[发明专利]一种渗透汽化膜分离模拟汽油中吡啶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及渗透汽化膜分离领域，具体是一种渗透汽化膜分离模拟汽油中 吡啶的方法。

背景技术

石油产品中含有两大类氮化物：碱性氮化物和非碱性氮化物。碱性氮化物 主要是指吡啶、喹啉、异喹啉、氮杂菲、氮杂蒽等及其同系物，而非碱性氮化 物则主要是吡咯、咔唑、吲哚等及其同系物。低硫高氮是我国原油的特点之一， 且氮化物的危害比硫化物更大，不仅会给环境造成污染，还会严重影响油品的 使用和储存。

首先，油品中的氮化物(尤其是碱性氮化物)，即使只是非常微量的存在， 就会使石油产品生产过程中(催化裂化、加氢精制)的贵金属催化剂中毒，缩 短其使用寿命，从而增加生产成本。据统计，如果原油中的氮含量减少90％， 则汽油的产量可以提高20％，同时还能大大减少设备腐蚀带来的维护费用。其 次，石油产品中的氮化物很大程度上影响油品的安定性，对油品颜色和胶质的 生成影响也很大，导致油色变深，产生不溶的沉淀和胶质。另外，燃料油中的 氮化物经过燃烧以后，生成强腐蚀性的酸性气体，大量的氮氧化物NOx排入大 气后，导致酸雨、光化学烟雾等现象，导致大气污染。

目前石油产品的脱氮技术主要有加氢脱氮(HDN)和非加氢脱氮两大类。

从节约石油资源的出发点来考虑，加氢是最理想的方法。加氢脱氮的同时， 原料油中的硫、氧等非烃化合物会氢解，烯烃、芳烃等不饱和烃类物质也会因 为加氢而饱和，即加氢的方法不只可以脱氮，还能一定程度上解决油品中其他 一些非烃类物质的问题，处理后得到的油品质量佳。加氢脱氮技术主要适用于 大型的炼油企业，研究的重点在催化剂上。然而加氢脱氮的最大缺陷是高投资 及高的运行成本，因此，非加氢脱氮是发展方向。

目前非加氢脱氮技术主要有酸萃取精制、溶剂萃取精制、络合萃取精制、 吸附法脱氮和微生物脱氮技术等，有的已应用于工业生产。

酸萃取脱氮：利用油品中氮化物的碱性，使之与酸(一般是硫酸)反应生 成不溶于油的盐，即酸渣，将酸渣和底层的水溶液分离出来之后，上层即得到 了精制油。酸精制工艺简单、处理费用低；但是脱氮的同时某些不含氮的烃类 油也会被萃取，造成油品的收率降低，且使用大量的酸会腐蚀设备、严重污染 环境。

溶剂萃取脱氮：利用相似相溶原则，一般选用极性溶剂，常用的溶剂有酚、 糠醛、二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基-2吡咯烷酮(NMP)等，通过氮化物在 两种互不相溶的溶剂间不同的分配性质实现氮化物的脱除。溶剂萃取脱氮设备 简单、成本低、溶剂及被萃取物可回收，但是不便进行深度精制，仅适用于不 要求碱性氮脱除率很高的情况或是初步对石油产品进行脱氮。

络合法脱氮：选择合适的能与碱性氮化物形成络合物的络合剂，将形成的 络合物沉降分离即实现了脱氮。络合法可有效脱除油品中的碱性氮化物，并且 较少的用量就可起效，但络合剂一般要以一定比例溶解于有机溶剂中才可与油 品作用，这主要是因为作为络合剂的多是过渡金属盐，不能直接与油品相作用。 同时，络合脱氮在工业上的应用也受到限制，因为有部分形成的络合物会溶于 油品而使分离困难。

吸附法脱氮：通过加入固体的吸附剂将氮化物吸附然后脱除，脱氮吸附剂 一般是如Y型分子筛、白土、介孔SBA-15、介孔MCM-41分子筛、硅胶和活性 氧化铝等比表面积较大的极性物质。吸附法操作简单，吸附氮化物后的吸附剂 也较易进行分离，关键是要解决吸附剂的选择性、再生和吸附容量的问题。当 油品中的氮化物含量较高时，吸附剂的用量极大，且选择性不高，如此就增加 了成本。

微生物脱氮：选择合适的微生物(或菌种)，使氮杂环化合物和芳香氮化 物中的氮元素被微生物产生的酶类切除，这就是微生物脱氮。微生物脱氮技术 中，菌种的选择和培养是关键，不同的氮化物被降解脱除的难易程度也不尽相 同。微生物脱氮可在常温常压下进行，可以高选择性地脱除石油产品中的含氮 化合物，油品收率高。但是石油的成分极其复杂，其中含有的多种物质都会对 微生物产生毒害作用，如何降低这种毒害，是微生物脱氮技术的一大难题。

综上所述的非加氢脱氮存在着这样那样的问题，研究开发渗透汽化脱氮方 法是有意义的。

发明内容