碱洗脱氯的方法研究

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1、 学号：11013230344 毕业论文碱洗法对轮胎顶线油的脱氯研究Research on alkali washing dechlorination of chloride in the tire top line oil 学院 化工学院 专业 石油化工生产技术 班级 10-3 学生 321 指导教师（职称） 123（教授） 论文时间 2014年3月10日至2014年6月10日广东石油化工学院专科毕业设计（论文）诚信承诺保证书本人郑重承诺：碱洗脱氯方法的研究毕业设计（论文）的内容真实、可靠，是本人在周如金指导教师的指导下，独立进行研究所完成。毕业设计（论文）中引用他人已经发表或未发表的成果、

2、数据、观点等，均已明确注明出处，如果存在弄虚作假、抄袭、剽窃的情况，本人愿承担全部责任。 学生签名： 年 月 日广东石油化工学院本科毕业(设计)论文目录广东石油化工学院专科毕业设计（论文）诚信承诺保证书2摘要1一、前言3二、文献综述42.1、轮胎热解油的背景42.2、氯的危害42.2.1氯对设备的腐蚀42.2.2、使催化分馏塔结盐52.2.3、催化剂中毒52.3、现有的脱氯方法52.3.1、无机氯的脱除方法52.3.2、有机氯的脱除方法6三、实验部分93.1:主要试剂与仪器93.2：实验操作93.2.1：20%NaOH溶液的制备93.2.2：加热回流93.2.3：氯的检测方法103.2.4 L

3、C-4型通用微机库伦仪的结构与操作条件10四、合成条件优化124.1、单因素试验及分析124.1.1 反应温度对实验的影响124.1.2、反应时间对脱氯的影响134.1.3、物料配比对脱氯的影响15五、正交实验的分析175.1、实验因素和水平的确定175.2、正交实验的安排及其最优操作确定175.3、正交试验结果分析185.4、正交试验因素与脱氯率的关系图19六、结论21参考文献22致谢24摘要摘要以轮胎顶线油为研究对象，采用碱洗法对其进行脱氯。采用微库仑仪对轮胎顶线油中的氯化物进行定量分析，并对碱洗法采用单因素试验探讨反应时间、反应温度、物料配比对脱氯的影响，并采用正交试验寻找其较佳的操作工

4、艺条件。结果表明：碱洗法的脱氯较佳工艺条件为：反应温度为100 、反应时间为4 h、反应物料配比为1.5:1，最优的工艺条件下脱氯率为59.70%。关键词：轮胎顶线油；有机氯；正交试验；较佳条件1广东石油化工学院本科毕业(设计)论文AbstractTo tire top line oil as the research object, the dechlorination on the alkali washing. The tire top line of oil in the chloride were quantitatively analyzed by microcoulometry,

5、 and the alkaline solution by using single factor test of reaction time, reaction temperature, molar ratio of dechlorination, and to find the better operating conditions by orthogonal test. The results show that: the dechlorination of optimum process conditions for alkaline solution: the reaction te

6、mperature is 100 , reaction time was 4 h, reactant ratio was 1.5:1, the optimal conditions of the dechlorination rate was 59.70%.关键词：轮胎顶线油；有机氯；正交试验；较佳条件Keywords: Tire top line oil; organic chlorine; orthogonal test; optimal condition2一、前言一、前言由于原油劣质化和原油开采过程中大量注入化学添加剂导致原油中氯的含量逐步增大，加重了炼油装置的氯腐蚀，所以氯脱除技术日

