專利名稱：一種原油用復合脫鹽劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種原油用復合脫鹽劑，更具體地說，本發(fā)明涉及一種由丙烯酸、丙烯 酰胺、酸酐、丙烯酸酯與黏土共聚而成的三維網(wǎng)狀結構復合脫鹽劑。
背景技術：
原油中Ca、Fe、Ni等金屬元素的存在給石油加工帶來了嚴重的負面影響。這些金 屬元素不僅會使催化裂化催化劑中毒，使原油加工中加氫裂化催化劑迅速失活或結垢，而 且也會對石油的質(zhì)量、原油電脫鹽裝置、常減壓蒸餾塔以及加熱爐的操作穩(wěn)定性造成不良 影響。所以，需在原油預處理過程中對金屬離子進行脫除。作為原油加工的第一道工序，原 油脫鹽處理對原油加工設備和加工油品的品質(zhì)具有重要影響。原油中金屬元素的來源有三個方面一是以乳化狀態(tài)分散于原油中的水所含的鹽 類；二是懸浮于原油中的極細的礦物質(zhì)微粒；三是結合于有機化合物或絡合物中。分析結 果表明，原油中的Na、Ca、Mg、Fe等金屬多以無機鹽或環(huán)烷酸鹽等形式存在；Ni、V以有機螫 合物的形式存在，其中以卟啉螯合物為主，同時存在非卟啉螯合物。原油脫鹽方法包括絡合 脫鹽法、沉淀脫鹽法、膜分離脫鹽法和二氧化碳脫鹽法等。人們對于原油中的金屬元素及其 對加工過程的危害已有了清楚的認識，許多脫鹽方法、技術和脫鹽劑已經(jīng)用于原油中金屬 離子的去除。以上脫鹽方法中，國內(nèi)外研究較多并有較多工業(yè)應用的脫鹽技術是絡合脫鹽 法。已開發(fā)的脫鹽劑主要有兩大類有機酸及其鹽和無機酸及其鹽。目前，所開發(fā)的脫鹽劑 均由EDTA、氨基羧酸、磺酸、膦鹽、銨鹽、多孔膜、二氧化碳和過氧化氫等常規(guī)化學試劑經(jīng)簡 單復配而成，制備過程較為簡單，然而脫鹽效率往往不夠理想，需要較多的脫鹽劑才能達到 預期的脫鹽效果。隨著原油逐年劣質(zhì)化，導致原油脫鹽脫水難度加大，目前研制的脫鹽劑暴 露出脫除率低、成本高、處理周期長、適用性差、不易操作和對水體造成二次污染等缺點，這 給煉廠原油電脫鹽及原油中金屬離子吸附劑的性能提出了更高的要求。因此，原油中金屬 元素的脫除技術及新型、高效、廉價金屬離子吸附劑的研制變得尤為必要和迫切。傳統(tǒng)脫鹽劑是采用小分子化學試劑，通過沉淀、螯合等方式與原油中金屬離子結 合，從而實現(xiàn)原油中金屬離子的脫除，但脫除效果均不夠理想。由于生成的沉淀物不溶于水 且顆粒細小，極易被油相夾帶而造成脫鹽效果不理想；所采用的小分子螯合型脫金屬劑存 在容易水解、用量大或?qū)λw會造成二次污染等問題。這是因為采用的小分子脫鹽劑均為 較易溶于水的化學試劑，而原油中金屬離子絕大多數(shù)存在于油相中。傳統(tǒng)小分子脫鹽劑的 脫鹽機理實際為萃取_沉淀或萃取_螯合機制，必然會造成原油中金屬離子脫除效率不高 等一系列問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是公開一種高效、廉價原油脫鹽用復合脫鹽劑，以克服現(xiàn)有原油 脫鹽劑脫除率低、成本高、適用性差、不易操作和對水體造成二次污染等缺點。本發(fā)明可以通過以下措施來實現(xiàn)
本發(fā)明將聚合物/黏土兩性復合脫鹽劑是同時引入親水性單體、親油性單體和黏 土，通過引入引發(fā)劑和交聯(lián)劑，在水溶液中經(jīng)自由基接枝聚合、交聯(lián)、洗滌、干燥、粉碎，制成 具有三維網(wǎng)狀結構的兩性復合吸附劑。凹凸棒黏土資源在我國儲量豐富，價格低廉。黏土一般由硅酸鹽片層組成，具有層 狀結構，層間具有可交換陽離子。黏土表面羥基可與烯類單體反應，其引入可改變傳統(tǒng)聚合 物結構，得到具有梳狀結構的新型兩性復合脫鹽劑，進而提高脫鹽效果。一種原油用復合脫鹽劑，其特征在于該脫鹽劑的原料的質(zhì)量份數(shù)組成為丙烯酸 100份、丙烯酰胺10 50份、酸酐10 50份、丙烯酸酯10 50份、凹凸棒黏土 10 50 份、交聯(lián)劑0. 05 2份、引發(fā)劑0. 05 2份，交聯(lián)劑為N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺，引發(fā)劑 為過硫酸鉀或過硫酸銨；脫鹽劑由丙烯酸、丙烯酰胺、酸酐、丙烯酸酯與黏土共聚而成，制備步驟如下A.將丙烯酸、丙烯酰胺、酸酐、丙烯酸酯溶于蒸餾水中；B.加入凹凸棒黏土和交聯(lián)劑，通氮氣除氧后升溫至35_45°C ；C.加入引發(fā)劑，升溫至50 90°C反應1 6小時；D.反應結束后，產(chǎn)物用含有甲醇的水溶液洗滌，在60 100°C烘干至恒重，粉碎。本發(fā)明采用的酸酐為馬來酸酐。本發(fā)明采用的丙烯酸酯選自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯 酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯以及甲基丙烯酸 羥乙酯中的一種或任意組合。