【摘要】：近年來(lái)隨著全球石油需求的逐年增長(zhǎng)以及傳統(tǒng)原油資源的日益枯竭,非常規(guī)原油在石油加工業(yè)中所占比例越來(lái)越高。非常規(guī)原油中鎳釩等重金屬含量高且存在形式十分復(fù)雜,對(duì)石油加工造成了極大的危害,且脫除難度很大。目前工業(yè)上應(yīng)用的脫除原油中鎳釩的工藝復(fù)雜且操作費(fèi)用高昂,采用高效廉價(jià)的螯合分離法的絕大部分脫除劑又多含磷元素,不符合環(huán)保要求。因此,開發(fā)環(huán)保型原油重金屬脫除劑是當(dāng)今石油化工領(lǐng)域的重要研究方向。本文主要采用羧甲基纖維素鈉(CMC)、二硫化碳(CS2)、丙烯酸羥丙酯(HPA)和丙烯酰胺(AM)為反應(yīng)原料,通過(guò)綠色反應(yīng)路線和反應(yīng)條件的設(shè)計(jì),制備了兩個(gè)系列的環(huán)保型無(wú)磷原油重金屬脫除劑:羧甲基纖維素黃原酸酯(DTC-CMC)和羧甲基纖維素基三元共聚重金屬脫除劑CMC-HPA-AM,運(yùn)用紅外光譜和掃描電子顯微鏡等手段對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了表征。此外分別探究了制備工藝和電脫鹽工藝對(duì)兩類脫除劑脫除阿曼-巴士拉原油中鎳釩效果的影響。本文研究?jī)?nèi)容如下:(1)對(duì)于羧甲基纖維素黃原酸酯(DTC-CMC),采用控制變量法,得最佳制備條件為:堿化時(shí)間90min,合成反應(yīng)時(shí)間90min,反應(yīng)物摩爾比(CMC:CS2)1:2.5;最佳電脫鹽工藝參數(shù)為:脫除反應(yīng)溫度130℃、脫除劑加劑量400ppm、靜置反應(yīng)時(shí)間40min。在此條件下,脫除劑DTC-CMC對(duì)阿曼-巴士拉混合原油中鎳和釩的脫除率分別可達(dá)到28.5%和34.9%。(2)對(duì)于羧甲基纖維素基三元共聚重金屬脫除劑CMC-HPA-AM,采用控制變量法,得最佳制備條件為:反應(yīng)溫度85℃,反應(yīng)時(shí)間3.0h,CMC-HPA-AM的單體摩爾比1:1:3,引發(fā)劑用量為單體總質(zhì)量的8%,鏈轉(zhuǎn)移劑用量為單體總質(zhì)量的5%;最佳電脫鹽工藝參數(shù)為:脫除反應(yīng)溫度為130℃、脫除劑加劑量為500ppm、混合次數(shù)200次。在此條件下,脫除劑CMC-HPA-AM對(duì)阿曼-巴士拉混合原油中鎳和釩的脫除率分別可達(dá)到32.4%和38.1%。此外,以降低成本,提高脫除效果為目的,以三元共聚重金屬脫除劑CMC-HPA-AM為主體,以檸檬酸(C_6H_8O_7)、草酸銨((NH4)2C_2O_4)、甲基磺酸(CH4O3S)、碳酸乙烯酯(C3H4O3)為復(fù)配小分子,制備了一系列不同配比的復(fù)配環(huán)保型羧甲基纖維素基原油重金屬脫除劑。本文中最佳的復(fù)配脫除劑組成為:CMC-HPA-AM(40%)、檸檬酸(15%)、草酸銨(15%)、甲基磺酸(30%),其對(duì)阿曼-巴士拉混合原油的鎳脫除率為35.3%,釩脫除率為41.5%。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE624.1
【圖文】：

