溶剂脱沥青.ppt

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1、溶溶 剂剂 脱脱 沥沥 青青溶剂脱沥青溶剂脱沥青目目 录录v概述概述v溶剂脱沥青原理溶剂脱沥青原理v影响溶剂脱沥青的因素影响溶剂脱沥青的因素v溶剂脱沥青工艺流程溶剂脱沥青工艺流程概概 述述v溶剂脱沥青是以液态的丙烷等小分子烃类为溶剂脱沥青是以液态的丙烷等小分子烃类为抽提溶剂，将渣油分离成残炭、重金属、硫抽提溶剂，将渣油分离成残炭、重金属、硫和氮含量均较低的脱沥青油和含和氮含量均较低的脱沥青油和含“油分油分”较较少的脱油沥青的工艺过程。少的脱油沥青的工艺过程。概概 述述 溶剂脱沥青工艺技术始于溶剂脱沥青工艺技术始于19301930年，国外至今年，国外至今已有近已有近200200套。套。我国也有相

2、当数量的装置，约我国也有相当数量的装置，约3030套左右，单套左右，单套装置的规模在套装置的规模在0.25-0.4 Mt/a0.25-0.4 Mt/a。概概 述述溶剂脱沥青工艺是从减压渣油制取高粘度溶剂脱沥青工艺是从减压渣油制取高粘度润滑油基础油、催化裂化或加氢裂化原料油的润滑油基础油、催化裂化或加氢裂化原料油的一个重要加工过程，也是生产微晶蜡必不可少一个重要加工过程，也是生产微晶蜡必不可少的关键环节。的关键环节。概 述工艺概述工艺概述概概 述述概 述 溶剂脱沥青过程所指的溶剂脱沥青过程所指的“沥青沥青”并非一种严并非一种严格定义的产品或化合物，它是指减压渣油中格定义的产品或化合物，它是指减压

3、渣油中最重的那一部分，主要是沥青质和胶质，有最重的那一部分，主要是沥青质和胶质，有些情况下也会包括少量芳烃和饱和烃，其具些情况下也会包括少量芳烃和饱和烃，其具体组成因生产目的不同而异。体组成因生产目的不同而异。概 述它包括沥青质、胶质、它包括沥青质、胶质、某些大分子烃类、以及含有硫、氮的化合物，某些大分子烃类、以及含有硫、氮的化合物，甚至还含有甚至还含有NiNi、V V等金属的有机化合物。等金属的有机化合物。溶剂脱沥青原理v溶剂：低分子烃类，如丙烷、丁烷、戊烷以及它溶剂：低分子烃类，如丙烷、丁烷、戊烷以及它们的混合物。们的混合物。v溶剂脱沥青原理溶剂脱沥青原理：以各种烃类在这些低分子烃类：以各

4、种烃类在这些低分子烃类中的中的溶解度不同溶解度不同作为基础，利用它们对环烷烃、作为基础，利用它们对环烷烃、烷烃及低分子芳香烃有相当大的溶解度，而对胶烷烃及低分子芳香烃有相当大的溶解度，而对胶质沥青质则难溶或几乎不溶的特性，使胶质和沥质沥青质则难溶或几乎不溶的特性，使胶质和沥青质从渣油中脱除的。青质从渣油中脱除的。溶剂脱沥青原理v当以低相对分子质量的烷烃当以低相对分子质量的烷烃(C(C3 3,C,C4 4,C,C5 5)作溶剂作溶剂时，根据溶解过程的分子相似原理，渣油中相对时，根据溶解过程的分子相似原理，渣油中相对分子质量较小的饱和烃和芳烃较易溶解，而胶质分子质量较小的饱和烃和芳烃较易溶解，而胶

5、质及沥青质则较差，甚至不溶。及沥青质则较差，甚至不溶。v从分子的极性大小来看各组分的溶解度，也是饱从分子的极性大小来看各组分的溶解度，也是饱和烃最大，芳烃次之和烃最大，芳烃次之(其中的多环芳烃又差些其中的多环芳烃又差些)，胶质又次之，而沥青质则基本不溶。胶质又次之，而沥青质则基本不溶。溶剂脱沥青原理v因此，采用低相对分子质量烷烃作溶剂对渣因此，采用低相对分子质量烷烃作溶剂对渣油进行抽提时，可以把渣油中的饱和烃及芳油进行抽提时，可以把渣油中的饱和烃及芳烃烃(在炼厂常把这部分称为油分在炼厂常把这部分称为油分)提取出来，提取出来，从而分离出胶质及沥青质，也可以只分离出从而分离出胶质及沥青质，也可以只

