專利名稱：一種烴油的脫金屬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從烴油如原油、重餾分油或渣油中脫除金屬元素的方法，具體涉及一種從烴油中脫除金屬鈣、鎂、鐵的方法。
背景技術(shù)：
隨著原油重質(zhì)化和劣質(zhì)化的加劇，原油中金屬含量明顯升高。由于原油中的金屬絕大部分都集中在渣油中，因此渣油或重油的加工過程常會受到金屬問題的困擾。金屬及其化合物在石油加工過程中能直接或間接地引起設(shè)備和管線的結(jié)垢與腐蝕、催化劑中毒失活及產(chǎn)品質(zhì)量下降等，這些問題不僅對煉廠的安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅，而且還造成產(chǎn)品質(zhì)量變差、能耗增加、經(jīng)濟效益下降。
石油中含量較多的金屬元素有鈉、鈣、鎂、鐵、鎳和釩等。鈉等堿金屬在石油中一般以能溶解于水的無機化合物形式存在，在電脫鹽脫水過程隨油水分離而被脫除。金屬鎳和釩以卟啉化合物形式存在于石油中，電脫鹽脫水過程對脫除石油中的金屬鎳和釩沒有任何作用，但可以采用鈍化法或催化加氫法來消除其對石油加工催化劑的毒害作用。鈣、鎂、鐵等金屬在石油中的存在形式不僅有無機化合物，而且還有不溶于水而溶于油的有機化合物如環(huán)烷酸鹽，因此傳統(tǒng)的電脫鹽脫水法脫除效果不夠理想，同時也沒有專門的方法可以消除鈣、鎂、鐵等對石油加工催化劑的毒害作用。目前普遍采用的方法是在電脫鹽脫水過程中加入化學(xué)試劑(即脫金屬劑)，以達到提高鈣、鎂、鐵等金屬脫除率的目的。
我國煉油廠一般都在原油進入常減壓裝置加工之前設(shè)有兩級電脫鹽脫水設(shè)施。在原油中注入5～8％的水，將油和水充分混合，溶解殘留在原油中的鹽類，形成新的乳化液，在破乳劑和高壓電場的作用下，使油水分離，從而達到從原油脫除金屬的目的。常規(guī)的電脫鹽裝置只能脫除原油中的無機鹽和游離的晶體，而對原油中的有機金屬化合物毫無脫除效果。加入脫金屬劑后，石油中的鈣、鎂、鐵等金屬化合物與脫金屬劑發(fā)生化學(xué)萃取，形成溶解于水或沉淀的萃合物，使金屬從石油相中轉(zhuǎn)移到水相中，這樣就可以大大地提高原油的脫金屬率，而且該方法簡便易行。
國內(nèi)所使用的原油脫金屬劑，一般有兩大類無機酸及其鹽類和有機酸及其鹽類。在這兩大類中又都有含磷和不含磷之分，即無機酸及其鹽類、無機磷酸及其鹽類、有機羧酸及其鹽類、有機磷酸類化合物。
(1)無機酸及其鹽類。1988年Chervon石油公司發(fā)明了用碳酸或碳酸銨水溶液作為脫除石油中的金屬鈣的萃取劑US4778591和CN89104536。1990年和1997年Chervon石油公司分別在中國和美國申請了用硫酸和硫酸鹽脫除烴原料中金屬的專利US5593573、CN90101895。中國石油化工科學(xué)研究院研究認(rèn)為硫酸或氨基磺酸水溶液可以有效地脫除石油烴中的金屬鈣CN99103005。
(2)磷酸和磷酸鹽。一些無機磷酸化合物常用來作為脫鈣劑。洛陽石化工程公司用多聚磷酸、多聚磷酸鹽和它們的混合物作為脫鈣劑，特別是三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等，不僅能有效地脫除石油烴中的金屬鈣，而且還能脫除石油中的鎂、鐵等金屬雜質(zhì)CN92113219。
(3)有機酸及其鹽類。對一些羧酸脫除石油中金屬的性能進行了研究認(rèn)為一元羧酸US4988433、CN03137117.5、二元羧酸CN89102016及US4853109、羥基羧酸CN87105863、US4789463、US4778592和氨基羧酸CN86107286均具有良好的脫除石油中金屬的功能。而CN03102264.2以丙烯酸-丙烯酸酯共聚物為脫金屬劑。
(4)有機磷酸類。CN97122088和CN98117505對有機磷羧酸類化合物的脫鈣性能進行了研究。有機磷羧酸類化合物具有較高的脫鈣率和脫鎂率，但脫除鐵的效率不高。
上述的脫金屬技術(shù)對脫除石油中的鈣、鎂、鐵等金屬均具有一定的效果。但這些發(fā)明都采用酸及其鹽作為脫金屬劑，酸會引起設(shè)備的腐蝕，鹽會對原油造成二次金屬污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種新的、對設(shè)備沒有腐蝕影響、也不會對原油產(chǎn)生二次金屬污染的烴油脫金屬方法。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供如下技術(shù)方案本發(fā)明提供的烴油脫金屬方法是采用乙酰丙酮作為脫金屬劑，將烴油和乙酰丙酮、水、破乳劑充分混合、乳化，使烴油中的金屬與脫金屬劑發(fā)生反應(yīng)，形成配合物，或溶解于水或沉淀析出，通過油水分離而將烴油中的金屬脫除。
脫金屬劑乙酰丙酮直接加入烴油，乙酰丙酮的使用量(摩爾比)為烴油中金屬總含量的1～20倍，優(yōu)選為2～6倍；水與乙酰丙酮可同時加入，也可分開、先后加入。注水量為烴油量的2～50％，優(yōu)選5～20％(質(zhì)量比)。
脫金屬劑與烴油、水的混合溫度與烴油的密度和粘度有關(guān)，密度越高、粘度越大，則混合溫度越高。乙酰丙酮與烴油、水的混合溫度為30～120℃，優(yōu)選30～80℃?；旌蠒r間為1～60min，最佳時間為2～15min。
破乳劑的作用是促進油水分離，根據(jù)烴油的種類進行選擇，所選用的破乳劑是本領(lǐng)域通用的，其在烴油中的用量為0～1000ppm，一般為10～100ppm。乙酰丙酮作為脫金屬劑使用時可以減少破乳劑的用量，甚至可以不使用破乳劑。
本發(fā)明方法可以在煉油廠常規(guī)的電脫鹽脫水過程中進行，使脫除金屬與脫鹽、脫水過程一起完成。
本發(fā)明采用乙酰丙酮(或稱2，4戊二酮、戊間二酮)作為脫除烴油如原油、重餾分油或渣油中鈣、鎂、鐵等金屬的化學(xué)試劑。乙酰丙酮不含有硫、磷和金屬，不會對原油產(chǎn)生二次污染，并且適用于高金屬含量、不同粘度的烴油，對烴油中大多數(shù)的金屬都有脫除作用。使用本技術(shù)后可以減少鈣、鎂、鐵等金屬對石油加工過程的影響，滿足后續(xù)加工的要求。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步闡述，但并不限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1本實施例采用乙酰丙酮脫除金屬鈣。
實驗用油取自新疆某煉油廠加工的原油(簡稱新疆原油)，鈣含量40.9ppm，鐵含量3.23ppm，鎂含量0.96ppm。乙酰丙酮為市售分析純試劑。
稱取一定量的新疆原油放入燒杯，按一定的劑鈣比和20％的注水率加入乙酰丙酮和水。預(yù)熱至80℃溫度。用攪拌機使油、水、脫金屬劑混合15min，形成油水乳化液。結(jié)束后，將油水混合液倒入脫鹽瓶，加入破乳劑50ppm，置入DPY-2型破乳及電脫水性能測試儀中，在溫度80℃、電場2000V的條件下靜止1hr，使油水完全分離。稱取一定量的脫金屬后油樣，進行灰化處理，用ICP等離子體發(fā)射光譜分析金屬含量，按下列公式計算出金屬脫除率。
DCa=C0-CC0×100%]]>式中C0和C為脫金屬前后油樣中某種金屬的含量(ppm)。結(jié)果見表1。
由表1結(jié)果可知，乙酰丙酮在劑鈣摩爾比2～4范圍內(nèi)具有良好的脫鈣效果。
表1

