[发明专利]一种脱除高酸重质原油中金属的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及原油处理技术，为一种脱除高酸重质原油中金属的方法，特别涉及一种从高酸重质原油中脱除钙、镁等金属元素的方法。

背景技术：

随着原油开采技术的不断发展，越来越多的重质、劣质原油被开采出来。这些原油中的金属特别是Ca、Mg的含量也越来越高。从海上开采出的高酸重质原油，部分原油金属钙含量特别高，可达到200mg/L以上。研究表明：原油中钙、镁含量的增加，会对原油的后续加工带来严重的影响。例如：（1）在常减压装置中，钙盐会在换热器内壁结垢，增加能量消耗的同时还对设备造成腐蚀；（2）在催化裂化装置中，钙含量的增加会降低催化剂分子筛及基质面积，严重会使催化剂中毒失活，轻质油收率大幅降低；（3）渣油中钙含量过高直接影响石油焦的等级，原油加工利润降低。

在炼厂电脱盐过程中，可以将大部分可溶性钙盐、镁盐脱除，如氯化钙、碳酸氢钙、氯化镁、硫酸镁等；而对微溶盐、不溶于水的无机金属盐以及有机束缚状态的石油酸盐几乎没有脱除作用，如碳酸镁、碳酸钙、石油酸钙等。从而导致减压渣油中金属含量较高，对减压渣油的进一步加工利用造成影响。

近些年来，国内外对原油脱金属技术进行了大量的研究工作，至今，国内外炼厂广泛采用的方法主要有化学螯合法、化学酸处法和化学沉淀法。专利CN1076473A、CN1120575A公开的化学螯合法，采用氨基羧酸或其盐、羟基羧酸或其盐，多聚磷酸或其盐与钙生成水溶性的螯合物，将金属脱除；美国专利3059368中H.Bieber公开了用盐酸等无机酸处理烃油中的Ni、Fe等金属，以凝聚物的形式被脱除。专利CN1454967A、CN1106462C公开了采用强酸制弱酸的形式，利用无机酸或有机酸与原油中的石油酸盐进行反应得到能溶于水的钙盐和石油酸，方法的优点是钙的一次脱除率较高，缺点是所使用的工业酸和生成的石油酸对炼油设备具有腐蚀作用；专利CN1054261A公开的采用磷酸铵作沉淀剂，以氢羟基酚和硫酸盐作固体润湿剂与原油中的钙作用生成亲水性微溶性或难溶性盐。

以上所概括的脱除原油中金属的方法对Ca、Mg均有一定的脱除作用，但是效率不高。用来处理高钙原油会存在脱金属剂用量大、高成本，导致无法工业化。

发明内容：

本发明的目的是以现有的脱除原油中金属技术为基础，克服技术缺陷，提供一种高效、廉价并对设备无害的脱除高酸重质原油中金属方法，使脱后原油符合后续加工的要求。

本发明为一种脱除高酸重质原油中金属的方法，其特征在于：

在温度30～150℃下，将原油与原油中所含总钙摩尔数1～4倍的脱金属剂，重量为原油2～10%的注水以及相对于原油5～70ppm的破乳剂充分混合、乳化，使原油中的金属以溶于水的离子化合物的形式进入水相，最终通过油水分离将金属脱除；

上述原油脱金属剂以重量百分比计包括以下组分：20%～40%的螯合剂，选自为巯基乙酸、氯乙酸、葡糖酸、乙二胺四甲叉膦酸中的一种或数种；20～40%的无机酸，选自为盐酸、硫酸、磷酸、碳酸或硼酸中的一种或数种；0.1%～5%的分散剂或表面活性剂，选自为十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺、甲基戊醇或古尔胶中的一种或数种；0.5～3%的缓蚀剂，选自为乌洛托品、碘化钾、吡啶或喹啉中的一种或一种以上任意比例的混合物；20%～40%的水。

按照本发明所述的方法，其特征在于：温度50～130℃脱金属剂的用量为原油总钙摩尔数的1～3倍，以重量百分比计总注水量为原油的4～9%，所用的破乳剂成分为聚氧乙烯聚氧丙烯醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚、多胺和树脂中的一种或数种，商品破乳剂在原油中的用量为5～60ppm。

按照本发明所述的方法，其特征在于：温度70～120℃，脱金属剂的用量为原油总钙摩尔数的2～3倍，以重量百分比计总注水量为原油的5～8%，所用的破乳剂为聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，商品破乳剂在原油中的用量为10～50ppm。

本发明方法具体步骤是先将脱金属剂配成水溶液，将脱金属剂溶于注水中配成脱金属剂水溶液，将该水溶液、破乳剂和脱待原油混合，充分搅拌，搅拌强度为1500～2000r/min，操作温度根据原油的密度和粘度而变化，温度30～130℃，优选70～120℃，混合时间5～10分钟，电脱盐装置温度120～130℃，强电场强度800～1000V/cm，停留时间3～6分钟，弱电场强度300～500V/cm，停留时间5～8分钟，沉降时间30分钟，在此条件下进行油水分离。脱后原油中金属含量用干法灰化进行预处理，用等离子体发射光谱法测定。