CN110240928A - 一种柴油的脱酸精制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柴油的脱酸精制方法，先将待脱酸的柴油预热，然后加入复合脱酸剂混合均匀，于20～30℃搅拌反应，反应结束后，静置分层后分离出上层油相，即得到脱酸后的柴油；所述复合脱酸剂包括六甲基二硅基氨基钠和多氧季戊四醇聚醚。采用的复合脱酸剂，二者协同配伍不仅有效脱除了环烷酸，而且避免了脱酸过程中的乳化现象。复合脱酸剂可循环利用，无废剂排放，有利于环境保护，节约资源，符合绿色脱酸的要求。本发明工艺流程操作简单、条件温和、成本低，易于工业化生产，可广泛应用于石油加工行业。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别的涉及一种柴油的脱酸精制方法。
背景技术
柴油中的酸性物质，主要是环烷酸，具有较强腐蚀性。在柴油的生产过程中，会对生产设备产生严重的腐蚀，对设备产生的腐蚀到了一定程度后就会影响其工作，限制了柴油的生产进度，在储存过程中对储存设备产生的腐蚀过大，还会造成柴油的泄露，这不仅导致了经济损失，还会对环境造成严重的污染。最严重的问题就在于对发动机的腐蚀，导致发动机喷油嘴积碳和气缸中沉淀物增加，缩短发动机的使用寿命；酸度过高还会降低柴油的安定性，引起柴油的乳化和酸败变质，大大降低了它的性价比，从而降低柴油销售价格。因此，脱除柴油中的环烷酸在工业上具有重要意义。
目前，柴油脱酸方法主要包括：碱洗脱酸、醇氨法脱酸、酯化脱酸、加氢法、热分解法、溶剂抽提脱酸、吸附分离脱酸和膜分离脱酸等。其中，碱洗法脱酸是最常用的脱酸方式，该方法对于高酸值原料油脱酸非常彻底，可以有效控制环烷酸腐蚀现象，并且工艺流程比较简单、投资少、反应温度温和，被广泛应用于国内外各大炼厂中，但碱洗法在脱酸反应过程中泡沫乳化现象非常严重，造成了分离较难，碱渣带油较多，柴油的收率会大打折扣，导致柴油脱酸效果不佳，而且柴油脱酸后的精制工作也变得更为困难，碱液排放量大，对环境造成较大污染。为了解决上述问题科研工作者也做了大量工作，如发明专利CN200410085318.0公开了一种从柴油中脱出环烷酸的工艺方法，在高效微波反应罐中加入馏分油和脱酸剂，直接移入高效微波反应系统中进行微波辐射，利用微波效应解决了乳化现象。但上述方法生产设备要求高，成本高，微波容易泄露等，不利于工业化生产。发明专利CN200410008621.0公开了一种从油品中脱除和回收酸成分的方法，采用C2-5饱和烷醇、氨水和破乳剂组成的复合溶剂，能有效抑制抽提脱酸过程中的乳化现象，得到纯度较高的环烷酸。但该方法在环烷酸回收过程中，需要用石油醚进行洗涤，并用盐酸调剂pH值；溶剂需用氨水或NaOH调节才能再次使用，会有废酸废碱排出，不利于环保。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种新型柴油的脱酸精制方法，旨在解决现有传统脱酸方法存在的乳化现象严重、碱液排放量大、脱酸周期长、所需劳动力较多、成本高、柴油收率低、柴油品质差和环境污染等技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种柴油的脱酸精制方法，包括以下步骤：先将待脱酸的柴油预热，然后加入复合脱酸剂混合均匀，于20～30℃搅拌反应，反应结束后，静置分层后分离出上层油相，即得到脱酸后的柴油；所述复合脱酸剂包括六甲基二硅基氨基钠溶液和多氧季戊四醇聚醚。
这样，复合脱酸剂溶液中的六甲基二硅基氨基钠能与柴油中的酸类物质作用，发生反应生成环烷酸钠溶液，由于环烷酸钠溶液与柴油本身是两个相，本身可以产生分离，形成油相和水相，从而实现柴油脱酸，实现柴油的精制。当柴油被脱酸后，脱酸体系往往呈现乳化现象，此时该脱酸体系电荷为负，而多氧季戊四醇聚醚会电离出阳离子，极性相反的阳离子被吸附在乳化体系中的水滴表面，并中和乳化体系中的正电荷，使乳液滴间的静电斥力瞬间大幅度被削弱，破坏同种电荷形成的界面保护膜，从而使乳液破裂，快速地从油相中沉降下来；另外，一旦乳液遇到多氧季戊四醇聚醚后，其会压缩破坏乳液体系已形成的双电层，大幅度减弱界面膜张力强度，使得乳化液滴间相互碰撞的频率大幅度升高，多氧季戊四醇聚醚不断地进入并渗透到乳化体系中，因此会改变乳化体系的基本结构，从而形成快速的聚集破乳。
