CN105861033A - 一种基于磁性絮凝剂去除焦化汽油中微量焦粉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于磁性絮凝剂去除焦化汽油中微量焦粉的方法，边搅拌边向焦化汽油中加入磁性絮凝剂Fe3O4‑EC，加入过程控制焦化汽油的温度在40℃以下，继续搅拌至磁性絮凝剂完全分散于焦化汽油中，再在磁场的作用下沉降分离。本发明方法采用具有磁性的絮凝剂Fe3O4‑EC，在磁场的作用下，使焦化汽油中微量的焦粉沉淀去除。经测试，本发明方法后所得焦化汽油中焦粉的去除率为99％。沉降分离出的絮凝剂经过清洗后，可重新作为絮凝剂回收利用。

Description

一种基于磁性絮凝剂去除焦化汽油中微量焦粉的方法
技术领域
本发明涉及一种焦化汽油中微量焦粉的去除方法，属于石油化工领域。
背景技术
延迟焦化是将石油炼制企业的低价值劣质渣油、污油以及油泥等(以及高酸原油)进行加热裂解、缩合，从而转变为高价值的液化气、汽油、柴油、蜡油等产品和干气、石油焦等副产品的二次加工工艺。由于延迟焦化工艺原料适应范围广、轻油收率高、投资和操作费用低，已成为当今石油炼制企业渣油特别是劣质渣油加工的主要手段。焦化馏分油(焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油)中烯烃以及硫、氮、硅等杂原子含量高，安定性差，不能直接作为产品使用。为使焦化馏分油满足终端产品标准，必须进行后续加工(加氢精制、催化裂化等)。而焦化馏分油通常不同程度携带焦粉。这些焦粉进入后续加工装置后，在催化剂表面沉积，使催化剂床层压力降升高，催化剂床层发生架桥、偏流等现象，最终导致催化剂失活。当焦粉进入高压换热器时，易使高压换热器结垢堵塞，影响换热效果，严重时必须停工清洗，从而缩短了整个装置的开工周期。因此脱除焦化馏分油中的焦粉显得十分重要。
自动反冲洗过滤器是目前脱除焦化馏分油中焦粉的核心方法，虽然基本能满足生产需要，但却有很多缺点：切换频繁，经常因压差超大而自动停运，而且装置购置费用和维护成本高，20μm以下的焦粉粒径小、密度低，很难去除，而常用的高精密过滤器很容易堵塞。微旋流分离技术在脱除焦化馏分油焦粉方面的研究应用近年来受到关注。李志明等设计了25mm液－固微旋流分离器，在进口焦粉颗粒平均粒径为25μm、流量为0.86m3/h、分流比为5％时，分离效率在92％以上，分割粒径为6μm，适用于含焦粉焦化油品的分离净化。要使微旋流分离技术在焦化馏分油脱焦粉方面取得高效、稳定的运行效果，还需对微旋流分离器内流动过程进行大量研究。
焦化馏分油中的焦粉一般颗粒粒径小，基本上属于微米及亚微米甚至纳米级颗粒；另外，一般焦粉与馏分油的密度差小，典型的是焦油中的固体颗粒与焦油的密度差仅为30～70Kg/m3，不同焦化装置油分携带的焦粉性质各异，焦粉密度一般在1500Kg/m3以下。以上两大特点分别是目前影响过滤技术和旋流技术在焦化馏分油脱焦粉领域的主要原因。
焦化汽油又称焦化石脑油，是延迟焦化过程生产得到的初馏点至180(205℃)的馏分。焦化汽油的硫含量、烯烃含量高，马达法辛烷值较低(约在60左右)，安定性差(溴价40～60gBr/100g)，经过稳定后的焦化汽油只能作为半成品。焦化汽油的焦粉含量为200mg/L，焦粉颗粒平均为22μm，焦粉颗粒的真密度为1450Kg/m3，焦化汽油密度725Kg/m3。
发明内容
本发明目的在于克服了上述方法无法去除微量焦粉的技术问题，提供了一种焦化汽油中微量焦粉的去除方法，采用絮凝和磁性沉降方法去除焦化馏分油的微量焦粉。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
