【摘要】：隨著原油資源日趨重質化和劣質化,其中的金屬含量不斷升高。鎳便是原油中常見的有害金屬,其存留會對原油的后續(xù)加工過程造成很多不利影響,導致諸如催化裂化、渣油加氫裂化等裝置的催化劑中毒失活,影響產品質量,制約重油加工能力。而鎳多以金屬卟啉化合物的形式存在,其獨特的環(huán)狀結構及易與膠質瀝青質締合的特點,使其很難通過傳統(tǒng)的電脫鹽過程有效脫除,是原油加工中亟待解決的問題。目前大多使用強酸類物質進行原油脫鎳,但酸的存在會對后續(xù)的催化裂化等加工設備造成嚴重的腐蝕。所以尋找一種高效、清潔、無腐蝕的脫鎳劑成為了研究的熱點�；谇蛐尉酆衔锼ⅹ毺氐慕Y構特性及在重金屬吸附方面顯示出的明顯優(yōu)勢,本文提出設計一種具有核-殼結構的聚合物刷材料,并與電脫鹽技術結合實現(xiàn)高效脫除原油中鎳的新構想。本論文通過研究比較,合成了以二氧化硅微球為核,乙烯基咪唑為接枝官能團的材料——聚乙烯基咪唑@SiO_2,并采用各類表征手段證明了材料的性質及微觀結構。結合電脫鹽工藝,進行了原油脫鎳工藝條件的研究,結果表明當聚乙烯基咪唑@SiO_2投料濃度為5000ppm、水油比為1/10、乳化機剪切強度為8kr/min、剪切時間為1.5min、電脫鹽溫度為130℃、電場強度為高壓1000V/cm,低壓500V/cm、沉降時間為60 min時,達到最大原油脫鎳率,約為66.7%。此外,本文還探究了聚乙烯基咪唑@SiO_2的回收性能及原油脫鎳機理。實驗證明,該材料能夠以簡單的方法被HCl溶液再生,且經過連續(xù)5次循環(huán)后,原油脫鎳效率僅從66.7%降至62.5%,約為原來脫鎳效率的93.7%,可見聚乙烯基咪唑@SiO_2具有優(yōu)良的回收性能。對比不同咪唑類材料的脫鎳效果發(fā)現(xiàn),相同投料濃度條件下,1-乙烯基咪唑、聚乙烯咪唑、聚乙烯基咪唑@SiO_2三者的原油脫鎳能力符合以下規(guī)律:PVIm@SiO_2PVImVIm,證明了聚乙烯基咪唑@ SiO_2的結構特性能明顯增強鎳的吸附能力。結合Donnan效應與實驗結果,我們提出了可能的聚乙烯基咪唑@SiO_2的原油脫鎳機理猜想。球形聚合物刷材料在原油脫鎳領域的成功應用,為原油脫除其他金屬提供了材料設計的思路,從而具有十分重要的意義與前景。
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１．２研宄思路及內容逡逑１．２．１研宄思路逡逑本論文的研究思路如圖１．１所示。傳統(tǒng)的電脫鹽工藝是將原油、水以及破乳劑通過逡逑混合器混合，然后進入電脫鹽罐，從而使油水分離達到脫鹽的目的；而本論文的研究思逡逑路是首先研究鎳在原油中的存在形式，根據(jù)其難以脫除的原因，設計了能夠有效吸附鎳逡逑金屬的材料球形聚合物刷。我們將二氧化硅微球作為核，在其表面接枝具有金屬鎳逡逑螯合能力的聚乙烯咪唑鏈。而后，將聚合物刷材料——聚乙烯基咪唑＠Ｓｉ０２作為原油脫逡逑鎳劑，結合傳統(tǒng)的電脫鹽工藝達到原油脫鎳的目的，既不改變工藝流程，又不會腐蝕裝逡逑置。原油脫鎳后，吸附了鎳金屬的聚乙烯基咪唑＠Ｓｉ０２材料可以通過分離以及金屬脫附逡逑進行回收，實現(xiàn)材料的循環(huán)利用。逡逑＾「油＾逡逑混水電逡逑水邐？合一？混＿？脫＿＞？逡逑器邐合邐？水＋鹽逡逑邐邐：哢

除了以卟啉形式存在以外，少部分鎳金屬還會以一些不規(guī)則的非卟啉形式［２２＿２５］存在。逡逑對于以非卟啉形式存在的鎳研[偨仙�，但蕷J庵中翁哪脒策謊訝苡謁⑶也誨義弦追紙猓苣汛釉橢型殉�，例染R塹湫瓦卜越峁辜盎旌纖吶湮換浜銜錚繽跡玻菜義希罰剩苠，

本文編號：2606622