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原油中镍和钒的危害及脱除技术现状
贺晓江
【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》
【年(卷),期】2012(029)004
【摘要】随劣质原油加工比例的不断增加,以及日益严格的环护要求,原油中镍和钒在加工过程中的危害及脱除技术越来越受到相关部门的重视和关注。
本文综述了原油中镍和钒相关研发工作的现状,阐述了原油中镍和钒的存在形态和分布情况,镍和钒主要是以卟啉化合物和非卟啉化合物的形式存在,95%以上的镍和钒是集中在减压渣油;概述了原油中镍和钒在二次加工过程、燃料油燃烧以及环境等方面给炼油厂带来的危害和影响;评述了国内外关于原油中镍和钒的脱除技术的现状和优劣,包括加氢法、化学法、物理法和组合工艺法等脱金属。
同时提出在高效、环保的脱金属剂的基础上,联合微波、超声波等其它工艺方法,通过原油电脱盐过程将原油中的镍和钒等金属脱除的工艺路线是今后发展方向。
【总页数】4页(P1-4)
【作者】贺晓江
【作者单位】中国石化集团洛阳石油化工工程公司,河南洛阳471003
【正文语种】中文
【中图分类】TE624.1
【相关文献】
1.微波辐射脱除石油中镍、钒重金属的性能研究 [J], 刘煜;石金春;商辉;史权
2.微波作用下二硫代氨基甲酸盐脱除重质原油中的镍钒 [J], 王雷;杨敬一;周文夫;徐心茹
3.渣油中钒和镍的脱除研究 [J], 孙聪聪;李晓鸥;李文深;崔苗苗
4.减压渣油中重金属钒和镍的脱除研究 [J], 何晓强;朱士荣
5.减压渣油中重金属钒、镍的脱除研究 [J], 刘洁;李文深;李东胜;崔苗苗
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《石油化学应用原理》课程论文学院：系别：班级：姓名：学号：指导教师：论文题目：原油中镍、钒的脱除日期：2015年11月摘要原油中的金属镍、钒对原油加工会造成许多工程问题，如何脱除镍、钒一直都是原油加工处理过程一个重要的研究方向。
本文总结了现有的比较常见的一些脱除镍、钒的方法，如物理法、化学法、催化加氢法等，并对个人觉得比较有发展前景的金属捕集法的一个范例的机理作了简单的介绍。
关键词：原油，钒，镍，脱重金属AbstractThe presence of Ni and V causes many serious problems during crude oil processing, and the removal of them has been an important research topic. Some common methods have been listed in this thesis, such as the physical method, the chemical method, catalytic hydrogenation method, etc. Besides, the mechanism of the collecting of Ni and V by metals is introduced.Key words:crude oil, Ni, V, removal of heavy metals目录1前言 (1)1.1原油中的金属种类及含量 (1)1.2原油中镍、钒的存在形态及性质 (1)1.3 镍、钒对石油加工的影响 (2)2脱除原油中镍、钒的方法 (5)2.1 物理方法 (5)2. 2化学方法 (5)2. 3催化加氢 (6)2. 4 金属钝化法 (7)2. 5催化剂法 (8)2. 6电化学方法 (8)2. 7电脱盐法脱金属 (8)2. 8金属捕集法 (9)3展望 (13)参考文献 (14)1 前言1.1 原油中的金属种类及含量金属[1]以及各种金属形成的盐类化合物对原油加工过程会造成许多工程问题，如:沉积在催化剂表面从而造成催化剂失活，腐蚀设备或者使其结焦，甚至在一定程度上影响产品的质量。
