油品精制方法与流程

本发明涉及油品加工领域，具体涉及一种油品精制方法。
背景技术：
：对石蜡油、润滑油等油品进行精制是其加工工艺的重要环节，主要是分离出油品中的非理想成分，提高油品的氧化安定性、抗腐蚀性和/或改善油品的粘温性能和颜色、以及降低油品的残炭值、酸值、毒性成分等，从而达到精制的目的，得到环保型油品。现阶段，基于环保政策和标准的收紧，如reach法规的出台，为生产出满足市场需求的环保型油品，许多炼厂的油品精制技术升级改造显得尤为紧迫。为充分发挥现有设备效能，大部分方式优先考虑基于现有装置的一些技术改造。cn102676213a使用一种选择性较强而溶解能力适宜的溶剂作为主溶剂和副溶剂，在逆流抽提塔中从不同位置进入抽提塔，可以以润滑油馏分油或其加氢精制油或润滑油溶剂抽出油为原料油，生产出满足欧盟环保指令要求的环保橡胶填充油。cn107603727a、cn201952399u、cn104513672a、cn102746885a和cn102757814a等利用两次抽提、两段萃取 白土、两段抽提 静态混合、固定吸附床 过滤和络合-吸附精制的工艺进行润滑油精制，提高了润滑油的质量。上述方法中，所采用的装置占地面积较大，且精制工艺操作较为复杂，综合效率不高，效果有限，且面临如双溶剂如何回收分离、过滤介质如何再生利用、络合物尾渣如何处理等难题。cn102766479a采用超临界流体(超临界co2流体、超临界丙烷流体或超临界丙烷丁烷混合流体)对润滑油基础油进行萃取分离，得到脱色精制的润滑油基础油，较以往常用的溶剂精制加白土补充精制方法具有更高的脱色能力，可以在保证润滑油基础油回收率高于90％的条件下，得到的润滑油基础油的色度降低3-5个点，较好地改善了色度。但是该方法中，萃取压力为7.0-10.0mpa，设备制造、人员操作和管理要求均较高，危险性较大，且并未对色度以外的其他指标有明显改进。离心萃取技术是借助离心力场实现液-液两相的接触传质和相分离，国内外的研究者对多级逆流萃取进行了大量的实验研究，且被逐渐引入油品分离这一领域。如cn107022376a利用三级高速离心机分离出原油中的沥青，以减少后续原油蒸馏的负荷和运输成本，同时减少环境污染，但由于原油粘度较大，该处理工艺涉及泵体较多，操作复杂，能耗较高，且无法从根本上改善后续工艺中沥青二次富集的问题；史云鹤等利用三级离心萃取法优选直馏石脑油脱芳烃萃取剂，结果表明，室温下，质量剂油比为3:1(质量比)，质量比8∶2的n-甲基吡咯烷酮-dmf复合萃取剂对直馏石脑油的脱芳效果最好，总芳烃脱除率81.32％。然而，现有离心萃取技术仅对原油、直馏石脑油等油品进行了探索，鲜有对环保型润滑油、变压器油、橡胶填充油等的基础油方面的研究，且现有离心萃取技术一般只能在室温或低温条件下运行，所需质量剂油比较高，油品收率较低，经济性不高。因此，如何开发出一种经济节能、操作简单的的油品精制方法，并在此基础上提升对理想组分和非理想组分的分离效率及目标油品收率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。技术实现要素：针对现有技术的缺陷，本发明提供一种油品精制方法，能耗低、操作简单，能够有效分离待处理油品的理想组分和非理想组分，并能够提升目标油品收率。本发明提供一种油品精制方法，采用多级离心萃取器对待处理油品进行逆流萃取分离，多级离心萃取器包括串联的1至x级离心萃取器，x为≥2的正整数，萃取分离过程包括：将调节至60-110℃的第一萃取剂从x级离心萃取器的重相入口进入多级离心萃取器，将调节至45-100℃的待处理油品从1级离心萃取器的轻相入口进入多级离心萃取器，使第一萃取剂和待处理油品在流经各级离心萃取器过程中逆流接触；从末级离心萃取器的轻相出口收取抽余油，从1级离心萃取器的重相出口得到抽出油；其中，第一萃取剂与待处理油品的进料质量比为(1-3)：1。本发明提供的油品精制方法，待处理油品与第一萃取剂在多级离心萃取器中逆流接触，进行多级离心萃取分离，并控制特定的温度、剂油比(第一萃取剂与待处理油品的进料质量比)，能够有效分离待处理油品的非理想组分和理想组分，并能得到较高收率的目标油品；并且，本发明方法具有能耗低、操作简单等优点。抽余油是指待处理油品经萃取剂萃取后得到的剩余物料，抽出油是对待处理油品进行精制后的抽出液。