專利名稱：化學沉淀原油脫鈣循環(huán)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用化學法脫除原油中金屬的方法，更具體地說，是利用一種化學沉淀藥劑進行原油脫鈣的循環(huán)方法。
背景技術(shù)：
原油中的金屬鈣一部分以水溶性鹽、微溶性鹽如氯化鈣、硫酸鈣等無機鈣鹽形式存在，另一部分則以石油酸鈣等有機鈣鹽形式存在。對于可溶性的鹽及親水性無機鈣鹽顆粒，煉廠通常在電脫鹽過程中采用簡單水洗方式脫除，但對于存在于油相中的石油酸鈣，該法則幾乎沒有脫除效果，這一部分鈣鹽的存在對后序的原油加工會產(chǎn)生諸多負面影響。已知的化學法原油脫鈣技術(shù)大致歸結(jié)為化學螯合法、化學酸處理法和化學沉淀法。如CN8610728A、CN1036981A、CN87105863等公開的原油脫鈣技術(shù)屬于化學螯合法，其主要采用能與原油中的Ca離子生成水溶性螯合物的氨基羧酸、二元羧酸、羥基羧酸等進行原油脫鈣，此類方法藥劑價格較為昂貴，工業(yè)生產(chǎn)成本高；CN1112424C、CN1454967A等公開的原油脫鈣技術(shù)屬于化學酸處理法，這類技術(shù)是利用有機或無機中強酸置換原油中的石油酸鈣原理來脫除原油中的鈣，雖然一次性原油脫鈣率高達90%以上，但缺點是采用的工業(yè)酸對環(huán)境不友好，對工業(yè)設備有腐蝕作用，需要選用耐腐蝕設備；CN1055552A、CN1054261A、CN1078234C、ZL2005100707973等公開的原油脫鈣技術(shù)屬于化學沉淀法，這類方法采用水溶性硫酸鹽、磷酸鹽、磷酸氫二鹽與原油中的石油酸鈣作用生成微溶或不溶于水的硫酸鈣、磷酸鈣、磷酸氫鈣，在固體潤濕劑的作用下，沉積于水相達到脫鈣目的，該法對環(huán)境和設備較為友好，不足之處在于化學藥劑用量大，對于脫鈣反應所產(chǎn)生的沉淀物需要用專門的分離設備處理。ZL2005100707973提 出的包含磷酸氫二銨在內(nèi)的可溶性磷酸氫根鹽烴油脫鈣方法，由于脫鈣劑磷酸氫根鹽在脫鈣作用時大量過剩，產(chǎn)生的廢水需要凈化處理，其工業(yè)運行經(jīng)濟性受到限制，另外，由于石油酸鈣轉(zhuǎn)換成為石油酸銨，原油中氮含量增加，對原油后續(xù)加工造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種化學沉淀原油脫鈣循環(huán)方法及裝置，采用過量的磷酸氫二銨與原油作用，脫除原油中的金屬鈣，脫鈣作用后的原油經(jīng)減壓蒸發(fā)，得到脫鈣后凈化油并聯(lián)產(chǎn)氨，氨與磷酸作用，生成磷酸氫二銨，與脫鈣作用后剩余的磷酸氫二銨一起進入脫鈣液循環(huán)系統(tǒng)重新利用。本方法能夠大幅度減少原油脫鈣作用消耗的磷酸氫二銨和需要凈化的工業(yè)廢水，廉價的工業(yè)磷酸成為脫鈣工藝的主要消耗品，工業(yè)運行的經(jīng)濟性顯著增強。本發(fā)明所述的化學沉淀原油脫鈣循環(huán)方法是通過化學沉淀原油循環(huán)脫鈣裝置實施，該裝置包括液油混合器4、電脫鹽罐5、脫氨閃蒸罐7、冷卻器8、水環(huán)壓縮機9、管式不銹鋼金屬絲球微混合器11、氣液分離罐13、脫鈣原油泵19、旋液分離器21、脫鈣液貯罐24 ;含鈣原油來料線通過含鈣原油流量自動控制器3與液油混合器4連接；脫鈣液貯罐24通過脫鈣液泵1、脫鈣液流量自動控制器2與液油混合器4連接；液油混合器4與電脫鹽罐5連接，電脫鹽罐5通過電脫鹽罐壓力控制閥6與脫氨閃蒸罐7連接，通過循環(huán)脫鈣液流量調(diào)節(jié)閥20與旋液分離器21連接；脫氨閃蒸罐7罐頂通過冷卻器8、水環(huán)壓縮機9和管式不銹鋼金屬絲球微混合器11與氣液分離罐13連接；脫氨閃蒸罐7罐底通過脫鈣脫氨原油流量自動控制器17、止逆閥18、脫鈣原油泵19與脫鈣原油儲罐連接；氣液分離罐13罐