本發明涉及一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，屬于石油煉制加工。

背景技術：

1、目前，環烷酸脫除的方法主要從物理分離法與化學轉化法兩個方面進行考慮：一是破壞性地脫除環烷酸中的羧基；二是對環烷酸進行整體分離回收并加以利用。破壞性地脫除環烷酸分子中羧基的工藝路線主要有催化加氫脫酸、催化裂解脫酸、催化反應脫酸等；將環烷酸分離并回收利用的工藝路線主要有化學反應分離、吸附分離、溶劑萃取分離和膜分離等方法。在這些方法中，吸附分離技術用于原油脫酸具有很多優勢，避免了大量廢水廢物的產生，工藝流程簡單，但是傳統的吸附劑，如鋁土礦、沸石、硅膠、活性白土等脫酸效果較差。

2、近年來，離子液體以其獨特的物理化學性質成為原油脫酸研究的寵兒。現有技術中，李靜等人在文獻“離子液體脫除酸性油品中環烷酸的研究”中介紹通過兩步法合成一系列離子液體，將其應用于脫除油品中的環烷酸，并考察了不同結構的離子液體和不同工藝條件對脫酸效果的影響。研究發現在不添加金屬氯化物的情況下，隨著離子液體陽離子咪唑環上烷基鏈長的逐漸增加，其脫酸性能也逐漸提高。my175248a將四烷基氫氧化銨、氫氧化四烷基鏻或氫氧化膽堿溶解在去離子水中以形成離子液體，并將其與原油混合以脫除原油中的環烷酸，之后進行液液兩相的分離。但是，使用離子液體脫酸需要增加額外的分離工序，使得操作變得繁瑣，增加設備投資，同時容易向油品中引入雜質。將離子液體引入聚合物中可得到離子液體聚合物(pils)。pils是一類高分子鏈上至少含有一個離子中心，具有與常見離子液體結構類似的聚合物，這類聚合物同時具有離子液體和高分子的優良性能。因此，離子液體聚合物是原油脫酸領域極具潛力的吸附劑，只是尚未有石油酸脫除領域的相關研究報道。

3、此外，在吸附分離研究領域，電分離技術可以有效地強化吸附過程。電分離技術基于非線性電場理論，利用電泳和介電電泳兩種原理，優化電磁場梯度以強化吸附包括環烷酸在內的雜原子極性化合物。目前，電分離技術被廣泛應用于催化裂化油漿脫固體。現有技術中，cn112592736a使用高梯度電場分離技術強化填料對催化油漿中固體的吸附過程，使得處理后的油漿固含量低于50ppm。cn108359491a中高壓靜電分離裝置在中心銅電極和外殼之間形成非均勻分布的電場，擾流板使其內部的流場分布不均勻，有利于顆粒的吸附，提高了分離效率，脫固效果好；內部不使用填料，避免了堵塞現象的發生，反沖洗更加迅速，節約時間。但是，電分離技術應用于原油脫酸領域尚未見相關報道。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，通過固載化的咪唑類離子液體聚合材料為固相吸附油品中的環烷酸，并結合電分離技術強化吸附過程。

2、為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，該方法包括：

4、在電脫鹽裝置與常減壓裝置之間，并列設置兩臺交替工作的分離器，通過分離器進行脫酸作業和反沖洗作業，實現連續化脫酸過程，所述的分離器結構相同，該分離器為附加電場的立式固定床吸附裝置，該裝置內設置有填料床層，填料床層中設置電極板以提供靜電場；

5、進行脫酸作業時，原油經電脫鹽裝置脫水脫鹽后由分離器上部的進料噴嘴進入反應器中段的填料床層，填料床層上設有填料，通過電場被填料所吸附，分離時原油由上至下通過裝置，并從分離器底部的出料口離開至原油緩沖罐；當填料接近飽和吸附時，該裝置停止脫酸作業并開始反沖洗作業，而并列的另一臺分離器開始進行脫酸作業，進行反沖洗作業時，停止向裝置通入原油，切換至溶劑管路，通入反沖洗溶劑將填料吸附的環烷酸萃取出來，混合液通往溶劑回收工序。

6、優選的，所述的經電脫鹽裝置脫水脫鹽后的原油溫度為80－155℃，經過分離器的空速lhsv為1000－5000h－1。

7、優選的，所述的電極板施加的電場強度為0.1－5v。

8、優選的，所述的反沖洗溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、丙酮、四氫呋喃、正丁醇、醋酸乙酯、乙醚、異丙醚、二氯甲烷、氯仿、溴乙烷中的一種。