6、分离出重胶质及沥青质。重胶质及沥青质。v与原料渣油相比，提取所得的油分的残炭值与原料渣油相比，提取所得的油分的残炭值及金属含量较低、及金属含量较低、H/CH/C原子比较高，达到生产原子比较高，达到生产高粘度润滑油和改善催化裂化进料的要求。高粘度润滑油和改善催化裂化进料的要求。溶剂脱沥青原理 渣油中的沥青质是以胶束状态存在，芳烃和渣油中的沥青质是以胶束状态存在，芳烃和胶质对这种状态起着稳定作用。在加入低分胶质对这种状态起着稳定作用。在加入低分 子烷烃后，这种稳定状态被破坏，沥青质也子烷烃后，这种稳定状态被破坏，沥青质也可能沉淀出来。因此，有的作者也称渣油溶可能沉淀出来。因此，有的作者也称渣油溶剂

7、脱沥青过程为剂脱沥青过程为“抽提沉淀分离抽提沉淀分离”过程。过程。但从广义上考虑，此过程仍属抽提过程但从广义上考虑，此过程仍属抽提过程。溶剂脱沥青原理 一种物质在有机溶剂中一种物质在有机溶剂中溶解度变化溶解度变化的一的一般规律是：般规律是：v在低温时，溶解度较小，升高温度则溶解度在低温时，溶解度较小，升高温度则溶解度增大。增大。v当温度升至一定程度后，二者完全互溶。当温度升至一定程度后，二者完全互溶。v当温度升至当温度升至临界温度临界温度，压力处于临界压力时，压力处于临界压力时，溶剂已经具有气体的性质，这时它将不溶解溶剂已经具有气体的性质，这时它将不溶解溶质而是把溶质全部析出。溶质而是把溶质全

8、部析出。溶剂脱沥青原理v这个变化并不是突然发生的，在靠近临界温这个变化并不是突然发生的，在靠近临界温度而还未到临界温度的某个区域内，溶解度度而还未到临界温度的某个区域内，溶解度就随着温度的升高而降低，等到临界温度时就随着温度的升高而降低，等到临界温度时溶解度等于零。溶解度等于零。丙烷渣油体系溶解度原理图丙烷渣油体系溶解度原理图丙烷丙烷:渣油渣油=2:1=2:1（体积比）（体积比）溶剂脱沥青原理v从零下若干度到稍高于从零下若干度到稍高于2020的范围内，分离的范围内，分离出的不溶物量随着温度升高而减少，也即溶出的不溶物量随着温度升高而减少，也即溶解度增大；解度增大；v到温度稍高于到温度稍高于20

9、20时，两相变为完全互溶的时，两相变为完全互溶的一相。这就是说，在低于一相。这就是说，在低于2020前出现前出现第一个第一个两相区。两相区。溶剂脱沥青原理v当温度升高至当温度升高至4040后，又开始有不溶物析出，而且随后，又开始有不溶物析出，而且随着温度的升高，析出的物质增加，至丙烷的临界温度着温度的升高，析出的物质增加，至丙烷的临界温度(97)(97)时，油全部析出。时，油全部析出。v由此可见，从由此可见，从4040到到9797又出现又出现第二个两相区第二个两相区。v丙烷脱沥青过程就是在这第二个两相区温度范围内操丙烷脱沥青过程就是在这第二个两相区温度范围内操作的。作的。溶剂脱沥青原理v而第一

10、个两相区温度范围内是不适宜脱沥青操作，而第一个两相区温度范围内是不适宜脱沥青操作，因为在因为在-42-20-42-20温度下，不仅胶质、沥青质几乎温度下，不仅胶质、沥青质几乎不溶于丙烷，而且固体烃不溶于丙烷，而且固体烃(蜡蜡)也只稍溶于丙烷，所也只稍溶于丙烷，所以在分出胶质、沥青状物质的同时，蜡也会被分出，以在分出胶质、沥青状物质的同时，蜡也会被分出，这样就会使蜡和沥青都不能应用。这样就会使蜡和沥青都不能应用。v在第二个两相区内，溶解度随温度变化的规律与在在第二个两相区内，溶解度随温度变化的规律与在第一个两相区时是相反的，在讨论丙烷脱沥青时必第一个两相区时是相反的，在讨论丙烷脱沥青时必须记住这

11、一点。须记住这一点。溶剂脱沥青原理v 丙烷对渣油中各组分的溶解度是不同的，按丙烷对渣油中各组分的溶解度是不同的，按其大小次序排列依次为：其大小次序排列依次为：烷烃环状烃类高分子多环烃类胶状烷烃环状烃类高分子多环烃类胶状物质。物质。v 丙烷对胶状物质和高分子多环烃类的溶解度丙烷对胶状物质和高分子多环烃类的溶解度很小，并且很小，并且温度越高，其溶解度也越小温度越高，其溶解度也越小。溶剂脱沥青原理v渣油中的烃类和胶状物质本来是互溶的，或渣油中的烃类和胶状物质本来是互溶的，或者是有些呈溶胶均匀地分散在油中。者是有些呈溶胶均匀地分散在油中。v当丙烷加入到渣油中，温度在当丙烷加入到渣油中，温度在60-70