頂通過氣液分離罐壓力控制閥14與燃氣管網(wǎng)連接，罐底通過中和液流量自動控制器16、循環(huán)脫鈣澄清液流量計22與脫鈣液貯罐24連接；氣液分離罐13通過液態(tài)烴流量自動控制器15與脫鈣原油泵19連接；工業(yè)磷酸來料線通過工業(yè)磷酸流量自動控制器10與管式不銹鋼金屬絲球微混合器11連接；新鮮水管通過水環(huán)壓縮機9與管式不銹鋼金屬絲球微混合器11連接；磷酸氫二銨來料線通過磷酸氫二銨補充液流量自動控制器23與脫鈣液貯罐24連接；脫鈣液貯罐24設有脫鈣液貯罐壓力控制閥25 ;旋液分離器21底部設有稠化鈣渣流量調(diào)節(jié)閥26，管式不銹鋼金屬絲球微混合器11設有中和液取樣閥12?；瘜W沉淀原油循環(huán)脫鈣裝置工藝控制過程和脫鈣原理如下含鈣原油來自原油生產(chǎn)裝置，溫度在120°C 160°C，壓力在1. 2 1. 6MPa，其流量由含鈣原油流量自動控制器3控制，脫鈣液泵I從脫鈣液貯罐24抽出脫鈣液，按工藝要求液/油作用比，通過脫鈣液流量自動控制器2控制流量，與含鈣原油一起進入液油混合器4，脫鈣液泵I出口溫度為循環(huán)脫鈣工藝自然溫度，在常溫 160°C，壓力在1. 2 1. 6MPa。脫鈣液為含磷酸氫二銨(NH4)2HPO4和破乳劑的水溶液，磷酸氫二銨濃度依據(jù)液/油作用比和脫鈣反應工藝需要劑鈣摩爾比確定，劑鈣摩爾比在1. O 5. O。破乳劑應根據(jù)原油種類進行選擇，可以是單一破乳劑或復合破乳劑，最佳用量為原油質(zhì)量的20 lOOppm，破乳劑的作用是促進油水分離。含鈣原油與脫鈣液在液油混合器4混合反應，其混合料進入電脫鹽罐5，在120°C 160°C電場作用下油水分相，上部為油相，下部為水相。其中的反應為，脫鈣液中的磷酸氫二銨(NH4)2HPO4與原油中的石油酸鈣(R1COO-Ca-OOCR2)作用，生成CaHPO4、NH4OOCIVNH4OOCR2，其反應式 表示為反應式一(NH4) 2HP04+ (R1COO-Ca-OOCR2) = CaHP04+NH400CR1+NH4OOCR2式中RpR2代表不同分子量及結(jié)構(gòu)的石油烴基，CaHPO4為難溶于水的無機物，以固體小顆粒形式分散在水相，成為不穩(wěn)定的固/液懸浮體，在水相中有下沉傾向AH4OOCR1和NH4OOCR2為石油酸銨，溶于油相中。脫鈣作用時，為滿足高脫鈣率要求，脫鈣液中的磷酸氫二銨(NH4) 2ΗΡ04要過量，脫鈣反應后水相成為剩余未參加反應的(NH4) 2ΗΡ04與反應固渣CaHPO4以及水形成的不穩(wěn)定的固/液懸浮體。電脫鹽罐5的壓力由電脫鹽罐壓力控制閥6控制在O. 8 1. 2MPa，油水相界面由循環(huán)脫鈣液流量調(diào)節(jié)閥20通過調(diào)節(jié)水相流量控制，一般在罐體高度1/6 1/3。油相從電脫鹽罐5頂部流出，進入脫氨閃蒸罐7，脫氨閃蒸罐7上部連冷卻器8，冷卻器8連水環(huán)壓縮機9。脫鈣后的原油中含石油酸銨，從原油加工工藝要求考慮應該脫除。進入脫氨閃蒸罐7的油相，在水環(huán)壓縮機9入口吸氣作用下，壓力驟降，油相中的石油酸銨將迅速分解成為氨和石油酸，其反應式表示為反應式二 NH4OOCR = NH3+H00CR在這一過程中，溶解在油相中少量的不凝氣和小分子輕烴也將從油中脫附出來。氨和不凝氣以及小分子輕烴從脫氨閃蒸罐7頂部抽出，經(jīng)過冷卻器8冷卻到30°C 35°C，與新水一同進入水環(huán)壓縮機9，新水的量與水環(huán)壓縮機的功率型號相匹配。工業(yè)磷酸來料壓力在O. 4 O. 6MPa，其連接在水環(huán)壓縮機9出口，工業(yè)磷酸與水環(huán)壓縮機9壓出的氣液混合物一同進入管式不銹鋼金屬絲球微混合器11，在混合器內(nèi)完成酸堿中和，由工業(yè)磷酸流量自動控制器10調(diào)節(jié)工業(yè)磷酸的流量，使由中和液取樣閥12取出的中和液pH值在7. 