7、益受到关注。无机氯来源于原油本身携带的无机盐，经过电脱盐装置破乳脱盐，原油中的大部分无机氯可被脱除。而原油中的有机氯化物主要有以下3个来源：(1)天然存在的有机氯化物；(2)来自采油过程中添加的化学助剂；(3)炼油过程中使用的一些化学助剂也可能含有有机氯化物。主要来源是原油开采过程中添加的化学助剂( 含有氯代烷烃) 。由于化学助剂不溶于水且热稳定性好，不易在电脱盐装置中被脱除，所以会在后续炼油加工过程中被转化为无机氯，加重了炼油装置的设备腐蚀。原油及油品脱氯相关技术在不断发展中，但从源头脱除原油中的有机氯是目前亟待研究的课题。在原油加工过程中，为防止无机氯化物水解产生的氯化氢腐蚀设备，开发了原

8、油电脱盐工艺，可将原油中的无机盐含量基本控制在3 mg/L以下，但是仍出现了严重的设备腐蚀现象，这说明电脱盐工艺不能完全脱除原油中的氯化物，尤其是有机氯化物。为此采取了一些其它的措施，如优化电脱盐操作、少量注碱、注氨、注缓蚀剂以及设备材质升级等，但随着原油中氯含量的增加，尽管脱盐后原油中的盐含量较低，但原油中的有机氯含量及常压渣油中的盐含量仍然很高，这表明常规的脱氯工艺措施已很难满足工业化生产装置防腐蚀的要求，因此脱除原油中氯化物的技术开发迫在眉睫。文中通过实验的方法，让20%NaOH溶液与原油经过加热回流反应，利用20%NaOH溶液中的OH-离子取代原油中的Cl-的方法，探讨了物料配比、反应

9、时间和反应温度对脱氯效果的影响。3广东石油化工学院本科毕业(设计)论文二、文献综述2.1、轮胎热解油的背景 由于本实验所用的原油即为轮胎热解油，所以以下即为轮胎热解油的大概综述。 随着汽车工业的急速发展，对轮胎等橡胶制品的需求量也日益增多，与此同时，废旧轮胎的产生量也急剧增加。从环境保护和节约能源的角度来看，回收利用是目前对废旧轮胎的最好处理方式，而对废旧轮胎进行热解是最具潜力的回收利用方法之一。 废旧轮胎热解是在缺氧或惰性气体中进行的不完全热降解过程，可产生液态、气态碳氢化合物和碳残渣，这些产品经过进一步加工处理可被转化成具有各种用途的高价值产品。如液态产品可被转化成高价值的燃料油和重要化工

10、产品。 废旧轮胎经过清洗、切片或粉碎后磁选，分离出废钢丝，其余物质干燥预热后送入热解炉，在水蒸气或氮气等惰性气体的保护下，进行热分解反应。将热解产生的气态烃和碳残渣作为热解炉燃料，使废胶块热解，并采用减压法将油、气迅速分离。废旧轮胎的热解顺序依次分为3个主要阶段：低沸点添加剂的分解、天然橡胶的分解、合成橡胶的分解。废旧轮胎一般在200 左右开始失重，主要是增塑剂及其他有机助剂的分解；300 时天然胶和合成胶开始裂解；500 左右时裂解基本完成。 经过分析，热解油大约有43 MJ/kg的较高热值，可以作为燃料直接燃烧或作为炼油厂的补充给料。同时，炭黑无需处理即可用作低等橡胶制品的强化填料或做色素

11、使用，也可作为燃料直接使用。2.2、氯的危害 2.2.1氯对设备的腐蚀Cl-是一种具有高渗透率、电负性强以及最大去钝化能力的活性阴离子，它能在金属表面的活性点上（伤痕、夹杂、松散组织、露头位错等到钝化膜较弱的部位）和铁离子形成可溶性的氯化物，产生孔径很小（约 2030 m）的孔蚀核，当蚀核径超过30 m时，即出现宏观上可见的蚀孔。原油中的氯化物在加工过程中水解产生的HCl在有水和H2S存在的条件下，形成以HCl为主的HCl-H2S-H2O型腐蚀体系，对设备产生严重腐蚀，腐蚀按如下机理进行8： Fe + 2HCl = FeCl2+ H2（2-1）在低温下或高PH值时，FeCl2又可与H2S发生互

