专利名称：一种从烃油中脱除镍和钒的方法
技术领域：
本发明涉及一种从烃油中脱除镍和钒的方法。
背景技术：
随着原油开采程度的不断加深，原油性质趋向于重质化、劣质化，部分原油中的金属含量普遍较高，特别是镍和钒的含量较高。同其它金属元素相比，镍和钒大多以卟啉和非卟啉有机配合物的形式存在于胶质、浙青质中，很难通过电脱盐装置将其脱除。镍和钒对原油二次加工过程危害很大，如导致催化裂化催化剂中毒、重油加氢裂化过程中的催化剂失活和床层堵塞等严重后果。钒对燃料油的危害较大，如钒在燃烧时会形成(Na2O)xV2O5的低熔点共溶物，诱发金属设备热腐蚀，造成燃油炉管腐蚀、燃气轮机叶片腐蚀等。综上所述，脱除原油中镍和钒具有非常重要的意义。通过加氢处理、焦化以及溶剂脱浙青等手段可将重油中的镍、钒去除或转移，但这些方法的投资大、成本高。中国专利申请CN101381620A公开了一种油品的脱金属方法，该方法先将油品预热，加入脱金属剂和水充分混合后，进行超声波作用，最后在60-90°C下静置1小时进行油水分离，将油品中金属脱除。该方法的不足之处是仅适用于脱除蜡油中的镍和钒，不适用于脱除原油、常压渣油或减压渣油中的镍和钒，而蜡油中的镍和钒的含量通常较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种从烃油中脱除镍和钒的方法，该方法将化学作用、超声波作用和电场作用相结合，能够有效脱除原油、常压渣油或减压渣油中的镍和钒。一种从烃油中脱除镍和钒的方法，包括(1)在20 150°C之间，用超声波处理烃油，所述烃油在处理温度下的粘度彡 IOOmmVs ；(2)将超声波处理后的烃油与破乳剂和水混合，在电场作用下破乳脱水后，分离出油相；(3)在步骤(1)或步骤O)中加入脱金属剂；其中，所述烃油是组分A或者组分A和组分B的混合物；组分A选自原油、常压渣油或减压渣油中的一种或几种，组分B选自沸点在100 350°C之间的石油馏分或石油产品中的一种或几种。以烃油的质量为基准，烃油中的钒含量优选为5 lOOOppm，更优选为20 500ppm ；镍含量优选为2 500ppm，更优选为5 250ppm。所述的石油馏分是煤油或轻柴油。所述的石油产品是溶剂油。本发明中，对脱金属剂没有特别的限制，可以使用本领域常规的脱金属剂，如可以是无机磷酸及其盐、有机膦酸及其盐、磺酸、商代羧酸、氰酸及其盐、硫氰酸及其盐、异氰酸及其盐和异氰酸酯中的一种或几种，优选是下列化合物中的一种或多种磷酸，亚磷酸，次磷酸，焦磷酸，氨基三甲叉膦酸，羟基亚乙基二膦酸，CH3PO3H2，氨基磷酸，甲磺酸，二甲磺酸， 苯磺酸，萘磺酸，甲基亚磺酸，三氟乙酸，三氯乙酸和甲苯二异氰酸酯。以烃油的质量为基准，脱金属剂的用量优选为100 10000 μ g/g，更优选为500 3000 μ g/g。步骤(1)中，用超声波处理烃油的方式可采用间歇作用的方式或者连续作用的方式，优选间歇作用方式。步骤(1)中，用超声波处理烃油的时间优选为5 60min，更优选为10 30min ； 振幅优选为25 112 μ m，更优选为75 100 μ m ；频率优选为15kHz 130kHz，更优选为 20kHz 40kHz。本发明中的超声波是指频率大于15kHz的声波。当采用间歇作用方式时，所述“超声波处理烃油的时间”是指超声波作用的累计时间。本发明对破乳剂没有特别的限制，可采用本领域常规的破乳剂。本领域技术人员熟知破乳剂和水的用量以及如何在电场作用下进行破乳脱水。一般情况下，以烃油的质量为基准，破乳剂的用量为10 200μ g/g，优选30 100 μ g/g ；以烃油的质量为基准，水的用量为3% 20%，优选5% 10%;破乳脱水的温度范围为60 145°C，优选80 130°C ；电场梯度为200 2000V/cm，优选为400 1000V/cm。优选的情况下，本发明在将所述烃油用超声波处理后，利用炼厂的电脱盐过程进行破乳脱水，即利用炼厂的电脱盐装置和电脱盐工艺来破乳脱水。重质烃油中的镍和钒大多以卟啉和非卟啉有机配合物的形式存在于胶质、浙青质中，很难通过电脱盐装置将其脱除。通过加氢处理、焦化以及溶剂脱浙青等手段可将重质烃油中的镍和钒去除或转移，但这些方法的投资大、成本高。现有技术通过超声波处理加入脱金属剂和水的蜡油，可以脱除蜡油中的镍和钒，但是该方法用于处理原油、常压渣油或减压渣油时，会引起严重的乳化，无法有效脱除其中的镍和钒，也无法用于电脱盐过程。本发明提供的方法将化学作用、超声波作用和电场作用相结合，能够有效的脱除原油、常压渣油或减压渣油中的镍和钒。本发明的方法具有反应条件温和、易操作、成本低等优点，易于工业应用。
