.% деметаллизирующей добавки с балансом воды.
Применение данного способа позволяет уменьшить степень загрязнения окружающей среды и добиться более высокой степени деметаллизации. 23 з.п. ф-лы, 1 ил., 14 табл.
Реферат
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу рециркуляции для деметаллизации углеводородного масла, в котором ионы металлов удаляют из углеводородного масла.
Предпосылки создания изобретения
В общепринятом процессе деметаллизации углеводородного масла обычно используют способ электрического обессоливания, в котором деметаллизирующее средство, деэмульгатор и воду смешивают с углеводородным маслом в требуемом соотношении и полученную смесь далее подают в резервуар для первичного обессоливания и разделяют в достаточной степени на первичную обессоленную воду и первичное очищенное масло; обессоленную первичную воду сливают и очищенное первичное масло из резервуара для первичного обессоливания пропорционально смешивают со смешанным раствором деметаллизирующего средства, деэмульгатора и воды; полученную в результате смесь далее подают в резервуар для вторичного обессоливания для разделения на масло и воду в предварительно заданном электрическом поле, причем выделенное масло представляет собой очищенное вторичное масло и вторичную обессоленную воду, которое либо сливают, либо подают назад в резервуар для первичного обессоливания. Несмотря на то, что предшествующие способы имеют преимущества, состоящие в эффективной деметаллизации углеводородного масла и простоте эксплуатации, у них есть недостатки, такие как недостаточная утилизация сливаемой воды, сильное загрязнение окружающей среды, отходы из деметаллизирующего средства, деэмульгатора и воды и, в результате, высокая себестоимость улеводородного масла на тонну.
Краткое содержание сущности изобретения
Настоящее изобретение предоставляет рециркулирующий способ деметаллизации углеводородного масла, который имеет меньшую степень загрязнения окружающей среды и более высокую эффективность деметаллизации.
Задача настоящего изобретения решается в соответствии с рециркулирующим способом деметаллизации углеводородного масла, включающим рециркуляцию следующих стадий:
деметаллизирующую композицию для углеводородного масла или ее водный раствор в достаточной степени смешивают с углеводородным маслом в требуемом соотношении, и полученную в результате смесь подвергают общепринятому способу электрического обессоливания для получения деметаллизированного углеводородного масла и водного обессоленного раствора, содержащего высоленные соли металлов;
водный обессоленный раствор, содержащий соли металлов, далее в достаточной степени смешивают с осаждающим агентом в требуемом соотношении и подвергают реакции замещения, а водный раствор, содержащий деметаллизирующую композицию, извлекают отделением остатка солей металлов, получаемых в реакции замещения, который является слабо растворимым или нерастворимым в воде, с помощью сепаратора для разделения смеси твердое вещество-жидкость; и
извлеченный водный раствор, содержащий деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, который удовлетворяет требованиям к содержанию ионов металлов в деметаллизированном углеводородном масле, далее смешивают с углеводородным маслом в требуемом соотношении для следующего цикла.
Деметаллизирующая композиция для углеводородного масла содержит 10-99,5 мас.% деметаллизирующего средства, 0-90 мас.% деэмульгатора, с балансом деметаллизирующей добавки; и соотношение для смешивания деметаллизирующей композиции для углеводородного масла к углеводородному маслу равно 0,002%-5 мас.% от углеводородного масла.
Водный раствор деметаллизирующей композиции для углеводородного масла содержит 0,3-99,5 мас.% деметаллизирующего средства, 0-80 мас.% деэмульгатора, 0-80 мас.% деметаллизирующей добавки с балансом воды; и соотношение для смешивания водного раствора деметаллизирующей композиции к углеводородному маслу равно 0,002%-99,5 мас.% от углеводородного масла.
Деметализирующее средство представляет собой любое вещество, выбранное из группы, состоящей из муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, масляной кислоты, уксусного ангидрида, уксусно-пропионового ангидрида, янтарного ангидрида, бензолсульфоновой кислоты, щавелевой кислоты, лимонной кислоты, ЭДТА, органической фосфинкарбоновой кислоты, органической фосфинсульфоновой кислоты и аминосульфоновой кислоты или сочетания двух или более вышеупомянутых компонентов, и деметаллизирующие средства могут быть взаимозаменяемыми друг с другом; и/или деэмульгатор представляет собой компонент, выбранный из группы, состоящей из KR-40, LH-12, LH-14, PC-6, GAR-36, SH-1, SH-4, AY-910 и другого коммерчески доступного деэмульгатора, пригодного для деэмульгирования углеводородного масла и другого общеизвестного деэмульгатора, пригодного для деэмульгирования углеводородного масла и деэмульгаторы могут быть взаимозаменяемыми друг с другом; и/или деметаллизирующая добавка представляет собой компонент, выбранный из группы, состоящей из SP-80, SP-60, алкилфенолполиоксиэтиленового эфира, стирилполиоксиэтиленового эфира, С8-С10 алкенилфенолполиоксиэтиленового эфира, полиоксиэтиленового эфира С2-С18 жирной кислоты и растворимой калиевой соли, натриевой соли, аммониевой соли сульфоната или сочетания двух или более вышеупомянутых компонентов, и деметаллизирующие добавки могут быть взаимозаменяемыми друг с другом.
