減壓渣油中重金屬釩和鎳的脫除研究

何曉強,朱士榮

(荊楚理工學院 化工與藥學院，湖北 荊門 448000)

近來，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，化學性質(zhì)非常穩(wěn)定，采用常規(guī)電脫鹽方法時，因難以將它們脫除干凈而進入到常減壓渣油中，導致催化劑中毒，使產(chǎn)品的選擇性變差，轉(zhuǎn)化率降低[1-6]。針對這一問題，本文通過在電脫鹽脫水的預處理中加入自制的DTC類金屬脫除劑，將不溶于水的釩鎳有機物轉(zhuǎn)化為可溶于水的鰲合物，來達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 實驗

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Thermo Elemental公司)；SH-Ⅱ型電脫鹽實驗儀(洛陽雙陽儀器有限公司)；CSR-300型實驗室乳化機(上海馳翔新能源有限公司)。

破乳劑SH992(洛陽華工化工有限公司)；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，攪拌的同時從分液漏斗緩慢滴加CS2，控制溫度在10℃下反應3h后撤去水浴，在常溫下繼續(xù)攪拌，當反應液體由無色透明逐漸變成白色乳狀時，結(jié)束反應。抽濾，用無水乙醇沖洗三遍，抽干，得白色粉末，稱重，保存在干燥器里備用。

1.3 金屬脫除劑性能測試[9]

本實驗采用乳化機和電脫鹽實驗儀進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(6000r/min)上乳化，再將油水乳化物放入SH-Ⅱ型電脫鹽實驗儀，進行電脫鹽實驗；在控制弱電場強度:350V/cm，停留時間:5min，強電場強度:850V/cm，停留時間:10min，沉降時間10min的條件下，考察脫金屬劑加入量、電脫鹽溫度和恒溫時間對脫金屬效果的影響。性能測試流程如下：

圖2 脫金屬劑性能測試的流程圖

2 結(jié)果與討論

2.1 脫除劑的量對脫金屬效果的影響

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

表1 脫除劑的加入量對脫金屬效果的影響

由表1可知：當脫除劑的加入量逐漸增多時，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 電脫鹽溫度對脫金屬效果的影響

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

表2 電脫鹽溫度對脫金屬效果的影響

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

2.3 恒溫時間對脫金屬效果的影響

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，考察恒溫時間對脫金屬效果的影響，結(jié)果見表3。

表3 恒溫時間對脫金屬效果的影響

由表3可知：當恒溫時間從30～50min時，釩和鎳脫除率增加較快，再增加時間，脫除率基本不變，故恒溫時間控制在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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