[发明专利]一种脱除烃原料中镍和钒的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种脱除烃原料中镍和钒的方法。

背景技术

一般石油中含有镍和钒、铁、钠、钙、铜及砷等金属化合物，其中以镍 和钒含量较多，且镍和钒多以稳定的卟啉和非卟啉有机配合物的形式存在， 用常规的方法难以脱除。石油中所含的这些金属化合物对石油加工所使用的 催化剂有极为不利的影响，例如，通常导致催化剂中毒、活性下降、选择性 降低、催化剂消耗量增加，特别是镍和钒对催化剂的负面影响尤为突出。

在石油加工的催化裂化过程中，原料中的上述金属配合物一般在高温下 发生分解，分解后所产生的金属沉积在催化剂表面，从而改变催化剂性质。 如金属镍改变催化剂的选择性，金属钒改变催化剂的结构，降低催化剂活性。 随着操作条件的改变(如再生温度升高)、催化剂上沸石和钠含量的提高， 钒的毒害作用进一步大幅度提高。在重油加氢处理过程中，由于脱金属反应 比较容易进行，产生的金属随即以硫化物形式沉积在催化剂表面上，给加氢 催化带来严重不利影响。据报道，加氢催化剂寿命与烃原料中镍和钒含量密 切相关。

从19世纪50年代以来，在解决原油中金属对炼油催化剂的危害方面已 开展了大量研究，如早期开发的电沉析、加氢和溶剂脱沥青等方法，可以脱 除大部分有害金属，但成本高昂，很难进行工业推广。另外一些新方法，包 括采用含磷化合物作脱金属剂、电解还原、热裂解等方法均存在同样的运行 成本很高问题。因此，人们一直在探索烃原料脱金属成本更低的新方法，如 在原油预处理阶段的电脱盐装置中加入某些化学剂将镍和钒脱除的方法，优 越性更加突出，已成为人们竞相研究开发的热点。

在电脱盐装置中脱除镍和钒等有害金属的方法已有不少专利文献报道。 例如，US 4039432公开了一种采用三氯化铁或四氯化锡水溶液脱除原油中镍 和钒的方法，水溶液最佳pH值范围为1-2，最佳反应温度为100-150℃，水 溶液与原油体积比为1。US 4460458公开了一种采用氟化磺酸聚合物脱除原 油中镍和钒等金属的方法，这种聚合物加入量为原油质量的1-2倍，最佳反 应温度为100℃左右，最佳反应接触时间为0.4-5小时。US 4465589介绍了 一种采用甲基化剂脱除原油中有害金属及硫、氮的方法，所述甲基化剂包括 硫酸二甲酯、亚硫酸二甲酯，反应后加入酸性气体水溶液将镍和钒沉淀洗入 水相。US 4645589介绍了一种采用含磷化合物脱除原油中镍和钒方法，这类 含磷化合物的有效加入量按磷与镍钒摩尔比0.03-1，加入水与原油质量比 0.2-1，反应温度为80-200℃，接触时间为5-60分钟，接触方式为逆流萃取。 US 6007705介绍了一种采用强碱水溶液、含氧气体及相转移剂共同作用脱除 烃油中金属方法，所述强碱为NaOH或KOH，所述含氧气体为空气或氧气， 所述相转移剂为季铵盐或季膦盐，最佳反应温度为120℃左右。还有一些关 于脱除原油中镍和钒的方法因为要求较高的温度，通常难以在电脱盐条件下 实现。

从目前公开的能够在电脱盐条件下特别是在电脱盐温度下采用脱镍钒剂 进行脱镍和钒的方法虽然对烃原料中镍和钒都有一定的脱除效果，但都存在 脱镍钒剂消耗大、造成脱镍钒剂大量浪费的问题，使烃原料脱镍和钒成本昂 贵，不能实现工业化运行。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的脱除烃原料中镍和钒的方法脱镍 钒剂消耗量大、无法满足工业化应用要求的缺点，提供一种脱镍钒剂消耗量 小、能够满足工业化应用要求的脱除烃原料中镍和钒的方法。

本发明提供了一种脱除烃原料中镍和钒的方法，该方法包括以下步骤：

(1)在电脱盐条件下，将烃原料与脱盐剂的水溶液接触，进行一级电脱 盐，使烃原料的金属总含量降低并进行油水分离，得到金属含量降低的烃原 料；

(2)在电脱盐条件下，将步骤(1)得到的金属含量降低的烃原料与脱 镍钒剂的水溶液充分混合，进行二级电脱盐，然后进行油水分离，得到油相 和含有脱镍钒剂的水相；

(3)将上述步骤(2)分离出的所述含有脱镍钒剂的水相作为所述脱镍 钒剂的水溶液的至少一部分循环用于下一次的二级电脱盐，并且在循环过程 中，使循环的所述含有脱镍钒剂的水相中镍和钒的总浓度不高于5000微克/ 克，并使脱镍钒剂的总重量与所述金属含量降低的烃原料的重量比为 (0.01-10)∶100。