Водный обессоленный раствор, содержащий соли металлов, в достаточной степени смешивают с осаждающим агентом при молярном соотношении смешивания от 1:1 до 10:1 по отношению к соли металла, содержащейся в водном обессоленном растворе, и осаждающему агенту, при температуре в интервале от температуры окружающей среды до 150°С.
Осаждающий агент выбирают из группы, состоящей из неорганических кислот или органических кислот, которые могут взаимодействовать с требуемыми ионами металлов, подлежащих деметаллизации, и продуцировать осадки, плохо растворимые или нерастворимые в воде; или выбранные из группы, состоящей из серной кислоты, фосфорной кислоты, фтористоводородной кислоты, сульфоновой кислоты, щавелевой кислоты и лимонной кислоты.
Остаток отделенных солей металлов собирают при следующих условиях: во-первых, водный раствор, содержащий соль металла, отфильтровывают при температуре от температуры окружающей среды до 150°С и давлении от -1 мПа до 1 мПа для получения остатка солей металлов; далее остаток соли металла промывают водой до тех пор, пока рН промывочной воды не будет иметь значение рН, равное 5-7, при температуре от температуры окружающей среды до 100°С; далее промытый остаток соли металла отфильтровывают и отделяют гравитационным осаждением или центрифугированием, или отфильтровывают при температуре от температуры окружающей среды до 100°С и при давлении от -1 мПа до 1 мПа и сушат при температуре от 80°С до 200°С до тех пор, пока содержание воды не будет менее 1 мас.%, получая таким образом, соли металлов.
Когда концентрация вышеупомянутых средств деметаллизации выше, чем предписанное отношение деметаллизирующего средства к углеводородному маслу, добавляют 1%-500% воды, 0,001%-0,02% деэмульгатора и 0,001%-0,02% деметаллизирующих добавок, каждое значение дается в расчете от водного извлеченного раствора, содержащего деметаллизирующую композицию для углеводородного масла; или когда концентрация вышеупомянутых деметаллизирующих средств меньше, чем предписанное отношение деметаллизирующего средства к углеводородному маслу, добавляют 0,001%-5% деметаллизирующего средства в расчете от водного извлеченного раствора, содержащего деметаллизирующую композицию для углеводородного масла.
Общепринятый процесс электрического обессоливания проводят в следующих условиях: температура обессоливания от 50 до 150оС и сильное электрическое поле от 500 до 1500 В/см с временем пребывания от 5 до 200 минут и/или слабое электрическое поле от 50 до 500 В/см с временем пребывания от 1 до 60 минут; углеводородное масло в достаточной степени смешивают с 2-20% воды в расчете от количества углеводородного масла и желательного количества деметаллизирующей композиции для углеводородного масла или его водного раствора посредством смесительного вентиля или статического смесителя при температуре и перепаде давления смешивания от 0,02 мПа до 1,0 мПа.
Смешивание деметаллизирующей композиции для углеводородного масла или его водного раствора с углеводородным маслом осуществляют посредством механических ножниц для эмульсии или статического смесителя для контроля диаметров частиц масло-вода в интервале от 0,1 мкм до 50 мкм.
Смешивание деметаллизирующей композиции для углеводородного масла или ее водного раствора с углеводородным маслом осуществляют посредством пленочного реактора, имеющего пленку с размером пор от 0,1 до 50 мкм, и пленку выбирают из группы, состоящей из металлической пленки, неорганической пленки и устойчивой к растворителю полиолефиновой пленки.
Способ рециркуляции для удаления ионов металла из углеводородного масла в соответствии с настоящим изобретением может эффективно преодолевать недостатки общепринятого способа для деметаллизации углеводородного масла, в котором, например, деметаллизирующее средство используют только однократно и сливают вместе с обессоленной водой, загрязняя, таким образом, окружающую среду и, являющегося высокозатратным. В способе настоящего изобретения деметаллизирующая композиция для углеводородного масла может быть рециркулирована и затраты на потребление деметаллизирующей композиции могут быть снижены до менее 80%, а затраты на производство углеводородного масла могут быть снижены до менее 60%. Эффективность деметаллизирующих средств может поддерживаться посредством регулирования содержания компонентов. В то же время, остатки соли металла могут быть обработаны для получения разбавленного продукта соли металла и, таким образом, остатки соли металла могут эффективно использоваться. Соответственно, настоящее изобретение имеет преимущество, состоящее в меньшем количестве сливаемой сточной воды, остатков отходов и отходного газа, бережном отношении к окружающей среде и более высокой эффективности деметаллизации.