一种基于磁性絮凝剂去除焦化汽油中微量焦粉的方法，边搅拌边向焦化汽油中加入磁性絮凝剂Fe3O4-EC，加入过程控制焦化汽油的温度在40℃以下，继续搅拌至磁性絮凝剂完全分散于焦化汽油中，再在磁场的作用下沉降分离。
优选的，所述磁性絮凝剂的加入量为焦化汽油质量的2％。
优选的，加入过程控制焦化汽油的温度为25℃。
进一步优选的，继续搅拌10min。
优选的，磁场强度为0.1～0.3T。
进一步优选的，将加有磁性絮凝剂Fe3O4-EC的焦化汽油置于磁铁上，静置60min，即可。
本发明方法所采用的磁性絮凝剂Fe3O4-EC的制备方法如下：
将具有絮凝破乳性能的乙基纤维素连接到具有超顺磁性的Fe3O4微粒表面上，即得亲油性的磁性絮凝剂，即Fe3O4-EC。为了使Fe3O4与EC能化合键合，需对Fe3O4进行表面处理、对EC进行溴化处理。具体步骤如下：
1.制备Fe3O4：
称取六水合三氯化铁27.72g、、七水合硫酸亚铁47.11g溶解到800ml去离子水中，加入225ml氨水(浓度为25％)，使水溶液的pH为9.5左右，获得氢氧化铁沉淀。氢氧化铁沉淀老化12小时，再在磁场下用去离子水洗涤沉淀3次，除去无磁性的铁化合物及阴离子如硫酸根离子、氯离子等，过滤沉淀、40℃下真空干燥12小时，得Fe3O4。
2.Fe3O4/Si(OH)4
取Fe3O417.26g，用超声细胞粉碎机超声分散到1000ml去离子水中，将75ml硅酸钠缓慢滴加到上述溶液中，并加入0.3mol/L的硫酸调节pH到9.5左右。在40℃下搅拌3小时后加热到95℃恒温1小时，使硅酸钠在Fe3O4上水解沉淀。在磁场下用去离子水洗涤固体物质3次，将所得固体在水蒸汽中继续水解1小时，最后将固体放在105℃干燥1小时可得Fe3O4/Si(OH)4。
3.Fe3O4/Si(OH)4表面胺化：
将17g Fe3O4/Si(OH)4分散在100ml的甲苯中(超声分散10分钟)，再缓慢滴加45ml二甲基甲酰胺，沸腾回流4小时，降温到室温后用甲苯与乙醇交替磁洗3次，并放入真空干燥器干燥得表面胺化的Fe3O4/Si(OH)4。
4.溴化乙基纤维素制备：
称取8g乙基纤维素溶解到200ml四氢呋喃中，再加入0.8ml吡啶溶液，命名为混合液A。将2-溴代异丁酰溴(98％)1.2ml用四氢呋喃定容到10ml，将混合液命名为B。将B混合液缓慢滴加到A中(A的温度控制在0℃)。在40℃下搅拌反应3小时，再室温搅拌反应24小时，用去离子水与四氢呋喃交替洗涤产物3次，得白色固体——溴化乙基纤维素。
5.合成Fe3O4-EC：
用300ml的四氢呋喃溶解6g氨化的Fe3O4/Si(OH)4和1g的溴化乙基纤维素，加入2ml吡啶，室温搅拌反应48小时，结束后用四氢呋喃磁洗，真空干燥室干燥即得Fe3O4-EC。
本发明有益效果：
本发明方法采用具有磁性的絮凝剂Fe3O4-EC，在磁场的作用下，使焦化汽油中微量的焦粉沉淀去除。经测试，本发明方法后所得焦化汽油中焦粉的去除率为99％。沉降分离出的絮凝剂经过清洗后，可重新作为絮凝剂回收利用。
为了进一步说明本发明的实质，对采用本发明方法后的焦化汽油进行了实验分析。
焦化汽油中焦粉的含量分析：利用孔径为0.20μm的微孔滤膜进行过滤，称重获得焦粉重量。
实验结果：
表1 不同磁性絮凝剂用量时焦化汽油中的焦粉去除率
温度25℃，搅拌10min,沉降60min
表2 磁性絮凝剂重复利用情况(焦化汽油)
由上述对比实验数据可得，本发明方法的最佳条件为：温度25℃、絮凝剂用量2％、搅拌10min、沉降60min。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明
