用于原油中镍钒脱除的无磷三元共聚物的制备及其性能研究

摘要

随着近年来原油的大量开采，原油中金属含量逐渐升高，原油中的重金属镍钒对原油加工的影响越来越大。在催化裂化炼制过程中重金属Ni和V会吸附在催化剂表面，使催化剂中毒，严重制约原油加工能力的提高。因此这也引发原油中脱除镍钒的深入研究。
　　本论文主要以阿曼巴士拉混合原油中金属镍钒有机化合物为研究对象，采用四组分分析法研究原油中Ni和V的分布状态，实验结果表明所采用的阿曼巴士拉混合原油中沥青质含量低。从而可知阿曼巴士拉混合原油是一种密度小、粘度低、镍钒含量较高的轻质混合油。
　　在不同聚合温度、反应时间、单体配比的条件下合成含有羧基、磺酸基等强螯合性能配位基团的新型三元聚合物MA-AMPS-APEY，将它作为原油中镍钒脱除的主要螯合剂，并对其进行FT-IR和核磁表征。
　　通过将一定量的MA-AMPS-APEY与原油混合破乳后，考察不同的单体质量比、引发剂用量、聚合温度、聚合时间条件下制备的三元聚合物MA-AMPS-APEY对原油中镍钒脱除的影响。实验结果表明在聚合温度为80℃，反应时间为4h，聚合单体马来酸酐(MA），2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，烯丙基聚氧乙烯基羧酸(APEY)的质量比例为60∶1∶1，引发剂用量为单体总量的8％，链转移剂为单体总量的6％时制备的MA-AMPS-APEY在添加量为300ppm条件下对阿曼巴士拉混合原油中镍钒的最大脱除率达到41.7％，对鲁宁油和伊重原油镍钒总脱除率较差。
　　分别用氨基磺酸、碳酸乙烯酯、氨基磺酸、六次甲基四胺、邻苯二甲酸、苯甲酸对阿曼巴士拉混合原油进行原油中镍钒的脱除。筛选出具有较好镍钒总脱除率的氨基磺酸、柠檬酸、碳酸乙烯酯三种小分子脱除剂，并将它们俩俩相互复配，筛选出较好镍钒总脱除率的氨基磺酸、柠檬酸与MA-AMPS-APEY进行复配。复配后的复合脱除剂对阿曼巴士拉混合原油中的镍钒最佳脱除效果能够达到32.3％。
　　探索复合脱除剂对和伊重原油的适用性，实验结果显示对阿曼巴士拉混合原油镍钒总脱除率好的脱除剂对鲁宁油和伊重原油的镍钒总脱除率只有10％～20％。复合脱除剂只对阿曼巴士拉混合原油有效，不具有普遍适用性。
　　尝试超声、微波对镍钒脱除的影响。结果显示超声在一定程度上能够有效的破坏镍钒与原油中胶质的缔合作用。使得镍钒从沥青质中暴露出来，增大了镍钒与脱除剂接触面，从而能够被脱除剂螯合脱除。微波能够有效的破坏镍钒化合物的结构，提高镍钒的脱除率。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 论文研究背景与意义

1．2 原油中的元素

1．3 原油中的盐类

1．4 原油中的卟啉

1．5 镍、钒卟啉的分离和鉴定

1．6 镍、钒卟啉的性质

1．6．1 吸附性

1．6．2 挥发性

1．6．3 缔合性

1．6．4 溶解性

1．6．5 紫外-可见吸收性

1．6．6 加氢反应性

1．6．7 热稳定性

1．7 镍、钒的毒害机理

1．7．1 镍的毒害机理

1．7．2 钒的毒害机理

1．8 重金属脱除方法

1．8．1 脱沥青法

1．8．2 抽提法

1．8．3 蒸馏法

1．8．4 膜过滤法

1．8．5 螯合脱除法

1．8．6 催化加氢法

1．8．7 金属钝化法

1．8．8 金属捕集法

1．8．9 超声微波法

1．8．10 其他方法

1．9 本论文的研究思路和主要内容

第二章 实验部分

2．1 原油

2．2 实验试剂

2．3 实验用仪器

2．4 破乳剂添加剂量

2．5 油样中金属镍和钒含量的测定

2．6 脱除剂中固体含量的测定

2．7 阿曼巴士拉混合原油四组分分析

2．8 MA-AMPS-APEY的合成和表征

2．8．1 实验步骤

2．8．2 聚合物的红外表征

2．8．3 聚合物的核磁表征

2．9 脱镍钒操作步骤

2．10 小结

第三章 三元聚合物聚合条件对镍钒总脱除率的影响

3．1 聚合温度对镍钒总脱除率的影响

3．2 反应时间对镍钒总脱除率的影响

3．3 聚合单体比例对镍钒总脱除率的影响

3．4 引发剂用量对镍钒总脱除率的影响

3．5 小结

第四章 镍钒脱除剂复配组分筛选及其复配性能研究

4．1 小分子脱除剂的筛选

4．2 小分子脱除剂的二元复配

4．3 MA-AMPS-APEY与小分子脱除剂的复配

4．4 小结

第五章 复合脱除剂对不同油品的脱除效果以及超声微波的作用

5．1 复合脱除剂对不同的油品中镍钒的总脱除率

5．2 超声对阿曼巴士拉混合原油的镍钒脱除的影响

5．3 微波对阿曼巴士拉混合原油的镍钒脱除的影响

5．4 小结

第六章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的文章

致谢