Краткое описание чертежа
Чертеж представляет собой блок-схему, показывающую способ рециркуляции для деметаллизации углеводородного масла в соответствии с настоящим изобретением, в которой:
Блоки смешивания 1 и 2 представляют собой оба смешивающее оборудование;
Резервуар А представляет собой резервуар для содержания осаждающего агента;
Резервуары 1 и 2 оба представляют собой резервуары для содержания деметаллизирующей композиции для углеводородного масла;
Фильтр представляет собой сепаратор системы твердое вещество-жидкость; и
Очищенное масло представляет собой углеводородное масло после деметаллизации.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение будет описано и детализировано со ссылкой на чертеж и посредством следующих примеров. Однако настоящее изобретение не следует рассматривать как ограниченное примерами. Конкретные воплощения изобретения можно определить в соответствии с техническими решениями и практикой.
Пример 1
Деметаллизирующая композиция для углеводородного масла:
10% деметаллизирующего средства + 90% деэмульгатора + 0% деметаллизирующей добавки.
Фракция масла из третьего отвода атмосферной перегонки: кальций (Ca) 37,3 мкг/г, магний (Mg) 3,13 мкг/г, натрий (Na) 21,8 мкг/г, ванадий (V) 12,6 мкг/г и сера (S) 1295 мкг/г.
Фракция масла из третьего отвода атмосферной перегонки, деметаллизирующую композицию для углеводородного масла в количестве 0,002% в расчете от массы фракции масла из третьего отвода атмосферной перегонки и воду в количестве 5% в расчете от массы фракции масла из третьего отвода атмосферной перегонки смешивают в статическом смесителе в течение 2 минут при температуре 100°С при перепаде давления смешивания 0,5 мПа. Диаметр частицы масло-вода регулируют в интервале от 0,11 до 50 мкм. Смесь далее подают в резервуар для электрического обессоливания. При температуре обессоливания 100°С и при сильном/слабом электрическом поле 1500/100 В/см смесь обрабатывают в течение 20/10 минут, соответственно. После разделения на масляную фазу и водную фазу очищенное масло анализируют, при этом находят, что содержание кальция/процент деметаллизации кальция составляет 1,5 мкг/г/95,9%, содержание магния/процент деметаллизации магния составляет 0,389 мкг/г/87,5%, содержание натрия/процент деметаллизации натрия составляет 0,8 мкг/г/96,3%, содержание ванадия/процент деметаллизации ванадия составляет 0,412 мкг/г/96,7% и содержание серы составляет 1281 мкг/г. Отделенную обессоленную воду тестируют способом GB7476-87 (содержание кальция в воде тестируют способом титрования с ЭДТА), и в результате найдено, что содержание кальция составляет 0,3%. После смешивания обессоленной воды и ее замещения осаждающим веществом в виде серной кислоты в молярном соотношении 2,5:1 при температуре 80°С получают раствор деметаллизирующей композиции для углеводородного масла, содержащий осадок металла. Раствор далее центрифугируют в течение 5 минут при температуре и давлении окружающей среды при скорости вращения 3000 об/мин и далее фильтруют качественным фильтром при температуре и давлении окружающей среды. Находят, что фильтрат, т.е. извлеченный водный раствор, содержащий деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, содержит деметаллизирующее средство в концентрации 1,6%. Остаток на фильтре, т.е. сульфат кальция, промывают 5% воды в расчете от количества сульфата кальция при температуре окружающей среды до значения рН в промывной воде, равного 5-7. Его далее подвергают гравитационному осаждению при температуре окружающей среды и нормальном давлении, и полученный остаток сушат при температуре 120°С, пока содержание воды в нем не станет менее 1%. Найдено, что содержание сульфата кальция равно 92,7%, что соответствует стандарту качества штукатурки для строительства.
В соответствии с вышеуказанной методикой требуемый водный регенерированный раствор, содержащий деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, смешивают с фракцией масла из третьего отвода атмосферной перегонки при отношении смешивания водного регенерированного раствора с фракцией масла из третьего отвода атмосферной перегонки, равном 1,5 мас.%. Методика смешивания, параметры электрического обессоливания, определение содержания металла в очищенном масле и определение содержания кальция в обессоленной воде являются такими же, как описано выше. Полученный водный регенерированный раствор применяют со 2-го по 10-й рецикл. Эффект от применения рециркуляции водного регенерированного раствора, содержащего деметаллизирующую композицию для углеводородного масла виден из Таблицы 1.