进一步，所述六甲基二硅基氨基钠溶液的浓度为0.05g/mL～0.20g/mL。
进一步，所述六甲基二硅基氨基钠溶液和多氧季戊四醇聚醚的质量比为10:1～3:1。
进一步，所述复合脱酸剂与柴油的体积比为1:10～12:10。
进一步，所述反应时间为1～50min，这样，可以使复合脱酸剂与柴油中的酸性物质充分反应。
进一步，所述静置时间为5～45min，这样，可以形成并分离出油相和水相，从而实现柴油脱酸，实现柴油的精制。
进一步，所述搅拌速度为100～500rpm/min，使复合脱酸剂与柴油充分接触，有效增加了反应效率。
进一步，所述预热温度为10～50℃。
复合脱酸剂的作用机理：
除了脱酸剂六甲基二硅基氨基钠和多氧季戊四醇聚醚发挥各自卓越的的脱酸效果外，这两者之间还产生了积极的协同破乳作用，进一步加强了柴油的脱酸效果，主要体现在以下几个方面：首先，脱酸剂有效组分六甲基二硅基氨基钠和多氧季戊四醇聚醚是两种表面活性剂，具有优异的表面活性，一种是能使体系产生阳离子的表面活性剂，另一种是自身能产生阴离子的表面活性剂，两者结合使用可以有效地消除脱酸体系中因同种电荷互相排斥，带来负面的乳化难题，更主要的是加速了脱酸体系中沉淀的分离，提高了脱酸效果。其次，脱酸剂有效组分六甲基二硅基氨基钠在过量的情况下会自主地电离出钠离子，钠离子作为一种阳离子，可以与柴油脱酸体系中油相里阴离子的电负性进行抵消，可以消除脱酸过程形成的乳化体系因只有一种同种电荷所产生“隔离膜”的负面作用，可以起到积极的自破乳作用，更主要的是有效组分多氧季戊四醇聚醚中含有较多的羟基，羟基在外界作用下可以脱酸剂的钠离子进行交换，释放出更多的具有“积极”的阳离子，当其进入到乳化液内部时，可以穿透这层“隔离膜”，加速乳液膜的破裂，加速其分层。这些阳离子还可以进一步抵消油相乳化体系中阴离子，使得电荷快速达到平衡，进一步避免了脱酸体系中同种电荷过于集中，形成不利的乳化现象。最后，脱酸剂多氧季戊四醇聚醚本身也是一种亲水性的粘度调节表面活性剂，具有良好的粘度调节作用，当柴油在脱酸过程产生乳化现象后，乳化相粘度会自主地增大，当多氧季戊四醇聚醚遇到乳化体系后，其粘度会受到抑制，使得乳化体系的粘度大幅度地降低，将乳化体系中所团聚的物质进一步释放出来，分散其团聚程度，不同体系会自主地分离开，形成两相，密度大的体系进行沉降，处于下层，密度小的物质跑到上层，从而协同分层，解决了柴油脱酸过程形成的乳化技术难题。可见，六甲基二硅基氨基钠和多氧季戊四醇聚醚除了自身的脱酸作用外，两者还起到积极的协同配伍破乳作用，进一步提高柴油脱酸效果，改善精制后的柴油品质。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明在柴油的脱酸精制过程中采用六甲基二硅基氨基钠和多氧季戊四醇聚醚作为复合脱酸剂，二者协同配伍不仅有效脱除了环烷酸，而且避免了柴油脱酸过程形成的乳化现象。整个脱酸过程中，复合脱酸剂可循环利用，无废剂排放，有利于环境保护，节约资源，符合绿色脱酸的要求。
2、本发明脱除环烷酸的效果好，柴油的脱酸率可以达到92％以上，柴油的收率也可以达到94％以上，分离效果好，油品质量好。工艺流程操作简单、条件温和、成本低，易于工业化生产，可广泛应用于石油加工行业。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。以下实施例中所用原料柴油的酸值为135.52mgKOH/100mL。
实施例1
1)将浓度为0.06g/mL的六甲基二硅基氨基钠溶液和多氧季戊四醇聚醚按照质量比为9:1混合，得到复合脱酸剂。
2)取30mL待脱酸的柴油于25℃预热，然后置于500mL三口烧瓶中，再加入30mL复合脱酸剂混合均匀，在20℃条件下，用电子恒速搅拌器以恒定200r/min的转速进行搅拌，反应5min后，将三口烧瓶中的液体转移至分液漏斗中，静置10min分层后分离出上层油相，即得到脱酸后的柴油。
复合脱酸剂和环烷酸的回收：
将脱酸处理后的下层有机盐相溶液进行收集，向其中加入适量的盐酸溶液，环烷酸钠转变成为环烷酸，六甲基二硅基氨基酸转变成为六甲基二硅基氨基钠，处于下层，多氧季戊四醇聚醚与环烷酸混合在一起，处于上层溶液中，将上下两层进行分离，下层得到六甲基二硅基氨基钠溶液，对其进行干燥，从而得到六甲基二硅基氨基钠，回收率达到83.2％。将上层的多氧季戊四醇聚醚与环烷酸的混合物进行蒸馏，按照沸点高低进行分离，分别得到多氧季戊四醇聚醚和环烷酸的产品，多氧季戊四醇聚醚的回收率达到90.1％，环烷酸的回收率达到92.6％。
