• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.背景
  • 4.原理
  • 5.工艺流程
  • 6.操作条件的选择
  • 7.特点

电化学精制

电化学精制是指对酸碱精制的改进,包括酸碱化学精制和静电混合分离过程。

基本信息

  • 中文名

    电化学精制

  • 外文名

    Electrochemical refining

  • 特点

    技术简单设备投资少

  • 学科

    石油炼制工程

  • 原理

    碱洗高压电场的作用

  • 操作条件

    温度时间碱浓度等

背景

原油蒸馏得到的直馏汽油、喷气燃料、柴油,以及二次加工过程特别是焦化、催化裂化过程得到的汽油和柴油,不同程度地含有硫化物、氮化物以及有机酸、酚、胶质和烯烃、二烯烃等,造成油品性质不安定、质量差,需要进行精制,将这些有害物质不同程度地从燃料中除去。早期应用的化学精制方法主要是酸碱洗涤精制,这种精制方法工艺简单、设备投资和操作费用较低,但由于排放的酸渣、碱渣污染环境,已逐步限制使用,特别是油品的酸洗精制在炼油厂已完全被淘汰。目前在我国炼油厂中采用的电化学精制就是碱洗精制方法的改进,它是将碱洗精制与高压电场加速沉降分离相结合的方法。

原理

1.碱洗

在碱洗过程中用质量分数为10%一30%的氢氧化钠水溶液与油品混合,碱液与油品中的烃类几乎不起作用,它只与酸性的非烃类化合物起反应,生成相应的盐类。这些盐类大部分溶于碱液而从油品中除去。因此,碱洗可以除去油品中的含氧化合物(如环烷酸、酚类等)和某些含硫化合物(如硫化氢、低分子硫醇等)。

当碱用量大时生成Na2S,用量小时生成NaHS,Na2S及NaHS均溶于水中,因此H2S可以用碱洗除去。

环烷酸、酚及低分子硫醇等与碱液的反应是可逆反应,生成的盐类可在很大程度上发生水解反应。随着它们相对分子质量的增大,其盐类的水解程度也加大,而它们本身在油品中的溶解度则相对地增加,在水中的溶解度相对地减小。因此用碱洗的办法,并不能将它们完

全从油品中清洗除去。

2.高压电场的作用

在碱洗精制时,若加以高压电场,则电场起着两个主要作用:一是促进油碱均匀混合;

二是达到快速分渣。这两个作用改变了传统碱洗精制存在的缺点。

碱液在油品中分散成适当直径的微粒,在高电压(15000V-25000V)的直流(或交流)电场的作用下,加速了导电微粒在油品中的运动,使油品中各种杂质与碱充分接触,强化了油品中的酸性硫化物、氧化物等与碱的反应。同时加速了反应产物颗粒间的相互碰撞,促进了碱渣的聚集和沉降作用,达到有效的分离。

工艺流程

右图为油品碱洗精制一电沉降分离过程的工艺流程。原料(需精制的油品)首先与碱液在静态混合器中进行混合、反应,混合物进人电精制罐(即碱洗沉降罐)中。电精制罐内设有电极板,通以20000V左右的高压直流电,形成高压静电场,使油中的碱微粒产生偶极性,加快了它在电场中的运动,促进了碱液与酸性化合物之间的反应,同时促使碱渣在高压电场下进行凝聚、分离。精制后油品从罐顶流出,碱清自电精制罐的底部排出。

操作条件的选择

影响电化学精制产品质量的因素较多,正确合理地选择精制操作条件,才能保证精制产品的质量,提高产品收率。主要控制的条件有:精制温度,碱浓度及用量,接触时间,电场梯度,混合方式等。

1.精制温度

精制温度一般由原料油的温度控制。在碱洗精制时,由于碱只能与油品中的酸性物质、胶质等反应,而引起其他烃类例如芳香烃、不饱和烃的副反应少,为了更有利于油碱两相的混合,通常精制温度稍高一些。但若温度过高,由于原料油自身受热而使得某些烃类不稳定发生缩合等反应,也会导致精制产品质量变差,所以精制温度一般控制为50~60℃。而酸洗精制由于不饱和烃的叠合等副反应多,会导致产品收率低,故一般在20~35℃的常温下进行。