[发明专利]一种原油脱金属脱水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种原油脱金属脱水的方法。

背景技术

原油中含有多种金属元素，如K、Ca、Na、Mg、Ni等，其中尤以金属钙含量高。原油中高含量的金属元素对炼油生产过程造成严重的影响，例如会使炼油加工使用的催化剂失活、腐蚀常减压装置塔顶冷凝系统等。

目前炼厂脱除原油中金属元素的方法主要是采用电脱盐技术，即在原油中注入一定量的新鲜水，并在静态混合器的作用下充分混合，然后在破乳剂和高压电场的作用下，使溶解有金属元素的微小水滴逐步聚集成较大水滴，并借重力从油中沉降分离，达到脱盐脱水（即金属元素以溶解于水中的盐的形式）的目的。在电脱盐技术中，原油乳化液在高压电场的作用下，在分散相水滴上形成感应电荷，而带有正、负电荷的水滴在作定向位移时，相互碰撞而合成大水滴，加速沉降。在此过程中，水滴直径愈大，原油和水的相对密度差愈大；温度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快，从而达到脱除原油中金属元素的目的。

但是目前，原油的重质化、劣质化和高酸值化问题越来越严重，炼厂加工的原油变稠、变重、金属盐含量升高。因此在炼厂进行原油预处理过程中，原油乳化严重，增加了炼厂电脱盐的难度。主要表现在：

（1）造成电脱盐电流升高，电场不稳，频繁跳闸。电脱盐的电流升高会造成以下危害：装置能耗增加；可能击穿电脱盐的电极板，造成电脱盐设备不能正常工作；可能导致蒸馏装置初馏塔的安全阀超压起跳，直接影响蒸馏装置安全生产。

（2）破乳剂和脱钙剂用量增大，增加原油预处理成本。

（3）电脱盐切水含油量高，加大了污水处理难度。

鉴于目前在预处理重质原油过程中，电脱盐存在的诸多问题，急需一种更节能、更有效的原油脱金属脱水的方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中预处理原油过程使用电脱盐效果差的缺陷，提供一种原油脱金属脱水的方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种原油脱金属脱水的方法，该方法包括：将原油和脱金属剂在纤维膜反应器中接触反应，并将得到的反应产物进行油水分离。

本发明提供的方法使用纤维膜反应器进行原油脱金属脱水。该反应器利用其中安装的纤维丝，借助液膜传质作用，实现原油中的金属与脱金属剂在油水界面接触反应，使金属离子电离或形成沉淀物、螯合物，从而溶解或分散到水中，最后经油水分离脱除金属和水。本发明提供的方法能够达到原油脱金属脱水的效果，获得符合工业要求的原油原料。如实施例1中经二级处理即可获得原油中水含量为0.10重量%、其他金属含量为2.3mg/L和钙含量为5μg/g的原油，符合工业要求，而且切水油含量仅为23.5mg/L和35.7mg/L，也符合工业生产要求。相比之下，使用电脱盐则需要三级处理、消耗电能、多使用化学试剂才能获得符合工业要求的原油，并且切水油含量高。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种原油脱金属脱水的方法，该方法包括：将原油和脱金属剂在纤维膜反应器中接触反应，并将得到的反应产物进行油水分离。

本发明中的纤维膜反应器是一种高效传质设备。纤维膜反应器可以为两端开口的圆筒体，两端为进料端和出料端。进料端上有两个进料口，出料端与后续的用于油水分离的设备连接。在纤维膜反应器内从进料端到出料端依次设置流体分布器和传质空间筒体。在传质空间筒体内从进料端到出料端方向依次设置流体再分布器和纤维丝。流体分布器和流体再分布器可以选用孔板式、溢流式和板式流体分布器中的一种，流体再分布器可以有一套以上。流体分布器和流体再分布器使进入纤维膜反应器中的流体能够在纤维丝的横截面上有良好的分布，从而使纤维膜反应器中流体的传质效果更好。纤维丝安装在纤维膜反应器的传质空间筒体内，经过分布器的分布均匀的流体流过纤维丝，利用毛细作用和水相、油相在纤维丝上的表面张力不同，使加入纤维膜反应器的水相和油相在纤维丝表面形成液膜，从而增大两相接触的表面积，使传质效率极大地提高。

本发明中，所述脱金属剂以脱金属剂水溶液的形式加入，在将原油和脱金属剂在纤维膜反应器中接触反应时，作为油相的原油和作为水相脱金属剂在纤维丝上形成液膜，借助液膜传质作用，原油中的金属与脱金属剂可以在液膜处的油水界面接触、反应，使金属离子电离或形成沉淀物、螯合物，从而溶解或分散到水中。最后经过油水沉降分离得到脱除金属和水的原油。