实施例2
1)将浓度为0.07g/mL的六甲基二硅基氨基钠溶液和多氧季戊四醇聚醚按照质量比为7:1混合，得到复合脱酸剂。
2)取30ml待脱酸的柴油于35℃预热，然后置于500mL三口烧瓶中，再加入36mL复合脱酸剂混合均匀，在25℃条件下，用电子恒速搅拌器以恒定150r/min的转速进行搅拌，反应5min后，将三口烧瓶中的液体转移至分液漏斗中，静置20min分层后分离出上层油相，即得到脱酸后的柴油。
复合脱酸剂和环烷酸的回收同实施例1。
实施例3
1)将浓度为0.08g/mL的六甲基二硅基氨基钠溶液和多氧季戊四醇聚醚按照质量比为6:1混合，得到复合脱酸剂。
2)取30mL待脱酸的柴油于48℃预热，然后置于500mL三口烧瓶中，再加入21mL复合脱酸剂混合均匀，在20℃条件下，用电子恒速搅拌器以恒定200r/min的转速进行搅拌，反应5min后，将三口烧瓶中的液体转移至分液漏斗中，静置20min分层后分离出上层油相，即得到脱酸后的柴油。
复合脱酸剂和环烷酸的回收同实施例1。
将实施例1～3得到脱酸后的柴油进行常规得我脱酸分析和破乳实验，结果如表1所示。
柴油脱酸率的计算公式为：
式中：A0—脱酸前柴油样品的酸值，mgKOH/(100mL)
A—脱酸后柴油样品的酸值，mgKOH/(100mL)
表1
| 实施例 | 酸值(mgKOH/100mL) | 脱酸率(％) | 收率(％) | 油相水相界面 |
| 实施例1 | 10.16 | 92.5 | 94.40 | 界面清晰，明显分层 |
| 实施例2 | 6.4 | 95.3 | 96.1 | 界面清晰，明显分层 |
| 实施例3 | 3.25 | 97.6 | 98.0 | 界面清晰，明显分层 |
由表1可以看出，本发明采用复合脱酸剂分离后油相和水相界面清晰，明显分层，酸值低，稳定性好，油品质量好，柴油的脱酸率可以达到92％以上，柴油的收率也可以达到94％以上，具有良好的分离效果，可广泛应用于石油加工行业。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种柴油的脱酸精制方法，其特征在于，包括以下步骤：先将待脱酸的柴油预热，然后加入复合脱酸剂混合均匀，于20～30℃搅拌反应，反应结束后，静置分层后分离出上层油相，即得到脱酸后的柴油；所述复合脱酸剂包括六甲基二硅基氨基钠溶液和多氧季戊四醇聚醚。
2.根据权利要求1所述柴油的脱酸精制方法，其特征在于，所述六甲基二硅基氨基钠溶液的浓度为0.05 g/mL ~ 0.20 g/mL。
3.根据权利要求1所述柴油的脱酸精制方法，其特征在于，所述六甲基二硅基氨基钠溶液和多氧季戊四醇聚醚的质量比为10:1~3:1。
4.根据权利要求1所述柴油的脱酸精制方法，其特征在于，所述复合脱酸剂与柴油的体积比为1:10~12:10。
5.根据权利要求1所述柴油的脱酸精制方法，其特征在于，所述反应时间为1~50min。
6.根据权利要求1所述柴油的脱酸精制方法，其特征在于，所述静置时间为5~45 min。
7.根据权利要求1所述柴油的脱酸精制方法，其特征在于，所述搅拌速度为100~500rpm/min。
8.根据权利要求1所述柴油的脱酸精制方法，其特征在于，所述预热温度为10~50℃。
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| CN1418934A (zh) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | 中国石化集团洛阳石油化工工程公司设备研究所 | 一种从原油及馏分油中脱除环烷酸的工艺方法 |
| CN107759722A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-03-06 | 四川理工学院 | 一种柴油碱洗脱酸过程用的耐高温型破乳剂的合成方法 |
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