具体实施例方式以下通过实施例进一步阐述本发明。实施例中使用的超声波仪为美国 SONICS&MATERIALS公司生产的VCX750型超声波细胞粉碎仪(频率20kHz，最大输出功率 750W，探头底部直径13mm，最大振幅IMy m，可处理试样10 250ml，振幅可调并具有振幅自动补偿功能)。超声波强度变化通过调节振幅大小实现。实施例一原油密度0. 86g/cm3,粘度(50 V ) 8. 484mm2/s,脱金属剂为亚磷酸，破乳剂为 NS-9800 (南京石化生产)。方案一，取80g原油于烧杯中，加入2000 μ g/g脱金属剂，置于VCX750型超声波反应器中，在室温下反应30min，采用间歇操作(运行2s停4s)，振幅87 μ m,将反应后样品倒入混合器中，加入IOg蒸馏水与20 μ g/g破乳剂充分混合，装入分水瓶并置于静电场中30min进行油水分离，温度80°C，电场强度400V/cm，将得到的上层油样取样分析金属镍、钒含量。方案二，取80g原油于烧杯中，置于VCX750型超声波反应器中，在室温下反应 30min,采用间歇操作(运行2s停4s)，振幅87 μ m,将反应后样品倒入混合器中，加入 2000 μ g/g脱金属剂，IOg蒸馏水以及20 μ g/g破乳剂充分混合，然后置于静电场中30min 进行油水分离，温度80°C，电场强度400V/cm，将得到的上层油样取样分析金属镍、钒含量。试验结果见表1。表 权利要求
1.一种从烃油中脱除镍和钒的方法，包括(1)在20 150°C之间，用超声波处理烃油，所述烃油在处理温度下的粘度彡IOOmm2/s ；(2)将超声波处理后的烃油与破乳剂和水混合，在电场作用下破乳脱水后，分离出油相；(3)在步骤(1)或步骤O)中加入脱金属剂；其中，所述烃油是组分A或者组分A和组分B的混合物；组分A选自原油、常压渣油或减压渣油中的一种或几种，组分B选自沸点在100 350°C之间的石油馏分或石油产品中的一种或几种。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，以烃油的质量为基准，烃油中的钒含量为 5 lOOOppm，烃油中的镍含量为2 500ppm。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的石油馏分是煤油或轻柴油，所述的石油产品是溶剂油。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱金属剂选自无机磷酸及其盐、有机膦酸及其盐、磺酸、商代羧酸、氰酸及其盐、硫氰酸及其盐、异氰酸及其盐和异氰酸酯中的一种或几种。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述脱金属剂选自下列化合物中的一种或多种磷酸，亚磷酸，次磷酸，焦磷酸，氨基三甲叉膦酸，羟基亚乙基二膦酸，CH3PO3H2，氨基磷酸，甲磺酸，二甲磺酸，苯磺酸，萘磺酸，甲基亚磺酸，三氟乙酸，三氯乙酸和甲苯二异氰酸
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，以烃油的质量为基准，脱金属剂的用量为 100 10000 μ g/go
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，用超声波处理烃油的方式采用间歇作用的方式。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，用超声波处理烃油的时间为 5 60mino
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，超声波振幅为25 112μπι， 频率为15kHz 130kHz。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，超声波频率为20kHz 40kHz ο
11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，超声波振幅为75 100μ m
12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤O)的操作条件为以烃油的质量为基准，破乳剂的用量为10 200μ g/g ；以烃油的质量为基准，水的用量为3% 20%;破乳脱水的温度为60 145°C ；电场梯度为2002000V/cm。
全文摘要
本发明涉及一种从烃油中脱除镍和钒的方法，包括在20～150℃之间，用超声波处理烃油，所述烃油在处理温度下的粘度≤100mm2/s；将超声波处理后的烃油与破乳剂和水混合，在电场作用下破乳脱水后，分离出油相；在上述任一步骤中加入脱金属剂。本发明提供的方法能有效脱除烃油中的镍和钒。
文档编号C10G53/10GK102250640SQ20101017779
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者徐振洪, 李本高, 楚喜丽, 沈明欢, 谭丽 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院