浅谈柴油脱酸技术

摘 要：本文介绍了柴油脱酸技术研究新进展，分析了传统脱酸技术存在的各种不足，对新的脱酸方法作了介绍，着重介绍了目前已工业化的西南石油大学（ SWPU）开发的馏分油脱酸剂技术，开发绿色脱酸技术将是柴油脱酸研究的重点。

关键词：柴油；环烷酸；精制；工艺

中图分类号：TQ02 中图分类号：A

环烷酸是柴油中重要的酸性组成，是成分复杂的石油酸的统称。目前人们提及的柴油脱酸即指脱除柴油中的环烷酸。柴油中环烷酸的存在不仅会腐蚀金属设备，而且会对后续加工过程造成严重危害。

今年以来，我厂柴油长期处于酸度偏高的状况，致使我厂柴油调合处于被动，究其原因是上半年我厂外进原油酸值较高，且同一批次原油酸值波动较大，例如今年8月份第五批次外进吐哈中质原油，酸值波动范围0.298～0.942mgKOH/g，这就导致调合的柴油质量出现酸度偏高。我厂近两个月采用了脱酸剂来降低柴油酸度，但是效果不是很明显，本文主要介绍近几年来国内外同行业的柴油脱酸技术，希望能对早日解决我厂的柴油酸度问题起到帮助。

传统的脱酸技术包括：碱洗电精制法、加氢精制法和吸附法。其中，碱洗电精制法要消耗大量的强酸、强碱，乳化严重，会对环境造成极大的污染。加氢精制法是目前国外广泛采用的柴油脱酸方法，该方法脱酸效果好，但是加氢法破坏了宝贵的环烷酸资源，而且国内中小型炼油厂普遍氢不足，限制了该方法的推广应用。吸附法是开法较早的脱酸精制工艺，脱酸效果好，但是该方法需要建立吸附-脱附装置和溶剂再生系统，投资大，能耗高。

目前新型脱酸法大多处于室内研究状态，工业应用很少，现将国内外柴油脱酸新方法进行综述和评价，着重介绍西南石油大学（SWPU）开发的馏分油脱酸剂技术，以促进柴油脱酸新技术在工业上的推广应用。

1 微波辐射法

微波作为一种清洁、高效的能源，已经在破乳、脱蜡、采油和萃取等方面得到了广泛应用。该法的主要机理是：在高频变化的电场作用下，极性分子快速转向且定向排列，体系温度迅速升高，同时油相中离子的电荷迁移也使体系温度上升；高速旋转的极性分子破坏了油剂界面膜的双电子层，Zeta电位降低，分子高速运动，并碰撞聚结，微波选择性加热，使内相（剂相）吸收更多的能量膨胀，界面膜受内压而变薄，膜中的油溶解度增加，使得界面膜容易破裂；油剂混合体系的温度升高，使分子间距增加，分子间内聚力大大减弱，微波形成的磁场使非极性油分子磁化，形成电场，降低油粘度。

2 脱酸剂技术

脱酸剂用于脱出直柴中的环烷酸，使柴油的酸度符合国家规定的标准。脱酸剂主要由路易斯碱L、抗乳剂K、络合剂F、分散剂、活化剂五种物质组成。它不含氮、硫、铅、铁等有害物质，其燃烧后的主要产物为二氧化碳和水。

H（环烷酸）+L+K+FFLKH

FLKH+nH2OFLKH·nH2O

路易斯碱能接受环烷酸的氢；抗乳剂能抑制LH遇水乳化；络合剂能与LKH形成稳定的络合物；分散剂可以使脱酸剂更好的与柴油混合均匀；活化剂可以提高路易斯碱的活性，促使反应更加迅速、彻底。

3 乙醇溶剂法

该法采用乙醇-水溶剂萃取环烷酸，并蒸馏溶剂将其回收。试验原理是：环烷酸作为一种有机弱酸，易溶于乙醇，难溶于水。其中乙醇作为两性溶剂，能增强环烷酸的酸性，增大环烷酸在萃取剂中的溶解度；水能加速柴油和萃取剂的沉降分离，还有助于抽提柴油中的无机酸，起助溶剂作用。

以酸度为131.8 mgKOH/100mL的南充炼油厂常三线柴油为原料油，采用乙醇-水作萃取剂，二级错流萃取柴油中的环烷酸。实验条件为：萃取剂中乙醇含量90%，搅拌速度700 min-1，萃取温度70℃，萃取时间4 min，萃取剂/原料油体积比2.0。该法脱酸率高达97.6%，精制柴油质量达到GB252-77质量标准，可用于精制柴油和回收环烷酸。

运用Nemst分配比定律，采用乙醇溶剂抽提法脱除柴油中的环烷酸。研究表明，环烷酸在95%乙醇和柴油两相间表观分配比为一个较恒定的数值（2.0±0.2），采用三级逆流抽提工艺，在剂油比为0.58：1的条件下，可脱除柴油中80%以上的环烷酸，精制后柴油酸值合格，安定性明显改善。

该法油剂分相快，不产生乳化现象；不腐蚀设备，无需高压电场，无柴油损失；脱酸率高，精制柴油安定性好；溶剂可回收利用，操作费用低；易实现连续操作和自动化控制；不产生三废，无环境污染。但是，该法存在乙醇消耗量大，需采用多级逆流抽提，设备投资费用高等缺点。

4 聚合胺法

针对碱洗电精制法存在的碱洗乳化及大量使用强酸、强碱等问题，国外对聚合胺脱酸精制柴油进行了研究，并取得了一定效果。

美国专利报道采用一种有效分子量的交联聚合胺精制高酸度原油，可生成酸值较低的精制油品和附着有酸基的交联聚合胺。这种吸附有酸基的交联聚合胺不溶于油，能通过过滤或离心作用从油中分离。吸附有酸基的交联聚合胺可通过CO2或NH3回收并循环使用。

该法的优点是不使用强酸、强碱；不产生乳化，无需使用破乳剂；脱酸剂可再生循环使用；不需要消耗大量溶剂，大大降低了操作费用，能耗低；对装置腐蚀小，无废水排放，有利于环保。不足之处是脱酸剂制备困难，脱酸效果优劣还需进一步研究，目前该法尚处在实验室研究阶段，有待进一步的研究探索。

结语

随着我国含酸原油的不断开发利用，现有的碱洗电精制工艺已不能满足柴油脱酸的加工要求。目前，已开发出许多新型的脱酸技术，这些技术具有独特的优越性，如SWPU开发的脱酸剂技术，只需对原有的碱洗技术装置稍加改造，就能达到很好的脱酸效果，该法在工业应用上已获成功，具有进一步推广价值。另外，优化的醇-氨法克服了原有碱洗技术的不足，成为真正意义上的绿色脱酸技术，是当前研发的重点，是一项极具前景研究课题。

参考文献

[1]唐晓东，徐荣.乙醇一水萃取精制直馏柴油的研究[J].化学工业与工程，1997，14（3）：16-20.

[2]Sartori， Guido， Savage et al. Process for Decreased the Acidity of Crudes Using CrosslinkedPolymericAmines.US 6121411，2000.