减压渣油中重金属钒和镍的脱除研究

何晓强,朱士荣

(荆楚理工学院 化工与药学院，湖北 荆门 448000)

近来，随着石油开采深度的加大，世界各地石油中各种金属含量越来越高；在炼制劣质石油的过程中，由于重金属镍和钒常以金属有机螯合物的形态存在，并与石油中的胶质、沥青质发生缔合，化学性质非常稳定，采用常规电脱盐方法时，因难以将它们脱除干净而进入到常减压渣油中，导致催化剂中毒，使产品的选择性变差，转化率降低[1-6]。针对这一问题，本文通过在电脱盐脱水的预处理中加入自制的DTC类金属脱除剂，将不溶于水的钒镍有机物转化为可溶于水的鳌合物，来达到脱除渣油中的镍和钒等金属的目的。其中金属脱除剂的合成路线如下：

图1 脱金属剂的合成路线

1 实验

1.1 试剂与仪器

IRIS 1000全谱直读等离子体发射光谱仪(美国Thermo Elemental公司)；SH-Ⅱ型电脱盐实验仪(洛阳双阳仪器有限公司)；CSR-300型实验室乳化机(上海驰翔新能源有限公司)。

破乳剂SH992(洛阳华工化工有限公司)；减压渣油(荆门炼油厂)；其他试剂均为分析纯。

1.2 金属脱除剂的合成[7-8]

将预先配好的NaOH水溶液和二乙烯三胺一起加入到配有水浴、冷凝装置的三口圆底烧瓶中，搅拌的同时从分液漏斗缓慢滴加CS2，控制温度在10℃下反应3h后撤去水浴，在常温下继续搅拌，当反应液体由无色透明逐渐变成白色乳状时，结束反应。抽滤，用无水乙醇冲洗三遍，抽干，得白色粉末，称重，保存在干燥器里备用。

1.3 金属脱除剂性能测试[9]

本实验采用乳化机和电脱盐实验仪进行脱金属剂的条件优化。先将荆炼常压渣油样品与洗涤水(15%)、破乳剂(0.1%)及脱金属剂加入到乳化机(6000r/min)上乳化，再将油水乳化物放入SH-Ⅱ型电脱盐实验仪，进行电脱盐实验；在控制弱电场强度:350V/cm，停留时间:5min，强电场强度:850V/cm，停留时间:10min，沉降时间10min的条件下，考察脱金属剂加入量、电脱盐温度和恒温时间对脱金属效果的影响。性能测试流程如下：

图2 脱金属剂性能测试的流程图

2 结果与讨论

2.1 脱除剂的量对脱金属效果的影响

在保持电脱盐温度150℃、恒温时间50min及其他条件不变的情况下，考察脱金属剂的加入量对脱金属效果的影响，结果见表1。

表1 脱除剂的加入量对脱金属效果的影响

由表1可知：当脱除剂的加入量逐渐增多时，钒和镍脱除率也随着增大，但加入量为3%后，再增加加入量，钒和镍脱除率增加较小，考虑成本的原因，将加入量控制在3%为宜。

2.2 电脱盐温度对脱金属效果的影响

在保持脱金属剂的加入量3%、恒温时间50min及其它条件不变的情况下，考察电脱盐温度对脱金属效果的影响，结果见表2。

表2 电脱盐温度对脱金属效果的影响

由表2可知：当电脱盐温度从110～150℃时，钒和镍脱除率增加较快，再升高温度，脱除率基本无变化，故电脱盐温度控制在150℃为宜。

2.3 恒温时间对脱金属效果的影响

在保持脱金属剂的加入量3%、电脱盐温度150℃及其它条件不变的情况下，考察恒温时间对脱金属效果的影响，结果见表3。

表3 恒温时间对脱金属效果的影响

由表3可知：当恒温时间从30～50min时，钒和镍脱除率增加较快，再增加时间，脱除率基本不变，故恒温时间控制在50min为宜。

3 结论

用自制的DTC类金属脱除剂脱除荆炼的减压渣油中重金属镍和钒，在脱金属剂加入量 3%、电脱盐温度150℃和恒温时间50 min的条件下，钒和镍的脱除率别为75.3% 和46.5% ，均高于一般的DTC类脱金属剂的脱除效果。

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