12、逆反应：4二、文献综述FeCl2+ H2S = FeS+ 2HCl （2-2）在没有H2O、HCl存在时，H2S可腐蚀钢铁表面生成FeS保护膜，附着在钢铁的表面上：Fe + H2S = FeS+ H2（2-3）使钢铁不再受到腐蚀，如有 HCl 存在时，则可发生下列反应破坏 FeS保护膜：FeS+ 2HCl = FeCl2+ H2S （2-4）生成的FeCl2是溶于水，可被溶液冲掉。失去保护膜的金属，再次被H2S腐蚀生成FeS膜，FeS膜又再次被HCl分解失去防护作用。如此反复循环，就大大促进了碳钢设备的腐蚀。2.2.2、使催化分馏塔结盐在原油加工过程中，氯盐水解生成的HCl与原油中的氮化物分解

13、产生的NH3化合生成NH4Cl，反应式如下：R-N R-H + NH3（2-5）NH3+ HClNH4Cl（2-6）NH4Cl易溶于水，极易升华和结晶，其分解温度为 337.8 ，固态NH4Cl在 337.8 分解为NH3和HCl，遇冷重新化合成NH4Cl颗粒。细小的NH4Cl颗粒在催化分馏塔上部可部分溶解于低温水相中。在随回流油下流的过程中，随着温度的升高，NH4Cl水溶液失水浓缩成一种粘性很强的半流体。这种半流体与铁锈，催化剂粉末一起沉积附着在塔盘及降液管处，堵塞降液管等处，使回流中断，导致全塔压降增加，破坏正常操作。分馏塔内结盐与否取决于盐平衡过程，如果盐的带出与盐的带入互相平衡，而不足

14、以造成分馏塔的操作失常，就不会结盐。结盐的征兆为：塔压降增大。一般升高值达全塔正常压降的50%。粗汽油干点升高，柴油闪点降低，在其它操作条件不变时，采用正常手段调节柴油质量，得不到合格产品。柴油入汽提塔流量降低，严重时无柴油进汽提塔，柴油汽提塔无液位，柴油不能抽出。严重结盐时，有冲塔现象发生，顶温和柴油抽出温度失控。催化裂化分馏塔结盐一般发生在顶循抽出到塔顶，严重时从轻柴油抽出口到顶循抽出口塔段也会结盐。目前一般炼油企业对此所采取的方法是水洗分馏塔，洗塔期间不仅降量操作，产品不合格，同时打乱其它方面的操作，给生产带来严重危害，成为生产中亟待解决的问题。2.2.3、催化剂中毒氯有未成键的孤对电子

15、，并且有很大的电子亲和力，容易与金属离子反应。此外，氯离子还具有很高的迁移性，常随工艺向下游迁移，形成的催化剂的中毒往往是全床层性的。12.3、现有的脱氯方法5广东石油化工学院本科毕业(设计)论文 2.3.1、无机氯的脱除方法 目前来说，国内原油的深度顶处理脱盐脱水多采用电-热-化学联合脱水的工艺，无机氯脱除率可达80%-90%，为了满足更高的工业需求还采取了优化电脱盐装置的操作条件以及开发更有效的破乳剂等措施。经过多年的发展，电脱盐技术也不断得到更新，出现了诸如高速电脱盐、鼠笼式电脱盐等新的脱盐技术，能更有效地脱除原油中的无机氯化物。下面介绍几种电脱盐技术的应用：（1）、交流电脱盐技术一般采

