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原油中镍钒捕集剂的开发研究

作　者: 郭玉玲
导　师: 张海涛；杨骥
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 石油镍钒三聚硫氰酸钠脱金属
分类号: TE622.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本硕士论文以阿曼、沙轻、吉拉索、埃斯西德尔四种原油为研究对象,考察了三聚硫氰酸及其钠盐、不同固体吸附剂和不同酸在原油复杂体系中捕集或脱除重金属的能力,探寻经济、有效的方法解决原油加工过程中危害较大的金属镍、钒污染问题。首先,论文对阿曼原油中镍的形态进行了初步的分离检测,由ICP及紫外可见光谱判定,阿曼原油中金属含量为镍高钒低,金属镍、钒卟啉的极性与洗脱液环己烷／二氯甲烷(1：1)的极性最为接近,并推测阿曼原油镍卟啉中以初卟啉(ETIO)为主。其次,三聚硫氰酸和三聚硫氰酸钠一般对破乳剂HP-5286在不同原油中破乳脱水有协同效应,且可与原油中重金属镍、钒有效反应。在实验范围内,最佳实验条件如下：阿曼油在电场条件下,添加67.5 mg/L三聚硫氰酸钠静置24 h后乳化脱水,油样镍、钒相对浸出率分别为53%、59%；沙特阿拉伯轻质油在无电场条件下,添加62.5 mg/L三聚硫氰酸钠静置24 h后乳化脱水,油样镍、钒相对浸出率分别为48%、57%；吉拉索油在无电场条件下,添加21 mg/L三聚硫氰酸钠乳化脱水,油样镍、钒相对浸出率分别为77%、72%；埃斯西德尔油在无电场条件下,添加10.5 mg/L、23.25 mg/L三聚硫氰酸钠乳化脱水,分别达到油样的最低镍、钒相对浸出率76%、58%。同时,本研究还对三聚硫氰酸钠与原油中金属有机化合物的反应机理进行了初步分析,结果表明,三聚硫氰酸钠能与原油中稳定性相对较低的镍、钒有机化合物反应,作为配体取代金属镍、钒有机化合物中给电子能力弱的配体,反应产生的金属螯合物提高了镍、钒有机化合物完全分解的温度水平。油样经相同灰化条件后,以稀硝酸溶解灰样时,与螯合剂反应油样的灰样中镍、钒浸出速度较原油灰样慢。最后,针对以往研究提出的脱金属设计思路,分别对有机酸、吸附剂和固体酸进行了脱金属可行性研究。结果表明,在实验室设定的实验条件下均无脱除能力或者达不到稳定的脱除效果,对于本论文的四种原油对象,均不适合作为工业用金属捕集脱除药剂。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章研究背景  10-22
  1.1 石油中的金属及其来源  11
  1.2 石油中的镍和钒  11-13
    1.2.1 镍和钒的存在形态  11-12
    1.2.2 石油中镍、钒卟啉化合物的性质  12-13
  1.3 原油中金属杂质的危害  13-15
    1.3.1 设备结垢与腐蚀  13-14
    1.3.2 催化剂中毒失活  14-15
    1.3.3 产品质量下降  15
  1.4 催化裂化催化剂镍、钒中毒机理  15-17
    1.4.1 镍的毒害机理  15-16
    1.4.2 钒的毒害机理  16-17
    1.4.3 催化裂化废剂的处理  17
  1.5 抑制镍、钒对催化剂毒害的措施  17-20
    1.5.1 物理法  17
    1.5.2 化学法  17-18
    1.5.3 催化加氢  18
    1.5.4 金属钝化法  18
    1.5.5 金属捕集法  18-19
    1.5.6 催化剂法  19
    1.5.7 电化学方法  19
    1.5.8 电脱盐工艺脱金属  19-20
  1.6 实验研究的技术路线和主要内容  20-22
    1.6.1 实验用螯合剂性质  20
    1.6.2 实验主要内容  20-22
第2章实验原料及仪器  22-26