Из Таблицы 1 можно видеть, что в результате добавления деметаллизирующей композиции для углеводородного масла или добавления воды, деэмульгатора и деметаллизирующей добавки, водный раствор деметаллизирующей композиции для углеводородного масла не оказывает какого-либо эффекта на деметаллизацию фракции масла из третьего отвода атмосферной перегонки.
В Таблице 1 деметаллизирующие средства, взаимозаменяемые друг с другом, могут представлять собой любое средство, выбранное из группы, состоящей из муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, масляной кислоты, уксусного ангидрида, уксусно-пропионового ангидрида, янтарного ангидрида, бензолсульфоновой кислоты, щавелевой кислоты, лимонной кислоты, ЭДТА, органической фосфинкарбоновой кислоты, органической фосфинсульфоновой кислоты и аминосульфоновой кислоты или сочетания двух или более вышеупомянутых компонентов. Деэмульгаторы, взаимозаменяемые друг с другом, могут представлять собой любой деэмульгатор, выбранный из группы, состоящей из KR-40, LH-12, LH-14, PC-6, GAR-36, SH-1, SH-4, AY-910, доступные от Karamay Jinshan PetroChemical Limited Co., China и другой коммерчески доступный общеизвестный деэмульгатор, подходящий для деэмульгирования углеводородного масла. Деметаллизирующие добавки, взаимозаменяемые друг с другом, могут представлять собой любой компонент, выбранный из группы, состоящей из SP-80, SP-60, алкилфенолполиоксиэтиленового эфира (нонилфенилполиоксиэтиленового эфира, октилфенилполиоксиэтиленового эфира и т.п.), стирилполиоксиэтиленового эфира, С8-С10 алкенилфенолполиоксиэтиленового эфира, полиоксиэтиленового эфира С2-С18 жирной кислоты и растворимой калиевой соли, натриевой соли, аммониевой соли сульфоната или сочетания двух или более вышеупомянутых компонентов.
Таблица 1 | ||||||||
Рецикл № | Содержание металла в очищенном масле (мкг/г) | Содержание деметаллизирующего средства в водном регенерированном растворе (%) | Содержание CaSO4 (%) | Примечания | ||||
Ca | Mg | Na | V | S | ||||
2 | 2,4 | 0,43 | 0,59 | 0,42 | 1300 | 1,6 | 93,2 | / |
3 | 8,2 | 0,44 | 0,92 | 0,43 | 1310 | 1,8 | 92,7 | / |
4 | 7,6 | 0,42 | 0,52 | 0,39 | 1289 | 2,3 | 92,2 | Добавляют воду 34%, деэмульгатор 0,001%, деметаллизирующую добавку 0,001% |
5 | 2,5 | 0,46 | 0,64 | 0,43 | 1328 | 1,5 | 94,3 | / |
6 | 2,8 | 0,37 | 0,8 | 0,46 | 1280 | 3,7 | 93,6 | Добавляют воду 146%, деэмульгатор 0,005%, деметаллизирующую добавку 0,008% |
7 | 3,4 | 0,38 | 0,68 | 0,41 | 1294 | 1,7 | 92,7 | / |
8 | 6,3 | 0,41 | 0,63 | 0,40 | 1305 | 1,0 | 92,8 | Добавляют деметаллизирующую композицию 0,005% |
9 | 2,6 | 0,35 | 0,70 | 0,52 | 1322 | 1,6 | 92,6 | / |
10 | 3,8 | 0,36 | 0,52 | 0,49 | 1305 | 1,8 | 92,1 | / |
Пример 2
Деметаллизирующая композиция для углеводородного масла:
50% деметаллизирующего средства + 25% деэмульгатора + 25% деметаллизирующей добавки.
Неочищенное масло: Ca 260 мкг/г, Mg 1,64 мкг/г, Na 4,8 мкг/г, V 1,6 мкг/г и Fe 8,6 мкг/г.