85 8. 05 (如中和液有油層，棄去油層進行分析)，此中和反應液進入氣液分離罐13。在這一過程中，氨首先被吸收到水中成為氨水，再與磷酸發(fā)生中和反應，生成磷酸氫二銨并溶于水中，其反應式表示為反應式三2NH3+H3P04 = (NH4) 2ΗΡ04工業(yè)磷酸來料線以及水環(huán)壓縮機9出口至管式不銹鋼金屬絲球微混合器11入口一段管線采用防磷酸腐蝕的工藝耐腐蝕管，如內(nèi)襯聚四氟乙烯材料的防腐管或904L不銹鋼，工業(yè)磷酸流量自動控制器10可采用904L不銹鋼制作。從理論上說，如果脫鈣反應生成的石油酸銨完全分解，全部與工業(yè)磷酸中和生成磷酸氫二銨，生成的磷酸氫二銨量與脫鈣反應消耗的磷酸氫二銨量完全相等。脫鈣總反應式可表示為反應式四H3PO4+ (R1COO-Ca-OOCR2) =Ca HP04+H00CR1+H00CR2S卩，用理論量的磷酸完成原油脫鈣作用，過量的磷酸氫二銨溶液是脫鈣反應的催化劑。然而，在實際操作過程中，由于化學反應和物理分離過程不可能完全，再加上物料的加工損失，系統(tǒng)將不可避免地補充新鮮磷酸氫二銨維持正常運行。在氣液分離罐13中，中和液在最下層。由于壓力的變化，小分子輕烴中的較重部份液化成為液態(tài)烴油相 (根據(jù)原油初餾點不同，也可能不存在)，其在中和液層之上，油相之上為氣相，是不凝氣和未液化輕烴。在連續(xù)操作運行中，罐體中存在液/油/氣三相界面(根據(jù)原油性質(zhì)不同，也可能只存在液/氣兩相界面)。液/油界面通過中和液流量自動控制器16調(diào)節(jié)中和液流量實現(xiàn)穩(wěn)定控制，其界面在油層排出口下方至罐底之間；油/氣界面通過液態(tài)烴流量自動控制器15調(diào)節(jié)液態(tài)烴流量實現(xiàn)穩(wěn)定控制，其界面在罐體氣液混合物進料口與油層排出口之間。氣液分離罐13壓力通過氣液分離罐壓力控制閥14控制在O. 2 O. 3MPa。在脫氨閃蒸罐7中，存在油/氣相界面，氣相由氨和不凝氣以及小分子輕烴組成，油相是脫鈣脫氨作用后的凈化油。油/氣相界面通過脫鈣脫氨原油流量自動控制器17調(diào)節(jié)流量控制在進料口以下，通過選擇與工藝匹配的水環(huán)壓縮機9控制脫氨閃蒸罐7真空度在 10 30KPa。為確保脫氨閃蒸罐7中的油相和氣液分離罐13中的液態(tài)烴油相通過脫鈣原油泵19順利泵出，脫氨閃蒸罐7中的油層高度不小于4米，脫鈣脫氨原油流量自動控制器17后安裝止逆閥18，防止操作不正常時，液態(tài)烴流入脫氨閃蒸罐7。當工藝中不存在液態(tài)烴時，液態(tài)烴流量自動控制器15關(guān)閉，液態(tài)烴管線無物料通過。泵出的脫鈣原油進入后續(xù)原油加
工裝置。電脫鹽罐5中的水相由罐體自壓通過循環(huán)脫鈣液流量調(diào)節(jié)閥20進入旋液分離器21，旋液分離器為液體/固渣分離設備，下部為濃縮CaHPO4固渣且含(NH4)2HPO4的稠化鈣渣，其排出裝置；上部為澄清的(NH4)2HPO4溶液，其與來自氣液分離罐13的中和液一起流向脫鈣液貯罐24。
原油脫鈣作用消耗了脫鈣液中的(NH4)2HPO4,生成了 CaHPO4固渣，CaHPO4固渣以稠化鈣渣形式排出裝置，同時一起排出裝置的還有一部份(NH4)2HPO4、水，由稠化鈣渣排出的(NH4)2ΗΡ04、水以及生成CaHPO4固渣而消耗了的(NH4)2ΗΡ04將由中和液以及磷酸氫二銨補充液共同補充，維持系統(tǒng)物料平衡。用I 20nm的濾膜將稠化鈣渣過濾，得到的濾液通過離子色譜儀能夠分析其中的(NH4)2HPO4的含量，得到的固渣經(jīng)過干燥，稱重，經(jīng)過計算得到稠化鈣渣中CaHPO4的含量，稠化鈣渣中水的含量隨之可計算得到。由中和液取樣閥12取樣分析中和液中(NH4)2HPO4的含量(如中和液有油層，棄去油層進行分析)，中和液流量由中和液流量自動控制器16檢測。