16、用水平电极板，电脱盐罐内设两层或三层电极板。上层极板（两层极板）或中层极板（三层极板）送电。对于三层极板，上层极板与中层极板构成强电场区域，中层极板与下层极板构成弱电场区域。使用比例约占总电脱盐设施的 37%，典型装置：茂名石化分公司、套蒸馏装置，长岭石化分公司号蒸馏装置等。（2）、交直流电脱盐技术一般为垂直电极板，电场区域由交流弱电场、直流弱电场、直流强电场组成。使用比例约占总电脱盐设施的 56%，典型装置：茂名石化分公司、套蒸馏装置，高桥石化分公司号蒸馏装置等。（3）、鼠笼式高效电脱盐技术一般为交流式，电极板采用轴向鼠笼结构，由弱电场、过渡电场、强电场分段组成。原油依次通过三段电场，分段脱

17、盐、脱水，可增加原油在电场中的停留时间，罐体内有效空间利用率可提高 50%80%。使用比例约占总电脱盐设施的 5%，典型装置：江汉油田套蒸馏装置。 2.3.2、有机氯的脱除方法 有机氯化物在一定条件下水解或热分解会产生腐蚀性介质HCl，目前国内外的电脱盐工艺均不能有效地脱除原油中的有机氯化物，因此需要寻找新的解决方法。有机氯在生物、水处理、废旧塑料回收等领域的脱除方法有很多种，主要包括催化、电化学、吸附、生物等方法，但是尚未有脱除原油中有机氯化物的方法报道。这样，就需借鉴现有有机氯的脱除方法，根据其特点和适用条件，开发原油中有机氯的脱出技术。以下即为脱除有机氯的几种方法： 一、催化法脱除有机氯

18、。 （1）、催化加氢脱氯 催化加氢脱氯技术目前较为成熟，主要用于氯代烷烃和氯代烯烃的脱氯，原理为被吸附在负载金属催化剂上的H2被裂解成H原子后，再失去6二、文献综述1个电子变成H+，然后与吸附在催化剂上的有机氯化物反应生成HCl及相应的烃类。 （2）、催化氢转移脱氯 催化氢转移脱氯主要用于水相或有机相中氯代芳烃和多氯联苯中氯的脱除，一般采用二元金属体系催化剂作为脱氯催化剂，主要以铁系金属化合物作为主催化剂，配合贵金属，如Pd、Cd、sn、Ni、Hg和co等，对应的离子作为辅助催化剂。载体通常依据选用的氢源而定。一些研究者用PVP与双金属配位再进行负载及蒙脱土负载双金属，以甲酸钠为氢源，实现了在

19、水相中无需加入任何有机溶剂就町催化脱除氯代芳烃中的氯，并表现出高的催化脱氯活性和选择性。 （3）、光电催化脱氢 光电催化脱氯技术多用于短碳链氯代烃和氯酚中氯的脱除。Sonovama等报道了用银电极电解水溶液中的氯仿，由于氯仿在水中的溶解度较低使得电流密度很小，使用有机溶剂有助该问题的解决，因而Hori、Nagahim Hoshi研究了在有机相中电解脱除有机氯的机理。近年来国内对光电催化脱氯也有报道。 二、电化学法脱除有机氯 电化学脱氯技术主要用于降解四氯化碳、氯仿、六氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯乙烯、多氯联苯、五氯苯酚等，使用的原料包括金属铁，二元金属如PdFe、NiFe、CuFe等，FeS

20、2，Fe2O3，等，其中水中有机氯化物在二元金属表面上催化脱氯的可能反应机理为：(1)Fe与H20反应生成H2，溶液的pH值升高。Fe+2H+=Fe2+H2(酸性洚；液)Fe+2H20=Fe2+H2+20H一(碱眭溶液)。(2)有机氯化物在金属表面上吸附，并形成过渡络合物。M+RCIMClR(3)H：攻击过渡络合物MClR，发生加氢反应，氯元素脱落，形成Cl一，该过程可能由几个基元反应组成。(4)Cl_从催化剂表面上脱附并进入水溶液。(5)Fe2+被水中的溶解氧氧化生成Fe(OH)3，沉淀，溶液的pH值降低。零价铁对一些氯化物还原脱氯活性较差，降解速度缓慢且不完全，其表层也容易形成惰性层，阻碍