9、優選的，所述的填料為咪唑類離子液體聚合物。

10、優選的，所述的一種咪唑類離子液體聚合物的制備方法，該方法包括：

11、步驟一：將烯基咪唑與鹵代烷基胺或鹵代烴在溶劑中反應生成咪唑類離子液體；

12、步驟二：在自由基引發劑下，將步驟一的咪唑類離子液體與共聚單體發生自由基聚合反應，生成咪唑類離子液體聚合物。

13、優選的，步驟一所述的烯基咪唑為1－乙烯基咪唑、2－乙烯基咪唑、2－甲基－1－乙烯基咪唑、n－烯丙基咪唑、2－苯乙烯基－1h－咪唑或2－乙烯基－(9ci)－1h－苯并咪唑。

14、優選的，步驟一所述的鹵代烷基胺為3－氯丙胺、4－氯丁胺、4－溴－1－丁胺或5－溴戊胺；所述的鹵代烴為1－溴代正辛烷、1－氯癸烷、1－溴十二烷或1－溴十六烷。

15、優選的，步驟二所述的共聚單體為苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基吡啶或乙烯基萘。

16、優選的，步驟二所述的自由基引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、過氧化二苯甲酰、過氧化環己酮、過氧化二叔丁基或過氧化二異丙苯。

17、與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

18、(1)本發明使用連續性固相萃取技術脫除原油中的環烷酸，避免了發生化學反應導致原油性質發生改變。

19、(2)本發明通過電分離技術強化了填料的極性，促進環烷酸向填料上活性吸附位點移動，提高脫酸速率及脫酸深度。

技術特征：

1.一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，其特征在于，該方法包括：

2.根據權利要求1所述的一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，其特征在于，所述的經電脫鹽裝置脫水脫鹽后的原油溫度為80－155℃，經過分離器的空速lhsv為1000－5000h－1。

3.根據權利要求1所述的一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，其特征在于，所述的電極板施加的電場強度為0.1－5v。

4.根據權利要求1所述的一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，其特征在于，所述的反沖洗溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、丙酮、四氫呋喃、正丁醇、醋酸乙酯、乙醚、異丙醚、二氯甲烷、氯仿、溴乙烷中的一種。

5.根據權利要求1所述的一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，其特征在于，所述的填料為咪唑類離子液體聚合物。

6.根據權利要求5所述的一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，其特征在于，所述的一種咪唑類離子液體聚合物的制備方法，該方法包括：

7.根據權利要求6所述的一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，其特征在于，步驟一所述的烯基咪唑為1－乙烯基咪唑、2－乙烯基咪唑、2－甲基－1－乙烯基咪唑、n－烯丙基咪唑、2－苯乙烯基－1h－咪唑或2－乙烯基－(9ci)－1h－苯并咪唑。

8.根據權利要求6所述的一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，其特征在于，步驟一所述的鹵代烷基胺為3－氯丙胺、4－氯丁胺、4－溴－1－丁胺或5－溴戊胺；所述的鹵代烴為1－溴代正辛烷、1－氯癸烷、1－溴十二烷或1－溴十六烷。

9.根據權利要求6所述的一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，其特征在于，步驟二所述的共聚單體為苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基吡啶或乙烯基萘。

10.根據權利要求6所述的一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，其特征在于，步驟二所述的自由基引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、過氧化二苯甲酰、過氧化環己酮、過氧化二叔丁基或過氧化二異丙苯。

技術總結
本發明提供一種電場耦合連續性固相萃取脫除石油酸的工藝方法，屬于石油煉制加工技術領域。該工藝是在電脫鹽裝置與常減壓裝置之間，并列設置兩臺交替工作的分離器，分離器中設置有填料與電場，裝置處于脫酸作業時，原油中的環烷酸通過電場被填料所吸附，實現高效分離，裝置處于反沖洗作業時，反沖洗溶劑將填料吸附的環烷酸萃取出來并送至溶劑回收工序，分離和反沖洗工序自動切換、循環進行。本發明使用連續性固相萃取技術脫除原油中的環烷酸，避免了發生化學反應導致原油性質發生改變，通過電分離技術強化了填料的極性，促進環烷酸向填料上活性吸附位點移動，提高脫酸速率及脫酸深度。

技術研發人員：劉志強,張紅宇,馬瑞杰,許金山,張健,李海燕
受保護的技術使用者：中國石油化工股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28