調(diào)節(jié)稠化鈣渣流量調(diào)節(jié)閥26開度控制澄清液與底流稠化鈣渣的比例，調(diào)節(jié)原則為，在工藝上確保澄清液盡量少含CaHPO4固渣，循環(huán)液脫鈣效果達到工藝要求，澄清液流量可由循環(huán)脫鈣澄清液流量計22檢測值與中和液流量自動控制器16檢測值相減計算得到；同時，稠化鈣渣能夠連續(xù)排出裝置，單位時間稠化鈣渣排出的水量等于新水供入量與磷酸氫二銨補充液中的水量之和。磷酸氫二銨補充液流量由磷酸氫二銨補充液流量自動控制器23調(diào)節(jié)控制，其濃度由單位時間排出稠化鈣渣中(NH4)2HPO4和生成的CaHPO4而消耗的(NH4)2HPO4的總量，與中和液中(NH4)2HPO4之差確定。稠化鈣渣可通過過濾以及機械離心深度固液分離，將其中的(NH4) 2ΗΡ04回收，配成磷酸氫二銨補充液，達到較完善的循環(huán)利用。磷酸氫二銨補充液進入裝置壓力 在O. 8 1. 2MPa，為常溫。脫鈣液貯罐24的壓力由脫鈣液貯罐壓力控制閥25控制在O. 05 O.1OMPa,脫鈣液貯罐壓力控制閥25直接連大氣，進、出脫鈣液貯罐24的液量是相等的，其液位控制在罐體高度60 80%。在脫鈣作用時，脫鈣液中的破乳劑一部分進入油相，溶于脫鈣原油，一部份隨稠化鈣渣排出，系統(tǒng)損失的破乳劑要在磷酸氫二銨補充液中補充，補充量為原油質(zhì)量的O lOOppm，以達到最佳的電場脫水和脫鈣效果確定。在化學沉淀原油循環(huán)脫鈣裝置中，所有流量自動控制器采用能夠顯示流量值和設定流量值的流量控制器，其生產(chǎn)廠家有上海一諾儀表有限公司等。所有壓力控制閥采用自力式壓力調(diào)節(jié)閥，進行塔、罐等容器的壓力設定調(diào)節(jié)，其生產(chǎn)廠家有浙江富陽中科閥門有限公司等。液油混合器4為常用的靜態(tài)混合器。電脫鹽罐5為煉油生產(chǎn)裝置常用的電脫鹽設備。管式不銹鋼金屬絲球微混合器11采用專利申請?zhí)枮?00920277891. X的一種管式不銹鋼金屬絲球微混合器進行物料混合與反應。旋液分離器21采用化學工業(yè)常用的旋液分離器，根據(jù)固/液懸浮體處理量及懸浮體顆粒性質(zhì)加工制作，利用流體切線進入設備產(chǎn)生的圓周旋轉(zhuǎn)運動，離心分離液體與固渣。在化學沉淀原油脫鈣循環(huán)方法中，產(chǎn)生的不凝氣可作為工業(yè)燃料氣進入燃料氣管網(wǎng)。水環(huán)壓縮機9使用的新水溫度小于25°C。工藝產(chǎn)生的稠化鈣渣通過過濾以及離心機分離，可以得到CaHPO4固態(tài)鈣渣，或直接廢棄，或考慮作為化肥進一步加工處理。在電脫鹽罐5的油液混合料，在罐中的停留時間在30 60分鐘。電脫鹽罐5在連續(xù)運行中，底部可能存在CaHPO4鈣渣以及其它泥沙沉淀，視情況，可用脫鈣液定期或連續(xù)沖洗罐底加以清除，沖洗液進入旋液分離器21進行液固分離。本發(fā)明提出的化學沉淀原油脫鈣循環(huán)方法，脫鈣劑循環(huán)系統(tǒng)為對設備無腐蝕的磷酸氫二銨溶液，而實際主要物耗為工業(yè)磷酸，脫鈣率大于80 %，脫鈣油對后續(xù)加工無負面影響，廢液處理成本大幅度降低，經(jīng)濟效益較發(fā)明專利ZL2005100707973有顯著提高。本發(fā)明可應用于含鈣原油的工業(yè)脫鈣連續(xù)生產(chǎn)。


圖1為化學沉淀原油循環(huán)脫鈣裝置示意圖，其中I脫鈣液泵，2脫鈣液流量自動控制器，3含鈣原油流量自動控制器，4液油混合器，5電脫鹽罐，6電脫鹽罐壓力控制閥，7脫氨閃蒸罐，8冷卻器，9水環(huán)壓縮機，10工業(yè)磷酸流量自動控制器，11管式不銹鋼金屬絲球微混合器，12中和液取樣閥，13氣液分離罐，14氣液分離罐壓力控制閥，15液態(tài)烴流量自動控制器，16中和液流量自動控制器，17脫鈣脫氨原油流量自動控制器，18止逆閥，19脫鈣原油泵，20循環(huán)脫鈣液流量調(diào)節(jié)閥21旋液分離器，22循環(huán)脫鈣澄清液流量計，23磷酸氫二銨補充液流量自動控制器，24脫鈣液貯罐，25脫鈣液貯罐壓力控制閥，26稠化鈣渣流量調(diào)節(jié)閥。