21、电子的有效传递，降低零价铁的反应性能。二元金属系催化剂处理效果虽然相对较好，但贵金属元素价格昂贵，局限性较大，目前这类方法尚处于研究开发阶段，工业应用的报道较少。 三、吸附法脱除有机氯 吸附脱氯的原理主要是利用某些吸附剂对原料与有机氯吸附能力的不同来分离，主要有沸石吸附法、天然铝土吸附法以及强碱性阴离子交换树脂吸7广东石油化工学院本科毕业(设计)论文附法等。采用吸附脱氯法对常顶油进行了研究，发现在多种吸附剂中，活性AM的脱氯效果较好，通过在活性AM上负载3的氧化铁对其进行表面改性，最终可使常顶油中的氯含量满足质量要求。吸附脱氯技术虽然具有较好的经济效益和广阔的发展前景，但是存在吸附剂吸附容量较

22、小、选择性较差、再生较闲难等缺陷。 四、生物法脱除有机氯 生物降解脱氯技术研究较多的是氯苯、氯酚和氯联苯，根据脱氯过程中电子的得失，可分为氧化脱氯和还原脱氯。生物脱氯技术反应条件温和，不需外加能量就能进行，但也存在一些自身难以克服的缺点，反应时间也较长。由于生物脱氯反应较为特殊，在其工业应用过程中对设备与工艺要求特殊，所以目前还处于研发阶段。3 本文对轮胎顶线油的有机氯化物使用碱洗法进行脱氯，并通过正交试验寻找该种工艺下较佳的脱氯条件，为进一步加工轮胎顶线油提供借鉴和理论依据。 8三、实验部分三、实验部分3.1:主要试剂与仪器试剂：20%NaOH溶液、轮胎顶线油、二甲苯(AR)仪器：智能恒温磁

23、力搅拌器（山东鄄城永兴仪器厂）；KDM型调温电热套（山东鄄城永兴仪器厂）；分析天平；LC-4 型通用微机库仑仪(洛阳石化工程公司炼制研究所)；石油产品蒸馏测定器；气相色谱-质谱联用仪（GCMS-2010QP-Plus日本岛津公司）；在球形冷凝管内填入鲍尔环，冷凝管外部包裹保温材料，作为油品切割精馏塔。3.2：实验操作3.2.1：20%NaOH溶液的制备 通过计算可知，欲配制20%NaOH溶液250 mL，需称取NaOH固体61.5g，用天平称取氢氧化钠固体61.5 g；将称好氢氧化钠固体放入烧杯中加适量蒸馏水将其溶解，待其恢复到室温后，将溶液沿玻璃棒移入250 mL的容量瓶中；用少量蒸馏水冲洗

24、2或3次，将冲洗液移入容量瓶中，在操作过程中不能损失点滴液体，否则会使溶液的浓度偏低；向容量瓶内加水至刻度线1至2 cm时，改用胶头滴管小心加水至溶液凹液面与刻度线相切，若加水超过刻度线，会造成溶液浓度偏低，应该重配；最后盖好瓶盖，洗涤仪器，并贴好标签。3.2.2：加热回流（1）按照上诉条件，以40 mL原油为标准，按照物料配比分别取一定量的原油与20%NaOH溶液加入到三口烧瓶中，在三口烧瓶中，分别用玻璃塞、温度计塞住左边与中间的口、剩下的一个口则与冷凝管连接。（2）冷凝管的连接：首先检查冷凝管是否完好（有没有裂纹或者碰伤等），然后用铁架子固定好，再用适宜的胶管连接好，低位管连接冷水进口，高