維素鈉的原料分布廣泛，制備簡(jiǎn)單，且相比于纖維素，ＣＭＣ的水溶性、增稠性逡逑和成膜性十分突出，而被廣泛地應(yīng)用于生活和工業(yè)的諸多領(lǐng)域［５８］。ＣＭＣ高分子逡逑鏈結(jié)構(gòu)如圖２．１所示。ＣＭＣ結(jié)構(gòu)單元中的羥基能與某些試劑發(fā)生醚化反應(yīng)，因逡逑此可通過(guò)接枝法對(duì)ＣＭＣ進(jìn)行改性。本文采用的接枝試劑為二硫化碳（ＣＳ２），使逡逑其與ＣＭＣ發(fā)生黃原酸酯化反應(yīng)。逡逑ＣＨ２0ＣＨ２ＣＯＯＮａ逡逑°＼ｒ0－￣逡逑邐＼ｓ＾Ｈ邋ｙｌ逡逑ｈ邋ｏｈ邋Ｊ邋ｎ逡逑圖２．１邋ＣＭＣ的化學(xué)結(jié)構(gòu)式逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ＣＭＣ逡逑本文使用的原油為中國(guó)石化某煉油廠提供的阿曼－巴士拉混合油。表２．１和表逡逑２．２分別為阿曼、巴士拉原油的一般性質(zhì)與主要金屬含量。逡逑表２．１阿曼原油的一般性質(zhì)和金屬含量逡逑Ｔａｂｌｅ邋２．１邋Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ邋ａｎｄ邋ｍｅｔａｌ邋ｃｏｎｔｅｎｔ邋ｏｆ邋Ｏｍａｎ邋ｃｒｕｄｅ邋ｏｉｌ逡逑分析項(xiàng)目邐ｍ．邐分析項(xiàng)目邐數(shù)值逡逑密度（２（ＴＣ，邋ｇ．ｃｍｆ３）邐０．８６４７邐鎳含量（ｐｇ．ｇ－１）邐２８．３逡逑粘度（２０°Ｃ，邋ｍｍ２．ｓ－１）邐３０．０４６邐釩含量（ｐｇ．ｇ－１）邐２８．５逡逑水份，％邐痕量邐鐵含量（呀ｇ－１）邐２．０７逡逑１４逡逑

在ＮａＯＨ溶液中堿化一定時(shí)間后，緩慢滴加適量的ＣＳ２。滴加完成后，逡逑在３５°Ｃ下酯化反應(yīng)一定時(shí)間，得到桔紅色粘稠溶液。該過(guò)程發(fā)生的主要化學(xué)反逡逑應(yīng)如圖２－２所示。產(chǎn)物用無(wú)水己醇洗滌多次除去殘留的堿液和ＣＳ２，烘干并配置逡逑成１０％水溶液備用。逡逑Ｓ＝Ｃ＝Ｓ邋＋邋ＮａＯＨ邋邐＾邋Ｓ＝0一ＳＮａ逡逑ＯＨ逡逑ＣＨ２ＯＣＨ２Ｃ00Ｎａ邐ｓ＝ｃ—ＳＮａ邐ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＯＯＮａ逡逑Ｈ＾ｒ＾°＼ｒ0邋—邋0Ｈ邋，邐ｈ／＾0ｎ＾。一逡逑－＿Ｎｆ邋ｙｉ邐＿邋＿ｆｙ逡逑Ｌ邋Ｈ邋0Ｈ邋」ｎ邐Ｌ邋Ｈ邋？」ｎ逡逑ｃ＝ｓ逡逑ｉ逡逑ＳＮａ逡逑圖２．２邋ＤＴＣ－ＣＭＣ合成主反應(yīng)逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｍａｉｎ邋ｒｅａｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＤＴＣ－ＣＭＣ邋ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ逡逑２．２．２．２羧甲基纖維素黃原酸酯制備條件優(yōu)化逡逑按照２．２．２．１的制備步驟，制備不同條件下的ＤＴＣ－ＣＭＣ原油重金屬脫除劑，逡逑１６逡逑

邐？邋Ｎａ２Ｃ０３邋＋邋３Ｈ２Ｓ逡逑圖２．４制備ＤＴＣ－ＣＭＣ過(guò)程主要副反應(yīng)逡逑Ｆｉｇ．邋２．４邋Ｓｉｄｅ邋ｒｅａｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＤＴＣ－ＣＭＣ邋ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ逡逑２．３．２掃描電鏡（ＳＥＭ）逡逑為了解羧甲基纖維素在反應(yīng)前后表面形態(tài)的變化狀況，在１０ｋＶ的加速電壓，逡逑１０．６ｍｍ的工作距離，束斑大小為３．０的條件下對(duì)ＣＭＣ與ＤＴＣ－ＣＭＣ分別進(jìn)行掃逡逑描分析得圖２．５和圖２．６。逡逑W逡逑圖２．５邋ＣＭＣ的ＳＥＭ圖像逡逑Ｆｉｇ．邋２．５邋ＳＥＭ邋ｏｆ邋ＣＭＣ逡逑邐ｉ逡逑圖邋２．６邋ＤＴＣ－ＣＭＣ邋的邋ＳＥＭ邋圖像逡逑Ｆｉｇ．邋２．６邋ＳＥＭ邋ｏｆ邋ＤＴＣ－ＣＭＣ逡逑結(jié)果顯示原料ＣＭＣ在反應(yīng)前后，表面的形態(tài)樣貌發(fā)生明顯變化。原料ＣＭＣ逡逑２１逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2791818