脱除含酸原油中金属离子的研究
脱除含酸原油中金属离子是一项重要的研究，在石油加工工艺中有着广泛的应用。
金属离子的存在会对石油的质量和稳定性产生负面影响，因此有必要对其进行脱除。
目前，研究中已经提出了多种脱除金属离子的方法和技术，下面介绍几种常见的方法：
1. 离子交换：利用具有特定吸附性能的离子交换树脂，通过离子吸附和释放的作用，将金属离子从原油中分离出来。
常见的离子交换剂包括聚苯乙烯磺酸树脂和聚丙烯酰胺树脂等。
2. 沉淀法：通过添加适当的沉淀剂，使金属离子与沉淀剂发生反应，形成不溶性沉淀物沉降下来。
沉淀剂可以选择硫化物、碳酸盐或者某些有机物等。
3. 螯合剂法：利用含有特定官能团的有机分子与金属离子形成络合物，从而将金属离子从原油中脱除。
常用的螯合剂有二巯基丙酸（DTPA）和二巯基二乙酸（EDTA）等。
4. 脱氧剂法：将含有金属离子的原油与某些还原性物质反应，使金属离子还原为金属沉淀物。
常用的脱氧剂有亚硫酸盐和硫化氢等。
除了以上方法外，还可以通过限制金属离子的进入原油系统，从根源上减少金属离子的含量。
例如在油田开采过程中，可以采取合适的防腐措施，减少金属离子的溶解和析出。
总而言之，脱除含酸原油中金属离子是一项复杂的研究工作，需要综合考虑原油的性质、金属离子的种类和浓度等因素，选择合适的脱除方法和技术。
强电场渣油脱镍、钒的试验研究蒋兴家; 王雪; 崔新安【期刊名称】《《石油炼制与化工》》【年(卷),期】2019(050)011【总页数】5页(P11-15)【关键词】电场; 渣油; 镍; 钒【作者】蒋兴家; 王雪; 崔新安【作者单位】中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心河南洛阳471003【正文语种】中文原油中的钠、钙、镁等以无机盐形态存在的金属，大多可在电脱盐过程中被脱除，而不能被电脱盐脱除的微量油溶性金属(如镍、钒)则经常减压蒸馏后富集进入渣油。
在渣油二次加工过程(如催化裂化、渣油加氢等)中，渣油中的镍、钒会导致催化剂中毒、失活等[1-3]。
因此，脱除渣油中的镍、钒是提高渣油综合利用价值的前提。
目前已经工业化应用的脱镍、钒的方法为加氢法，即采用加氢脱金属催化剂使镍、钒的卟啉类和非卟啉类化合物在加氢过程中分解、沉积在脱金属催化剂上来降低渣油中的镍、钒含量，但是此方法存在加工成本较高等问题[4]。
除此之外，渣油脱金属的方法还有如膜分离法、吸附分离法、酸抽提法、溶剂抽提法、螯合物分离法和化学改性法等，虽然这些方法能够获得较高的镍、钒脱除率，但在工业化应用方面仍然面临着诸多困难[5]。
渣油脱镍、钒之所以是一个难题，主要原因在于渣油中的镍、钒多以卟啉化合物和非卟啉化合物的形态存在[3，5-8]，这些化合物易与渣油中的胶质和沥青质发生缔合而呈现油溶性[9-11]，导致镍、钒难于从渣油中脱除。
鉴于含镍、钒的组分为极性组分且具有结构复杂、不易挥发等特点[9]，本研究采用强电场(高于电脱盐的电场强度)的极化作用来打破渣油的平衡体系，促进渣油中含镍、钒极性组分的聚结，从而实现渣油中镍、钒的脱除。
1 实验1.1 试验原料试验所用渣油为取自中国石化某炼油厂的减压渣油，其性质如表1所示。
从表1可以看出，试验所用渣油具有密度大、黏度大、极性组分含量高(胶质和沥青质质量分数之和为56%)、镍含量和钒含量高的特点。
