發(fā)布時(shí)間：2020-03-29 22:48

【摘要】：隨著原油資源日趨重質(zhì)化和劣質(zhì)化,其中的金屬含量不斷升高。鎳便是原油中常見(jiàn)的有害金屬,其存留會(huì)對(duì)原油的后續(xù)加工過(guò)程造成很多不利影響,導(dǎo)致諸如催化裂化、渣油加氫裂化等裝置的催化劑中毒失活,影響產(chǎn)品質(zhì)量,制約重油加工能力。而鎳多以金屬卟啉化合物的形式存在,其獨(dú)特的環(huán)狀結(jié)構(gòu)及易與膠質(zhì)瀝青質(zhì)締合的特點(diǎn),使其很難通過(guò)傳統(tǒng)的電脫鹽過(guò)程有效脫除,是原油加工中亟待解決的問(wèn)題。目前大多使用強(qiáng)酸類物質(zhì)進(jìn)行原油脫鎳,但酸的存在會(huì)對(duì)后續(xù)的催化裂化等加工設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕。所以尋找一種高效、清潔、無(wú)腐蝕的脫鎳劑成為了研究的熱點(diǎn)�；谇蛐尉酆衔锼ⅹ�(dú)特的結(jié)構(gòu)特性及在重金屬吸附方面顯示出的明顯優(yōu)勢(shì),本文提出設(shè)計(jì)一種具有核-殼結(jié)構(gòu)的聚合物刷材料,并與電脫鹽技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)高效脫除原油中鎳的新構(gòu)想。本論文通過(guò)研究比較,合成了以二氧化硅微球?yàn)楹?乙烯基咪唑?yàn)榻又倌軋F(tuán)的材料——聚乙烯基咪唑@SiO_2,并采用各類表征手段證明了材料的性質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)合電脫鹽工藝,進(jìn)行了原油脫鎳工藝條件的研究,結(jié)果表明當(dāng)聚乙烯基咪唑@SiO_2投料濃度為5000ppm、水油比為1/10、乳化機(jī)剪切強(qiáng)度為8kr/min、剪切時(shí)間為1.5min、電脫鹽溫度為130℃、電場(chǎng)強(qiáng)度為高壓1000V/cm,低壓500V/cm、沉降時(shí)間為60 min時(shí),達(dá)到最大原油脫鎳率,約為66.7%。此外,本文還探究了聚乙烯基咪唑@SiO_2的回收性能及原油脫鎳機(jī)理。實(shí)驗(yàn)證明,該材料能夠以簡(jiǎn)單的方法被HCl溶液再生,且經(jīng)過(guò)連續(xù)5次循環(huán)后,原油脫鎳效率僅從66.7%降至62.5%,約為原來(lái)脫鎳效率的93.7%,可見(jiàn)聚乙烯基咪唑@SiO_2具有優(yōu)良的回收性能。對(duì)比不同咪唑類材料的脫鎳效果發(fā)現(xiàn),相同投料濃度條件下,1-乙烯基咪唑、聚乙烯咪唑、聚乙烯基咪唑@SiO_2三者的原油脫鎳能力符合以下規(guī)律:PVIm@SiO_2PVImVIm,證明了聚乙烯基咪唑@ SiO_2的結(jié)構(gòu)特性能明顯增強(qiáng)鎳的吸附能力。結(jié)合Donnan效應(yīng)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們提出了可能的聚乙烯基咪唑@SiO_2的原油脫鎳機(jī)理猜想。球形聚合物刷材料在原油脫鎳領(lǐng)域的成功應(yīng)用,為原油脫除其他金屬提供了材料設(shè)計(jì)的思路,從而具有十分重要的意義與前景。
【圖文】：

１．２研宄思路及內(nèi)容逡逑１．２．１研宄思路逡逑本論文的研究思路如圖１．１所示。傳統(tǒng)的電脫鹽工藝是將原油、水以及破乳劑通過(guò)逡逑混合器混合，然后進(jìn)入電脫鹽罐，從而使油水分離達(dá)到脫鹽的目的；而本論文的研究思逡逑路是首先研究鎳在原油中的存在形式，根據(jù)其難以脫除的原因，設(shè)計(jì)了能夠有效吸附鎳逡逑金屬的材料球形聚合物刷。我們將二氧化硅微球作為核，在其表面接枝具有金屬鎳逡逑螯合能力的聚乙烯咪唑鏈。而后，將聚合物刷材料——聚乙烯基咪唑＠Ｓｉ０２作為原油脫逡逑鎳劑，結(jié)合傳統(tǒng)的電脫鹽工藝達(dá)到原油脫鎳的目的，既不改變工藝流程，又不會(huì)腐蝕裝逡逑置。原油脫鎳后，吸附了鎳金屬的聚乙烯基咪唑＠Ｓｉ０２材料可以通過(guò)分離以及金屬脫附逡逑進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)利用。逡逑＾「油＾逡逑混水電逡逑水邐？合一？混＿？脫＿＞？逡逑器邐合邐？水＋鹽逡逑邐邐：?jiǎn)U

除了以卟啉形式存在以外，少部分鎳金屬還會(huì)以一些不規(guī)則的非卟啉形式［２２＿２５］存在。逡逑對(duì)于以非卟啉形式存在的鎳研[偨仙�，但蕷J庵中翁哪脒策謊訝苡謁⑶也誨義弦追紙�，很难从原訖E型殉�，例染R塹湫瓦卜越峁辜盎旌纖吶湮換浜銜錚繽跡玻菜義希罰剩苠，

本文編號(hào)：2606622