一般情况下，本发明中，抽余油为目标油品，可应用于润滑油、橡胶填充油、变压器油等产品的基础油，本发明精制方法能够大大降低该类目标油品中的非理想组分(如n、s、pca、pahs等)的含量，并能够达到较高的收率。本发明中，一般可以在1级离心萃取器的轻相出口和2级离心萃取器的轻相入口之间设有换热装置，使待处理油品先经该换热装置与来自1级离心萃取器的1级抽余油实现换热后，再进入1级离心萃取器。通过该方式可将待处理油品调节至合适温度，进一步节约能耗。进一步地，本发明中，一般还可以控制2级离心萃取器中，1级抽余油的进入温度比第一萃取剂的进入温度低15-30℃(以下简称温度差)。可以理解，若x＞2，进入2级离心萃取器的第一萃取剂是由3级离心萃取器的重相出口输出的抽出油。采用多级离心萃取器对待处理油品进行多级逆流萃取分离，各级离心萃取器间具有适宜的温度梯度，利于提高萃取选择性并提升目标油品产率。通过控制上述温度差(15-30℃)，能够保证多级离心萃取器的各级离心萃取器之间具有适宜的温度梯度，一般从萃取剂进入端至待处理油品进入端，各级离心萃取器中的萃取温度呈降低的趋势。通过控制上述温度差，可以分别使1级、2级等各级离心萃取器中具有适宜的萃取温度，并且，x大于2时，还可以使第2级至x级离心萃取器之间产生适宜的温度梯度，从而提高精制效果。当然，为保证待处理油品进入1级离心萃取器时的温度(45-100℃)、及上述温度差(15-30℃)，若需要时，可以进一步对待处理油品和/或一级抽余油的温度进行调节。本发明中，如无特别说明，各步骤可以采用本领域常用装置/仪器等完成，本发明对此不做特别限制。本发明中，多级离心萃取器中的每一级均可实现一次混合萃取与一次澄清分离，其中，待处理油品从1级至末级(1→x方向)经萃取分离依次得到1级抽余油、2级抽余油……；萃取剂则逆流流经各级离心萃取器。本发明的一实施方式中，所用离心萃取器可以为环隙式离心萃取器。在每一级的离心萃取器，轻重两相(相应的抽余油和抽出油)分别经离心萃取器的轻相入口和重相入口进入，继而被高速旋转的转鼓和静止不动的折流挡板内的防涡流叶片之间产生的剪切力激烈混合，两相间产生高效传质作用，快速完成近于一个理论级的萃取操作，即完成一次混合；两相混合液被高速旋转的转鼓吸入转鼓内，并在离心力作用下分层，重相进入重相收集室，经重相出口流出(抽出油)，轻相进入轻相收集室，经轻相出口流出(抽余油)，即完成一次分离。本发明各级离心萃取器之间无需设泵，灵活增加级数可达到更佳生产工艺要求、或提取纯度、收率等。综合考虑对待处理油品的精制效果及节约能耗、工艺简便性等因素，在本发明的一实施方式中，多级离心萃取器的总级数一般可以为2-6。一般情况下，可以对待处理油品进行一次连续的多级逆流萃取，如在一实施方式中，可以采用多级连续串联的离心萃取器形成的多级离心萃取器对待处理油品进行逆流萃取；或者，也可以是对待处理油品进行两次多级逆流萃取的组合，如在一实施方式中，多级离心萃取器还包括串联的(x 1)至(x n)级离心萃取器；萃取分离过程包括：将调节至60-110℃的第二萃取剂从(x n)级离心萃取器的重相入口进入(x 1)至(x n)级离心萃取器，从x级离心萃取器输出的x级抽余油进入(x 1)至(x n)级离心萃取器，使x级抽余油与第二萃取剂在流经(x 1)至(x n)级离心萃取器过程中逆流接触；从末级离心萃取器的轻相出口收取抽余油，从1级离心萃取器的重相出口得到第一抽出油，从(x 1)级的重相出口得到第二抽出油；其中，n为≥2的正整数，x n不大于6。通过该方式，可实现对不同溶剂的协同使用，利于提高分离效果，并可提升工艺灵活性。本发明可以在多级离心萃取器的各级离心萃取器设置取样口，从而可获得不同萃取深度的样品，进一步提升工艺灵活。上述方法中，一般可以将x级抽余油的温度调节至45-100℃后，进一步为75-100℃后，再进入x 1级离心萃取器。本发明中，第一萃取剂与第二萃取剂相同或不同。一般情况下，第一萃取剂可以选自糠醛、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、n，n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)中的至少一种；第二萃取剂可以选自糠醛、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、n，n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)中的至少一种。