实施例1：
焦化汽油的采集：来自某炼油厂，焦化汽油的焦粉含量为200mg/L，焦粉颗粒平均为22μm，焦粉颗粒的真密度为1450Kg/m3，焦化汽油密度725Kg/m3。
磁性絮凝剂Fe3O4-EC的准备：
1.制备Fe3O4：
称取六水合三氯化铁27.72g、、七水合硫酸亚铁47.11g溶解到800ml去离子水中，加入225ml氨水(浓度为25％)，使水溶液的pH为9.5左右，获得氢氧化铁沉淀。氢氧化铁沉淀老化12小时，再在磁场下用去离子水洗涤沉淀3次，除去无磁性的铁化合物及阴离子如硫酸根离子、氯离子等，过滤沉淀、40℃下真空干燥12小时，得Fe3O4。
2.Fe3O4/Si(OH)4
取Fe3O417.26g，用超声细胞粉碎机超声分散到1000ml去离子水中，将75ml硅酸钠缓慢滴加到上述溶液中，并加入0.3mol/L的硫酸调节pH到9.5左右。在40℃下搅拌3小时后加热到95℃恒温1小时，使硅酸钠在Fe3O4上水解沉淀。在磁场下用去离子水洗涤固体物质3次，将所得固体在水蒸汽中继续水解1小时，最后将固体放在105℃干燥1小时可得Fe3O4/Si(OH)4。
3.Fe3O4/Si(OH)4表面胺化：
将17g Fe3O4/Si(OH)4分散在100ml的甲苯中(超声分散10分钟)，再缓慢滴加45ml二甲基甲酰胺，沸腾回流4小时，降温到室温后用甲苯与乙醇交替磁洗3次，并放入真空干燥器干燥得表面胺化的Fe3O4/Si(OH)4。
4.溴化乙基纤维素制备：
称取8g乙基纤维素溶解到200ml四氢呋喃中，再加入0.8ml吡啶溶液，命名为混合液A。将2-溴代异丁酰溴(98％)1.2ml用四氢呋喃定容到10ml，将混合液命名为B。将B混合液缓慢滴加到A中(A的温度控制在0℃)。在40℃下搅拌反应3小时，再室温搅拌反应24小时，用去离子水与四氢呋喃交替洗涤产物3次，得白色固体——溴化乙基纤维素。
5.合成Fe3O4-EC：
用300ml的四氢呋喃溶解6g氨化的Fe3O4/Si(OH)4和1g的溴化乙基纤维素，加入2ml吡啶，室温搅拌反应48小时，结束后用四氢呋喃磁洗，真空干燥室干燥即得Fe3O4-EC。
去除微量焦粉的方法：在500ml烧杯加入200ml采集的焦化汽油，控制温度25℃，加入2％的磁性絮凝剂Fe3O4-EC，搅拌10min，再在磁场作用下沉降分离(烧杯放置在磁铁上，静置60min)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于磁性絮凝剂去除焦化汽油中微量焦粉的方法，其特征在于：边搅拌边向焦化汽油中加入磁性絮凝剂Fe3O4-EC，加入过程控制焦化汽油的温度在40℃以下，继续搅拌至磁性絮凝剂完全分散于焦化汽油中，再在磁场的作用下沉降分离。
2.根据权利要求1所述的基于磁性絮凝剂去除焦化汽油中微量焦粉的方法，其特征在于：所述磁性絮凝剂的加入量为焦化汽油质量的2％。
3.根据权利要求1所述的基于磁性絮凝剂去除焦化汽油中微量焦粉的方法，其特征在于：加入过程控制焦化汽油的温度为25℃。
4.根据权利要求1所述的基于磁性絮凝剂去除焦化汽油中微量焦粉的方法，其特征在于：继续搅拌10min。
5.根据权利要求1所述的基于磁性絮凝剂去除焦化汽油中微量焦粉的方法，其特征在于：磁场强度为0.1～0.3T。
6.根据权利要求4所述的基于磁性絮凝剂去除焦化汽油中微量焦粉的方法，其特征在于：将加有磁性絮凝剂Fe3O4-EC的焦化汽油置于磁铁上，静置60min，即可。
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