Неочищенное масло, деметаллизирующую композицию для углеводородного масла в количестве 0,8 мас.% в расчете от неочищенного масла, воду в количестве 10% от неочищенного масла смешивают в статическом миксере при температуре 60°С и давлении 0,1 мПа. Смесь далее подают в резервуар для электрического обессоливания. При температуре обессоливания 50°С и при сильном/слабом электрическом поле 1000/50 В/см смесь обрабатывают в течение 60/20 минут соответственно. После разделения на масляную фазу и водную фазу очищенное масло анализируют, при этом находят, что содержание кальция/процент деметаллизации кальция составляет 25,8 мкг/г/90,1%, содержание магния/процент деметаллизации магния составляет 0,432 мкг/г/73,7%, содержание натрия/процент деметаллизации натрия составляет 2,3 мкг/г/52,1%, содержание ванадия/процент деметаллизации ванадия составляет 0,442 мкг/г/72,4% и содержание железа/процент деметаллизации железа составляет 5,68 мкг/г/34,0%. Отделенную обессоленную воду тестируют способом GB7476-87 (содержание кальция в воде тестируют способом титрования с ЭДТА), и в результате найдено, что содержание кальция составляет 0,25%. После смешивания обессоленной воды и ее замещения осаждающим агентом в виде сульфоновой кислоты в молярном соотношении 1:1 при температуре 60°С получают раствор деметаллизирующей композиции для углеводородного масла, содержащий осадок сульфоната кальция. Раствор далее фильтруют с помощью фильтра при температуре 60°С и давлении 0,15 мПа. Находят, что фильтрат, т.е. извлеченный водный раствор, содержащий деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, содержит деметаллизирующее средство в концентрации 2,3%. Остаток на фильтре, т.е. сульфонат кальция, промывают 50% воды в расчете от количества сульфоната кальция при температуре 55°С до значения рН в промывной воде, равного 5-7. Его далее подвергают осаждению центрифугированием при давлении 0,15 мПа и температуре 55°С при скорости вращения 2000 об/мин и полученный остаток сушат при температуре 100°С, пока содержание воды в нем не станет менее 1%. Найдено, что содержание сульфоната кальция равно 95,2%.
В соответствии с вышеуказанной методикой, требуемый водный регенерированный раствор, содержащий деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, смешивают с неочищенным маслом при отношении смешивания водного регенерированного раствора и неочищенного масла, равном 90 мас.%. Методика смешивания, параметры электрического обессоливания, определение содержания металла в очищенном масле и определение содержания кальция в обессоленной воде являются такими же, как описано выше. Полученный водный регенерированный раствор применяют со 2-го по 40-й рецикл. Эффект от применения рециркуляции водного регенерированного раствора, содержащего деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, виден из Таблицы 2.
Таблица 2 | ||||||||
Рецикл № | Содержание металла в очищенном масле (мкг/г) | Содержание деметаллизирующего средства в водном регенерированном растворе (%) | Содержание сульфоната кальция (%) | Примечания | ||||
Ca | Mg | Fe | Na | V | ||||
4 | 42,9 | 0,55 | 6,12 | 0,53 | 0,65 | 2,6 | 98,2 | / |
8 | 35,6 | 0,60 | 4,42 | 1,48 | 0,75 | 2,8 | 97,5 | / |
10 | 38,2 | 0,58 | 4,04 | 1,41 | 0,79 | 1,7 | 97,2 | Добавляют деметаллизирующую композицию 0,001% |
15 | 24,1 | 0,59 | 5,92 | 2,65 | 0,69 | 1,5 | 98,3 | Добавляют деметаллизирующую композицию 0,05% |
20 | 47,3 | 0,59 | 3,21 | 1,53 | 0,73 | 4,7 | 97,6 | Добавляют воду 231%, деэмульгатор 0,01%, деметаллизирующую добавку 0,01% |
25 | 36,9 | 0,70 | 3,83 | 2,64 | 0,86 | 1,1 | 97,3 | Добавляют деметаллизирующую композицию 0,002% |
30 | 28,3 | 0,56 | 4,33 | 2,08 | 0,62 | 1,0 | 98,1 | Добавляют деметаллизирующую композицию 0,01% |
35 | 27,9 | 0,78 | 4,18 | 2,25 | 0,89 | 6,9 | 95,8 | Добавляют воду 340%, деэмульгатор 0,005%, деметаллизирующую добавку 0,008% |
40 | 42,0 | 0,83 | 5,49 | 1,31 | 0,83 | 7,3 | 95,5 | Добавляют воду 231%, деэмульгатор 0,02%, деметаллизирующую добавку 0,02% |
Из Таблицы 2 можно видеть, что в результате добавления деметаллизирующей композиции для углеводородного масла или добавления воды деэмульгатор и деметаллизирующая добавка в течение 40 рециклов, водный раствор деметаллизирующей композиции для углеводородного масла не оказывает какого-либо эффекта на деметаллизацию неочищенного масла с высоким содержанием металла.
В Таблице 2 деметаллизирующие средства, взаимозаменяемые друг с другом, могут представлять собой любое средство, выбранное из группы, состоящей из муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, масляной кислоты, уксусного ангидрида, уксусно-пропионового ангидрида, янтарного ангидрида, бензолсульфоновой кислоты, щавелевой кислоты, лимонной кислоты, ЭДТА, органической фосфинкарбоновой кислоты, органической фосфинсульфоновой кислоты и аминосульфоновой кислоты или сочетания двух или более вышеупомянутых компонентов. Деэмульгаторы, взаимозаменяемые друг с другом, могут представлять собой любой деэмульгатор, выбранный из группы, состоящей из KR-40, LH-12, LH-14, PC-6, GAR-36, SH-1,SH-4, AY-910, доступные от Karamay Jinshan PetroChemical Limited Co., China и другой коммерчески доступный общеизвестный деэмульгатор, подходящий для деэмульгирования углеводородного масла. Деметаллизирующие добавки, взаимозаменяемые друг с другом, могут представлять собой любой компонент, выбранный из группы, состоящей из SP-80, SP-60, алкилфенолполиоксиэтиленового эфира (нонилфенилполиоксиэтиленового эфира, октилфенилполиоксиэтиленового эфира и т.п.), стирилполиоксиэтиленового эфира, С8-С10 алкенилфенолполиоксиэтиленового эфира, полиоксиэтиленового эфира С2-С18 жирной кислоты и растворимой калиевой соли, натриевой соли, аммониевой соли сульфоната или сочетания двух или более вышеупомянутых компонентов.