  2.1 原料油性质  22-23
  2.2 实验仪器  23
  2.3 破乳剂添加剂量  23-25
  2.4 实验数据计算  25-26
第3章原油中镍形态初步分析  26-33
  3.1 实验药品及步骤  26-27
    3.1.1 实验主要药品  26
    3.1.2 实验步骤  26-27
  3.2 结果分析讨论  27-31
    3.2.1 甲醇粗萃取物的分析  27-28
    3.2.2 层析柱分离物的分析  28-31
  3.3 本章小结  31-33
第4章三聚硫氰酸钠螯合剂对原油中镍、钒作用研究  33-61
  4.1 实验药品及步骤  33-34
    4.1.1 实验用药品  33
    4.1.2 三聚硫氰酸钠添加剂  33
    4.1.3 无电场条件下三聚硫氰酸及其钠盐与原油作用的实验步骤  33-34
    4.1.4 电场条件下三聚硫氰酸及其钠盐与原油作用的实验步骤  34
  4.2 金属镍、钒含量测定  34-35
    4.2.1 油样中金属镍、钒含量测定  34
    4.2.2 油样中金属镍、钒浸出浓度的测定  34
    4.2.3 三聚硫氰酸及其钠盐添加剂量  34-35
  4.3 三聚硫氰酸钠与原油作用探究  35-37
    4.3.1 三聚硫氰酸钠与原油作用形式判断  35-36
    4.3.2 浸出方法预处理油样的时间参数确定  36-37
  4.4 三聚硫氰酸及其钠盐对阿曼原油中金属捕集效果研究  37-42
    4.4.1 对破乳剂脱水效果影响的实验结果与分析  37-39
    4.4.2 三聚硫氰酸及其钠盐与原油作用实验的结果与分析  39-42
  4.5 三聚硫氰酸及其钠盐对沙轻原油中金属捕集效果研究  42-47
    4.5.1 对破乳剂脱水效果影响的实验结果与分析  42-44
    4.5.2 三聚硫氰酸及其钠盐与原油作用实验的结果与分析  44-47
  4.6 三聚硫氰酸及其钠盐对吉拉索原油的效果研究  47-51
    4.6.1 对破乳剂脱水效果影响的实验结果与分析  47-49
    4.6.2 三聚硫氰酸及其钠盐与原油作用实验的结果与分析  49-51
  4.7 三聚硫氰酸及其钠盐对埃斯西德尔原油的效果研究  51-55
    4.7.1 对破乳剂脱水效果影响的实验结果与分析  51-53
    4.7.2 三聚硫氰酸及其钠盐与原油作用实验的结果与分析  53-55
  4.8 三聚硫氰酸钠螯合剂与原油的作用机理分析  55-59
    4.8.1 三聚硫氰酸钠螯合剂与原油作用后灰样分析  55-58
    4.8.2 三聚硫氰酸及其钠盐与原油作用捕集金属机理推测  58-59
  4.9 本章小结  59-61
第5章原油中镍、钒金属脱除方法探究  61-74
  5.1 有机酸对脱除原油中镍、钒的效果探究  61-64
    5.1.1 实验技术路线设计思路  61
    5.1.2 实验部分  61-62
    5.1.3 实验结果与分析  62-64
    5.1.4 实验结论  64
  5.2 吸附剂对脱除原油中镍、钒的效果探究  64-69
    5.2.1 实验技术路线设计思路  64-65
    5.2.2 实验部分  65-66
    5.2.3 实验结果与分析  66-69
    5.2.4 实验结论  69
  5.3 固体酸对脱除原油中镍、钒的效果探究  69-73
    5.3.1 实验技术路线设计思路  69-70
    5.3.2 实验部分  70-71
    5.3.3 实验结果与分析  71-73
    5.3.4 实验结论  73
  5.4 本章小结  73-74
第6章结论  74-75
参考文献  75-80
致谢  80

原油中镍钒捕集剂的开发研究

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