具體實施例方式下面以實施例對本 發(fā)明予以進一步說明。在實施例中金屬鈣的測定方法為等離子發(fā)射光譜法，標準代號為RIPP 124-90。按照本發(fā)明內(nèi)容所述的工藝和裝置設計，實施例在100噸含鈣原油/小時的生產(chǎn)裝置進行，所用工業(yè)磷酸含量85%。實施例1 :采用鈣含量為236ug/g，初餾點為245°C的克拉瑪依石化公司焦化裝置進料原油作為本發(fā)明工藝含鈣原油，溫度在150°C，壓力在1. 3MPa，流量在100噸/小時。脫鈣液泵I從脫鈣液貯罐24抽出脫鈣液，脫鈣液中磷酸氫二銨濃度為2. 5%，破乳劑0X-2的濃度為O. 05%，脫鈣液流量為8噸/小時，其溫度在90°C，壓力在1. 3MPa。脫鈣液與含鈣原油一起進入液油混合器4混合，磷酸氫二銨和含鈣原油摩爾比2. 57，混合溫度為140°C，混合物進入電脫鹽罐5進行電場脫水，停留時間50分鐘。電脫鹽罐5的壓力控制在l.OMPa，油水相界面控制在罐體高度1/5。采用功率4KW的水環(huán)壓縮機抽吸由電脫鹽罐5罐項進入脫氨閃蒸罐7而蒸發(fā)的氨、不凝氣以及小分子輕烴的混合氣體，脫氨閃蒸罐7真空度在20KPa，油/氣相界面控制在進料口下方O. 5米處，油層高度6米，脫鈣原油由脫鈣原油泵19送出本系統(tǒng)，進入后序工藝。脫氨閃蒸罐7罐頂混合氣經(jīng)過冷卻器8冷卻到32°C，與新水一同進入水環(huán)壓縮機9，新水流量為O. 42立方/小時，新水溫度20°C。工業(yè)磷酸來料壓力在O. 5MPa，與水環(huán)壓縮機9壓出的氣液混合物一同進入管式不銹鋼金屬絲球微混合器11，調(diào)節(jié)工業(yè)磷酸的流量為58千克/小時，此時由中和液取樣閥12取出的中和液PH值為8. 01，此中和反應液進入氣液分離罐13。在氣液分離罐13中，只存在液/氣兩相界面，中和液在下層，之上為氣相，液態(tài)烴流量自動控制器15關(guān)閉。液/氣界面控制在罐體氣液混合物進料口下方O. 5米處，此時中和液流量自動控制器16檢測值為O. 5噸/小時，氣液分離罐13壓力控制在O. 2MPa，氣相進入燃料氣管網(wǎng)。電脫鹽罐5水相由罐體自壓進入旋液分離器21，調(diào)節(jié)稠化鈣渣流量調(diào)節(jié)閥26開度，使循環(huán)脫鈣澄清液流量計22測量值在7. 9噸/小時，此時旋液分離器21流出的澄清液流量為7. 4噸/小時，底流稠化鈣渣排出裝置。磷酸氫二銨補充液流量控制在100千克/小時，其濃度為10.0%，壓力在l.OMPa，常溫。磷酸氫二銨補充液中破乳劑0X-2的濃度為2. O %。脫鈣液貯罐24的壓力控制在O. 05MPa，液位控制在罐體高度70%處。分析脫鈣原油中鈣含量為35ug/g，脫鈣率為85. 2%。實施例2 采用鈣含量為1888ug/g，初餾點為270°C的蘇丹重質(zhì)原油作為本發(fā)明工藝含鈣原油，溫度在150°C，壓力在1. 3MPa，流量在100噸/小時。脫鈣液泵I從脫鈣液貯罐24抽出脫鈣液，脫鈣液中磷酸氫二銨濃度為12. 0%，破乳劑0X-2的濃度為O. 08量％，脫鈣液流量為8噸/小時，其溫度在90°C，壓力在1. 3MPa。脫鈣液與含鈣原油一起進入液油混合器4混合，磷酸氫二銨和含鈣原油摩爾比1. 54，混合溫度為140°C，混合物進入電脫鹽罐5進行電場脫水，停留時間50分鐘。電脫鹽罐5的壓力控制在1. OMPa,油水相界面控制在罐體高度 1/5。采用功率IlKW的水環(huán)壓縮機抽吸由電脫鹽罐5罐項進入脫氨閃蒸罐7而蒸發(fā)的氨、不凝氣以及小分子輕烴的混合氣體，脫氨閃蒸罐7真空度在20KPa，油/氣相界面控制在進料口下方O. 