煤基直接液化馏分油中痕量金属的脱除方法技术

本发明专利技术涉及一种煤基直接液化馏分油中痕量金属的脱除方法，具体而言，采用复合脱除剂与喷气燃料精过滤器过滤，并为此开发了相关的复合脱除剂，有效地脱除煤基直接液化馏分油中痕量金属，特别是钙、镁等金属。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，具体而言，采用复合脱除剂与喷气燃料精过滤器技术，并为此开发了相关的复合脱除剂，从而有效地脱除煤基直接液化馏分油中痕量金属，特别是钙、镁等金属。
技术介绍
随着目前全球范围内石油能源的日趋紧张，人们正在将研究的兴趣逐步转向煤直接液化生产油品的方向上来。我国是煤炭大国，煤炭资源丰富，将煤直接液化生产各种油料具有重要的战略意义。然而由于从地层中开采出来的煤炭往往含有很多杂质，这导致由煤炭直接液化得到的馏分中金属杂质的种类多，含量高等缺点，其中特别是钙和镁含量较其它金属高出很多。为了保证飞机飞行过程的安全，对航空用喷气燃料的杂质含量要求要高于一般车辆用燃料的标准。由于煤炭直接液化得到的馏分油中金属含量较高，因此不能直接作为航空喷气燃料使用，除去煤炭直接液化得到的馏分油中的痕量金属一直是人们关心的热点问题。目前对油料中金属杂质的 去除主要依靠脱金属剂再配以电场等方法来实现，脱金属剂具体可大致分为两类:一类是沉淀剂，主要是磷酸盐类物质，例如CN1054261和CN1055552中所公开的沉淀剂等；另一类为螯合剂，如CN87105863和CN1267707中所公开的螯合剂等。但这些现有技术存在的问题在于对油品或馏分中痕量金属的脱除效果不够理想，处理后钙和镁等金属含量仍高于lmg/kg。然而由于喷气燃料对金属元素的含量要求极高，铝、钙、钴、铬、铜、铁、钾、镁、锰、钥、钠、镍、铅、钯、钼、锡、锶、钛、钒、锌二十种金属元素单种金属含量不高于0.lmg/kg，二十种金属元素总含量不高于lmg/kg。故上述针对石油馏分的各种方法并不能很好的除去煤直接液化馏分中的痕量金属杂质。
技术实现思路
针对上述现有技术的问题，本专利技术的专利技术人开发了一种除去煤直接液化馏分中的痕量金属杂质的新方法。在本专利技术的方法中采用复合脱除剂与喷气燃料精过滤器过滤，另外针对所采用的喷气燃料精过滤器针对性的开发了复合脱除剂，从而高效的除去煤直接液化馏分中的金属杂质。根据本专利技术的煤直接液化馏分中的金属杂质的除去方法包括以下步骤:I)将煤直接液化馏分加入复合脱除剂，搅拌均匀；2)边加热边搅拌升温至60至80°C，恒温搅拌2至3小时；3)馏分降温至常温，静置，放掉底部的复合脱除剂层；4)将步骤3)中得到的产物通过孔径为0.1至1.Ομπι的滤膜过滤，孔径优选为0.45 μ m05)将步骤4)中得到的产物通过喷气燃料精过滤器，除去馏分中溶解的水分和机械杂质。优选地，根据本专利技术的除去痕量金属杂质的方法可进一步重复步骤I) 3) —次或多次。其中步骤I)中采用的复合脱除剂包括:a)选自丁二酮肟、乙酰基丙酮和8-羟基喹啉中任意一种的螯合剂，其容易与钙、镁离子形成螯合物，所述螯合剂组分占复合脱除剂总重量的70至95% ；b)选自丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇和丁二醇中任意一种的相转移剂，所述相转移剂占复合脱除剂总重量的2至18% ；c)选自乙二醇甲醚、十二烷基硫酸钠和吐温60中任意一种的表面活性剂，所述表面活性剂占复合脱除剂总重量的0.2至12% ；d)余量的水。根据本专利技术的一个优选的技术方案，所述复合脱除剂包括:a)占复合脱除剂总重量的82至95%的螯合剂；b)占复合脱除剂总重量的2至12%的相转移剂；c)占复合脱除剂总重量的0.2至9%的表面活性剂；和d)余量的水。根据本专利技术的再一个优选的技术方案，所述复合脱除剂包括:a)占复合脱除剂总重量的87至94%的螯合剂；b)占复合脱除剂总重量的3.5至8.7%的相转移剂；c)占复合脱除剂总重量的0.4至6.3%的表面活性剂；和d)余量的水。根据本专利技术的再一个优选的技术方案，所述复合脱除剂包括:a)占复合脱除剂总重量的92.6%的螯合剂；b)占复合脱除剂总重量的5.7%的相转移剂；c)占复合脱除剂总重量的0.53%的表面活性剂；和d)余量的水。其中所述螯合剂优选为8-羟基喹啉，所述相转移剂优选为丁二醇，所述表面活性剂优选为乙二醇甲醚。另外复合脱除剂的加入量为基于煤直接液化馏分重量的5至300mg/kg,优选为15至200mg/kg,最优选为80至125mg/kg。