确定用于脱除重油中镍的添加剂分子结构的方法、脱除重油中镍的添加剂技术

本发明专利技术提出了一种确定用于脱除重油中镍的添加剂分子结构的方法、脱除重油中镍的添加剂、脱除重油中镍的方法以及一种机器可读存储介质。本发明专利技术的确定用于脱除重油中镍的添加剂分子结构的方法，包括：获取用于脱除重油中镍的添加剂分子结构；计算该添加剂分子结构的Connolly表面积A；计算该添加剂分子结构的Chi指数χ；计算该添加剂分子结构的偶极矩μ；判断所述添加剂分子结构的Connolly表面积A、Chi指数χ、偶极矩μ是否在各自的预定范围内；在所述添加剂分子结构的Connolly表面积A、Chi指数χ、偶极矩μ在各自的预定范围内的情况下，确定所述添加剂分子结构能够用于脱除重油中的镍。本发明专利技术方法通过采用上述添加剂，可以脱除重油中的镍，计算结果快速准确。计算结果快速准确。计算结果快速准确。

【技术实现步骤摘要】
确定用于脱除重油中镍的添加剂分子结构的方法、脱除重油中镍的添加剂


[0001]本专利技术涉及一种脱除重油中金属的方法，特别涉及一种脱除重油中镍的方法。

技术介绍

[0002]在重油众多金属元素中，镍、钒、铁、钠、钙、铜及砷都会引起催化剂中毒，同其它金属元素相比，镍和钒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，一般方法很难将其脱除。在催化裂化过程中，反应过程中生成的金属镍脱氢能力极强，沉积在催化剂上导致气体和焦炭生成量增大。而部分催化进料和裂化产物脱氢后生成油状多环芳烃聚合物或焦炭，导致液体收率降低，故金属镍卟啉化合物对催化剂的选择性有很大影响。在催化剂的烧焦再生过程中，吸附在催化剂上的金属Ni在高温条件下会发生氧化反应，生成NiO(熔点1990℃)，NiO会沉积在催化剂表面，堵塞催化剂的孔道，在后续反应中阻止原料油与催化剂活性中心的接触。在重油加氢处理过程中，由于脱金属反应比较容易进行，产生的金属随即以硫化物形式沉积在催化剂表面上，给加氢催化带来严重不利影响。据报道，加氢催化剂寿命与原料油中镍、钒含量密切相关。因此镍和钒对催化剂的危害显得尤为突出。
[0003]目前，关于烃油脱镍的技术主要有以下几类：
[0004]1)物理法
[0005]由于镍化合物主要存在于胶质、沥青质中，人们常采用溶剂抽提、过滤等物理方式将沥青质脱除，从而除去金属镍。专利CN 101218326A公开了一种用于重油和沥青的浓集及脱金属的工艺，通过溶剂脱沥青的方法对重、渣油进行改质，将其转化成金属含量大大减少的较低沸点的烃。专利CN 1323339A利用溶剂脱沥青对含硫、金属和沥青质的重质烃进料进行改质和脱硫。专利US 5,192,421、CN 1344782A、CN 1117071A、CN 101068908A、CN 1844325A也有相关介绍。但该方法在脱除沥青和金属物质的同时也脱去大量可转化的原料，且需要消耗大量溶剂。
[0006]另外，也有一些采用过滤法脱沥青的专利，如专利US 4,411,790描述了在高温(330℃)下用陶瓷膜对减压渣油进行超滤的方法，其中陶瓷膜的平均孔径为10nm，使得重油中的沥青质含量从6.3％降到4.1％，钒含量从195ppm降到90ppm。专利US 4,797,200用溶剂(如甲苯)稀释重油、将稀释后的油料送入超滤膜过滤装置。采用该技术的过滤膜容易结垢形成胶体层，且处理量小，因而工业应用困难。
[0007]专利CN 1140610C、CN 1356376A、CN 103374385A、CN 103374385B、CN 103374414A、CN 103374414B、CN 103374415A、CN 103374415B通过添加化学试剂的方法来进行脱金属，操作工艺复杂且成本较高。
[0008]2)化学法
[0009]通过药剂与金属镍化合物发生化学反应，破坏其结构也可将金属脱除。专利US 4,039,432介绍了一种采用三氯化铁或四氯化锡水溶液脱除原油中镍、钒的方法。专利US 4,460,458介绍了一种采用氟化磺酸聚合物脱除原油中镍、钒等金属的方法。专利US 4,465,
589介绍了一种采用甲基化剂脱除原油中有害金属及硫、氮的方法，反应后加入酸性气体水溶液将镍、钒沉淀洗入水相。专利US4,645,589介绍了一种采用逆流萃取的方式用含磷化合物脱除原油中镍、钒的方法。专利CN 1356376A在电脱盐过程中加入含磷有机物作为脱金属剂，镍钒总脱除率可达70％。专利US 6,007,705介绍了一种采用强碱水溶液、含氧气体及相转移剂共同作用脱除烃油中金属的方法。采用化学法虽然对原料油中镍、钒都有一定的脱除效果，但存在以下难以克服的问题，如脱镍、钒剂用量大、消耗量大、造成成本昂贵；对设备材质要求较高；给下游加工带来其它负面影响等，因而工业应用受到很大限制。
[0010]3)加氢处理
[0011]该技术采用加氢脱金属(HDM)催化剂，使镍、钒化合物加氢分解，在催化剂孔内积聚，形成沉积物，最终堵塞催化剂孔道使其失活，通过牺牲催化剂来脱除金属。专利US 5,358,634在氢气存在下用活性炭催化剂来处理含4.2wt％硫、104ppm钒和32ppm镍的常压渣油，在400℃和氢气存在的条件下进行反应，该加氢工艺通常能脱除至少23％的金属Ni和V，且硫和残炭含量也大大降低。专利CN 1218086A专利技术的催化剂可使重油同时进行加氢脱金属和加氢脱硫。另外US 4,585,546、US 4,988,434、FR 2542754、CN 1609176A等专利也有相关阐述。该技术的不足之处在于装置投资巨大，HDM催化剂失活快，且难以再生，造成废催化剂难以处理。

