[发明专利]一种分离石油重质油的方法

说明书

本发明涉及一种分离烃类混合物的方法，尤其是利用超临界溶剂萃取分离混合物的方法。

石油重质油，如石油常压渣油、减压渣油及炼制过程中产生的其他重质产品等具有沸点高，热稳定性差，组成极为复杂的特点。要对它进行评价，首要的问题是必须先对它进行某种程度的分离。迄今为止，大都是采用液相冲洗色谱法作为主要分离手段，按族组成分离成饱和份、芳香份、胶质和沥青质四个或更多个，如六至十个组分，然后分别对这些组份的化学组成和平均结构进行研究。这种方法从指导发展重质油利用和加工技术的角度来看，尚有严重不足之处，主要表现在：(1)色谱分离方法繁琐，而且所得样品数量很少，难以从中获得能满足工程技术上所必需的各种基础数据和信息；(2)色谱法的分离原理与生产进程相差太远，由此得到的研究成果不便于用到生产实际。

US3597464(1971)，Zosel公开了一种利用超临界流体萃取分馏的方法，利用超临界乙烯或乙烷为溶剂，采用恒定分离柱温差和步进式升压方式，将不同链长的三烷基铝混合物，分离成链长较为单一的有机铝化合物。US3969169(1976)Zosel公开了以乙烷作溶剂，用上述US3597464的方法和装置将C₁₆至C₂₆的α-烯烃混合物分离成每种化合物纯度可达95-99％的馏份。Zosel，Angew.Chem.Int.Ed.Engl.，1978；17，702发表了以超临界乙烯为溶剂，利用上述方法将鳕鱼肝油按分子量和不饱和度的大小成功地分离成50个馏份。

R.P.Wanzinski，etal.，preprints-ACS，Div.Fuel Chem.，1.2431985；发表了与上述Zosel类似的分离装置，以超临界环己烷为溶剂，采用恒定压力和分步降低分离柱顶部温度，即降低分离柱温差的方式，将煤液化残渣油分离成6个窄馏份，以便更好地测定其热力学性质。    

上述方法中，Wanzinski的技术中，由于系统温度的稳定比压力稳定困难得多，所以按这种方法分离，其可靠性和重复性差，而Wanzinski和Zosel的技术中，超临界流体萃取分馏柱的温差是依靠分离柱顶部的加热器和所谓像“手指”状的热回流头(HotFinger)或称为“手指”状的空心分离器(Finger-shapedHollow separator)实现的。这就使设备的结构和制造较为复杂，在Zosel技术中，超临界流体直接用管线进入分离柱萃取段。在Wanzinski的技术中，文献中虽指出了超临界流体通过“分布器”进入萃取段，但未说明结构和原理。Zosel的方法不适于石油渣油的分离评价，因为，1Zosel使用乙烯或乙烷作溶剂，它们对石油重质油，特别是石油渣油的溶解能力太低，萃取残余物太多，难以实现对石油重质油，特别是石油渣油进行全面评价；2Zosel采用恒定温差步进式升压方法为分离条件对分离石油重质油，特别是石油渣油这种沸程范围非常宽，组成极为复杂和组份连续分布的体系，其升压″分步″定量化很难掌握，而且每升高一次压力，都会产生一次干扰分离过程的平稳进行，从而使同一实验室分离结果的重复性和不同实验室分离结果的再现性都很难保证。

Wanzinski的方法也存在两个问题：(1)他选用环己烷作溶剂，其临界温度为281℃。分离温度须高于临界温度，可达300℃以上。石油重质油，特别是石油渣油长时间地在这种温度作用下会发生热分解，不宜用于建立评价方法。而且环己烷分子量大、分离选择性差，难以满足分离精度的要求；(2)在工艺上采用了恒定压力，分步降低柱顶温度的方法。这种方法的缺点是：试验装置温度的升降和维持稳定要比压力的升降和稳定困难得多，这难以保证实验的重复性和分离效果，不能满足建立石油重质油的分离评价方法。    

US4290880采用分段沉降法，分离过程是通过一个混合器和温度条件不同的三个分离器实现的，每个分离器只能得到一个产品，因此，采用此过程只能得到三个产品，而且每段分离无″内回流″产生，无分馏作用，因而分离效果较有分馏作用的为差。    

日本公开特许(A)昭61-254693，较US4290880增设了一个抽提塔，分为上下两段，上部为浓缩段，下部为回收段，渣油从抽提塔中部连续进入，溶剂从抽提塔底部进入，进行逆流萃取，抽提塔顶部和底部分别设有热交换器，保持顶部温度高于底部温度，因此，在浓缩段有回流产生，其分离效果要优于美国专利技术，该过程可获四个产品，而且过程中各处的温度，压力条件，物流量和性质是不变的，其抽提塔顶部抽提物为一个宽馏份，它的分离是靠后续的三个分离器完成的。