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微波技术在石油化工中的应用
来源: | 作者:云帆科技 | 发布时间: 2020-09-07 | 431 次浏览 | 分享到:
微波技术在石油化工中的应用

 原油脱水

近年来,随着原油开采进入中后期,不得不采用大量注水的办法提高采收率,采出的原油水含量巨增。原油含水对原油储运、加工、产品质量及设备等均造成很大影响。原油脱水历来是石油开采及加工生产中最重要的环节之一。而原油脱水的关键是原油乳状液的破乳。目前国内油田普遍采用热化学和电化学脱水工艺。由于热化学和电化学法存在着耗能大、破乳剂的加入量大、脱水后水质差、污染环境等不足,国内外都致力于开发一种高效、低耗、无污染或低污染的原油脱水方法。微波作为一种清洁、高效的能源,近几十年来越来越受到重视。原油可通过微波加热的方式进行破乳脱水,微波加热不同于传统的热传导加热方式,是由内向外的加热,能使物质瞬间提升温度,并且产生强电磁场,使极性分子高速运动,破坏油水界面膜,达到破乳的效果。微波脱水的速度和效果是重力沉降、化学脱水和加热脱水等方法所不能比拟的。微波反应系统(频率:2450 MHz,功率:0~750 W连续可调)对原油脱水进行研究,考察微波辐射时间、压力、功率、原油性质及水含量等因素对微波辐射原油脱水的影响,为其工业生产提供依据。等采用海水稀释-微波辐射协同作用的方法对大庆高稠油进行了脱水试验。证实了微波技术用予原油脱水不仅可行,而且就即时脱水率、总脱水率、沉降时间以及能耗、环保等方蕊来看,具有其他脱水方式无可比拟的优越性。

催化裂化柴油

随着柴油机车应用的日益广泛,柴油机车尾气排放的NOx对空气的污染,已造成一些大城市的空气污染由煤烟过渡到机动车排放物。所以,进行柴油脱氮技术的研究具有重要的社会意义和环境效益。柴油中含氮化合物的存在形式主要是苯胺、吡啶、喹啉及其衍生物以及吡咯、吲哚、咔唑及其衍生物。其中苯胺类、吡啶类、喹啉类等含氮化合物的氮原子上存在孤对电子,具有弱碱性,被称为碱性含氮化合物。碱性含氮化合物会中和催化剂上的酸性,使催化剂上的活性中心减少,造成催化剂失活。目前从柴油中脱氮的方法分为加氢精制和非加氢精制2种,其中加氢精制工艺已较为成熟,精制的收率高、产品安定性好,但脱氮率较低,并且需要充足的氢源,设备投资及操作费用高,在应用上受到很大的限制。因此,研究者把目光转向设备投资少、操作费用低的非加氢脱氮工艺,而微波脱氮就是其中一种前景广阔的方法。

 脱硫

油晶中的硫化物主要以硫醚和噻吩的形式存在,其在原油中的质量分数约为16%。硫的存在给使用、环境、油品精制及油品质量带来很大影响。在原油炼制过程中,非活性的有机硫化物会发生分解,生成的硫和硫化氢等活性硫会腐蚀油罐和设备,对生产安全构成极大威胁,因此对石油产品必须进行深度脱硫。

柴油脱硫的方法较多,主要包括加氢脱硫(HOS)和非加氢脱硫(NHDS)两大类。目前比较成熟的技术是HDS技术,但此技术的耗氢量高、投资大费用高、操作条件苛刻,难以被广泛采用。非加氢脱硫技术受到越来越多的关注,它主要包括吸附脱硫、生物脱硫、络合脱硫、氧化脱硫、萃取脱硫等。其中,氧化脱硫(ODS)技术具有脱硫率高、反应条件温和、工艺流程简单、设备投资和操作费用低等优点,是一项非常有前景的脱硫技术。脱硫技术的原理是:将柴油中噻吩类硫化物用合适的氧化剂氧化成砜和亚砜,然后在含硫化合物的硫原子上引入多个氧原子,再用溶剂抽提的方法将砜和亚砜从油品中脱除,所使用的氧化剂可经过再生后循环使用。现今,国内外已研究了许多氧化体系,如甲酸/H2O2氧化(ODS)体系,但是该体系存在反应时间长、柴油收率低等缺点。因此清洁高效的微波技术作为一项新技术受到了广泛关注,并且该技术在脱硫方面取得了一定的效果.

 脱酸

近年来,由于原油的变稠,常压二线馏分油的酸度显著变大。引起酸度变大的物质中环烷酸占90%以上。由于其存在会造成许多危害,腐蚀生产和储运设备;生产过程中易产生乳化现象,损坏发动机;降低油品的使用性能和柴油的安定性。并且环烷酸又是一种宝贵的化工原料,所以有必要研究新型、无污染、高效的柴油脱酸精制方法。目前国内外柴油脱酸精制方法有化学精制法、物理萃取法、氨化学法、吸附分离法、络合萃取法、膜分离法等。碱洗电精制法的废液污染环境,并且在精制过程中损耗油品。加氢精制法工艺复杂、受氢源限制、费用较高,不能回收环烷酸。溶剂抽提精制的柴油色度较差。氨化学法、吸附精制等都存在操作费用高的问题。

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