MPTA型原油脱金属剂混合原油脱金属: 工业化试验结果表明，当MPTA型原油脱金属剂加量为60μg/g时，脱钙率可达82.20%，脱钠率为98.96%，脱镁率为91.90%，脱铁率为58.65%，脱镍率为24.23%；在脱除混合原油中主要金属元素时，混合原油的酸值变化不大，且均可控制在0.5 mgKOH/g以下。
国外普遍采用的加氢法可同时脱除原油中有害的金属和非金属元素[4]。
然而国内炼油厂的氢源有限，因此大多采用螯合脱金属法脱除原油中有害金属元素，对碱金属和碱土金属有好的脱除效果[5]。
螯合脱金属法是指在现有电脱盐工艺基础上，通过加入具有螯合作用的脱金属剂来达到脱除原油中有害金属元素的目的，所以脱金属剂性能的优劣是螯合脱金属技术成败的关键。
而中国石油大学自主研发的MPTA型原油脱金属剂具有显著的脱金属效果，在工业化试验期间，当脱金属剂加量为60μg/g 时，钠几乎被完全脱除，镁的脱除率大于90%，钙的脱除率可达82.20%，铁和镍的脱除率也分别达到58.65%和24.23%。
（2）使用MPTA型原油脱金属剂处理混合原油后，混合原油的酸值变化不大，且均可控制在0.5 mgKOH/g以下，混合原油的脱金属处理并不会明显增加处理后混合原油的酸值。
脱金属剂对卟啉镍、卟啉钒模型油脱金属效果:利用配制的卟啉镍和卟咻钒模型油，研究了不同类型的水溶性脱金属剂以及脱金属剂的质量分数、反应温度、反应时间对脱镍、脱钒效果的影响，并对脱镍、脱钒产物进行了紫外．可见光谱分析。
结果表明，脱金属剂A(无机酸及聚合酸的盐类)脱金属剂对卟啉镍、卟啉钒模型油脱金属效果果随温度升高而明显提高。
原油中含有少量的Na，K，Ca，Mg，Fe等金属，主要以无机盐或坏烷酸盐形态存在，容易在电脱盐过程中被脱除：Ni、V等重金属主要以卟啉络合物和复杂的油溶性高分子化合物形态存在，常规电脱盐难以脱除。
Ni、V进入常减压渣油等重质馏分油后会导致二次加工时催化剂中毒，增加催化剂消耗；作为燃料油燃烧时在金属表面形成(Na：O)。
《石油化学应用原理》课程论文学院：系别：班级：姓名：学号：指导教师：论文题目：原油中镍、钒的脱除日期：2015年11月摘要原油中的金属镍、钒对原油加工会造成许多工程问题，如何脱除镍、钒一直都是原油加工处理过程一个重要的研究方向。
本文总结了现有的比较常见的一些脱除镍、钒的方法，如物理法、化学法、催化加氢法等，并对个人觉得比较有发展前景的金属捕集法的一个范例的机理作了简单的介绍。
关键词：原油，钒，镍，脱重金属AbstractThe presence of Ni and V causes many serious problems during crude oil processing, and the removal of them has been an important research topic. Some common methods have been listed in this thesis, such as the physical method, the chemical method, catalytic hydrogenation method, etc. Besides, the mechanism of the collecting of Ni and V by metals is introduced.Key words:crude oil, Ni, V, removal of heavy metals目录1前言 (1)1.1原油中的金属种类及含量 (1)1.2原油中镍、钒的存在形态及性质 (1)1.3 镍、钒对石油加工的影响 (2)2脱除原油中镍、钒的方法 (5)2.1 物理方法 (5)2. 2化学方法 (5)2. 3催化加氢 (6)2. 4 金属钝化法 (7)2. 5催化剂法 (8)2. 6电化学方法 (8)2. 7电脱盐法脱金属 (8)2. 8金属捕集法 (9)3展望 (13)参考文献 (14)1 前言1.1 原油中的金属种类及含量金属[1]以及各种金属形成的盐类化合物对原油加工过程会造成许多工程问题，如:沉积在催化剂表面从而造成催化剂失活，腐蚀设备或者使其结焦，甚至在一定程度上影响产品的质量。
