[实用新型]一种烃油脱镍和钒的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种烃油脱镍和钒的装置，特别涉及一种利用超声波脱除烃油中镍和钒的装置。 

背景技术

随着原油重质化、劣质化趋势加重，原油中的金属含量普遍较高，在原油加工过程中，部分金属可以通过电脱盐装置脱除，但金属镍、钒化合物不溶于水，且化学性质稳定，大多以卟啉和非卟啉有机配合物的形式存在于胶质、沥青质中，因此通过电脱盐过程难以将其脱除。原油中的镍和钒对于原油二次加工过程危害很大，如导致催化裂化催化剂中毒，加氢催化剂失活和床层堵塞等。另外，钒在燃烧时会形成(Na₂O)_xV₂O₅的低熔点共溶物，诱发金属设备热腐蚀，造成燃油炉管腐蚀、燃气轮机叶片腐蚀等。因此，脱除原油中镍和钒具有非常重要的意义。 

尽管通过加氢处理、焦化以及溶剂脱沥青等手段可将重油中的镍、钒去除或转移，但这些方法的投资大、成本高，存在一定缺陷。从目前公开的专利来看，利用化学剂采用螯合分离的手段脱除烃油中镍和钒的方法，已成为研究开发的热点，但是由于镍、钒化合物自身较高的稳定性，以及与胶质、沥青质紧密缔合等缘故，化学法还不能有效解决烃油脱镍和钒的问题，离工业化应用还有一定距离。 

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种烃油脱镍、钒的装置，该装置将化学作用与超声波作用结合，能够有效地脱除原油、常压渣油或减压渣油中的镍和钒。 

一种烃油脱镍和钒的装置，包括依次串联的加注脱金属剂的注剂泵、液体混合器、加热器、超声波反应区和电脱盐罐，所述超声波反应区设有频率在20kHz～100kHz之间并使超声波反应区的声能密度在0.5W/mL～15W/mL之间的超声波发生装置。 

所述超声波发生装置的频率优选为20kHz～40kHz，超声波发生装置的频率在此之间有利于提高烃油，特别是重油的脱镍和钒效果。 

所述超声波反应区优选设有使超声波反应区的声能密度在1～10W/mL之间的超声波发生装置，超声波反应区的声能密度在此之间有利于提高烃油，特别是重油的脱镍和钒效果。 

本发明中，所述的声能密度为超声波反应区设置的超声波发生装置的总功率除以超声波反应区的体积。 

优选的情况下，在注剂泵之前的原料管线上，还设置有轻油入口，更优选的情况下，在注剂泵和轻油入口之间，还设有液体混合器。所述轻油入口用于向管线中注入轻油，以降低物料的粘度。 

所述超声波反应区既可以是设置有超声波发生装置的反应器，也可以是设置有超声波发生装置的管线。 

当超声波反应区为反应器时，优选超声波反应区为多个并联的反应器。采用多个并联的超声波反应器，既可以保证原料的停留时间；又可以更均匀地处理原料，提高原料脱镍和钒的效果；操作、维护也更方便。本发明对并联的反应器的数量没有特别的限制，本领域技术人员可根据脱镍钒装置的处理量和超声波发生装置的功率及有效作用区域，方便地确定其数目，一般采用2～10个并联的超声波反应器即可。 

超声波反应区为设置有超声波发生装置的管线时，优选超声波反应区为多条并联的管线。超声波发生装置优选采用可环绕于管道外壁的圆柱状压电超声波发生器。每条管线上可以设置一个或多个超声波发生装置。当每条管线采用多个圆柱状的压电超声波发生器时，优选超声波发生器间的距离为其 发射波长的一半。采用圆柱状的压电超声波发生器时，可以克服超声波探头插入流体中带来的超声能量传播不均匀、探头腐蚀等不利因素，环状结构可使超声波能量聚焦在管道的中心轴线区域内。本发明对每条管线上设置的超声波发生装置的数目没有特别的限制，本领域技术人员可根据脱镍钒装置的处理量及超声波发生装置的功率，方便地确定其数目。 

所述的超声波发生装置可采用现有的超声振动系统，电声换能器为压电陶瓷或磁致伸缩方式，可通过法兰或支架安装，所选探头的前段可以是喇叭形或柱形探头，主要发射与探头前端垂直的一维超声波作用。所述探头优选为可发射三维立体超声波的探头，如糖葫芦状探头，该探头除了发射一维超声波外，还有环绕工具头棒体向四周发射的横向和纵向超声波，实现了对腔体内烃油的三维立体超声波作用，可以扩大超声波的作用区域与提高作用效果。 

所述液体混合器属现有技术，本实用新型不再赘述。 

本实用新型在电脱盐装置前引入超声波反应区，结合脱金属剂的化学作用，能够有效地脱除原油、常压渣油或减压渣油中的镍和钒。与现有技术相比具有反应条件温和、操作简单、脱金属率高且成本较低等优势。 

附图说明