[發明專利]具有核殼結構的非酸性原油脫金屬劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711419084.2
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108264925B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 曹發海;許軍;耿桐;陳麗妹;任滿年
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F226/06;C08F226/10;C08F212/14;C10G21/20;C10G32/02
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽;曾人泉

1.一種具有核殼結構的非酸性原油脫金屬劑，其特征在于，是由具有核殼結構的有機-無機雜化材料、其核為納米或微米級的無機粒子，其殼層為兩親性、鏈上接枝有強金屬螯合能力的官能團的聚合物；

其中，所述殼層為聚合物鏈段中含有吡咯烷酮、吡啶、冠醚、咪唑、咔唑和/或水楊醛官能團一種或幾種的聚合物。

2.如權利要求1所述的具有核殼結構的非酸性原油脫金屬劑，其特征在于，所述核為納米或微米級的二氧化硅(SiO₂)、三氧化二鋁(Al₂O₃)、四氧化三鐵(Fe₃O₄)或二氧化鈦(TiO₂)的一種。

3.如權利要求1所述的具有核殼結構的非酸性原油脫金屬劑的制備方法，其特征在于，含有以下步驟：

(1)制備納米或微米級無機粒子

將納米或微米級無機粒子在超聲波振蕩器中用10％的鹽酸(HCl)處理0.5～2小時，靜置4～6小時；然后以去離子水過濾洗滌至中性，置于恒溫烘箱烘干備用；

(2)制備中間體

以二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯或四氫呋喃為反應溶劑，用步驟(1)烘干的納米或微米級無機粒子與硅烷偶聯劑KH560或KH570進行反應，所述KH560或KH570的加入量為納米或微米級無機粒子質量的0.5～1倍，反應溫度為80～125℃，反應時間為4～6h，攪拌速度為300～500r/min，過濾、烘干，得到中間體；

(3)制備脫金屬劑

將步驟(2)得到的中間體與官能團單體在反應溶劑中反應，得到螯合劑；其中，引發劑的加入量為中間體質量的0.03～0.2倍，官能團單體的質量比為中間體質量的0.25～3倍，反應溫度為60～90℃，反應時間為6～12h，攪拌速度為300～600r/min；反應后冷卻至室溫，過濾干燥后得到脫金屬劑。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述納米或微米級無機粒子為二氧化硅(SiO₂)、三氧化二鋁(Al₂O₃)、四氧化三鐵(Fe₃O₄)、二氧化鈦(TiO₂)的一種。

5.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述引發劑為偶氮二異丁腈(AIBN)、氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)或3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷(IPTMS)的一種。

6.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述官能團單體為乙烯基咪唑、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咔唑、乙烯基水楊醛、乙烯基吡啶或4-乙烯基苯并-18-冠醚-6的一種。

7.如權利要求1所述的具有核殼結構的非酸性原油脫金屬劑在對非酸性原油進行金屬脫除中的應用。

8.如權利要求7所述的應用，其特征在于，含有以下步驟：

(1)原油預熱及脫金屬劑的加入

將非酸性原油預熱至90℃，將具有核殼結構的脫金屬劑加入預熱好的原油中，所述脫金屬劑的加入量為非酸性原油中鎳質量的2～10倍或鈣質量的2倍、水的加入量是原油質量的0～0.2倍，破乳劑FC-9303的加入量為10ppm；用高速剪切機進行乳化，混合強度為8kr/min，混合時間為1min，獲得預熱并加入脫金屬劑的原油；

(2)進行電脫鹽

將步驟(1)獲得的預熱并加入脫金屬劑的原油放入電脫鹽儀中進行電脫鹽，使水與原油分離，其工藝條件為：溫度130℃，恒溫10分鐘；低壓強度800V，低壓時間20min；高壓強度1600V，高壓時間7min；沉降時間60min，分離原油與電脫鹽廢水，脫除非酸性原油中的金屬，獲得電脫鹽后的非酸性原油；

(3)采集分析物

①采集物程序升溫處理

采集步驟(2)電脫鹽后的非酸性原油進行分析：稱取電脫鹽后的原油放入石英坩堝中，之后將其移入馬弗爐中進行程序升溫：

由室溫經過50分鐘升至100℃，停留1小時；

由100℃經過50分鐘升至200℃，停留1小時；

由200℃經過50分鐘升至300℃，停留1小時；

由300℃經過100分鐘升至500℃，停留5小時；

結束程序升溫，將溫度降至室溫；

②濃縮并水解

將燒好后的組分用15ml、2％的鹽酸溶液和15ml、2％硝酸溶液溶解，然后在電爐上加熱蒸發，濃縮至3ml停止加熱；用去離子水定容于100ml的容量瓶中；

③空白試驗

在步驟①進行的同時，將一只潔凈的石英坩堝同時進行完整的分析過程，用以對照測定實驗過程中會帶入的金屬含量以保證數據的準確性；

(4)分析測定

將步驟(3)采集的分析物用電感耦合等離子發射光譜(ICP-AES)測定油樣的金屬含量，