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1356376A [43]公开日2002年7月3日[21]申请号01138212.0[21]申请号01138212.0[22]申请日2001.11.22[71]申请人中国石油化工集团公司地址100029北京市朝阳区惠新东街甲6号共同申请人中国石化集团洛阳石油化工工程公司[72]发明人娄世松 贾鹏林 张鸿勋 沙鸥 楚喜丽吴皎峰 刘英 [74]专利代理机构郑州中民专利代理有限公司代理人郭中民[51]Int.CI 7C10G 29/00权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页[54]发明名称一种从原油馏份油中脱除镍钒的工艺方法[57]摘要本发明公开了一种从原油馏份油中脱除镍钒的工艺方法,其特征在于:原油馏份油中加入100～1000ppm的脱金属剂,在温度为200～400℃的条件下反应20min～300min,然后冷却至100～150℃,加入占原油馏份油重量1～10%的水和10～100ppm的破乳剂,在电场强度为200～1500V/cm的条件下进行分离,脱除镍钒。
01138212.0权 利 要 求 书第1/1页 1.一种从原油馏份油中脱除镍钒的工艺方法，其特征在于：原油馏份油中加入100～1000ppm的脱金属剂，在温度为200～400℃的条件下反应20min～300min，然后冷却至100～150℃，加入占原油馏份油重量1～10％的水和10～100ppm的破乳剂，在电场强度为200～1500V/cm的条件下进行分离，脱除镍钒。
2.按权利要求1所述的脱除镍钒的工艺方法，其特征在于：所用的脱金属剂为含磷有机物。
3.按权利要求1所述的脱除镍钒的工艺方法，其特征在于：所述的冷却温度为100～140℃。
4.按权利要求1所述的脱除镍钒的工艺方法，其特征在于：脱金属剂的加入是连续的。
01138212.0说 明 书第1/3页一种从原油馏份油中脱除镍钒的工艺方法技术领域本发明属于炼油化工领域，涉及从馏份油中脱除金属的工艺方法，特别是从原油馏份油中脱除镍钒的工艺方法。
北京科技大学科技成果——原油及馏分油脱镍钒技术
成果简介
由于石油中的镍、钒化合物多为油溶性的，因此用一般的电脱盐方法难以脱除。
但如果先将其转化为水溶剂的或亲水的化合物，则可以用水洗涤分离而脱除。
因此我们采用先在馏分油中加入某些化学药剂，在一定条件下进行反应，使镍钒卟啉和非卟啉油溶性化合物转化为亲水的化合物，再加水混合、加电场分离的办法，将镍钒脱除。
技术特性
研制出了适用于各种原油馏分油脱金属的脱金属剂，该药剂无腐蚀性，对催化剂无不良影响。
整套技术所需设备简单，只需在常压塔后加一反应罐及一套电脱盐设备即可实现，操作方便。
对不同的原料油具有广泛的适用性，只需根据原料油性质不同适当调整工艺条件即可实现。
技术指标
镍钒总脱除率70%以上，钙镁铁总脱除率80%以上。
先进性
1、高效性
选定合适的工艺条件，不但可以脱除原料油中70%以上的镍钒重金属，而且同时可以脱除其中大部分的钙镁铁。
2、适用范围广
