[发明专利]一种脱金属剂、脱除原油中金属的方法及装置

说明书

本发明公开了一种脱金属剂、脱除原油中金属的方法及装置，该脱金属剂包括焦锑酸和/或焦锑酸盐，以及相转移剂，其中，以脱金属剂的总质量为基准，焦锑酸和/或焦锑酸盐占80‑99质量份，相转移剂占1‑20质量份。本发明脱金属剂中的特定组分与原油中的油溶性有机钠盐反应，将钠金属从有机态转化为无机态，从油相转移到水相，进而脱除原油中钠金属，从而避免有机钠盐对原油加工过程带来的不利影响。

技术领域

本发明属于石油化工领域，主要涉及一种脱金属剂、脱除原油中金属的方法及装置，特别是一种可以将原油中有机钠盐脱除的方法。

背景技术

钠是原油加工过程中的有毒有害金属之一。在常减压过程中，NaCl+H₂O＝NaOH+HCl，氯化钠水解产生的HCl溶于水中形成盐酸，具有很强的腐蚀作用，造成常减压装置的初馏塔、常压塔和减压塔顶部系统的露点腐蚀。原油中的钠盐在经过换热器、管式加热炉等设备时，随着水分蒸发在管壁上形成盐垢，影响传热。钠对催化裂化装置的影响是非常显著的。在催化裂化过程中，钠的危害主要表现在：(1)碱金属钠的失电子能力较强，离子态的钠易吸附并与催化剂酸性中心发生中和作用，降低催化剂的活性。(2)与沸石发生离子交换，破坏了沸石的结构，降低了催化剂的水热稳定性。(3)钠的氧化物在再生条件下易与催化剂中的氧化铝或其它污染物(如Fe₂O₃等)形成低熔点共熔物，使活性位的可接近性变差，同时造成沸石结构塌陷，结晶度降低，热稳定性变差。(4)钠可与钒酸反应生成低熔点的钒酸钠，堵塞沸石通道，破坏沸石结构，造成催化剂永久失活。因此，催化裂化进料要求含钠量小于lμg/g。

原油中的钠主要以水溶性无机钠盐的形式存在，如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等，容易通过电脱盐工艺脱除。对于轻质和中质原油，脱盐后原油的盐含量要求不大于3mgNaCl/L，对原油加工过程的危害大大降低。

随着三元复合驱采油技术的广泛应用，原油中的钠盐除了氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等水溶性无机钠盐外，还有相当量的钠盐以石油磺酸钠等油溶性钠盐的形式存在于原油中。这部分油溶性钠盐表面活性强，造成电脱盐过程油水严重乳化，影响原油电脱盐过程的脱盐脱水能力。此外，由于有机钠盐具有良好的油溶性，在电脱盐过程中难以转移到水相脱除，在高温下会转化为无机钠而对加工设备和目标产品造成不同程度的影响。因此，脱除原油中的有机钠盐成为原油加工过程中所面临的新问题。

目前减少石油中金属毒害的方法主要有催化加氢法，电脱盐法、螯合脱除法、金属钝化法。螯合脱除法由于成本低，操作简单，方法简便，具有很大的开发应用前景。螯合脱除法的主要机理是通过金属脱除剂将镍钒从镍钒卟啉中夺出，转化成更稳定易溶于水的螯合物，从而通过电脱盐将油分为油相和水相，去除水相将金属镍钒脱除。现有的金属脱除剂主要有羧酸类，含膦类等。羧酸类脱金属钙铁效果较好，但是对于镍钒的脱除效果都难以满足工业生产的要求；含膦类虽然对镍钒的脱除效果好，但是生产过后排除的废水含有大量的磷，造成水体富营养化带来环境污染。钠盐绝大多数为一价水溶性盐类，与目前普遍使用的脱金属剂不能形成螯合物，故采用现有脱金属剂和工艺方法无法有效脱除油溶性有机钠盐。