Пример 3
Деметаллизирующая композиция для углеводородного масла:
99,5% деметаллизирующего средства + 0% деэмульгатора + 0,5% деметаллизирующей добавки.
Неочищенное масло: Ca 712 мкг/г, Mg 5,52 мкг/г, Fe 17,6 мкг/г, Na 60 мкг/г и V 3,15 мкг/г.
Неочищенное масло и деметаллизирующую композицию для углеводородного масла в количестве 2 мас.% в расчете на неочищенное масло, воду в количестве 20% от неочищенного масла смешивают в машине для перемешивания эмульсий при температуре 50°С и давлении 0,5 мПа. Смесь далее подают в резервуар для электрического обессоливания. При температуре обессоливания 150°С и при сильном/слабом электрическом поле 500/50 В/см смесь обрабатывают в течение 200/60 минут соответственно. После разделения на масляную фазу и водную фазу очищенное масло анализируют, при этом находят, что содержание кальция/процент деметаллизации кальция составляет 45,8 мкг/г/93,6%, содержание магния/процент деметаллизации магния составляет 0,68 мкг/г/87,7%, содержание натрия/процент деметаллизации натрия 3,3 мкг/г/94,5%, содержание ванадия/процент деметаллизации ванадия составляет 0,35 мкг/г/88,4%, содержание железа/процент деметаллизации железа составляет 8,1 мкг/г/54,0%. Отделенную обессоленную воду тестируют способом GB7476-87 (содержание кальция в воде тестируют способом титрования с ЭДТА), и в результате найдено, что содержание кальция составляет 6,2%. После смешивания обессоленной воды и ее замещения осаждающим агентом в виде фосфорной кислоты в молярном соотношении 5:1 при температуре 150°С получают раствор деметаллизирующей композиции для углеводородного масла, содержащий фосфат кальция. Раствор далее фильтруют с помощью вакуум-фильтра при температуре 30°С и давлении -0,75 мПа. Находят, что фильтрат, т.е. извлеченный водный раствор, содержащий деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, содержит деметаллизирующее средство в концентрации 4,2%. Остаток на фильтре, т.е. фосфат кальция, промывают 100% воды в расчете на количество фосфата кальция при температуре 100°С до значения рН в промывной воде, равного 7. Его далее подвергают фильтрации при температуре 100°С и давлении 1 мПа и полученный остаток сушат при температуре 80°С, пока содержание воды в нем не станет менее 1%. Найдено, что содержание фосфата кальция равно 77,6%.
В соответствии с вышеуказанной методикой требуемый водный регенерированный раствор, содержащий деметаллизирующую композицию для углеводородного масла смешивают с неочищенным маслом при отношении смешивания водного регенерированного раствора и неочищенного масла, равном 55 мас.%. Методика смешивания, параметры электрического обессоливания, определение содержания металла в очищенном масле и определение содержания кальция в обессоленной воде являются такими же, как описано выше. Полученный водный регенерированный раствор применяют со 2-го по 30-й рецикл. Эффект от применения рециркуляции водного регенерированного раствора, содержащего деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, виден из Таблицы 3.
Таблица 3 | ||||||||
Рецикл № | Содержание металла в очищенном масле (мкг/г) | Содержание деметаллизирующего средства в водном регенерированном растворе (%) | Содержание фосфата кальция (%) | Примечания | ||||
Ca | Mg | Fe | Na | V | ||||
5 | 51,4 | 0,73 | 12,4 | 2,6 | 0,61 | 8,3 | 88,2 | Добавляют воду 500%, деэмульгатор 0,015%, деметаллизирующую добавку 0,012% |
10 | 36,8 | 0,85 | 7,6 | 1,8 | 0,40 | 6,9 | 72,5 | Добавляют воду 400%, деэмульгатор 0,008%, деметаллизирующую добавку 0,018% |
15 | 39,3 | 0,36 | 9,8 | 2,1 | 0,31 | 2,4 | 75,2 | Добавляют деметаллизирующую композицию 0,1% |
20 | 63,1 | 0,66 | 9,1 | 2,8 | 0,59 | 1,8 | 70,7 | Добавляют деметаллизирующую композицию 0,5% |
25 | 46,5 | 0,75 | 5,6 | 3,4 | 0,48 | 0,6 | 76,4 | Добавляют деметаллизирующую композицию 1,5% |
30 | 53,6 | 0,84 | 8,9 | 3,2 | 0,52 | 0,3 | 79,7 | Добавляют деметаллизирующую композицию 3,0% |
Из Таблицы 3 можно видеть, что в результате добавления деметаллизирующей композиции для углеводородного масла или добавления воды, деэмульгатора и деметаллизирующей добавки в течение 30 рециклов, водный раствор деметаллизирующей композиции для углеводородного масла не оказывает какого-либо эффекта на деметаллизацию неочищенного масла с высоким содержанием металла.
