萃取脱氮的方法及其应用、由该方法制得的脱氮油及其应用技术

本发明专利技术涉及石油化工技术领域，具体涉及一种萃取脱氮的方法及其应用、一种由该方法制得的脱氮油及其应用。该方法包括以下步骤：(1)将含氮重油和极性溶剂进行互溶，得到混合液；(2)将所述混合液用非极性溶剂进行多次重复萃取，并将得到的多个萃取相混合后进行第一溶剂回收，得到第一回收液和脱氮油。本发明专利技术提供的方法实现了含氮重油中含氮化合物的有效脱除，尤其是非碱性含氮化合物的有效脱除，同时，避免了含氮重油中芳烃组分的大量损失。了含氮重油中芳烃组分的大量损失。

【技术实现步骤摘要】
萃取脱氮的方法及其应用、由该方法制得的脱氮油及其应用


[0001]本专利技术涉及石油化工
，具体涉及一种萃取脱氮的方法及其应用、一种由该方法制得的脱氮油及其应用。

技术介绍

[0002]催化裂化技术是炼厂原油二次加工的主要技术，但随着原油日益重劣质化和加工深度增加，催化裂化油浆产量逐渐增加，且金属、胶质及非烃类化合物含量越来越多。目前催化裂化油浆主要作为燃料油调和组分，产品利用价值低，且燃烧后造成大量温室气体排放。催化裂化油浆富含短侧链稠环芳烃，是生产针状焦的优质原料。目前国内利用催化裂化油浆生产针状焦的工艺方法比较成熟，且已有工业应用实例。石墨电极用针状焦为高端碳材料，可用作高功率、超功率石墨电极；该产品标准T/ZGTS 022
‑
2019对于氮含量提出较高要求，其中特级产品要求氮元素质量含量不大于0.1wt％。催化裂化油浆中的氮含量通常约为0.1
‑
0.5wt％之间，远高于该限制要求，且以非碱性氮化合物为主。因此，需通过有效脱氮工艺，将非碱性氮脱除35％
‑
80％，即可满足针状焦对低氮催化油浆的要求。
[0003]作为重馏分油的催化裂化油浆，脱氮方法主要包括加氢精制脱氮和非加氢脱氮方法。加氢精制工艺可以脱除油品的金属及烯烃、硫氧和部分氮化合物，但加氢精制投资高，生产成本较高，且对非碱性氮脱除率较差。非加氢精制方法包括吸附法、酸碱中和法、溶剂萃取法和络合脱氮法等。目前已有的非加氢脱氮也主要是针对碱性氮的脱除，依托碱性氮的碱性位，通过酸碱相互作用或酸碱吸附实现氮脱除。
[0004]CN108239556A公开分别采用甲酸溶剂和四氯化钛络合剂分离碱性氮化物和非碱性氮化物，可实现两类氮化物的高纯度提纯，但工艺过程复杂。该溶剂萃取方法是利用氮化物与原料油中烃组分在溶剂中溶解性差异实现脱氮，但由于氮化物与烃组分尤其是芳烃组分极性相近，在脱氮的同时也会将芳烃一并脱除，导致溶剂抽提方法脱氮率较低，精制油收率较低。
[0005]CN103215067A公开了一种以糠醛和有机酸的混合溶剂可实现焦化蜡油精制，总氮脱氮率可达80％，但芳烃组分也被大量脱除，芳烃含量降低60％以上。
[0006]重质油品中的含氮化合物主要以芳香性的喹啉及同系物、吡啶及同系物、咔唑及同系物、吲哚及同系物等。由于氮原子的存在，相对于石油中的烃组分，其含氮化合物溶解度参数较大，分子极性较强，极性溶剂对含氮化合物具有更好的溶解性，如碱性氮喹啉溶解度参数为23.13(J
·
cm
‑3)，非碱性氮吲哚溶解度参数为24.73(J
·
cm
‑3)。催化裂化油浆中芳烃含量高，且以三环和四环等多环芳烃为主。对于多环芳烃，尽管π键的存在，分子极性较强，但溶解度参数仍低于含氮化合物，如蒽的溶解度参数为21.7(J
·
cm
‑3)，与含氮化合物的溶解度参数有一定的差异。此外，催化裂化油浆黏度较大，在较低温度下难以与脱氮剂分散混合。溶剂抽提方法可利用极性差异有效脱除油浆中含氮化合物，尤其是极性较强的非碱性氮化物，但同时会将大量芳烃等极性化合物一同脱除，芳烃损失较多，萃取选择性较差，不利于后续碳材料的生产加工。
[0007]因此，亟需一种基于含氮重油的萃取脱氮的方法，尤其是基于催化裂化油浆的萃取脱氮的方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了克服现有采用溶剂萃取工艺脱除含氮重油(尤其是催化裂化油浆)中氮化物(尤其非碱性氮化物)时存在芳烃损失较多、选择性差，以及脱氮油收率低等问题，提供一种萃取脱氮的方法及其应用，一种由该方法制得的脱氮油及其应用，该方法在保证脱氮油高收率的前提下，能够高选择性脱除含氮重油中氮化合物，尤其是非碱性氮化合物。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种萃取脱氮的方法，该方法包括以下步骤：
[0010](1)将含氮重油和极性溶剂进行互溶，得到混合液；
[0011](2)将所述混合液用非极性溶剂进行多次重复萃取，并将得到的多个萃取相混合后进行第一溶剂回收，得到第一回收液和脱氮油。
[0012]优选地，所述多个重复萃取的过程包括：
[0013]i、将所述混合液用所述非极性溶剂进行第一萃取，得到萃取相为脱氮液1，萃余相为含氮液1；
[0014]ii、将所述含氮液1用所述非极性溶剂进行第二萃取，得到萃取相为脱氮液2，萃余相为含氮液2；
[0015]iii、将所述含氮液m