有益效果本专利技术的去除方法操作简便、设备改造不复杂，能够有效的除去煤基直接液化馏分油中的痕量金属。通常煤基直接液化馏分油中含有约几十至几百mg/kg的痕量金属，通过本专利技术的方法可以将痕量金属降低至μ g/kg级，即痕量金属含量可降低数百至上千倍。同时本专利技术的方法有效降低成本，并提高了脱除效率，适合大规模工业化生产应用。具体实施例方式下面将详细描述本专利技术。在本专利技术的除去方法中，步骤4)中所采用的滤膜并无特别限制，其孔径为0.1至1.0 μ m，优选为0.45 μ m。所述滤膜的微孔直径均一，基本约99%以上的微孔都处于很小的区间。这样可以将煤基直接液化馏分油中的含有金属元素的无机颗粒过滤掉。所述步骤4)中所采用的滤膜可以采用市售可得的现有产品，只要其符合本专利技术的方法的关于滤膜的要求即可，例如可以为Milipore公司生产的TYPE GS0.22 μ m、TYPEHA0.45 μ m 和 Filter 公司生产的 Membranes0.8 μ m 滤膜。所述的步骤5) 中所采用的喷气燃料精过滤器可以采用市售可得的现有产品，只要符合GB/T21358《喷气燃料过滤分离器通用技术规范》即可，例如Velcon Filter LLC公司、FAUDI Aviation、北京滤清器厂生产的喷气燃料精过滤器。本专利技术采用的精过滤器中起到过滤作用的主要是高密度无纺玻璃纤维层，所述玻璃纤维层纵横错综排列着玻璃纤维，从而形成许多网状微孔。现有技术中采用的脱除剂，由于采用的组分不同，往往容易造成所述精过滤器中玻璃纤维层的破坏，缩短精过滤器的使用寿命。为除掉馏分中油溶性的金属元素，本专利技术开发了一种复合脱除剂，所述复合脱除剂能够有效除掉馏分中的痕量金属，同时不会对精过滤器中起到过滤作用的主要是高密度无纺玻璃纤维层造成明显的损害。根据本专利技术的复合脱除剂其中采用选自丁二酮肟、乙酰基丙酮和8-羟基喹啉中的一种作为螯合剂，优选为8-羟基喹啉，其容易与钙、镁离子形成螯合物，所述螯合剂组分占复合脱除剂总重量的70至95%，优选为82至95%，更优选为87至94%，最优选为92.6%。如果所选择的螯合剂为小分子螯合剂，例如乙酸、丙酸等，虽然其亲水性高，但由于其容易与金属颗粒发生反应，同时对设备有一定的腐蚀性，因此不宜作为本专利技术的螯合剂使用；如果所选择的螯合剂的分子量过大，则螯合剂与金属形成的螯合分子过大，容易造成精过滤器中的玻璃纤维层中微孔的堵塞等问题。因此本专利技术的专利技术人通过实验发现丁二酮肟、乙酰基丙酮和8-羟基喹啉作为本专利技术的螯合剂效果最佳，其中尤以8-轻基喹啉为最佳。另外当所述螯合剂组分占复合脱除剂的总重量低于70%时，螯合效果不充分，不能充分除去油品中的痕量金属杂质，当螯合剂用量高于95%时，除去痕量金属杂质不再显著提高，不够经济。在本专利技术的复合脱除剂中所述相转移剂为选自丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇和丁二醇中的任意一种，优选为丁二醇。所述相转移剂占复合脱除剂总重量的2至18%，优选为2至12% ;更优选为3.5至8.7%，最优选为5.7%。在本专利技术的复合脱除剂中所述表面活 性剂选自乙二醇甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从煤直接液化馏分中的金属杂质的除去方法，包括以下步骤：1)将煤直接液化馏分加入复合脱除剂，搅拌均匀；2)边加热边搅拌升温至60至80℃，恒温搅拌2至3小时；3)馏分降温至常温，静置，放掉底部的复合脱除剂层；4)将步骤3)中得到的产物通过孔径为0.1至1.0μm的滤膜过滤，孔径优选为0.45μm；5)将步骤4)中得到的产物通过喷气燃料精过滤器，除去馏分中溶解的水分和机械杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文杰，陈茂山，王树雷，段晓军，赵升红，贾振斌，刘多强，杨东，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军油料研究所，中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司，中国神华煤制油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：