В Таблице 3 деметаллизирующие средства, взаимозаменяемые друг с другом могут представлять собой любое средство, выбранное из группы, состоящей из муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, масляной кислоты, уксусного ангидрида, уксусно-пропионового ангидрида, янтарного ангидрида, бензолсульфоновой кислоты, щавелевой кислоты, лимонной кислоты, ЭДТА, органической фосфинкарбоновой кислоты, органической фосфинсульфоновой кислоты и аминосульфоновой кислоты или сочетания двух или более вышеупомянутых компонентов. Деэмульгаторы, взаимозаменяемые друг с другом, могут представлять собой любой деэмульгатор, выбранный из группы, состоящей из KR-40, LH-12, LH-14, PC-6, GAR-36, SH-1,SH-4, AY-910, доступные от Karamay Jinshan PetroChemical Limited Co., China и другой коммерчески доступный общеизвестный деэмульгатор, подходящий для деэмульгирования углеводородного масла. Деметаллизирующие добавки, взаимозаменяемые друг с другом, могут представлять собой любой компонент, выбранный из группы, состоящей из SP-80, SP-60, алкилфенолполиоксиэтиленового эфира (нонилфенилполиоксиэтиленового эфира, октилфенилполиоксиэтиленового эфира и т.п.), стирилполиоксиэтиленового эфира, С8-С10 алкенилфенолполиоксиэтиленового эфира, полиоксиэтиленового эфира С2-С18 жирной кислоты и растворимой калиевой соли, натриевой соли, аммониевой соли сульфоната или сочетания двух или более вышеупомянутых компонентов.
Пример 4
Деметаллизирующая композиция для углеводородного масла:
75% деметаллизирующего средства + 10% деэмульгатора + 15% деметаллизирующей добавки.
Неочищенное масло: Ca 1380 мкг/г, Mg 9,32 мкг/г, Na 302 мкг/г, V 9,44 мкг/г и Fe 95,3 мкг/г.
Неочищенное масло и деметаллизирующую композицию для углеводородного масла в количестве 5 мас.% в расчете на неочищенное масло и воду в количестве 15% от неочищенного масла смешивают в реакторе пленочного типа с металлической пленкой с размером пор в пленке от 0,1 мкм до 50 мкм при температуре 125°С и давлении 0,3 мПа. Смесь далее подают в резервуар для электрического обессоливания. При температуре обессоливания 125°С и при сильном/слабом электрическом поле 1200/400 В/см смесь обрабатывают в течение 5/1 минут соответственно. После разделения на масляную фазу и водную фазу очищенное масло анализируют, при этом находят, что содержание кальция/процент деметаллизации кальция составляет 67,8 мкг/г/95,0%, содержание магния/процент деметаллизации магния составляет 0,98 мкг/г/89,5%, содержание натрия/процент деметаллизации натрия составляет 2,3 мкг/г/99,1%, содержание ванадия/процент деметаллизации ванадия составляет 1,01 мкг/г/89,4%, содержание железа/процент деметаллизации железа составляет 26,1 мкг/г/72,6%. Отделенную обессоленную воду тестируют способом GB7476-87 (содержание кальция в воде тестируют способом титрования с ЭДТА), и в результате найдено, что содержание кальция составляет 6,7%. После смешивания обессоленной воды и ее замещения осаждающим агентом в виде фтористоводородной кислоты в молярном соотношении 10:1 при температуре 30°С получают раствор деметаллизирующей композиции для углеводородного масла, содержащий фторид кальция. Раствор далее фильтруют с помощью жидкостного сепаратора вращающегося типа для систем масло-вода при температуре 30°С и давлении 0,02 мПа. Находят, что фильтрат, т.е. извлеченный водный раствор, содержащий деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, содержит деметаллизирующее средство в концентрации 8,3%. Остаток на фильтре, т.е. фторид кальция, промывают 75% воды в расчете от количества фторида кальция при температуре 75°С до значения рН в промывной воде, равного 5-7. Его далее подвергают фильтрации при температуре 75°С и давлении -0,5 мПа и полученный остаток сушат при температуре 150°С, пока содержание воды в нем не станет менее 1%. Найдено, что содержание фторида кальция равно 92,6%.
