【摘要】：原油中含有40多種金屬,含量固然不高,但對油品的加工和使用危害很大,特別是金屬鎳、釩,它們會對催化裂化催化劑造成污染,也會在加氫裂化過程中造成催化劑的失活和床層堵塞。而且鎳釩在原油中以卟啉化合物的形式存在,結(jié)構(gòu)復(fù)雜穩(wěn)定,不易脫除。本論文采用螯合分離法,探討脫除原油中金屬鎳、釩的方法和工藝條件。螯合分離法是利用向原油中加入合適的脫金屬試劑的方法脫除金屬鎳、釩。本論文以螯合劑的水溶液為脫金屬體系,通過原油與水溶液進行混合攪拌,將原油中的金屬螯合到水中,從而實現(xiàn)原油脫金屬。根據(jù)理想的脫金屬試劑的選擇條件,首先,選用了24種試劑作為脫鎳、釩的試劑,包括無機酸、無機酸鹽、有機酸、多元酸、胺類等化合物,考察它們在同一實驗條件下的脫金屬效果。然后選擇脫金屬效果較好的E-1、硝酸、磷酸二氫銨3種實驗試劑,分別考察其最佳工藝條件,包括反應(yīng)溫度、試劑濃度、反應(yīng)時間和劑油比。結(jié)果表明,適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增大試劑濃度、延長反應(yīng)時間、提高劑油比,都有利于鎳、釩的脫除。其中,E-1的脫鎳率可達到63.33%,脫釩率最高為85.14%。由于原油中的鎳釩卟啉熱穩(wěn)定性強,要想繼續(xù)提高金屬的脫除率,需要使用高溫反應(yīng)釜進行實驗。選擇E-1、N-1等5種螯合劑作為脫金屬試劑,進一步提高反應(yīng)溫度,考察溫度對鎳釩脫除率的影響。結(jié)果顯示大部分試劑在高溫下都表現(xiàn)出更好的脫金屬效果。例如,N-1的脫鎳率從32.91%上升到62.22%,E-2的脫釩率從26.62%上升到48.35%。但是脫金屬反應(yīng)是一個動態(tài)平衡過程,當(dāng)反應(yīng)溫度超過160℃,金屬脫除率增加幅度非常緩慢。在脫除鎳釩的同時,原油中的鈣也被脫除50%以上。
【圖文】：

第一章 緒論其存在形態(tài)有三種，如圖 1-1 所示。卟啉化合物的基本結(jié)構(gòu)單位是是四個吡咯環(huán)的α-碳原子通過四個次甲基（－CH=）橋相連而成的咯環(huán)上帶有取代基時，即形成卟啉。卟啉核呈平面型結(jié)構(gòu)，4 個吡結(jié)，構(gòu)成一個封閉的環(huán)形板狀體。金屬卟啉絡(luò)合物是在吡咯環(huán)中間素通過共價鍵或配位鍵結(jié)合形成的絡(luò)合物。石油中卟啉化合物主要形式存在[4]。但釩和鎳并非全以金屬卟啉絡(luò)合物的形式存在，卟啉總量的 10%~55%[5]。

圖 1-2 VOTPP 光化學(xué)分解脫金屬路線Fig1-2 VOTPP Photochemical decomposition of demetallization1.5.2 國內(nèi)脫金屬技術(shù)的研究進展相對于國外的研究，國內(nèi)關(guān)于原油脫金屬的研究較少。南京石油化工股份有限使用常規(guī)電脫鹽工藝，以碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯及有機酸、非離子表面活性劑、等作為原油重金屬脫除劑，可有效脫除原油中 60%左右的鎳、釩卟啉化合物[47]。20 世紀中期微波開始被應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域，利用微波熱效應(yīng)，加速脫金屬劑油中的金屬化合物的反應(yīng)，同時微波還可以加速油水分離。賈景然等以檸檬酸為脫劑，通過實驗發(fā)現(xiàn)采用微波脫四種金屬鐵、鎳、鈣和鎂的脫除率比常規(guī)脫金屬方法提高了 20.1%、13.1%、11%和 11.4%[48]。王磊等利用殼聚糖席夫堿化合物 CST3（聚糖和 50mL 無水乙醇與 10mL 芳草醛混合物）作為氧化劑或吸附劑脫除原油中的硫，通過使用微波輻射優(yōu)化條件，，實現(xiàn)了對原油樣品模型化合物高達 56%的脫硫82%的脫鎳率[49,50]
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE624

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本文編號：2647688