[发明专利]具有脱除烃油中重金属功效的组合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有脱除烃油中重金属功效的组合物及其制备方法与应用。

背景技术

随着原油性质重质化、劣质化趋势加重，原油中的金属含量普遍增高。在石油含有的众多金属元素当中，镍、钒、铁、钠、钙、铜及砷都会引起催化剂中毒，严重影响石油炼制过程中加工油品的质量。通过电脱盐装置虽然可以脱除原油中感到部分金属，但重金属镍、钒的化合物既不溶于水，化学性质又稳定，而且大多以卟啉和非卟啉有机配合物的形式存在于胶质、沥青质中，因此很难通过电脱盐过程将它们脱除，导致镍和钒最终进入重质馏分中，对原油二次加工过程产生巨大危害，如导致催化裂化催化剂中毒，加氢催化剂失活和床层堵塞；另外，钒在燃烧时会形成低熔点共溶物，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。因此，脱除原油中镍和钒具有非常重要的意义。

尽管目前通过加氢处理、焦化以及溶剂脱沥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，存在一定缺陷。目前研究较多的是化学法脱镍钒技术，即利用化学剂采用螯合分离的手段在电脱盐过程中脱除烃油中重金属的方法。化学法脱金属镍钒的根据是，石油中的镍钒化合物多为油溶性的，用一般的电脱盐方法难以脱除，但是如果将它们转变为水溶的或者亲水的化合物，利用水洗涤分离的方法即可脱除。化学法分为化学反应和洗涤电脱盐两个阶段：先向原油中投入脱金属剂进行化学反应，将镍钒金属从原油中含有的油溶性化合物中反应脱除出，并转移到水溶性化合物和/或水溶性络合物中，这样将原先油溶性的镍钒金属化合物转变为水溶性的化合物；然后将反应后的原油进行常规的电脱盐处理，经过油水分离，分离掉含有镍钒化合物的水相，最终达到脱除原油中镍钒的目的。相比之下，化学法的设备投资少且运行费用低，因而日益引起人们的重视。

CN101215477公开了一种原油重金属脱除剂，由10-40重量％碳酸酯、0-30重量％有机酸、5-20重量％非离子表面活性剂、10-45重量％螯合剂、0.5-1重量％脲类化合物以及2-10重量％醇水溶剂组成，主要应用于炼油电脱盐装置，不改变电脱盐的操作参数，其中镍脱除率为60％，钒脱除率为53.3％。该发明公开的重金属脱除剂中未使用有机酯和供氢剂，化学反应脱金属效果一般。

CN1356376A公开了一种从原油馏份油中脱除镍钒的工艺方法，该方法使用含磷有机物(六甲基磷酰三胺，HMTA)作为脱金属剂，在200-400℃条件下连续向馏份油中加入100-1000μg/g的脱金属剂，经20-300min反应后，再经电脱盐水洗后得到镍钒含量降低的原油。镍钒总脱除率在70％以上，但HMTA有毒性，会对环境造成污染。

US20080179221公开了一种从烃油中脱除镍钒的工艺方法，该方法使用含有硫氰酸盐、异氰酸盐、氰化物、硫醇盐、亚硝酸盐和水的抽提物组合物与烃油相混合，反应后使用电脱盐装置分离烃化合物与抽提物组合物，金属镍钒从烃化合物中转移至抽提物组合物中，得到金属含量降低的烃油。但该发明的镍钒金属脱除率低，镍脱除率仅34-41％，钒脱除率仅24-30％。

US6013176公开了一种降低石油中金属含量的方法，该方法在100-180℃温度下，将含有碱和相转移剂的脱金属剂与含金属的石油相接触，并通以含氧气体以提高脱金属反应的效果。该方法只是采用常规的化学法脱除金属，脱镍率仅为43％，脱钒率仅为68％。

由此可见，化学法脱除原油中的重金属，迫切需要脱金属功效高的脱除剂。尤其对于原油中的镍、钒化合物，由于具有较高的稳定性，并且与胶质、沥青质紧密缔合等缘故，因此需要能更有效的脱除剂和脱除方法。

发明内容

本发明的目的是克服化学法脱除烃油中重金属功效低的问题，提供一种具有脱除烃油中重金属功效的组合物，还提供了该组合物的制备方法和该组合物在脱除烃油中重金属的应用。

为了实现上述目的，本发明提供一种具有脱除烃油中重金属功效的组合物，其中，该组合物含有脱金属剂、供氢剂、螯合剂、相转移剂和溶剂，以所述组合物的总重量为基准，所述组合物含有：15-45重量％的脱金属剂，1-69重量％的供氢剂，8-35重量％的螯合剂，4-15重量％的相转移剂，以及4-40重量％的溶剂；所述脱金属剂为能够与烃油中的镍和钒反应的物质。