減壓渣油中重金屬釩和鎳的脫除研究

何曉強(qiáng),朱士榮

(荊楚理工學(xué)院 化工與藥學(xué)院，湖北 荊門 448000)

近來(lái)，隨著石油開采深度的加大，世界各地石油中各種金屬含量越來(lái)越高；在煉制劣質(zhì)石油的過程中，由于重金屬鎳和釩常以金屬有機(jī)螯合物的形態(tài)存在，并與石油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)發(fā)生締合，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，采用常規(guī)電脫鹽方法時(shí)，因難以將它們脫除干凈而進(jìn)入到常減壓渣油中，導(dǎo)致催化劑中毒，使產(chǎn)品的選擇性變差，轉(zhuǎn)化率降低[1-6]。針對(duì)這一問題，本文通過在電脫鹽脫水的預(yù)處理中加入自制的DTC類金屬脫除劑，將不溶于水的釩鎳有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可溶于水的鰲合物，來(lái)達(dá)到脫除渣油中的鎳和釩等金屬的目的。其中金屬脫除劑的合成路線如下：

圖1 脫金屬劑的合成路線

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

IRIS 1000全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀(美國(guó)Thermo Elemental公司)；SH-Ⅱ型電脫鹽實(shí)驗(yàn)儀(洛陽(yáng)雙陽(yáng)儀器有限公司)；CSR-300型實(shí)驗(yàn)室乳化機(jī)(上海馳翔新能源有限公司)。

破乳劑SH992(洛陽(yáng)華工化工有限公司)；減壓渣油(荊門煉油廠)；其他試劑均為分析純。

1.2 金屬脫除劑的合成[7-8]

將預(yù)先配好的NaOH水溶液和二乙烯三胺一起加入到配有水浴、冷凝裝置的三口圓底燒瓶中，攪拌的同時(shí)從分液漏斗緩慢滴加CS2，控制溫度在10℃下反應(yīng)3h后撤去水浴，在常溫下繼續(xù)攪拌，當(dāng)反應(yīng)液體由無(wú)色透明逐漸變成白色乳狀時(shí)，結(jié)束反應(yīng)。抽濾，用無(wú)水乙醇沖洗三遍，抽干，得白色粉末，稱重，保存在干燥器里備用。

1.3 金屬脫除劑性能測(cè)試[9]

本實(shí)驗(yàn)采用乳化機(jī)和電脫鹽實(shí)驗(yàn)儀進(jìn)行脫金屬劑的條件優(yōu)化。先將荊煉常壓渣油樣品與洗滌水(15%)、破乳劑(0.1%)及脫金屬劑加入到乳化機(jī)(6000r/min)上乳化，再將油水乳化物放入SH-Ⅱ型電脫鹽實(shí)驗(yàn)儀，進(jìn)行電脫鹽實(shí)驗(yàn)；在控制弱電場(chǎng)強(qiáng)度:350V/cm，停留時(shí)間:5min，強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度:850V/cm，停留時(shí)間:10min，沉降時(shí)間10min的條件下，考察脫金屬劑加入量、電脫鹽溫度和恒溫時(shí)間對(duì)脫金屬效果的影響。性能測(cè)試流程如下：

圖2 脫金屬劑性能測(cè)試的流程圖

2 結(jié)果與討論

2.1 脫除劑的量對(duì)脫金屬效果的影響

在保持電脫鹽溫度150℃、恒溫時(shí)間50min及其他條件不變的情況下，考察脫金屬劑的加入量對(duì)脫金屬效果的影響，結(jié)果見表1。

表1 脫除劑的加入量對(duì)脫金屬效果的影響

由表1可知：當(dāng)脫除劑的加入量逐漸增多時(shí)，釩和鎳脫除率也隨著增大，但加入量為3%后，再增加加入量，釩和鎳脫除率增加較小，考慮成本的原因，將加入量控制在3%為宜。

2.2 電脫鹽溫度對(duì)脫金屬效果的影響

在保持脫金屬劑的加入量3%、恒溫時(shí)間50min及其它條件不變的情況下，考察電脫鹽溫度對(duì)脫金屬效果的影響，結(jié)果見表2。

表2 電脫鹽溫度對(duì)脫金屬效果的影響

由表2可知：當(dāng)電脫鹽溫度從110～150℃時(shí)，釩和鎳脫除率增加較快，再升高溫度，脫除率基本無(wú)變化，故電脫鹽溫度控制在150℃為宜。

2.3 恒溫時(shí)間對(duì)脫金屬效果的影響

在保持脫金屬劑的加入量3%、電脫鹽溫度150℃及其它條件不變的情況下，考察恒溫時(shí)間對(duì)脫金屬效果的影響，結(jié)果見表3。

表3 恒溫時(shí)間對(duì)脫金屬效果的影響

由表3可知：當(dāng)恒溫時(shí)間從30～50min時(shí)，釩和鎳脫除率增加較快，再增加時(shí)間，脫除率基本不變，故恒溫時(shí)間控制在50min為宜。

3 結(jié)論

用自制的DTC類金屬脫除劑脫除荊煉的減壓渣油中重金屬鎳和釩，在脫金屬劑加入量 3%、電脫鹽溫度150℃和恒溫時(shí)間50 min的條件下，釩和鎳的脫除率別為75.3% 和46.5% ，均高于一般的DTC類脫金屬劑的脫除效果。

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