25、位连接是出水口，先缓慢开启进水开关，使水慢慢灌满冷凝管，中间不要有气泡，直到出水口可以正常流水时，调节需要的水流速度即可。（3）将三口烧瓶剩下的一个口与冷凝管的底部连接好（注意：连接时要在这俩个仪器间涂上油脂，且要在冷凝管上部连接一个气球，此目的是防止反应过程中漏气，影响实验结果），连接好仪器后，便将三口烧瓶放入油浴锅中进行加热升温，达到规定的温度后，便开始记录时间。9广东石油化工学院本科毕业(设计)论文（4）反应达到规定的时间后，将三口烧瓶从油浴锅中取出，待反应液体冷却到室温后，拆开三口烧瓶与冷凝管的连接处，将三口烧瓶中的反应液体倒入分液漏斗中进行萃取。将萃取好的油品倒入锥形瓶中，用塞子塞好

26、，并贴上标签。（5）将一回流的油品进行二次加热回流，以一回流的油品20 mL为标准，实验步骤同上。（6）用胶头滴管量取19 mL二甲苯溶液到锥形瓶中，另分别加入每个组分经加热回流后的一回流油品和二回流油品1 mL，充分摇匀后并贴上标签。3.2.3：氯的检测方法 一些氯的检测方法如：氧弹法、氧瓶燃烧法、空管燃烧法、醇钠法燃灯法等，都是基于将有机氯转化为氯离子后以容量滴定、电位滴定、比色作为检测手段进行测定的。前两种方法一般多用于常量分析，后几种方法虽然能测至 1 g/g的氯含量，但是由于需要处理大量药品，消耗大量试剂，分析周期长，操作繁琐，因而给氯含量低的样品分析带来很大困难。对于原油及馏分油中

27、氯的检测则多用氧瓶燃烧法和微库仑滴定法。采用这两种方法分别对标样中的氯进行检测，证明氧瓶燃烧法受样品中氯的含量、充氧量、滴定等多种因素的影响，难以得到重复一致的结果；微库仑滴定法虽然也受到样品中氯的含量、温度、气体流速比以进样速度等因素的影响，但相对而言操作较易控制，分析样品所需时间较短，重复性较好，适合于现场油样进行检测。而本实验则是利用LC-4型通用微机库伦仪对油品进行氯含量的测定。3.2.4 LC-4型通用微机库伦仪的结构与操作条件仪器的结构如下图3.1所示：图3.1 LC-4总氯微库伦测定仪 利用LC-4型通用微机库伦仪对油品进行氯含量的测定。测定氯含量的操作条件为：燃烧温度为900

28、，干燥剂的温度为100 ，终点调节5.0，电流选择为100 A；O2流量为300 mL/min，N2流量为80 mL/min；进样量为4 L。10三、实验部分 通过LC-4型通用微机库伦仪对油品进行氯含量的测定。 11广东石油化工学院本科毕业(设计)论文四、合成条件优化4.1、单因素试验及分析 从实验过程机理分析，反应温度、反应时间以及物料配比对实验脱氯效果将产生直接的影响，为此本实验进行了单因素的考察，这样就可以直观地观察该因素对实验结果的影响。4.1.1 反应温度对实验的影响 温度对脱氯效果的影响，不仅仅体现在脱氯结果上，它对油品表现的粘度和密度都有一定的影响，不同的温度下，油品的粘度和温

29、度都不同，尤其是粘度受温度的影响很大。下表和下图就是不同温度下的脱氯效果，由于受到实验条件所限，温度的考察范围在80-110 之间，如表4.1和图4.1、4.2所示。表4.1 氯含量结果温度()库伦仪（ng/uL）实际（ug/g）80一回流511.9011904.6580二回流444.52 10337.6790一回流524.8412205.5890二回流429.739993.72100一回流490.0111395.58100二回流386.948998.60110一回流466.8110856.04110二回流367.958556.9712四、合成条件优化图4.1 一回流氯含量结果图4.2 二回流