В соответствии с вышеуказанной методикой требуемый водный регенерированный раствор, содержащий деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, смешивают с неочищенным маслом при отношении смешивания водного регенерированного раствора и неочищенного масла, равном 55 мас.%. Методика смешивания, параметры электрического обессоливания, определение содержания металла в очищенном масле и определение содержания кальция в обессоленной воде являются такими же, как описано выше. Полученный водный регенерированный раствор применяют со 2-го по 30-й рецикл. Эффект от применения рециркуляции водного регенерированного раствора, содержащего деметаллизирующую композицию для углеводородного масла, виден из Таблицы 4.
Таблица 4 | ||||||||
Рецикл № | Содержание металла в очищенном масле (мкг/г) | Содержание деметаллизирующего средства в водном регенериро-ванном растворе (%) | Содержание фторида кальция (%) | Примечания | ||||
Ca | Mg | Fe | Na | V | ||||
5 | 53,2 | 1,32 | 34,1 | 1,8 | 1,56 | 5,3 | 88,2 | Добавляют деметаллизирующую композицию 1% |
10 | 61,4 | 0,88 | 29,8 | 0,7 | 2,11 | 2,5 | 92,5 | Добавляют деметаллизирующую композицию 5% |
15 | 44,8 | 0,86 | 42,6 | 2,7 | 2,58 | 9,4 | 95,2 | Добавляют воду 100%, деэмульгатор 0,003%, деметаллизирующую добавку 0,005% |
20 | 76,5 | 1,09 | 36,5 | 3,5 | 2,33 | 10,8 | 90,7 | Добавляют воду 200%, деэмульгатор 0,012%, деметаллизирующую добавку 0,003% |
25 | 66,5 | 0,75 | 51,6 | 2,9 | 2,48 | 7,6 | 91,4 | Добавляют деметаллизирующую композицию 0,08% |
Из Таблицы 4 можно видеть, что в результате добавления деметаллизирующей композиции для углеводородного масла или добавления воды, деэмульгатора и деметаллизирующей добавки в течение 25 рециклов, водный раствор деметаллизирующей композиции для углеводородного масла не оказывает какого-либо эффекта на деметаллизацию неочищенного масла с высоким содержанием металла.
В Таблице 4 деметаллизирующие средства, взаимозаменяемые друг с другом, могут представлять собой любое средство, выбранное из группы, состоящей из муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, масляной кислоты, уксусного ангидрида, уксусно-пропионового ангидрида, янтарного ангидрида, бензолсульфоновой кислоты, щавелевой кислоты, лимонной кислоты, ЭДТА, органической фосфинкарбоновой кислоты, органической фосфинсульфоновой кислоты и аминосульфоновой кислоты или сочетания двух или более вышеупомянутых компонентов. Деэмульгаторы, взаимозаменяемые друг с другом, могут представлять собой любой деэмульгатор, выбранный из группы, состоящей из KR-40, LH-12, LH-14, PC-6, GAR-36, SH-1, SH-4, AY-910, доступные от Karamay Jinshan PetroChemical Limited Co., China и другой коммерчески доступный общеизвестный деэмульгатор, подходящий для деэмульгирования углеводородного масла. Деметаллизирующие добавки, взаимозаменяемые друг с другом, могут представлять собой любой компонент, выбранный из группы, состоящей из SP-80, SP-60, алкилфенолполиоксиэтиленового эфира (нонилфенилполиоксиэтиленового эфира, октилфенилполиоксиэтиленового эфира и т.п.), стирилполиоксиэтиленового эфира, С8-С10 алкенилфенолполиоксиэтиленового эфира, полиоксиэтиленового эфира С2-С18 жирной кислоты и растворимой калиевой соли, натриевой соли, аммониевой соли сульфоната или сочетания двух или более вышеупомянутых компонентов.
Пример 5
Деметаллизирующая композиция для углеводородного масла:
0,3% деметаллизирующего средства + 80% деэмульгатора + 19,7% воды.
Соляровое масло: Ca 27,3 мкг/г, Mg 0,38 мкг/г, Na 6,8 мкг/г и V 0,6 мкг/г.
Соляровое масло, деметаллизирующую композицию для углеводородного масла в количестве 0,002 мас.% в расчете на соляровое масло и воду в количестве 2% от солярового масла смешивают в смесителе при температуре 50°С и давлении 0,02 мПа в течение 15 минут. Смесь далее подают в резервуар для электрического обессоливания. При температуре обессоливания 50°С и при сильном/слабом электрическом поле 800/80 В/см смесь обрабатывают в течение 40/5 минут соответственно. После разделения на масляную фазу и водную фазу оч