[发明专利]一种环保型原油金属螯合剂及其制备方法

说明书

一种环保型原油金属螯合剂及其制备方法涉及制备一种环保型原油金属螯合剂，该原油金属螯合剂对原油中镍、钒和铁等金属具有良好的脱除效果。该原油金属螯合剂是由羧甲基纤维素、丙烯基硫脲和丙烯酸羟酯单体微波辅助引发接枝自由基共聚制得，其结构通式为：其中，R为‑CH₂CHOHCH₃或‑(CH₂)₄OH；重复单元数m为100～2000，聚合度x为2～1000，聚合度y为2～1000。该原油金属螯合剂通过聚合单体和共聚物的分子设计和结构控制，实现了氨基、羧基、酯基、羟基等多种官能团的集聚与协同，有效提高了该金属螯合剂的官能度，该螯合剂为双亲性原油金属脱除剂，原油脱镍率达到45％以上、脱钒率达到35％以上、脱铁率达到85％以上。

技术领域

本发明涉及制备一种原油金属螯合剂，适用于重金属含量较高原油中的镍、钒、铁等金属的脱除。

背景技术

近年来随着世界石油消费量的不断上升和常规石油资源的日益枯竭，非常规重质、劣质原油的开采、使用比例不断增加。非常规原油中重金属的含量远高于常规原油，这些重金属以镍、钒、铁为主，对原油催化裂化和催化加氢工艺的催化剂有很严重的毒害作用。原油中的镍和钒主要以卟啉化合物的结构存在，热分解温度500℃左右，结构稳定；铁主要以环烷酸盐和酚盐的形式存在。现有的原油重金属脱除技术主要可以归结为催化加氢法、化学法、螯合脱除法和金属钝化法等。螯合脱除法由于无需改变现有工艺、成本低、效果好，具有良好的发展前景。螯合脱除法主要通过金属螯合剂将镍钒从其卟啉化合物中夺出，转化成更稳定易溶于水的螯合产物，再通过电脱装置分离油水两相，达到脱除目的。现有的金属脱除剂主要有羧酸类，含磷类化合物等。羧酸类脱金属剂对钙和铁的脱除效果较好，但对于镍钒脱除效果不佳；含磷类化合物虽然对镍钒脱除效果良好，但是生产过后排除的废水含有大量的磷，造成水体富营养化，不符合环境保护的要求。

中国专利CN101402878A以二乙基氨基二硫代甲酸钠等为脱除剂，采用微波化学法进行原油重金属脱除，脱除效果较好，但微波装置成本高昂；中国专利CN102816586A、CN102443422B公布的螯合脱除法，以磷酸、磷酸三甲酯和亚磷酸脂等含磷化合物为主螯合剂，对镍钒的脱除效果较好，但脱除剂含磷，不符合环保要求。因此，发明一种无磷环保且高效的原油金属螯合剂，符合当下的经济、社会和环境需要。

本发明采用微波辅助引发接枝共聚的绿色合成工艺制得一种环保型原油金属螯合剂。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种环保型原油金属螯合剂及其制备方法。该原油金属螯合剂能够有效的与原油中的金属形成稳定的亲水性螯合物，更有利于原油中所含金属的脱除；反应采用“一锅煮”的合成方法，无需分离工艺，操作简单，生产成本较低；此外脱除剂不含磷元素，实现了金属螯合剂绿色环保。

技术方案：本发明所述的技术问题所采用的技术方案为：

本发明的环保型原油金属螯合剂由羧甲基纤维素、丙烯基硫脲和丙烯酸羟酯单体微波辅助引发接枝自由基共聚制得，其结构通式为：

其中，R为-CH₂CHOHCH₃或-(CH₂)₄OH；重复单元数m为100～2000，聚合度x为2～1000，聚合度y为2～1000。

上述环保型原油金属螯合剂的制备方法为：