30、氯含量结果从表4.1中和图4.1，4.2中可以看出，一回流适宜的温度为110 ，二回流适宜的温度也为110 。而从大体趋势上看，随着温度的不断升高，氯含量减小，脱氯效果变好。在80到90 之间时，脱氯效果处于一个水平，脱氯率较低。主要原因是当温度升高时，油品粘度降低，有利于油品扩散和在纤维束表面吸附，也有利于水滴迁移、聚结和沉降，从而使脱氯率有所升高。另温度升高，油水界面张力将会不断降低，到达一定值时，生成的界面膜可能会阻止了盐类向水滴内部传质，从而导致脱氯率升高。4.1.2、反应时间对脱氯的影响13广东石油化工学院本科毕业(设计)论文 在体积比为1.5:1、温度为100 的条件下，研究了反应

31、时间对脱氯的影响，其结果如下表4.2和下图4.3和图4.4所示。表4.2 氯含量结果时间库伦仪（ng/ul）实际（ug/g）1h一回流420.399776.51421.539803.021h二回流361.468406.04358.498336.972h一回流458.0510652.32459.0810676.272h二回流364.928486.51365.878508.603h一回流449.4010451.16451.8710508.603h二回流323.597525.34321.787483.254h一回流416.279680.69415.369659.534h二回流308.597176.5

32、1312.807274.41图4.3 一回流氯含量结果14四、合成条件优化图4.4 二回流氯含量结果从图中可知，一回流与二回流对脱氯的效果最适宜的时间均为4 h。而从大体趋势上看，反应时间越久，氯含量就越少，那么脱氯率就越高。 4.1.3、物料配比对脱氯的影响 在温度为100 以及反应时间为2 h的条件下，研究了物料配比对脱氯率的影响，结果如下表4.3和下图4.5和图4.6所示。表4.3 氯含量结果物料配比库伦仪（ng/ul）实际（ug/g）0.5:1一回流495.9711534.180.5:1二回流376.968766.511:1一回流481.0111186.271:1二回流348.3381

33、12.321.5:1一回流471.9010974.411.5:1二回流321.047466.042:1一回流479.6411154.412:1二回流378.608804.6515广东石油化工学院本科毕业(设计)论文图4.5 一回流氯含量结果图4.6 二回流氯含量结果 通过表中和图中可以看出，在物料配比为1.5:1的情况下，脱氯率的效果比较好。16五、正交试验分析五、正交实验的分析通过以上实验可以直观的观察各因素对脱氯效果的影响，虽然各因素都有一个最佳值，但综合考察并不能认为是最佳的工艺参数，也不能确定因素的影响大小。为进一步确定最优工艺操作条件，下面安排了正交实验，找出最佳工艺参数和对指标影响

34、最明显的因素，为工业应用提供参考。5.1、实验因素和水平的确定本实验选取了温度、物料配比、反应时间三个因子作为单因素实验的因素，每个因素取4个水平来考察各个因素对于实验的影响，4个水平也是根据前面实验确定的值，如下表5.1所示：表5.1 正交实验各因素与水平表实验因素A温度B时间C体积比180 1 h0.5:1290 2 h1:13100 3 h1.5:14110 4 h2:15.2、正交实验的安排及其最优操作确定在确定了各个因素及其相关的水平之后，安排了正交实验，在16组正交实验过程中，采用质量分数20%的NaOH溶液对原油进行一回流和二回流加热，用LC-4型通用微机库伦仪测量样品中的氯含量

35、。该原油的氯含量为12325.581 ug/g。质量分数20%的NaOH溶液的密度为1.23 g/cm3。通过计算，可求出每个组分的脱氯率。其结果如下表5.2所示.17广东石油化工学院本科毕业(设计)论文表5.2 正交实验各组分的脱氯率编号A反应温度/ B反应时间/ hC液-液/ ml:ml脱氯后含氯量/ g.g-1脱氯率/ %1#1119970.9319.102#1229018.7226.833#1337319.5340.624#1446376.7448.265#2128502.3331.016#2217185.4641.707#2345437.0950.208#2435953.1451.7