‑
1用所述非极性溶剂进行第m萃取，得到萃取相为脱氮液m，萃余相为含氮液m；
[0016]其中，m为正整数且m≥3。
[0017]本专利技术第二方面提供一种第一方面提供的方法在含氮重油脱氮中的应用。
[0018]本专利技术第三方面提供一种第一方面提供的方法制得的脱氮油。
[0019]本专利技术第四方面提供一种第三方面提供的脱氮油在生产加工碳材料中的应用。
[0020]相比现有技术，本专利技术具有以下优势：
[0021](1)本专利技术提供的萃取脱氮方法，以含氮重油为原料，尤其是以催化裂化油浆为原料，在原料与极性溶剂的互溶前提下，采用非极性溶剂多次萃取，使得原料中非含氮组分反向萃取到非极性溶剂中，含氮组分保留在极性溶剂中，实现了含氮重油中含氮化合物的有效脱除，尤其是非碱性含氮化合物的有效脱除，同时，提高了脱氮油的收率，并避免了含氮重油中芳烃组分的大量损失；
[0022](2)本专利技术提供的方法采用常规的有机溶剂，即，极性溶剂和非极性溶剂来源广泛；该方法工艺流程简单，便于工业化生产；
[0023](3)采用本专利技术提供的方法制得的脱氮油具有较高的收率和脱氮效率，以及较低的芳烃损失率，可以作为后续碳材料生产加工的优质原料，尤其是作为针状焦生产加工的原料。
具体实施方式
[0024]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或
值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0025]在本专利技术中，没有特殊情况说明下，所述“第一”和“第二”既不表示先后次序，也不表示对各个物料或步骤起限定作用，仅是用于区分各个物料或步骤。例如，“第一溶剂回收”和“第二溶剂回收”仅是用于区分这不是同一溶剂回收。
[0026]本专利技术第一方面提供一种萃取脱氮的方法，该方法包括以下步骤：
[0027](1)将含氮重油和极性溶剂进行互溶，得到混合液；
[0028](2)将所述混合液用非极性溶剂进行多次重复萃取，并将得到的多个萃取相混合后进行第一溶剂回收，得到第一回收液和脱氮油。
[0029]本专利技术的专利技术人研究发现：利用高温多次反向萃取的工艺，即，先将含氮重油和极性溶剂加热至互溶，再采用非极性溶剂进行多次反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种萃取脱氮的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将含氮重油和极性溶剂进行互溶，得到混合液；(2)将所述混合液用非极性溶剂进行多次重复萃取，并将得到的多个萃取相混合后进行第一溶剂回收，得到第一回收液和脱氮油。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含氮重油的密度为800
‑
1200kg/m3，优选为950
‑
1100kg/m3；100℃运动黏度为8
‑
30mm2/s，优选为10
‑
15mm2/s；氮含量为0.01
‑
5wt％，优选为0.1
‑
1wt％；碱性氮含量为1
‑
1000mg/kg，优选为10
‑
500mg/kg；芳烃含量为20
‑
99wt％，优选为50
‑
90wt％；和/或，所述含氮重油选自催化裂化油浆、减压馏分油、减压渣油和焦化蜡油中的至少一种，优选为催化裂化油浆。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述极性溶剂的溶解度参数＞22(J
·
cm
‑3)
0.5
，优选为24
‑
28(J
·
cm
‑3)
0.5
；和/或，所述极性溶剂包括：主溶剂和可选的副溶剂；和/或，所述极性溶剂中主溶剂含量为90
‑
100wt％，优选为90
‑
99.9wt％，更优选为95
‑
99.5wt％；副溶剂含量为0
‑
10wt％，优选为0.1
‑
10wt％，更优选为0.5
‑
5wt％；和/或，所述主溶剂选自二甲基亚砜、环丁砜、糠醛、苯酚、N
‑
甲基吡咯烷酮和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的至少一种，优选为二甲基亚砜和/或环丁砜；和/或，所述副溶剂选自水、C1‑
C5的醇和苯甲醛中的至少一种，优选为水和/或C1‑
C5的醇；和/或，所述C1‑
C5的醇选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇和丁醇中的至少一种。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其中，所述互溶的温度为80
‑
200℃，优选为120
‑
160℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭东岳，崔华松，丁洛，王玉章，管翠诗，
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：