本发明中，一般可以使待处理油品在多级离心萃取器中的停留时间为3.7-10分钟，进一步提升精制效果。进一步地，离心萃取器的运行转速为2000-8000rpm，分离因数≥500，压力为0-0.1mpa。本发明中，一般待处理油品的馏程为200℃到540℃，酸值≤0.009mg·koh/g，具体可以选自经常规加氢脱酸后的馏分油，所述加氢脱酸主要是除去油料中的环烷酸，同时除去某些含硫、含氮的杂环化合物等，使某些多环芳烃转变为润滑油等产品的有用组分，采用该原料(待处理油品)，利于目标产品收率及品质。一般情况下，本发明精制方法还包括：对由多级离心萃取器输出的抽余油和/或抽出油进行脱溶剂和过白土处理。本发明对脱溶剂的处理方式不做特别限制，可采用本领域常规方法进行，如可对抽余油和/或抽出油进行油浴加热，同时抽真空以除去抽余油或抽出油中的溶剂(萃取剂)，其中，油浴温度可以为110-130℃，真空度为9mbar，真空抽气量为1.9-2.1m3/h。一般对脱溶剂后的抽余油或抽出油进行过白土处理可按照如下过程进行：向脱溶剂后的油品(抽余油或抽出油)中加入油品重量2-5％的白土，并在120-140℃的温度下搅拌混合1.5-3小时，搅拌速度为600-1000rpm，经过滤后可得到目标油品。本发明的实施，至少具有以下优势：一、本发明提供的油品精制方法，能够有效分离出待处理油品的非理想组分和理想组分，并能得到较高收率的目标油品；并且本发明方法具有能耗低、操作简单等优点；二、本发明提供的油品精制方法，设定有温度梯度的的多级离心萃取技术，可以进一步提高油品萃取效率，在保证目标油品品质的前提下，精制待处理油品的萃取剂用量较少，一般可较现有常规精制手段降低16-56％，并可提升目标产品收率(可≥90％)；三、本发明提供的油品精制方法，采用多级萃取器对待处理油品进行萃取，操作简单，设备占地面积小、扁平化且易于维护，并且工艺灵活性强；四、本发明提供的油品精制方法，可用于制备得到满足欧盟环保指令2005/69/ec环保指标的环保橡胶填充油的基础油要求(bap不超过1mg/kg，或，pahs(多环芳烃)总含量不超过10mg/kg)，也可用于生产变压器油、润滑油等多种油品的基础油，并能够显著降低油品中的s、n、pca等对人体有害物质的含量。附图说明图1为本发明一实施例的油品精制的工艺流程示意图；图2为本发明另一实施例的油品精制的工艺流程示意图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下实施例中，如无特别说明，可采用本领域常规方法、装置/仪器/结构/部件等完成各步骤，所用试剂等均可商购或采用本领域常规方法制备得到。实施例1本实施例为一次连续的多级逆流萃取，多级离心萃取器由1至x级离心萃取器组成。如图1所示，本实施例提供的油品精制方法，采用多级离心萃取器对待处理油品进行逆流萃取分离，多级离心萃取器包括串联的1至x级离心萃取器，x为≥2的正整数，萃取分离过程包括：将调节至60-110℃(萃取剂温度)的第一萃取剂从x级离心萃取器的重相入口进入多级离心萃取器，将调节至45-100℃(油品温度)的待处理油品从1级离心萃取器的轻相入口进入多级离心萃取器，使第一萃取剂和待处理油品在流经各级离心萃取器过程中逆流接触；从末级离心萃取器(本实施例末级即为x级)的轻相出口收取抽余油，从1级离心萃取器的重相出口得到抽出油；其中，第一萃取剂与待处理油品的进料质量比(剂油比)为(1-3)：1。本实施例中，在1级离心萃取器的轻相出口和2级离心萃取器的轻相入口之间设有换热装置p，使待处理油品先经该换热装置与来自1级离心萃取器的1级抽余油实现换热后，再进入1级离心萃取器。进一步地，本实施例中，控制2级离心萃取器中，1级抽余油的进入温度比第一萃取剂的进入温度低15-30℃(温度差)。本实施例中，还包括对由多级离心萃取器输出的抽余油进行脱溶剂和过白土处理。其中，脱溶剂过程为：对抽余油进行油浴加热，同时抽真空以除去抽余油中的溶剂(萃取剂)，其中，油浴温度约为110-130℃，真空度为9mbar，真空抽气量为1.9-2.1m3/h；过白土处理为：向脱溶剂后的油品中加入油品重量2.5％的白土，并在130℃的温度下搅拌混合2h，搅拌速度为800rpm，经过滤后得目标油品。