石油及炼油厂下脚料脱黑方法 本发明涉及一种石油及炼油厂下脚料的脱黑方法。
石油的基本成分是烃类，此外还含有非烃类和其它高分子化合物。非烃类部分主要是烃的含氧、氮或硫的衍生物及微量的金属元素。其中含硫化合物，对石油的加工过程及产品的品质都会造成不良的影响，同时还是石油呈黑褐色的主要因素。石油化工生产过程中的渣油及下脚料，由于非烃类化合物的浓缩和富集，以及加工过程中的积炭，往往只能用作重油组份或沥青使用。如何提高这些宝贵资源的使用价值，目前仍是急待解决的重大课题。本发明针对这一问题，提出了一种脱黑方法，利用此方法不仅极大的提高石油产品品质，而且拓展了对渣油及炼油厂下脚料的进一步开发和利用。
目前，我国大型石油化工厂在进行石油冶炼之前，一般对原油不做脱黑处理，这样做有很大的弊端，因为石油中呈黑物不仅极大的影响石油化工产品品质，而且呈黑成分中的一些含硫化合物可导致石油化工生产过程中催化剂发生中毒，影响石油产品的进一步深加工。如何行之有效地使石油脱黑并提高渣油及炼油厂下脚料的使用价值，缓解日益严重的能源危机是我们所面临地棘手问题。
本发明基于这样的构思提出了对石油、炼油厂渣油及下脚料进行化学脱黑。石油中烷烃的稳定性主要来自于非活性碳—碳键及碳—氢键。它们缺少孤对电子和空轨道，键能大、化学稳定性高。一般情况下，不与无机试剂发生化学反应。而石油中非烃类的含氧、氮或硫的衍生物其主要结构特征为碳—杂原子键。这些杂原子都具有孤电子对，有与有空轨道的金属原子或离子形成配合物的条件。如能找到一个合适的金属离子作为中心离子，使该金属离子能与石油中非烃类衍生物进行预配位，然后再加入另一个络合能力更强的化合物作为另一个配位体，使两配位体之间共同争夺该中心离子，则可达到降低石油中非烃类衍生物碳—杂原子键的键能，特别地，碳—硫原子键的键能，从而降低该类反应活化能，使石油中主要呈黑的硫以硫化物的形式除去，达到催化脱黑的目的。
本方法使用Ca2+—乙二胺四乙酸为脱黑剂，利用Ca2+作为中心离子，与非烃类物中所含氮、氧及硫原子的孤对电子形成预配位络合物，然后在此体系中加入络合能力更强的乙二胺四乙酸与非烃类衍生物争夺Ca2+金属离子，从而减弱碳—氮、碳—氧，特别是碳—硫键的键能，降低了该反应的活化能，使碳—杂原子键较易断裂，其中的杂原子，特别是硫元素，与石油中微量的金属元素作用，以稳定硫化物的形式沉淀，这样就使石油中非烃类上的硫元素及石油中微量的金属元素得以除去，并使脱黑反应在常压及不太高的温度下进行。
在常压下(101千帕)，首先在待处理物料中加入总物料量10-15％的Ca2+化合物，搅拌下加热至50-150℃，维持反应在30min，然后再加入总物料量5-10％的乙二胺四乙酸，搅拌下继续维持反应温度在50-150℃，直至被处理物料颜色由黑褐色转为红棕色后反应完成，静置分层，倾出上层红棕色液体，弃去下层黑褐色沉淀，脱黑处理过程完成。
本方法脱黑效果甚优，经此方法脱黑后产品感官上呈红棕色，脱黑反应条件温和，反应所需能耗较低，减少环境污染，降低生产设备投资，操作工艺简单，极大降低了生产成本，不仅对石油化学工业工艺是一次革命性的突破，而且对石油产品品质的提高及渣油和下脚料的综合开发利用都有着极高的经济价值。
以下是石油脱黑方法实施例。在常压下，向反应釜待处理物料中首先加入总物料量10-15％的含Ca2+化合物，搅拌下加热至50-150℃，并维持此温度30min，然后再加入总物料量5-10％的乙二胺四乙酸，搅拌下继续维持反应温度在50-150℃，待物料黑色脱至红棕色时反应完成。静置片刻，待两相分层清晰，趁热倾出上层液体，弃去反应釜下层沉淀，脱黑处理过程完成。经这样处理后的石油呈红棕色液体，脱黑处理后的石油用于石油工业的进一步加工，避免了石油后续深加工过程中硫化物使催化剂中毒，并简化了操作工艺，石油产品的质量及商品的外观价值有很大的提高。
以下是炼油厂下脚料脱黑方法实施例。在常压下，向反应釜待处理物料中首先加入总物料量15-20％的含Ca2+化合物，搅拌下加热至50-150℃，并维持此温度30min，然后再加入总物料量10-15％的乙二胺四乙酸，搅拌下继续维持反应温度在50-150℃待物料黑色脱至红棕色时反应完成。静置片刻，待两相分层清晰，趁热倾出上层液体，弃去反应釜下层沉淀，脱黑处理过程完成。经这样处理后的炼油厂下脚料呈红棕色液体，作为石油化工进一步深加工的原料，极大的提高了炼油厂下脚料的经济价值，对简化生产工艺，降低生产成本，最大限度的利用能源，减少副产物的排放，实现可持续发展战略有革命性的意义。