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进入21世纪,世界范围内石油资源的重质化、劣质化程度加大,重质或劣质原油中存在含量较高的钙、镁等金属元素,给原油加工带来一系列严重危害。因此,研制与炼厂现有的电脱盐装置配合使用的高效原油脱钙剂,有效脱除原油中钙及其它金属元素,实现原油的深度预处理,对于重质原油及劣质原油的加工是十分必要的。 本文以锦州石化公司提供的辽河稠油和多巴原油,按一定比例混合而成的混合原油为研究对象,基于对脱钙机理的分析,结合软硬酸碱理论、有效官能团及配位体齿数的选择,利用分子设计并合成出不含磷的环境友好型液态MPTT型原油脱钙剂。对MPTT型脱钙剂的低温水溶性的评价结果表明,在-22℃时,MPTT型液态脱钙剂仍保持液体状态,可满足在我国北方地区冬季严寒气候条件下使用的要求。通过对MPTT型原油脱钙剂脱钙性能评价的正交实验结果的极差分析,确定了影响混合原油脱钙效果的因素显著性程度为:剂钙比>注水量>破乳剂用量>弱电场场强>强电场作用时间>沉降时间>强电场场强>温度>弱电场作用时间;而MPTT型原油脱钙剂的适宜应用条件为:剂钙摩尔比1.12,破乳剂加量30μg/g,注水量6%,温度135℃,弱电场350V/cm,弱电场作用时间4min,强电场1000V/cm,强电场作用时间10min,沉降时间40min:在此条件下,脱钙率最高为93.35%,同时对Na、Mg也有较好的脱除效果,对Fe、Al有一定的脱除效果,但对Ni、V的脱除效果较差,这可能与原油中的Ni、V主要以卟啉的存在形式有关。 为了减缓MPTT型脱钙剂对碳钢设备或管线的腐蚀,筛选合适的缓蚀剂与其复配,腐蚀性评价结果表明:JH型缓蚀剂具有良好的缓蚀效果;考察JH型缓蚀剂对MPTT型脱钙剂性能影响的实验结果表明:加入JH型缓蚀剂后,原油中Ca的脱除率略有降低,但仍保持在90%以上;同时Ni和V的脱除率有所提高,这说明JH型缓蚀剂对MPTT型脱钙剂的脱金属性能无明显的负面影响。 综上所述,本文研制的液态MPTT型脱钙剂,既具有很好的脱钙性能,对其它金属元素又具有一定的脱除能力,此外还具有较好的低温水溶性,可满足我国北方地区冬季严寒气候条件下原油脱金属的需要,并且通过复配合适的缓蚀剂,有效降低了MPTT型脱钙剂对设备的腐蚀,为加工重质或劣质原油的炼化企业提供一项实用的原油深度预处理脱金属技术。