36、09#3135559.5354.8910#3246178.0249.8811#3315786.3953.0512#3425459.5355.7013#4145546.3945.0014#4235987.9151.4215#4325220.4657.6416#4415171.3954.10从表3可知，在上述16组正交试验中，第15组试验的效果最好，脱氯率为57.64%，其试验条件为A4B3C2。5.3、正交试验结果分析 正交试验结果分析如表5.3所示：18五、正交试验分析1） 其中，K1、K2、K3、K4（%）分别表示某一因素第 i 水平状态下的脱氯率的总和，k1、k2、k3、k4（%）分别表示

37、某一因素第 i 水平状态下的脱氯率的平均值。2） R（%）表示极差，即各因素的k1、k2、k3、k4中最大值与最小值之差。表5.3 正交试验结果分析试验号A 反应温度/ B反应时间/ hC液-液比/ ml:mlK1135.23149.90167.91K2174.60169.70171.10K3213.30201.45198.23K4208.12210.23193.21k134.3037.4241.92k243.6542.4042.72k353.3050.3249.62k452.0352.3648.30R19.0014.947.70因素主次A B C优化方案A3B4C3极差R的大小用来衡量试验中

38、相应因素作用的大小。极差大的因素，意味着它的四个水平对结果的影响较大，通常是重要因素。由表4可知，3种因素对脱氯影响的次序为：A B C，计算所得脱氯率效果最好条件为：A3B4C3。5.4、正交试验因素与脱氯率的关系图19广东石油化工学院本科毕业(设计)论文图5.1 脱氯率与因素关系图以因素的水平为横坐标，脱氯率为纵坐标，画出因素与脱氯率的关系图。由图7可知，随着时间的增加，脱氯率也相应的增加，保持单调上升趋势，因此应尽量取较长的反应时间B4；脱氯效果较佳的反应温度为A3，液-液比为C3。选取优化条件由表5.4直观分析，该试验脱氯效果最佳的条件是：A4B3C2。综合表5.4与图5.1可知，脱氯

39、效果最佳的条件是A3B4C3。该最佳组合条件并不在16组试验中，而是通过试验结果分析得出的结论。经验证，在A3B4C3条件下，轮胎顶线油的脱氯率为59.70%。因此，碱洗法脱氯的最佳试验条件为：反应温度100 ，反应时间4 h，反应液-液比1.5:1，在此条件下脱氯率为59.70%。20六、结论六、结论本实验通过20%NaOH溶液与原油经过加热回流反应，利用20%NaOH溶液中的OH-离子取代原油中Cl的方法，已达到脱氯的目的。通过实验主要得出以下结论：研究了利用20%NaOH溶液中的OH-离子取代原油中Cl的方法，探讨了反应温度、反应时间以及物料配比对反应的影响。用正交实验法优化的工艺条件为

40、：反应温度为100 、反应时间为4 h、物料配比为1.5:1，在此条件下脱氯率为59.70%。21广东石油化工学院本科毕业(设计)论文参考文献1 杨向平教授.胜利炼厂减一线油的脱氯研究2007.052 张晓静 原油中氯化物的来源和分布及控制措施J 炼油技术与工程， 2004，33 樊秀菊，朱建华 原油中氯化物的来源分布及脱除技术研究进展J 炼油与化工， 2009，20 ( 1) : 8-114 樊秀菊，朱建华，宋海峰等，原油中氯的危害、来源及其分布规律研究。现代化工，20095 朱晓军，朱建华，脱氯技术现状与研究进展。化工生产与技术。2005.6 韩磊，刘小辉，炼油生产中有机氯的检测与控制。腐

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49、8, 25(1): 56 -58.31 吴春霞.原油中氯化物的降解研究D.东营:中国石油大学(华东), 2009.23广东石油化工学院本科毕业(设计)论文致谢历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈地感谢我的论文指导老师周如金教授，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助我进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢！感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多素材，还在论文的撰写和排版等过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！24