12、60-70或更低或更低时，由于丙烷对烃类的溶解度还很大，于是时，由于丙烷对烃类的溶解度还很大，于是丙烷与烃类形成均匀的溶液。丙烷与烃类形成均匀的溶液。溶剂脱沥青原理v丙烷对胶状物质的溶解度很小，因此溶液对丙烷对胶状物质的溶解度很小，因此溶液对胶状物质的溶解度比烃类的要小得多，所以胶状物质的溶解度比烃类的要小得多，所以当加入的丙烷量增加时，溶液对胶状物质的当加入的丙烷量增加时，溶液对胶状物质的溶解度就会下降，当下降至不能溶解全部胶溶解度就会下降，当下降至不能溶解全部胶状物质时它们就会从溶液中析出，并且随着状物质时它们就会从溶液中析出，并且随着溶剂比的继续增大，胶状物质析出量也增大。溶剂比的继续增

13、大，胶状物质析出量也增大。溶剂脱沥青原理v但是这种情况并不是无限制的，因为丙烷毕但是这种情况并不是无限制的，因为丙烷毕竟对胶状物质还有一定的溶解度，当加入的竟对胶状物质还有一定的溶解度，当加入的丙烷量增大至一定数量时，溶液的溶解度就丙烷量增大至一定数量时，溶液的溶解度就接近丙烷的溶解度，此时若再加入丙烷，溶接近丙烷的溶解度，此时若再加入丙烷，溶液的溶解度降低得很少。但是由于溶液的总液的溶解度降低得很少。但是由于溶液的总量增加了，因此，总还能多溶解一些胶状物量增加了，因此，总还能多溶解一些胶状物质，于是，表现出来的现象是析出的胶状物质，于是，表现出来的现象是析出的胶状物质随着溶剂用量的增加而减小

14、。质随着溶剂用量的增加而减小。溶剂脱沥青原理 由此可见，在油收率由此可见，在油收率溶剂比曲线上就会溶剂比曲线上就会出现一个最低点，这出现一个最低点，这个点就是在一定温度个点就是在一定温度下能析出胶状物质的下能析出胶状物质的最大量。此时，无论最大量。此时，无论怎样改变溶剂比都不怎样改变溶剂比都不能超过这个数值。能超过这个数值。溶剂比油收率油的残炭值之间的关系溶剂比油收率油的残炭值之间的关系 溶剂脱沥青原理v如果要得到比上述曲线最低点的脱炭程度更高的油，只能采如果要得到比上述曲线最低点的脱炭程度更高的油，只能采用升高温度的办法，因为升高温度能降低溶解度，因而可使用升高温度的办法，因为升高温度能降低

15、溶解度，因而可使曲线上最低点的位置降低。曲线上最低点的位置降低。溶剂脱沥青原理v温度由温度由38 38 升至升至7272时，脱炭程度也随之加时，脱炭程度也随之加深。由此可见，在丙烷脱沥青时，温度是控深。由此可见，在丙烷脱沥青时，温度是控制产品质量的最灵敏因素。制产品质量的最灵敏因素。v在温度升高至在温度升高至7070以上或更高的温度时，不以上或更高的温度时，不仅降低了曲线的位置，而且还改变了曲线的仅降低了曲线的位置，而且还改变了曲线的形状。形状。溶剂脱沥青原理v原因：温度升高时，油和丙烷之间的溶解度原因：温度升高时，油和丙烷之间的溶解度大为减小，油中只能溶解少量丙烷，这时，大为减小，油中只能溶

16、解少量丙烷，这时，或者只能析出少量胶状物质，形成分别以沥或者只能析出少量胶状物质，形成分别以沥青、油、丙烷为主的三个液相共存；或者油青、油、丙烷为主的三个液相共存；或者油中溶入的丙烷量较少，还不足以使胶状物质中溶入的丙烷量较少，还不足以使胶状物质析出，于是形成油析出，于是形成油-沥青和丙烷沥青和丙烷-油两个液相。油两个液相。溶剂脱沥青原理v前一种情况只是在较狭窄的条件范围内发生。前一种情况只是在较狭窄的条件范围内发生。当后一种情况出现时，增加溶剂比能从油当后一种情况出现时，增加溶剂比能从油-胶胶状物质相中提取出更多的油，成为一个纯提状物质相中提取出更多的油，成为一个纯提取过程。此时，随着溶剂比的增大脱炭程度取过程。此时，随着溶剂比的增大脱炭程度降低。降低。溶剂脱沥青原理综上所述，可以得到以下几点有用的综上所述，可以得到以下几点有用的结论结论：v在较低温度时，丙烷比对收率和质量的关系中有一在较低温度时，丙烷比对收率和质量的关系中有一最低点和最优点；最低点和最优点；v提高温度可以改进油的质量，但收率将会降低；提高温度可以改进油的质量，但收率将会降低；v当温度较高时，由于油当温度较高时，由于