实施例2本实施例与实施例1的区别在于：本实施例为两次多级逆流萃取的组合。如图2所示，本实施例中，多级离心萃取器还包括串联的(x 1)至(x n)级离心萃取器；萃取分离过程包括：将调节至60-110℃的第二萃取剂从(x n)级离心萃取器的重相入口进入(x 1)至(x n)级离心萃取器，从x级离心萃取器输出的x级抽余油进入(x 1)至(x n)级离心萃取器，使x级抽余油与第二萃取剂在流经(x 1)至(x n)级离心萃取器过程中逆流接触；从末级离心萃取器(本实施例末级为(x n)级)的轻相出口收取抽余油，从1级离心萃取器的重相出口得到第一抽出油，从(x 1)级的重相出口得到第二抽出油；其中，n为≥2的正整数，x n不大于6。应用实施例应用实施例1-应用实施例2的试验设备(cwl50-m多级离心萃取机)为郑州天一萃取科技有限公司制造；应用实施例3-应用实施例4的试验设备(hl-50f新型多级离心萃取器)为北京萃取应用技术研究所制造。应用实施例1-应用实施例4分别针对不同的原料(待处理油品)进行精制，原料性质及精制结果(目标油品性质)分别见表2、表4、表6、表8；其中，试验4包括从2级离心萃取器输出的2级抽余油经脱溶剂及过白土处理后得到的目标产品的精制结果和从3级离心萃取器输出的3级抽余油经脱溶剂及过白土处理后得到的目标产品的精制结果。其中，试验1-试验10采用实施例1的方法进行精制，具体参数见表1、表3、表5；试验11-试验15采用实施例2的方法进行油品精制，每次多级逆流萃取的级数(x值、n值)等参数见表5和表7；试验16与试验5条件大致相同，区别在于：试验16中，未在1级离心萃取器的轻相出口和2级离心萃取器的轻相入口之间设换热装置，而是使待处理油品直接进入1级离心萃取器；未控制2级离心萃取器中，1级抽余油的进入温度与第一萃取剂的进入温度之间的温度差；试验16结果见表4。分别按照如下过程进行对比例1-对比例3：对比例1：条件与试验1大致相同，区别在于：对比例1的油品温度及萃取剂温度均为35℃，结果见表2；对比例2：条件与试验9大致相同，区别在于：对比例2采用填料萃取塔对待处理油品进行逆流萃取，其中，待处理油品从萃取塔底部进入，溶剂由萃取塔顶部进入，结果见表6；对比例3：条件与试验14大致相同，区别在于：对比例3采用两级填料萃取塔逆流萃取，其中，待处理油品依次从一级萃取塔底部、二级萃取塔底部进入，第一萃取剂注入一级萃取塔顶部，第二萃取剂注入二级萃取塔顶部，温度梯度(每级萃取塔的萃取剂的进入温度(110℃)与油品的进入温度(80℃)的温度差)控制为30℃，结果见表8。应用实施例1表1试验1-4油品精制工艺参数编号试验1试验2试验3试验4萃取剂糠醛糠醛nmpnmp剂油比1.5:11.3:11.2:11:1油品温度60℃60℃45℃45℃溶剂温度90℃90℃60℃60℃温度差30℃30℃20℃20℃分离因数500500500500运行转速8000rpm5000rpm3000rpm2000rpm总级数2323停留时间4.2min5.6min3.7min5min表2试验1-4、对比例1原料性质及精制结果应用实施例2表3试验5-8油品精制工艺参数编号试验5试验6试验7试验8溶剂nmp糠醛nmp糠醛剂油比2.5:12.3：12.0:11.8:1油品温度70℃65℃65℃70℃溶剂温度90℃85℃85℃90℃温度差20℃20℃20℃20℃分离因数550550550550运行转速3000rpm3000rpm3500rpm4000rpm级数3434停留时间6.3min7.7min5min6min表4试验5-8、试验16原料性质及精制结果应用实施例3表5试验9-12油品精制工艺参数表6实验呢9-12、对比例2原料性质及精制结果应用实施例4表7试验13-15油品精制工艺参数表8试验13-15、对比例3原料性质及精制结果应用实施例1-4结果表明，本发明精制方法能够有效分离待处理油品的理想组分和非理想组分，尤其可降低目标产品中bap、s、n、pca等对人体有害物质的含量，达到对油品精制的目的，同时能够提升目标油品收率；所得到的目标产品可用于润滑油、橡胶填充油、变压器油等产品的基础油。当前第1页12