5米處，油層高度6米，脫鈣原油由脫鈣原油泵19送出本系統(tǒng)，進入后序工藝。脫氨閃蒸罐7罐頂混合氣經(jīng)過冷卻器8冷卻到32°C，與新水一同進入水環(huán)壓縮機9，新水流量為1. 50立方/小時，新水溫度20°C。工業(yè)磷酸來料壓力在O. 5MPa，與水環(huán)壓縮機9壓出的氣液混合物一同進入管式不銹鋼金屬絲球微混合器11，調(diào)節(jié)工業(yè)磷酸的流量為500千克/小時，此時由中和液取樣閥12取出的中和液PH值為7. 91，此中和反應液進入氣液分離罐13。在氣液分離罐13中，只存在液/氣兩相界面，中和液在下層，之上為氣相，液態(tài)烴流量自動控制器15關(guān)閉。液/氣界面控制在罐體氣液混合物進料口下方O. 5米處，此時中和液流量自動控制器16檢測值為2. O噸/小時，氣液分離罐13壓力控制在O. 2MPa，氣相進入燃料氣管網(wǎng)。電脫鹽罐5水相由罐體自壓進入旋液分離器21，調(diào)節(jié)稠化鈣渣流量調(diào)節(jié)閥26開度，使循環(huán)脫鈣澄清液流量計22測量值在7. 8噸/小時，此時旋液分離器21流出的澄清液流量為5. 8噸/小時，底流稠化鈣渣排出裝置。磷酸氫二銨補充液流量控制在400千克/小時，其濃度為25. 6%，壓力在1. OMPa,常溫。磷酸氫二銨補充液中破乳劑0X-2的濃度為1. 2%。脫鈣液貯罐24的壓力控制在O. 05MPa，液位控制在罐體高度70%處。分析脫鈣凈化油中鈣含量為132ug/g，脫鈣率為93. 0%。實施例3 采用鈣含量為145ug/g，初餾點為135°C的克拉瑪依九區(qū)與石西混合原油A作為本發(fā)明工藝含鈣原油，溫度在150°C，壓力在1. 3MPa，流量在100噸/小時。脫鈣液泵I從脫鈣液貯罐24抽出脫鈣液，脫鈣液中磷酸氫二銨濃度為2. 0%，破乳劑0X-2的濃度為O. 05%,脫鈣液流量為8噸/小時，其溫度在90°C，壓力在1. 3MPa。脫鈣液與含鈣原油一起進入液油混合器4混合，磷酸氫二銨和含鈣原油摩爾比3. 34 ，混合溫度為140°C，混合物進入電脫鹽罐5進行電場脫水，停留時間50分鐘。電脫鹽罐5的壓力控制在l.OMPa，油水相界面控制在罐體高度1/5。采用功率3KW的水環(huán)壓縮機抽吸由電脫鹽罐5罐項進入脫氨閃蒸罐7而蒸發(fā)的氨、不凝氣以及小分子輕烴的混合氣體，脫氨閃蒸罐7真空度在20KPa，油/氣相界面控制在進料口下方O. 5米處，油層高度6米，脫鈣原油由脫鈣原油泵19送出本系統(tǒng)，進入后序工藝。脫氨閃蒸罐7罐頂混合氣經(jīng)過冷卻器8冷卻到30°C，與新水一同進入水環(huán)壓縮機9，新水流量為O. 30立方/小時，新水溫度20°C。工業(yè)磷酸來料壓力在O. 5MPa，與水環(huán)壓縮機9壓出的氣液混合物一同進入管式不銹鋼金屬絲球微混合器11，調(diào)節(jié)工業(yè)磷酸的流量為35千克/小時，此時由中和液取樣閥12取出的中和液PH值為7. 89，此中和反應液進入氣液分離罐13。在氣液分離罐13中，存在液/油/氣三相界面，中和液在下層，之上為油相，油相之上為氣相。液/油界面控制在油層排出口下方O. 4米處，油/氣界面控制在罐體氣液混合物進料口與油層排出口中間。中和液流量自動控制器16檢測值為O. 3噸/小時，氣液分離罐13壓力控制在O. 3MPa，氣相進入燃料氣管網(wǎng)。電脫鹽罐5水相由罐體自壓進入旋液分離器21，調(diào)節(jié)稠化鈣渣流量調(diào)節(jié)閥26開度，使循環(huán)脫鈣澄清液流量計22測量值在7. 9噸/小時，此時旋液分離器21流出的澄清液流量為7. 6噸/小時，底流稠化鈣渣排出裝置。磷酸氫二銨補充液流量控制在100千克/小時，其濃度為6. 0%，壓力在1. OMPa,常溫。