實施例2本實施例用乙酰丙酮作為脫金屬劑。以新疆原油為實驗用油，在2.5劑鈣摩爾比、20％注水率條件下，試驗方法與實施例1相同，結(jié)果列于表2。
由表2結(jié)果可見，混合時間在5～30min范圍內(nèi)、混合溫度在30～80℃范圍內(nèi)，乙酰丙酮具有良好的脫金屬效果。
表2

實施例3本實施例用乙酰丙酮作為脫金屬劑。以勝利原油為實驗用油(鈣含量32.3ppm，鐵含量9.59ppm，鎂含量2.51ppm)，在2.5劑金屬摩爾比、20％注水率條件下，試驗方法與實施例1相同，結(jié)果列于表3。
由表3結(jié)果可見，乙酰丙酮不僅具有良好的脫鈣效果，而且具有良好的脫鐵、脫鎂效果。
表3

權(quán)利要求
1.一種烴油的脫金屬方法，其特征在于，采用乙酰丙酮作為脫金屬劑，將烴油和乙酰丙酮、水、破乳劑充分混合接觸，進行油水分離后，烴油中的金屬被脫除。乙酰丙酮的使用量為烴油中金屬總摩爾數(shù)的1～20倍。
2.如權(quán)利要求1所述的烴油脫金屬方法，其特征在于，乙酰丙酮的使用量為烴油中金屬總摩爾數(shù)的2～6倍。
3.如權(quán)利要求1所述的烴油脫金屬方法，其特征在于，注水量為烴油質(zhì)量的2～50％。
4.如權(quán)利要求3所述的烴油脫金屬方法，其特征在于，注水量為烴油質(zhì)量的5～20％。
5.如權(quán)利要求1所述的烴油脫金屬方法，其特征在于，乙酰丙酮與烴油、水的混合溫度為30～120℃，混合時間為1～60min。
6.如權(quán)利要求5所述的烴油脫金屬方法，其特征在于，乙酰丙酮與烴油、水的混合溫度為30～80℃，混合時間為2～15min。
7.如權(quán)利要求1所述的烴油脫金屬方法，其特征在于，破乳劑在烴油中的用量為0～1000ppm。
8.如權(quán)利要求7所述的烴油脫金屬方法，其特征在于，破乳劑在烴油中的用量為10～100ppm。
全文摘要
本發(fā)明采用乙酰丙酮作為脫金屬劑，將烴油和乙酰丙酮、水、破乳劑充分混合接觸，通過油水分離而脫除烴油中的金屬。乙酰丙酮不含有硫、磷和金屬，不會對原油產(chǎn)生二次污染，使用本技術(shù)后可以減少鈣、鎂、鐵等金屬對石油加工過程的影響，滿足后續(xù)加工的要求。
文檔編號C10G21/16GK1693424SQ20051002637
公開日2005年11月9日 申請日期2005年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月1日
發(fā)明者鄒瀅, 翁惠新, 吳江英 申請人:華東理工大學(xué)