技术实现思路

[0012]本专利技术提出了一种确定用于脱除重油中镍的添加剂分子结构的方法、脱除重油中镍的添加剂、脱除重油中镍的方法以及一种机器可读存储介质。
[0013]第一方面，本专利技术提出了一种确定用于脱除重油中镍的添加剂分子结构的方法，该方法包括：
[0014]获取用于脱除重油中镍的添加剂分子结构；
[0015]计算该添加剂分子结构的Connolly表面积A；
[0016]计算该添加剂分子结构的Chi指数χ；
[0017]计算该添加剂分子结构的偶极矩μ；
[0018]判断所述添加剂分子结构的Connolly表面积A、Chi指数χ、偶极矩μ是否在各自的预定范围内；
[0019]在所述添加剂分子结构的Connolly表面积A、Chi指数χ、偶极矩μ在各自的预定范围内的情况下，确定所述添加剂能够用于脱除重油中的镍。
[0020]根据本专利技术，一般来说，所述重油中的镍包括金属镍、镍氧化物和镍的有机化合物。
[0021]根据本专利技术，可选地，可以通过选择已知结构分子的方法或通过分子设计的方法获取用于脱除重油中镍的添加剂分子结构。
[0022]根据本专利技术，可选地，通过量子化学方法计算该添加剂分子结构的Connolly表面积A；通过热力学方法计算该添加剂分子结构的Chi指数χ；通过量子化学方法计算该添加剂分子结构的偶极矩μ。
[0023]根据本专利技术，可选地，所述Connolly表面积A的预定范围为优选为
更优选为所述Chi指数χ的预定范围为25～30，优选为26～29，更优选为27～28；所述偶极矩μ的预定范围为0.1～0.6debye，优选为0.15～0.5debye，更优选为0.2～0.4debye。
[0024]根据本专利技术，可选地，所述添加剂为有机化合物，优选芳香有机化合物，更优选多烷基取代的稠环芳烃。所述稠环芳烃可以为萘、蒽、菲，所述多烷基取代是指在所述稠环芳烃上存在多个烷基取代基，取代基的数目优选3～10，更优选4～6，所述烷基的碳数优选为C1～C
10
，更优选C3～C6。
[0025]第二方面，本专利技术提出了一种脱除重油中镍的添加剂，该添加剂的分子结构满足以下条件：该添加剂分子结构的Co本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定用于脱除重油中镍的添加剂分子结构的方法，该方法包括：获取用于脱除重油中镍的添加剂分子结构；计算该添加剂分子结构的Connolly表面积A；计算该添加剂分子结构的Chi指数χ；计算该添加剂分子结构的偶极矩μ；判断所述添加剂分子结构的Connolly表面积A、Chi指数χ、偶极矩μ是否在各自的预定范围内；在所述添加剂分子结构的Connolly表面积A、Chi指数χ、偶极矩μ在各自的预定范围内的情况下，确定所述添加剂能够用于脱除重油中的镍。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通过选择已知结构分子的方法或通过分子设计的方法获取用于脱除重油中镍的添加剂分子结构。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通过量子化学方法计算该添加剂分子结构的Connolly表面积A；通过热力学方法计算该添加剂分子结构的Chi指数χ；通过量子化学方法计算该添加剂分子结构的偶极矩μ。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Connolly表面积A的预定范围为(优选)；所述Chi指数χ的预定范围为25～30(优选26～29)；所述偶极矩μ的预定范围为0.1～0.6debye(优选0.15～0.5debye)。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加剂为有机化合物(优选芳香有机化合物，更优选多烷基取代的稠环芳烃)。6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述稠环芳烃为萘、蒽或菲，所述多烷基取代是指在所述稠环芳烃上存在多个烷基取代基，取代基的数目为3～10(优选4～6)，所述烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：任强，赵晓光，赵毅，王丽新，王春璐，叶蔚甄，曲亚坤，代振宇，周涵，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：