原油用復合脫鹽劑的處理對象為原油、加氫裂化或催化裂化原料油，其中鈣含量 < 2000 μ g/g，鐵含量小于200μ g/g。該復合吸附劑可與水、破乳劑相結合，用于原油電脫鹽。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)從提高脫鹽劑與原油中金屬離子作用程度入手，經(jīng)過 分子設計，同時引入黏土，研制出的高效、環(huán)保、低成本的原油用新型兩性復合脫鹽劑，可實 現(xiàn)原油深度脫鹽，克服現(xiàn)有原油脫鹽劑適用性差、用量大、含有對水體造成二次污染的磷類 物質(zhì)和成本高等不足。(2)該兩性脫鹽劑在原油中只會發(fā)生溶脹而不會被溶解，吸附劑分子 中含有的羧基、磺酸基等基團與鈣等金屬離子有較強的親合力，可將原油中的金屬離子轉(zhuǎn) 移進樹脂中，實現(xiàn)原油脫鹽，使用過的樹脂可用酸處理再生。(3)廉價黏土的引入改變新型 脫鹽劑的空間網(wǎng)絡結構，更有利于聚合物鏈的伸展，提高脫除效率，并降低成本。
具體實施例方式實施例1 將IOOg丙烯酸加入到盛有876mL蒸餾水的反應器中，然后加入5g馬來酸酐、20g 丙烯酰胺、15g丙烯酸丁酯、IgN，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺和40g凹凸棒黏土。通氮氣除氧 0. 5h后加入Ig過硫酸鉀升溫到50°C反應3h。反應結束后，產(chǎn)物用含有20wt%甲醇的水溶 液洗滌，然后在70°C下烘干至恒重，粉碎，過40 80目網(wǎng)篩。本實施例中的產(chǎn)品對原油的 鐵含量可降至3. 3 μ g/g,鈣含量降至20 μ g/g。實施例2:將IOOg丙烯酸加入到盛有876mL蒸餾水的反應器中，然后加入IOg馬來酸酐、IOg甲基丙烯酸甲酯、IOg丙烯酸乙酯、IOg丙烯酸丁酯、0.8g N, N’ -亞甲基雙丙烯酰胺和50g 酸活化的凹凸棒黏土。通氮氣除氧0.5h后加入1.5g過硫酸銨升溫到70°C反應2h。反應 結束后，產(chǎn)物用含有50wt %甲醇的水溶液洗滌，然后在70°C下烘干至恒重，粉碎，過40 80 目網(wǎng)篩。本實施例中的產(chǎn)品對原油鐵含量降至3 μ g/g，鈣含量降至22μ g/g。實施例3 將IOOg丙烯酸加入到盛有876mL蒸餾水的反應器中，然后加入8g馬來酸酐、IOg 丙烯酰胺、IOg甲基丙烯酸甲酯、IOg丙烯酸丁酯、0.8g N, N’ -亞甲基雙丙烯酰胺和40g熱 活化的凹凸棒黏土。通氮氣除氧0.5h后加入1.5g過硫酸銨升溫到70°C反應2h。反應結 束后，產(chǎn)物用含有50wt%甲醇的水溶液洗滌，然后在70°C下烘干至恒重，粉碎，過40 80 目網(wǎng)篩。本實施例中的產(chǎn)品對原油鐵含量降至2μ g/g，鈣含量降至18μ g/g。
權利要求
一種原油用復合脫鹽劑，其特征在于該脫鹽劑的原料的質(zhì)量份數(shù)組成為丙烯酸100份、丙烯酰胺10～50份、酸酐10～50份、丙烯酸酯10～50份、凹凸棒黏土10～50份、交聯(lián)劑0.05～2份、引發(fā)劑0.05～2份，交聯(lián)劑為N，N’ 亞甲基雙丙烯酰胺，引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨；脫鹽劑由丙烯酸、丙烯酰胺、酸酐、丙烯酸酯與黏土共聚而成，制備步驟如下A.將丙烯酸、丙烯酰胺、酸酐、丙烯酸酯溶于蒸餾水中；B.加入凹凸棒黏土和交聯(lián)劑，通氮氣除氧后升溫至35 45℃；C.加入引發(fā)劑，升溫至50～90℃反應1～6小時；D.反應結束后，產(chǎn)物用含有甲醇的水溶液洗滌，在60～100℃烘干至恒重，粉碎。
2.如權利要求1所述的復合脫鹽劑，其特征在于酸酐為馬來酸酐。
3.如權利要求1所述的復合脫鹽劑，其特征在于丙烯酸酯選自丙烯酸甲酯、甲基丙烯 酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基 丙烯酸叔丁酯以及甲基丙烯酸羥乙酯中的一種或任意組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種原油用復合脫鹽劑。該脫鹽劑的原料的質(zhì)量份數(shù)組成為丙烯酸100份、丙烯酰胺10～50份、酸酐10～50份、丙烯酸酯10～50份、凹凸棒黏土10～50份、交聯(lián)劑0.05～2份、引發(fā)劑0.05～2份，脫鹽劑由丙烯酸、丙烯酰胺、酸酐、丙烯酸酯與黏土共聚而成。原油用復合脫鹽劑的處理對象為原油、加氫裂化或催化裂化原料油，其中鈣含量＜2000μg/g，鐵含量小于200μg/g。該復合吸附劑可與水、破乳劑相結合，用于原油電脫鹽。
文檔編號C08F220/06GK101987965SQ20091011741
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權日2009年8月6日
發(fā)明者張俊平, 王愛勤, 鄭易安 申請人:中國科學院蘭州化學物理研究所