对于不同种类的原料油均能达到脱除指标。
不但可以用于炼油厂常压渣油脱金属，也可以用于电厂燃料油脱金属，防止发电设备的金
属腐蚀。
工艺简便易行：整套技术工艺流程简单，只需在常压塔后加一反应罐及一套电脱盐设备即可实现，操作方便。
3、无污染
所用药剂无腐蚀性，对催化剂无不良影响，无污染性有害物质排出。
该项技术是目前原油深加工技术发展的重要领域之一，达到国际先进水平。
《石油化学应用原理》课程论文学院：系别：班级：姓名：学号：指导教师：论文题目：原油中镍、钒的脱除日期：2015年11月摘要原油中的金属镍、钒对原油加工会造成许多工程问题，如何脱除镍、钒一直都是原油加工处理过程一个重要的研究方向。
本文总结了现有的比较常见的一些脱除镍、钒的方法，如物理法、化学法、催化加氢法等，并对个人觉得比较有发展前景的金属捕集法的一个范例的机理作了简单的介绍。
关键词：原油，钒，镍，脱重金属AbstractThe presence of Ni and V causes many serious problems during crude oil processing, and the removal of them has been an important research topic. Some common methods have been listed in this thesis, such as the physical method, the chemical method, catalytic hydrogenation method, etc. Besides, the mechanism of the collecting of Ni and V by metals is introduced.Key words:crude oil, Ni, V, removal of heavy metals目录1前言 (1)1.1原油中的金属种类及含量 (1)1.2原油中镍、钒的存在形态及性质 (1)1.3 镍、钒对石油加工的影响 (2)2脱除原油中镍、钒的方法 (5)2.1 物理方法 (5)2. 2化学方法 (5)2. 3催化加氢 (6)2. 4 金属钝化法 (7)2. 5催化剂法 (8)2. 6电化学方法 (8)2. 7电脱盐法脱金属 (8)2. 8金属捕集法 (9)3展望 (13)参考文献 (14)1 前言1.1 原油中的金属种类及含量金属[1]以及各种金属形成的盐类化合物对原油加工过程会造成许多工程问题，如:沉积在催化剂表面从而造成催化剂失活，腐蚀设备或者使其结焦，甚至在一定程度上影响产品的质量。
如何脱除金属杂质一直都是原油加工处理过程一个重要的研究方向。
相对于其它重金属，镍和钒中的含量相对较高[2]。
并且与其它重金属对加工设备造成的危害相比，金属镍和钒的影响也更为严重。
早在1922年，Hackford[3]就从墨西哥原油中检测出12种金属元素:Si、V、Ni、Sn、Pb、Ca、Mg、Fe、Al、Na、Ti、Au，这是对石油中所含金属元素的最早报道。
60年代初期，Ball等鉴定了美国24种原油中所含的金属元素，在燃烧后的石油灰分中检测出了28种金属元素。
众多研究结果表明，已从石油中鉴定出的元素，占元素周期表中元素的一半以上，而且大部分为金属元素。
其中过渡族元素，如铬、银、铁、铜、钴、铅、锌、坑、锰等几乎存在于所有原油中，同时原油中还含有许多稀土元素以及金、银等贵金属，含量大部分为ppb级和mg/L 级。
由于生成石油的低级动植物体和石油形成的环境条件的影响，不同油田、不同油区、甚至不同油井开采出的原油性质及其所含金属元素的种类、含量和存在形态差异都很大。
