[发明专利]一种高硫原油预脱硫的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种原油预脱硫方法，是与原油电脱盐脱水耦合的高硫原油预脱硫方法，属于石油加工和石油化工技术领域。

背景技术：

目前我国原油供应总的趋势是性质变差，硫含量和重金属含量增加，给炼油行业带来的困难在不断加大，并且从世界石油资源开采的前景来看，这种趋势是无法改变的。另一方面，环境污染的加剧，世界各国都对所有的石油产品提出了越来越严格的要求。近几年内，发达国家对燃油中的硫含量控制标准将从上百个μg/g量级变为几十μg/g量级。原油硫含量的增加，使加工高硫原油的设备，包括进口的不锈钢设备和管道，发生严重的硫腐蚀。正常生产中由于硫腐蚀时常引发破裂、燃烧、爆炸等恶性事故，同时还导致严重的环境污染。这种形势对我国炼油行业及相关部门无疑是个巨大压力和挑战。现有的工业脱硫技术主要是在高温高压下催化加氢处理。多年来，加氢技术的改进或革新层出不穷，大多数集中在对加氢催化剂的组成及结构进行改进和采用新的高效率反应器，这些改进提高了加氢过程的效率，延长了催化剂的寿命。但是，由于现有技术储备能力无法大幅度提高加氢脱硫的效率且炼油工业中氢源及其平衡一直是个突出的问题。因此世界上各国都进行过许多非催化加氢脱硫的研究，如：溶剂抽提、光和等离子体脱硫、络合脱硫、膜过程脱硫、声化学脱硫、烷基化脱硫和生物脱硫等，但是这些方法由于种种问题在工业化装置上应用的比较少，难以替代现有的加氢方法。开发更加经济、高效、环境友好的脱硫、脱金属技术一直是受到全世界众多研究者关注的课题。

发明内容：

本发明的所要解决的技术问题是提供一种高硫原油预脱硫的方法，它与炼油厂的电脱盐脱水装置耦合，有效地脱出高硫原油中的活性硫化物，并有效地抑制活性硫化物对炼油装置的腐蚀作用。

本发明采用下列技术方案来实现其目的：针对原油和水乳状液的特性，利用电脱盐装置在电场中使用多孔碳负载的金属间化合物复合电极功能材料，对原油乳状液进行电脱硫，具体按以下步骤实现：

(1)制备复合电极功能材料：取平均粒径为20-200nm的锗铋合金超细颗粒、聚偏氟乙烯(PVDF)和石墨导电剂按60～100∶10～20∶3～8的质量比混合均匀并压制成条状，在50℃下预干燥2小时，在100℃下再干燥1-2小时。

(2)将按上述步骤得到的金属条镶嵌在电脱盐脱水装置的电极板上或者将电脱盐脱水电极板拆卸下来，装上干燥好的金属条，直接取代电脱盐脱水装置中的电极板。

(3)在原油脱硫过程中，金属间化合物锗铋的用量占高硫原油乳状液总重量的比例为0.1wt％-10wt％。

GeBi金属间化合物具有特殊的表面结构，能够与含硫化合物发生作用，进而将其从油品中脱除。这种GeBi金属间化合物脱硫过程的优点在于它在常温常压的条件下即可进行，降低活性硫化物的量，减少活性硫化物对石油炼化加工装置的腐蚀作用，以利于石油的炼化加工。这种新型的功能材料，将其应用于石油炼制领域将是一个新的有潜力的发展方向。

本发明的有益效果是：耦合了原油电脱盐脱水装置，利用了电脱盐脱水前油品的乳状液状态，在常压条件下对高硫原油进行预脱硫，脱出了油品中大部分活性硫化物，有效地抑制了活性硫化物对炼油装置的腐蚀作用。

具体实施方式：

下面结合实施例，具体说明本发明。

实施例1：将平均粒径为20-00nm的锗铋合金与聚偏氟乙烯(PVDF)及石墨导电剂按质量比80∶15∶5混合均匀，压制成条状，在50℃预干燥2h，在100℃下干燥1-2h，再镶嵌到电脱盐脱水装置的电极板上，即得到复合电极板。其中金属间化合物锗铋的用量占高硫原油乳状液总重量的5w％。以阿拉伯高硫重质原油为原料，其主要性质见表1，将油包水型乳状液用泵打入装有上述复合电极板的原料罐中，复合电极做负极，铜片做正极，外加电压为50-100V，反应时间为5-10h，反应后的油包水型乳状液经过破乳后测得的各项性质见表2。

实施例2：将平均粒径为100-200nm的锗铋合金与聚偏氟乙烯(PVDF)及石墨导电剂按质量比80∶10∶10混合，压制成条状，在50℃预干燥2h，在100℃下再干燥1-2h，镶嵌到电脱盐脱水装置的电极板上，即得到复合电极板。以与实施例1完全相同的原料和条件进行脱硫实验，最后得到的脱硫后油品的性质见表3。

表1  阿拉伯高硫重质原油性质

表2  脱硫前后阿拉伯高硫重质原油中有机硫化物分析