磷酸氫二銨補充液中破乳劑0X-2的濃度為2. 2%。脫鈣液貯罐24的壓力控制在O. lOMPa，液位控制在罐體高度70%處。分析脫鈣凈化 油中鈣含量為25ug/g，脫鈣率為82. 8%。實施例4 采用鈣含量為100ug/g，初餾點為120°C的克拉瑪依九區(qū)與石西混合原油B作為本發(fā)明工藝含鈣原油，溫度在150°C，壓力在1. 3MPa，流量在100噸/小時。脫鈣液泵I從脫鈣液貯罐24抽出脫鈣液，脫鈣液中磷酸氫二銨濃度為1. 0%，破乳劑0X-2的濃度為O. 05%,脫鈣液流量為8噸/小時，其溫度在90°C，壓力在1. 3MPa。脫鈣液與含鈣原油一起進入液油混合器4混合，磷酸氫二銨和含鈣原油摩爾比2. 42，混合溫度為140°C，混合物進入電脫鹽罐5進行電場脫水，停留時間50分鐘。電脫鹽罐5的壓力控制在l.OMPa，油水相界面控制在罐體高度1/5。采用功率3KW的水環(huán)壓縮機抽吸由電脫鹽罐5罐項進入脫氨閃蒸罐7而蒸發(fā)的氨、不凝氣以及小分子輕烴的混合氣體，脫氨閃蒸罐7真空度在20KPa，油/氣相界面控制在進料口下方O. 5米處，油層高度6米，脫鈣原油由脫鈣原油泵19送出本系統(tǒng)，進入后序工藝。脫氨閃蒸罐7罐頂混合氣經(jīng)過冷卻器8冷卻到30°C，與新水一同進入水環(huán)壓縮機9，新水流量為O. 30立方/小時，新水溫度20°C。工業(yè)磷酸來料壓力在O. 5MPa，與水環(huán)壓縮機9壓出的氣液混合物一同進入管式不銹鋼金屬絲球微混合器11，調(diào)節(jié)工業(yè)磷酸的流量為23千克/小時，此時由中和液取樣閥12取出的中和液PH值為8. 03，此中和反應液進入氣液分離罐13。在氣液分離罐13中，存在液/油/氣三相界面，中和液在下層，之上為油相，油相之上為氣相。液/油界面控制在油層排出口下方O. 4米處，油/氣界面控制在罐體氣液混合物進料口與油層排出口中間。中和液流量自動控制器16檢測值為O. 3噸/小時，氣液分離罐13壓力控制在O. 3MPa，氣相進入燃料氣管網(wǎng)。電脫鹽罐5水相由罐體自壓進入旋液分離器21，調(diào)節(jié)稠化鈣渣流量調(diào)節(jié)閥26開度，使循環(huán)脫鈣澄清液流量計22測量值在7. 9噸/小時，此時旋液分離器21流出的澄清液流量為7. 6噸/小時，底流稠化鈣渣排出裝置。磷酸氫二銨補充液流量控制在100千克/小時，其濃度為2. 6%，壓力在1. OMPa,常溫。磷酸氫二銨補充液中破乳劑0X-2的濃度為2. 2%。脫鈣液貯罐24的壓力控制在O. lOMPa，液位控制在罐體高度70%處。分析脫鈣凈化油 中鈣含量為19ug/g，脫鈣率為81.0%。
權(quán)利要求
1.一種化學沉淀原油脫鈣循環(huán)方法，其特征在于 (1)含鈣原油來自原油生產(chǎn)裝置，溫度在120°C 160°C，壓力在1.2 1. 6MPa，脫鈣液為含磷酸氫二銨和破乳劑的水溶液，溫度在常溫 160°C，壓力在1. 2 1. 6MPa，脫鈣液與含鈣原油一起進入液油混合器混合，磷酸氫二銨和含鈣原油摩爾比在1. O 5. O，破乳劑用量為含I丐原油質(zhì)量的20 IOOppm ； (2)混合料進入電脫鹽罐，在120°C 160°C電場作用下油水分相，上部為油相，下部為水相；電脫鹽罐壓力控制在O. 8 1. 2MPa，油水相界面在罐體高度1/6 1/3，油相從電脫鹽罐頂部流出，進入脫氨閃蒸罐； (3)脫氨閃蒸罐頂部抽出氣經(jīng)過冷卻器冷卻到30°C 35°C，與新水一同進入水環(huán)壓縮機，工業(yè)磷酸來料壓力在O. 4 O. 6MPa，其連接在水環(huán)壓縮機出口，工業(yè)磷酸與水環(huán)壓縮機壓出的氣液混合物一同進入管式不銹鋼金屬絲球微混合器，在混合器內(nèi)完成酸堿中和，中和反應液PH值在7. 85 8. 05，此中和反應液進入氣液分離罐； (4)氣液分離罐液/油界面控制在油層排出口下方至罐底之間；油/氣界面控制在罐體氣液混合物進料口與油層排出口之間；氣液分離罐壓力控制在O. 