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催化加氢可提高油品加工深度,合理利用石油资源,改善油品质量。通过对油品进行加氢精制,可除掉油品中的硫、氮、氧杂原子和金属杂质,改善油品的使用性能,其产品一般为柴油、航空煤油及汽油等油品。在石油炼制或石油加工的中间环节需对油品进行脱水处理,聚结分离法作为一种油中除水方法,其具有操作简单、成本低和处理量大等优点,因此目前国内绝大多数炼化厂普遍采取该种除水方案,一般聚结分离法所使用的除水装置为聚结分离器,其内部由多根聚结分离元件并联组成。实际运行数据表明,在油品加工工艺过程中存在聚结分离器下游出口油品含水量过高的现象,平均出口含水浓度为600ppm左右,最高时可达700ppm,这与标准所要求的300ppm相差甚远。原料油中较高的含水量导致了反应器床层温度的大幅下降,其内部反应过剧,引起催化剂结焦和床层压降的上升,严重影响了催化剂的强度和活性,导致催化剂寿命降低2-3年。针对聚结分离器下游出口含水量的超标问题,设计并搭建了油水分离聚结滤芯性能实验装置及油水分离滤材性能测试装置,研究了油品中存在的添加成分对滤芯过滤性能的影响。为探究滤材的过滤过程性能特性,使用常用的聚丙烯及玻纤过滤材料研究了油品中的非烃组分因素对这两种滤材过滤性能的影响。采用分子筛膜与常规滤材复合的方法,制作了具有超疏水特性的ZSM-5型分子筛膜并将其与传统滤材进行复合,将分子筛膜应用到了聚结分离领域。为探究油品中添加成分对滤芯过滤性能的影响,选取了实验模型油32#汽轮机油,利用油水分离聚结滤芯性能实验装置,研究了油品添加剂对滤芯聚结性能的影响规律。为调节油水界面张力,添加了十二烷基硫酸钠。工程实际中,多添加表面活性物质消泡剂来抑制泡沫层,实验中研究了其浓度对滤芯聚结性能的影响。为了模拟实际油品中碱性物质,添加了氢氧化钾。通过研究添加不同组分时滤芯的过滤性能,结果表明:在25℃时,油水界面张力为35.03m N/m,当十二烷基硫酸钠浓度的增加到578.7×10-5mol/L时,表面活性剂的加入使油水界面张力下降到4.14m N/m,油水界面膜强度随之增大,水滴之间不易聚结,因此滤芯的稳态效率和初始效率均下降;随着消泡剂浓度的从10ppm增加到50ppm,出现了高表面活性的置换现象,提高了滤芯的除水效率,当消泡剂浓度增大到50ppm以上时,较多活性剂增强了界面膜的稳定性,降低了滤芯的除水效率;随着氢氧化钾浓度从0.56mg/g增加到1.58mg/g时,水的电离平衡导致了滤芯的初始效率的下降,而对于已经形成液膜后滤芯的稳态分离阶段的效率影响并不明显。为探究油品中非烃化合物对滤材聚结性能的影响,选取的代表性非烃化合物为苯酚。利用油水分离滤材性能测试装置,分别研究了苯酚浓度对亲油疏水型滤材和亲油亲水型滤材聚结性能的影响,亲油疏水型滤材选取聚丙烯纤维,亲油亲水型滤材选取玻纤材料。亲油疏水型滤材方面,随着苯酚浓度的增加,滤材从疏水态经过渡态逐渐转变为亲水态,转变临界点分别为酚水摩尔比为1:3.3和1:1.6。发现苯酚-水团簇是导致滤材分离性能下降的根本原因,因此只靠聚结分离材料难以将含水量降低到100ppm以下。亲油亲水型滤材方面,其纤维内部会出现聚结水滴的脱落与转移现象,导致了其达到稳态压降所需的时间较长。压降也分为三阶段,苯酚浓度的增加会缩短液膜的形成时间。随着苯酚浓度的增加,其过滤效率先下降后上升,拐点为苯酚浓度为1.60g/L时,与亲油疏水型变化一致。分别选取了烷烃组分为己烷、庚烷和辛烷,研究了烷烃组分对亲油疏水型滤材和亲油亲水型滤材聚结性能的影响,结果表明,烷烃组分的加入会影响原有体系的乳化程度,降低了乳化水含量,增加了游离水含量,滤材会对烷烃进行优先吸附,改变纤维的亲疏水性,随着烷烃浓度的增加,提高了滤材的过滤效率。采用膜技术对传统油水聚结滤芯的内部过滤介质进行了改进,有效提高了分离性能,并形成了新型滤芯制备工艺。采用了原位水热合成法,制备了具有超亲水特性的ZSM-5型分子筛膜。利用该膜分别进行了膜过滤性能实验及膜聚结性能实验,膜过滤性能实验表明该膜具有对水的强吸附性及透过性,对32#汽轮机油、煤油及玉米油的油水分离效率均在95%以上。膜聚结性能实验表明,该膜与传统油水分离材料亲水型玻纤、疏水型聚丙烯进行复合过滤,当油品中含有苯酚与水的结合物时,复合过滤的除水效率为91.1%,可将下游含水量控制在100ppm以内,并且该膜可使用煅烧的方式进行再生,实验结果对于改进当前油水聚结滤芯具有应用潜力。