在这些已经鉴定出来的金属中，含量比较多的微量金属是镍和钒[4]。
1.2 原油中镍、钒的存在形态及性质重金属在原油通常以以下三种形态存在[5]: (1)以极小的金属微粒悬浮在原油中的矿物质；(2)分散在原油自身存在的乳化态水中的金属盐类；(3)与有机化合物结合或者以络合物存在。
在这三种存在状态中，90%以上的重金属会以络合物或金属有机化合物的形式存在[6]，即金属卟啉或者非卟啉化合物，而且这种形态的重金属难溶于水并且不易分解。
在原油电脱盐过程中，只有少部分以金属盐类存在的、溶解在乳化水中的重金属会被脱除。
另外，少部分有机重金属在后续的加工过程例如催化裂化、加氢等过程中可以被分解，但是被分解的重金属随即沉积在催化剂上，造成催化剂的失活，随着废催化剂排出装置；然而，大部分的重金属不能在原油加工的过程中脱除，它们会留在原油当中，最终会浓缩在原油焦、沥青质等重质组分当中。
原油中的金属镍和钒主要以两种形式存在:卟啉或者非卟啉。
有关非卟啉物质的本质鲜有研究。
然而，金属卟啉却已经被广泛研究，不仅仅由于在石油加工过程中它所造成的严重破坏，还因为在地球化学的研究领域，它可以发挥作为生物标记的显著作用。
金属镍和钒大部分集中在原油的沥青质中，以卟啉金属(Me)的形式存在（图1-1）。
图1-1金属卟啉结构图石油中的金属卟啉在蒸馏的过程中不会发生分解，因为金属卟啉的沸点是565℃，这种金属化合物具有较高的热稳定性，但是由于其本身具有挥发性，并且它在正戊烷中的溶解度较高，所以会掺杂在减压馏分油中。
此外，金属卟啉由C-H、C-M、C-N、C-C键构成的金属有机化合物，它在有氢气及高压的氛围下，这些单键可以发生断裂，如果其中的C-M断裂，那么就可以达到脱除金属的目的。
研究表明，金属卟啉在加氢条件下能够发生脱金属反应，反应具体分两步进行，卟酚醇是中间产物，卟啉环最终被破坏而金属会沉积在催化剂上。
1.3 镍、钒对石油加工的影响原油中镍和钒金属95%以上集中在减压渣油中，对重油加工的影响较大。
镍和钒在原油加工过程中的危害主要表现在对重油催化裂化催化剂和重油加氢处理催化剂的影响。
在催化裂化过程中，原料油中有机金属化合物发生分解，镍和钒沉积在催化剂上，导致催化剂活性下降甚至失活。
镍和钒毒害催化剂的作用方式不同，因此对催化剂污染的程度也不同【7-8】。
1.3.1 镍、钒对催化裂化的影响在催化剂再生过程中，沉积在催化剂表面上的Ni会被氧化从而变成Ni的氧化物，TEM和XPS研究显示，Ni在催化剂的表面分布均勾，它主要以NiAl204和Ni203的形式存在，只有少量以NiO的形式存在【9】。
正常反应条件下，Ni在催化裂化的过程中容易被还原，所以Ni对催化剂的结构影响不大。
但是有关研究[9]表明，低价Ni的脱氢能力比高价Ni的脱氢能力强。
因此，低价Ni对催化剂造成的危害也比高价Ni的危害更加严重。
Wormspecher [10]等的研究表明，Ni 和氧化硅载体作用过程中容易被还原，它们之间的作用不强，还原后的Ni晶粒一般会逐步堆积在一起，导致氧化硅载体的活性表面积缩小；而Ni和氧化锅载体的作用过程中比较难还原，它们的相互作用强。
发生还原反应之后，Ni的脱氢活性较高。
与金属Ni毒害催化剂的机理相比，V会从根本上改变催化剂的结构，导致催化剂的比表面积减少、活性降低、结晶度降低。
它破坏作用的大小主要取决于沸石的类型、V的浓度以及水热条件。
到目前为止，轨对催化剂的毒害机理仍在讨论当中，破坏催化剂结构的到底是H3VO4还是V2O5是问题的关键所在。
