化学沉淀原油脱钙循环方法技术

本发明专利技术涉及一种化学沉淀原油脱钙循环方法，脱钙液为含磷酸氢二铵和破乳剂的水溶液，脱钙液与含钙原油混合，磷酸氢二铵和含钙原油摩尔比在1.0～5.0，破乳剂用量为含钙原油质量的20～100ppm；进入电脱盐罐，在120℃～160℃电场作用下油水分相，油相从电脱盐罐顶部流出，进入脱氨闪蒸罐；脱氨闪蒸罐顶部抽出气经过冷却在混合器内完成酸碱中和，中和反应液进入气液分离罐；电脱盐罐中的水相进入旋液分离器，上部为澄清的(NH4)2HPO4溶液，与来自气液分离罐的中和液一起流向脱钙液贮罐循环使用；本方法脱钙剂为对设备无腐蚀的磷酸氢二铵溶液，脱钙率大于80％，脱钙油对后续加工无负面影响，废液处理成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用化学法脱除原油中金属的方法，更具体地说，是利用一种化学沉淀药剂进行原油脱钙的循环方法。
技术介绍
原油中的金属钙一部分以水溶性盐、微溶性盐如氯化钙、硫酸钙等无机钙盐形式存在，另一部分则以石油酸钙等有机钙盐形式存在。对于可溶性的盐及亲水性无机钙盐颗粒，炼厂通常在电脱盐过程中采用简单水洗方式脱除，但对于存在于油相中的石油酸钙，该法则几乎没有脱除效果，这一部分钙盐的存在对后序的原油加工会产生诸多负面影响。已知的化学法原油脱钙技术大致归结为化学螯合法、化学酸处理法和化学沉淀法。如CN8610728A、CN1036981A、CN87105863等公开的原油脱钙技术属于化学螯合法，其主要采用能与原油中的Ca离子生成水溶性螯合物的氨基羧酸、二元羧酸、羟基羧酸等进行原油脱钙，此类方法药剂价格较为昂贵，工业生产成本高；CN1112424C、CN1454967A等公开的原油脱钙技术属于化学酸处理法，这类技术是利用有机或无机中强酸置换原油中的石油酸钙原理来脱除原油中的钙，虽然一次性原油脱钙率高达90%以上，但缺点是采用的工业酸对环境不友好，对工业设备有腐蚀作用，需要选用耐腐蚀设备；CN1055552A、CN1054261A、CN1078234C、ZL2005100707973等公开的原油脱钙技术属于化学沉淀法，这类方法采用水溶性硫酸盐、磷酸盐、磷酸氢二盐与原油中的石油酸钙作用生成微溶或不溶于水的硫酸钙、磷酸钙、磷酸氢钙，在固体润湿剂的作用下，沉积于水相达到脱钙目的，该法对环境和设备较为友好，不足之处在于化学药剂用量大，对于脱钙反应所产生的沉淀物需要用专门的分离设备处理。ZL2005100707973提 出的包含磷酸氢二铵在内的可溶性磷酸氢根盐烃油脱钙方法，由于脱钙剂磷酸氢根盐在脱钙作用时大量过剩，产生的废水需要净化处理，其工业运行经济性受到限制，另外，由于石油酸钙转换成为石油酸铵，原油中氮含量增加，对原油后续加工造成不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种及装置，采用过量的磷酸氢二铵与原油作用，脱除原油中的金属钙，脱钙作用后的原油经减压蒸发，得到脱钙后净化油并联产氨，氨与磷酸作用，生成磷酸氢二铵，与脱钙作用后剩余的磷酸氢二铵一起进入脱钙液循环系统重新利用。本方法能够大幅度减少原油脱钙作用消耗的磷酸氢二铵和需要净化的工业废水，廉价的工业磷酸成为脱钙工艺的主要消耗品，工业运行的经济性显著增强。本专利技术所述的是通过化学沉淀原油循环脱钙装置实施，该装置包括液油混合器4、电脱盐罐5、脱氨闪蒸罐7、冷却器8、水环压缩机9、管式不锈钢金属丝球微混合器11、气液分离罐13、脱钙原油泵19、旋液分离器21、脱钙液贮罐24 ;含钙原油来料线通过含钙原油流量自动控制器3与液油混合器4连接；脱钙液贮罐24通过脱钙液泵1、脱钙液流量自动控制器2与液油混合器4连接；液油混合器4与电脱盐罐5连接，电脱盐罐5通过电脱盐罐压力控制阀6与脱氨闪蒸罐7连接，通过循环脱钙液流量调节阀20与旋液分离器21连接；脱氨闪蒸罐7罐顶通过冷却器8、水环压缩机9和管式不锈钢金属丝球微混合器11与气液分离罐13连接；脱氨闪蒸罐7罐底通过脱钙脱氨原油流量自动控制器17、止逆阀18、脱钙原油泵19与脱钙原油储罐连接；气液分离罐13罐顶通过气液分离罐压力控制阀14与燃气管网连接，罐底通过中和液流量自动控制器16、循环脱钙澄清液流量计22与脱钙液贮罐24连接；气液分离罐13通过液态烃流量自动控制器15与脱钙原油泵19连接；工业磷酸来料线通过工业磷酸流量自动控制器10与管式不锈钢金属丝球微混合器11连接；新鲜水管通过水环压缩机9与管式不锈钢金属丝球微混合器11连接；磷酸氢二铵来料线通过磷酸氢二铵补充液流量自动控制器23与脱钙液贮罐24连接；脱钙液贮罐24设有脱钙液贮罐压力控制阀25 ;旋液分离器21底部设有稠化钙渣流量调节阀26，管式不锈钢金属丝球微混合器11设有中和液取样阀12。化学沉淀原油循环脱钙装置工艺控制过程和脱钙原理如下含钙原油来自原油生产装置，温度在120°C 160°C，压力在1. 2 1. 6MPa，其流量由含钙原油流量自动控制器3控制，脱钙液泵I从脱钙液贮罐24抽出脱钙液，按工艺要求液/油作用比，通过脱钙液流量自动控制器2控制流量，与含钙原油一起进入液油混合器4，脱钙液泵I出口温度为循环脱钙工艺自然温度，在常温 160°C，压力在1. 2 1. 6MPa。脱钙液为含磷酸氢二铵(NH4)2HPO4和破乳剂的水溶液，磷酸氢二铵浓度依据液/油作用比和脱钙反应工艺需要剂钙摩尔比确定，剂钙摩尔比在1. O 5. O。破乳剂应根据原油种类进行选择，可以是单一破乳剂或复合破乳剂，最佳用量为原油质量的20 lOOppm，破乳剂的作用是促进油水分离。含钙原油与脱钙液在液油混合器4混合反应，其混合料进入电脱盐罐5，在120°C 160°C电场作用下油水分相，上部为油相，下部为水相。其中的反应为，脱钙液中的磷酸氢二铵(NH4)2HPO4与原油中的石油酸钙(R1COO-Ca-OOCR2)作用，生成CaHPO4、NH4OOCIVNH4OOCR2，其反应式 表示为反应式一(NH4) 2HP04+ (R1COO-Ca-OOCR2) = CaHP04+NH400CR1+NH4OOCR2式中RpR2代表不同分子量及结构的石油烃基，CaHPO4为难溶于水的无机物，以固体小颗粒形式分散在水相，成为不稳定的固/液悬浮体，在水相中有下沉倾向AH4OOCR1和NH4OOCR2为石油酸铵，溶于油相中。脱钙作用时，为满足高脱钙率要求，脱钙液中的磷酸氢二铵(NH4) 2ΗΡ04要过量，脱钙反应后水相成为剩余未参加反应的(NH4) 2ΗΡ04与反应固渣CaHPO4以及水形成的不稳定的固/液悬浮体。电脱盐罐5的压力由电脱盐罐压力控制阀6控制在O. 8 1. 2MPa，油水相界面由循环脱钙液流量调节阀20通过调节水相流量控制，一般在罐体高度1/6 1/3。油相从电脱盐罐5顶部流出，进入脱氨闪蒸罐7，脱氨闪蒸罐7上部连冷却器8，冷却器8连水环压缩机9。脱钙后的原油中含石油酸铵，从原油加工工艺要求考虑应该脱除。进入脱氨闪蒸罐7的油相，在水环压缩机9入口吸气作用下，压力骤降，油相中的石油酸铵将迅速分解成为氨和石油酸，其反应式表示为反应式二 NH4OOCR = NH3+H00CR在这一过程中，溶解在油相中少量的不凝气和小分子轻烃也将从油中脱附出来。氨和不凝气以及小分子轻烃从脱氨闪蒸罐7顶部抽出，经过冷却器8冷却到30°C 35°C，与新水一同进入水环压缩机9，新水的量与水环压缩机的功率型号相匹配。工业磷酸来料压力在O. 4 O. 6MPa，其连接在水环压缩机9出口，工业磷酸与水环压缩机9压出的气液混合物一同进入管式不锈钢金属丝球微混合器11，在混合器内完成酸碱中和，由工业磷酸流量自动控制器10调节工业磷酸的流量，使由中和液取样阀12取出的中和液pH值在7. 85 8. 05 (如中和液有油层，弃去油层进行分析)，此中和反应液进入气液分离罐13。