一种脱除石油馏分中的铁的方法技术

一种脱除石油馏分中的铁的方法包括将一种含铁石油馏分与一种惰性纤维状材料床层接触，其中，所述接触是在氢气氛下进行，接触温度为１５０－４５０℃，氢分压为０．１－２０兆帕，氢油体积比至少为５０，重时空速为１－３０小时↑［－１］。与现有技术相比，在同样或更低的温度下，本发明专利技术方法的脱铁率更高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种脱除石油馏分中的铁的方法本专利技术是关于一种去除石油馏分中的杂原子的方法，更具体地说是关于一种脱除石油馏分中的铁的方法。石油馏分中往往含有金属杂质，当其中的酸性化合物含量较多时，在加工石油馏分的过程中，这些酸性化合物还会腐蚀输送管道或反应器，使油品中的金属杂质含量进一步升高。这些金属杂质一般是铁、钒、镍、钠、钙等，它们可以以无机金属化合物，如金属氧化物、金属硫化物的形式存在，也可以以有机金属化合物，如卟啉物、环烷酸盐及其各种衍生物的形式存在。在油品的加工过程中，这些金属杂质，尤其是铁化合物，易形成沉积物，沉积在催化剂颗粒间的空隙中，堵塞物流通道，使床层压力急剧增大。而近年来，劣质原油的加工量日益增大，与此同时，对石油产品质量的要求却不断提高。加氢工艺，如加氢裂化、加氢处理、加氢改质、加氢精制、临氢脱蜡等工艺是加工劣质原料油，提高产品质量的有效手段之一，原料油中铁杂质的存在同样给上述加氢工艺过程带来了不利的影响，因此，原料油中的铁必须予以脱除。脱除原料油中铁杂质的方法已有报道，如US3,573,201公开了一种脱除烃类原料中含有的作为可溶性有机化合物存在的铁污染物的方法，它包括在400-1000°F的温度下，将所述烃类与氢气一起通过一个容器，该容器只含有一个独立的接触颗粒床层，所述接触颗粒含有至少一种耐热无机氧化物，所述金属沉积在接触颗粒床层上，其改进在于将所述颗粒按长厚比至少0.20的床层形式装填。合适的接触颗粒包括氧化铝、氧化硅-氧化铝、活性碳和各种混合氧化物。US3,947,347公开了一种从烃类原料中脱除含铁杂质的方法，包括在氢存在下，将所述烃类原料与一种固体接触，所述固体基本上由惰性颗粒状载体材料组成，该载体材料含有孔，并且具有1-20m2/g的比表面，所述孔具有1000-10000埃的平均孔直径，所述材料作为接触材料床层装填，可以含或不含加氢组分。所述接触条件为，温度500-850°F，压力300-3000Psig、液时空速0.2-10，所述烃类原料选自由金属污染的原油、拔头原油或常压重油，溶剂脱沥青油、页岩油、煤焦油和砂油(Sand Oil)组成的一组，所述惰性材料包括刚玉、氧化铝、高温焙烧后的硅藻土等。上面所述的两种方法所用脱铁材料均是成型的固体颗粒，如氧化硅、氧化铝、硅藻土等，为提高脱铁效率，有时还需要在这些固体颗粒上负载加氢组分，如镍、钴、钼、钨等组分，这些固体颗粒的价格较贵，一般来说与主催化剂的价格相当。此外，这些固体颗粒是依靠其孔道来容纳沉积下来的铁-->杂质的，而其孔道的容纳量却是有限的，床层内固体颗粒间的空隙也较小，空隙率较低。因此，金属沉积物仍然会很快沉积在床层入口处，导致压降升高。US4,933,071公开了一种从烃类原料中脱除铁的方法，包括在无外加氢存在的条件下和250-600℃温度下，将所述原料通过一种在一个低压脱金属反应区内的固体惰性纤维材料，其中，在所述纤维材料存在下，所述铁与硫或含硫化合物反应，生成硫化铁，生成的硫化铁沉积在所述纤维材料上，并进一步沉积在硫化铁本身上。所述纤维材料可以是玻璃丝、岩棉、炭纤维等。该方法是利用硫化铁在纤维物质上发生外延式自催化沉积的机理，使硫化铁沉积在纤维物质上，并进而使后生成的硫化铁沉积在早先沉积在纤维物质上的硫化铁上，采用该方法对高铁含量的原料(如铁含量约100ppm)进行脱铁时，脱铁率可达90％，但是剩余的铁含量仍然较高(如不小于10ppm)，这样的脱铁率仍然比较低，还不能根本缓解加氢装置压降迅速升高的问题。本专利技术的目的是提供一种脱铁率更高的脱除石油馏分中铁的方法。本专利技术提供的方法包括将一种含铁石油馏分与一种惰性纤维状材料床层接触，其中，所述接触是在氢气氛下进行。接触温度为150-450℃，氢分压为0.1-20兆帕，氢油体积比至少为50，重时空速为1-30小时-1。按照本专利技术提供的方法，所述惰性纤维状材料可以是任何在所述反应条件下不熔化的惰性纤维材料。优选的惰性纤维材料包括玻璃纤维、炭纤维、岩棉、石英棉中的一种或几种，其中更优选为玻璃纤维。所述惰性纤维材料的平均直径应不大于50微米，优选不大于20微米，较细的纤维材料具有较大的比表面，可以容纳更多的硫化铁沉积在上面。