根据V2O5机理，该过程是[11]:首先，金属中V的有机化合物在催化裂化反应器中分解之后，脱离的金属V会与焦炭一起沉积在催化剂上，这时的V不能对沸石结构造成影响；然后，沉积在催化剂上的金属V以及焦炭会一起进入再生器，在再生器中，催化剂表面沉积的焦炭被烧去，金属V会被氧化为V2O5，在再生器700℃到800℃的温度范围内，V205会成为熔融态，进入催化剂的微孔孔道，从而造成沸石堵塞。
它还会占据沸石的活性位，沸石的晶体结构也会遭到破坏，自然催化剂的活性大大地降低；与此同时，当V流入沸石中后，V2O5可以与混合在沸石当中的元素，例如稀土元素Re，发生化学作用生成LaVO4或ReVO4型化合物，生成的物质具有较低的溶点，大概在540℃至640℃之间，由此，这种生成的新的物质也会对沸石的结晶度造成破坏；最后，当残留的V2O5跟随催化剂一起再次进入裂化过程时，它在此过程中又会迅速还原为V2O4或V2O3，后者很容易氧化为V2O5，这样会对催化剂造成持续的破坏作用。
图1-1 钒使催化剂中毒的反应过程1.3.2镍、钒对重油加氢的影响金属的脱除反应最容易在重油加氢过程中发生。
脱除的金属会沉积在催化剂表面，以硫化物的形式存在。
相关研究发现[12]，原油中金属含量的多少会影响催化剂的使用寿命。
催化剂的孔道会被金属沉积物堵塞，从而原油难以接近催化剂的活性中心，催化剂的作用自然也就发挥不出来，这就是金属Ni和V会导致加氢催化剂失活的原因。
Galiasso等[13]以Orinoco油作为研究对象，详细研究了Co-Mo催化剂的失活过程。
实验的结果发现，在最初失活阶段，微孔中的积炭是主要原因。
反应进行一段时间之，V会在催化剂的中、小孔的入口处形成沉积物，这样会阻碍原油进入孔中扩散。
随着V的沉积物不断积累，当到一定程度后，大分子物质被阻挡在催化剂外部，不能进行有效反应，从而导致催化剂失去活性。
另外，催化剂活性相的污染是镍和钒的沉积引起催化剂失活的另一个主要因素。
而载体表面活性相[13]是加氢处理催化剂具有活拨的催化活性的原因。
2 脱除原油中镍、钒的方法2.1 物理方法物理方法脱除原油中的钒元素，主要是根据钒元素在油中的分子大小#极性的不同，从而采用物理方法达到脱除原油中的钒的目的。
加拿大专利和开发有限公司成功研究了一种能从烃类原料中脱除高沸点馏分和无机物的膜分离方法[14]。
该法是将粘度较低的烃类液体在一定的压差下通过微孔膜的高压侧面，微孔膜的孔结构能使较低分子量的分子渗透过去，大分子及杂质积留在微孔膜的一侧，积留物中富含无机物，包括钙、镍、钒、铁、镁等金属元素，因此膜分离可以有效地脱除金属元素。
用委内瑞拉原油进行膜分离实验，金属元素脱除率大多在30%以上，少数金属元素脱除率为60%左右，但该过程的原油处理量有限，未能实现工业化应用。
日本学者Yasuhiro 等[15]利用光化学反应和液-液萃取相结合，提出了一种渣油脱金属新方法。
在四氢化萘溶液中对镍和钒四苯基卟啉化合物进行了脱金属实验，并与渣油的脱金属效果进行比较，结果表明，加入具有供氢体的极性溶剂（异丙醇），在照射光波长<400nm的条件下，可从常压渣油中脱除93%的钒和98%的镍，对于减压渣油，镍和钒的脱除率分别为85%和73%。
其他的物理方法还包含酸抽提和吸附分离等，如Yasuhiro[15]等人采用的酸抽提方法，分别能脱除常压渣油与减压渣油中的93%和73%的钒；Osaheni[16]等人利用氧化铝溶胶、粘土、沸石及活性炭等材料吸附重油中的钒，能将钒含量降至0.5µg/g以下。
由文献报道可知，物理法脱除原油中钒主要存在着处理量小、工艺繁琐等缺点，目前物理法主要作为分析方法，却很难实现其工业应用。
2. 2 化学方法化学法脱金属就是使用某些化学药剂，通过与以油溶性存在的镍和钒化合物发生反应，使镍和钒转化为非油溶性的络合物，然后用水洗、沉降等物理方法将其分离，从而达到脱除原油中镍和钒金属的目的。