2 O. 3Mpa ;當氣液分離罐中不存在液態(tài)烴油層時，液態(tài)烴流量自動控制器關(guān)閉，液態(tài)烴管線無物料通過； (5)脫氨閃蒸罐的油/氣相界面控制在進料口以下，油層高度不小于4米，控制脫氨閃蒸罐真空度在10 30Kpa ； (6)電脫鹽罐中的水相進入旋液分離器，旋液分離器為液體/固渣分離設備，下部為濃縮的含有(NH4)2HPO4的CaHPO4固渣的稠化鈣渣，排出裝置；上部為澄清的(NH4) 2ΗΡ04溶液，與來自氣液分離罐的中和液一起流向脫鈣液貯罐； (7)脫鈣液貯罐的壓力控制在O.05 O. lOMPa，脫鈣液貯罐壓力控制閥直接連大氣，進、出脫鈣液貯罐的液量是相等的，其液位控制在罐體高度60 80% ； (8)損失的破乳劑在磷酸氫二銨補充液中補充，補充量為原油質(zhì)量的O lOOppm。
2.一種化學沉淀原油脫鈣循環(huán)裝置，其特征在于 該裝置包括液油混合器(4)、電脫鹽罐(5)、脫氨閃蒸罐(7)、冷卻器(8)、水環(huán)壓縮機(9)、管式不銹鋼金屬絲球微混合器(11)、氣液分離罐(13)、脫鈣原油泵(19)、旋液分離器(21)、脫鈣液貯罐(24);含鈣原油來料線通過含鈣原油流量自動控制器(3)與液油混合器(4)連接；脫鈣液貯罐(24)通過脫鈣液泵(I)、脫鈣液流量自動控制器(2)與液油混合器(4)連接；液油混合器⑷與電脫鹽罐(5)連接，電脫鹽罐(5)通過電脫鹽罐壓力控制閥(6)與脫氨閃蒸罐(7)連接，通過循環(huán)脫鈣液流量調(diào)節(jié)閥(20)與旋液分離器(21)連接；脫氨閃蒸罐(7)罐頂通過冷卻器(8)、水環(huán)壓縮機(9)和管式不銹鋼金屬絲球微混合器(11)與氣液分離罐(13)連接；脫氨閃蒸罐7罐底通過脫鈣脫氨原油流量自動控制器(17)、止逆閥(18)、脫鈣原油泵(19)與脫鈣原油儲罐連接；氣液分離罐(13)罐頂通過氣液分離罐壓力控制閥(14)與燃氣管網(wǎng)連接，罐底通過中和液流量自動控制器(16)、循環(huán)脫鈣澄清液流量計(22)與脫鈣液貯罐(24)連接；氣液分離罐(13)通過液態(tài)烴流量自動控制器(15)與脫鈣原油泵(19)連接；工業(yè)磷酸來料線通過工業(yè)磷酸流量自動控制器(10)與管式不銹鋼金屬絲球微混合器(11)連接；新鮮水管通過水環(huán)壓縮機(9)與管式不銹鋼金屬絲球微混合器(11)連接；磷酸氫二銨來料線通過磷酸氫二銨補充液流量自動控制器(23)與脫鈣液貯罐(24)連接；脫鈣液貯罐(24)設有脫鈣液貯罐壓力控制閥(25);旋液分離器(21)底部設有稠化鈣渣流 量調(diào)節(jié)閥(26)，管式不銹鋼金屬絲球微混合器(11)設有中和液取樣閥(12)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化學沉淀原油脫鈣循環(huán)方法，脫鈣液為含磷酸氫二銨和破乳劑的水溶液，脫鈣液與含鈣原油混合，磷酸氫二銨和含鈣原油摩爾比在1.0～5.0，破乳劑用量為含鈣原油質(zhì)量的20～100ppm；進入電脫鹽罐，在120℃～160℃電場作用下油水分相，油相從電脫鹽罐頂部流出，進入脫氨閃蒸罐；脫氨閃蒸罐頂部抽出氣經(jīng)過冷卻在混合器內(nèi)完成酸堿中和，中和反應液進入氣液分離罐；電脫鹽罐中的水相進入旋液分離器，上部為澄清的(NH4)2HPO4溶液，與來自氣液分離罐的中和液一起流向脫鈣液貯罐循環(huán)使用；本方法脫鈣劑為對設備無腐蝕的磷酸氫二銨溶液，脫鈣率大于80％，脫鈣油對后續(xù)加工無負面影響，廢液處理成本低。
文檔編號C10G53/10GK103045299SQ201110315018
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者劉江華 申請人:中國石油天然氣股份有限公司