惰性纤维床层的体积装填密度一般为2-15％，优选为5-10％。按照本专利技术提供的方法，所述含铁石油馏分选自各种烃类矿物油，如可选自原油，各种馏分油、溶剂精制油、溶剂脱蜡油、溶剂脱沥青油，页岩油、煤焦油。铁在其中可以以有机物，如环烷酸铁、卟啉铁及其衍生物的形式存在，也可以以无机物，如铁的无机盐的形式存在，这些铁的化合物可以溶解在油中，也可以以微细固体颗粒物的形式混在油中。按照本专利技术提供的方法，所述接触温度为150-450℃，优选为180-400℃，氢分压为0.1-20兆帕，优选为0.1-15兆帕，氢油体积比至少为50，优选为100-1500，重时空速为1-30小时-1，优选为5-25小时-1。本专利技术采用在氢气存在下，将含有铁的原料油与惰性纤维状物质接触的方式，达到充分脱除原料油中铁的目的，氢气的存在促进了碳-硫键的断裂，有效地促进了硫化铁的生成反应。因此，与非临氢方式相比，在同样或更低的温度下，可以得到更高的脱铁率。例如，采用本专利技术提供的方法，在氢分压为12兆帕、氢油体积比为-->200，重时空速为10小时-1及温度分别为230℃和200℃的条件下，对铁含量8.7μg/g的原料油进行脱铁，脱铁率分别达到95.4重％和93.1重％，而采用非临氢的方法(即US4,933,071所述的方法)，在温度230℃，其他条件相同的条件下，脱铁率只有44.8重％。采用本专利技术提供的方法，在脱铁的同时，可以同时脱除部分酸性化合物，使原料油得到部分精制。例如在上述条件下，对同样的原料油脱铁，采用本专利技术提供的方法时可同时脱除32.1-39.3％的酸，而采用非临氢的方法则不能脱除原料油中的酸。此外，由于氢气对物流的分散作用，采用本专利技术提供的方法还可以改善液流在床层内的分布，避免了局部过多沉积物的生成，有利于长周期运转。下面的实例将对本专利技术做进一步说明。                           实例1-5按本专利技术提供的方法脱除原料油中的铁。在一个内径为8毫米，外径为22毫米的反应器内装入12克平均直径为17微米的玻璃纤维，装填高度为182毫米。玻璃纤维的体积装填密度(玻璃纤维所占的体积占总体积的百分数)为6％，下流式通入表1所示的1#原料油，在反应温度200℃、230℃、270℃和350℃，氢分压0.5兆帕和12.0兆帕，重时空速10小时-1和20小时-1，氢油体积比200和1000的条件下反应，表2给出了反应条件和结果。                            对比例1按US4,933,071公开的方法脱除原料油中的铁。按实例4的方法对同样的原料油进行脱铁，不同的只是不通入氢气，反应结果列于表2中。表1原料油编号    1#    2#原料油名称克拉马依稠油19号压缩机油和45号变压器油的混合油稠油常四线馏分油密度(20℃),g/cm3    0.8729    0.9150铁含量，μg/g    8.7    24.0酸值，mgKOH/g  本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱除石油馏分中的铁的方法包括将一种含铁石油馏分与一种惰性纤维状材料床层接触，其特征在于，所述接触是在氢气氛下进行，接触温度为１５０－４５０℃，氢分压为０．１－２０兆帕，氢油体积比至少为５０，重时空速为１－３０小时↑［－１］。

【技术特征摘要】
1．一种脱除石油馏分中的铁的方法包括将一种含铁石油馏分与一种惰性纤维状材料床层接触，其特征在于，所述接触是在氢气氛下进行，接触温度为150-450℃，氢分压为0.1-20兆帕，氢油体积比至少为50，重时空速为1-30小时-1。2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性纤维材料选自玻璃纤维、炭纤维、岩棉、石英棉中的一种或几种。3．根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述惰性纤维材料的平均直径不大于50微米。4．根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述惰性纤维材料的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨连栋，刘广元，赵增丰，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中国石化集团石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]