在这一过程中，氨首先被吸收到水中成为氨水，再与磷酸发生中和反应，生成磷酸氢二铵并溶于水中，其反应式表示为反应式三2NH3+H3P04 = (NH4) 2ΗΡ0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学沉淀原油脱钙循环方法，其特征在于：(1)含钙原油来自原油生产装置，温度在120℃～160℃，压力在1.2～1.6MPa，脱钙液为含磷酸氢二铵和破乳剂的水溶液，温度在常温～160℃，压力在1.2～1.6MPa，脱钙液与含钙原油一起进入液油混合器混合，磷酸氢二铵和含钙原油摩尔比在1.0～5.0，破乳剂用量为含钙原油质量的20～100ppm；(2)混合料进入电脱盐罐，在120℃～160℃电场作用下油水分相，上部为油相，下部为水相；电脱盐罐压力控制在0.8～1.2MPa，油水相界面在罐体高度1/6～1/3，油相从电脱盐罐顶部流出，进入脱氨闪蒸罐；(3)脱氨闪蒸罐顶部抽出气经过冷却器冷却到30℃～35℃，与新水一同进入水环压缩机，工业磷酸来料压力在0.4～0.6MPa，其连接在水环压缩机出口，工业磷酸与水环压缩机压出的气液混合物一同进入管式不锈钢金属丝球微混合器，在混合器内完成酸碱中和，中和反应液pH值在7.85～8.05，此中和反应液进入气液分离罐；(4)气液分离罐液/油界面控制在油层排出口下方至罐底之间；油/气界面控制在罐体气液混合物进料口与油层排出口之间；气液分离罐压力控制在0.2～0.3Mpa；当气液分离罐中不存在液态烃油层时，液态烃流量自动控制器关闭，液态烃管线无物料通过；(5)脱氨闪蒸罐的油/气相界面控制在进料口以下，油层高度不小于4米，控制脱氨闪蒸罐真空度在10～30Kpa；(6)电脱盐罐中的水相进入旋液分离器，旋液分离器为液体/固渣分离设备，下部为浓缩的含有(NH4)2HPO4的CaHPO4固渣的稠化钙渣，排出装置；上部为澄清的(NH4)2HPO4溶液，与来自气液分离罐的中和液一起流向脱钙液贮罐；(7)脱钙液贮罐的压力控制在0.05～0.10MPa，脱钙液贮罐压力控制阀直接连大气，进、出脱钙液贮罐的液量是相等的，其液位控制在罐体高度60～80％；(8)损失的破乳剂在磷酸氢二铵补充液中补充，补充量为原油质量的0～100ppm。...

【技术特征摘要】
1.一种化学沉淀原油脱钙循环方法，其特征在于 (1)含钙原油来自原油生产装置，温度在120°C 160°C，压力在1.2 1. 6MPa，脱钙液为含磷酸氢二铵和破乳剂的水溶液，温度在常温 160°C，压力在1. 2 1. 6MPa，脱钙液与含钙原油一起进入液油混合器混合，磷酸氢二铵和含钙原油摩尔比在1. O 5. O，破乳剂用量为含I丐原油质量的20 IOOppm ； (2)混合料进入电脱盐罐，在120°C 160°C电场作用下油水分相，上部为油相，下部为水相；电脱盐罐压力控制在O. 8 1. 2MPa，油水相界面在罐体高度1/6 1/3，油相从电脱盐罐顶部流出，进入脱氨闪蒸罐； (3)脱氨闪蒸罐顶部抽出气经过冷却器冷却到30°C 35°C，与新水一同进入水环压缩机，工业磷酸来料压力在O. 4 O. 6MPa，其连接在水环压缩机出口，工业磷酸与水环压缩机压出的气液混合物一同进入管式不锈钢金属丝球微混合器，在混合器内完成酸碱中和，中和反应液PH值在7. 85 8. 05，此中和反应液进入气液分离罐； (4)气液分离罐液/油界面控制在油层排出口下方至罐底之间；油/气界面控制在罐体气液混合物进料口与油层排出口之间；气液分离罐压力控制在O. 2 O. 3Mpa ;当气液分离罐中不存在液态烃油层时，液态烃流量自动控制器关闭，液态烃管线无物料通过； (5)脱氨闪蒸罐的油/气相界面控制在进料口以下，油层高度不小于4米，控制脱氨闪蒸罐真空度在10 30Kpa ； (6)电脱盐罐中的水相进入旋液分离器，旋液分离器为液体/固渣分离设备，下部为浓缩的含有(NH4)2HPO4的CaHPO4固渣的稠化钙渣，排出装置；上部为澄清的(NH4) 2ΗΡ04溶液，与来自气液分离罐的中和液一起流向脱钙液贮罐； (7)脱钙液贮罐的压力控制在O.05 O. lOMPa，脱钙液贮罐压力控制阀直接连大气...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江华，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：