一种调和油品及其制备方法_2

文档序号:9642020阅读:来源:国知局
青质4.59% ;减压渣油选择阿曼减压渣油;为市售产品,生产企 业为中国石化茂名石化分公司。
[0053] 步骤2,催化裂化油浆的调和;
[0054] 取A种油浆、B种油浆、C种油浆分别置于烘箱内,90°C常压条件下受热2_3h,使其 受热均匀;充分受热后,分别取出搅拌均匀,按照质量份数比为A种油浆20份、B种油浆10 份、C种油浆70份的比例进行调制得到催化裂化油浆,原料性质如表1,在调制过程中采用 搅拌器在150r/min转速下搅拌0. 5h使其充分混合,然后置于烘箱内90°C加热I. 5-2h。
[0055] 表1原料性质表
[0057] 表1中四组分是按烃类的类别进行区分的,是一类物质的集合,每一类都有成千 上百种分子结构,不能具体为某种物质,胶体稳定性参数属专业内名词,为本领域内公知。
[0058] 步骤3,调和油品的制备;
[0059] 减压渣油在100°C常压下,加热3_4h ;
[0060] 将充分受热后的催化裂化油浆和减压渣油,按照质量配比为油浆10-30份、渣油 90-70份进行调制,在调制过程中采用搅拌器在150r/min转速下搅拌0. 5h,直至充分混合。
[0061] 搅拌结束后,将得到的调和油品置于烘箱内,在90°C常压条件下加热1.5-2h,取 出后再次用搅拌器在150r/min转速下搅拌0. 5h使其混合均匀,然后冷却,即得。
[0062] 按照质量配比为油浆30份、渣油70份配制而成的调和油品的性质如表2所示。
[0063] 表2调和油品的性质
[0065] 从表2中看出,制备的调和油品粘度降低为减压渣油的1/8、残炭降低4. 19%、 金属含量降低6. 35 μ g · g \胶体稳定性参数降低3个单位,饱和分与芳香分含量提高了 4. 86 %,油品质量得到明显改善。
[0066] 制备的调和油品经溶剂脱沥青后,脱沥青油的收率提高2. 42%,达到了提高炼厂 经济效益的目的。
[0067] 1.油品调和实验
[0068] I. 1实验原料:催化裂化油浆选择FCC油浆,减压渣油选择阿曼减压渣油;均为市 售产品,生产企业为中国石化茂名石化分公司。
[0069] 1.2油品的调和实验
[0070] 按照掺炼质量分数为10 %、30 %、50 %、70 %、90 %,分别在减压渣油中掺炼催化裂 化油浆,在90°C的条件下充分搅拌,使其混合均。。
[0071] 1. 3.调和油品的性质测定
[0072] 1)密度采用密度计测定法测定,引用标准为GB/T1884-92。
[0073] 2)元素分析采用德国生产的Vario EL cube元素分析仪进行测定。
[0074] 3)动力粘度采用上海昌吉地质仪器有限公司生产的NDJ-8S型旋转粘度计。
[0075] 4)四组分采用石油化工科学研究院推荐的方法,引用标准为NB/SH/T 0509-2010。
[0076] 5)金属(Ni、V)含量的测定采用原子吸收光谱法。
[0077] 1. 4调和油品胶体体系稳定性的表征
[0078] 调和油品中加入正庚烷后,会引起沥青质的缔合和聚沉,从而使体系的胶体稳定 性发生变化,因此,可以采用质量分数电导率法对调和油品胶体的稳定性进行表征。在恒温 (30±0.1 ) °C条件下,测定油品中加入正庚烷过程中电导率的变化,计算得到样品的质量分 数电导率,质量分数电导率出现最大值时表明沥青质发生了明显的聚沉,此时加入的正庚 烷与油品的质量比被定义为胶体的稳定性参数(CSP)。体系胶体稳定性越好,胶体稳定性参 数越大;反之,胶体稳定性参数越小。
[0079] 结果与讨论:
[0080] 2. 1原料的性质分析
[0081] 从表1可以看出:FCC油浆的密度比减压渣油大,而动力粘度、残炭以及开口闪点 要明显比渣油小;从元素含量来看,催化裂化油浆的H/C为1. 20,比减压渣油的小,同时, FCC油浆中N、S元素以及金属元素Ni+V的含量也明显小于减压渣油;从四组分组成来看, 减压渣油的饱和分与芳香分含量72. 69%,胶质与沥青质含量为27. 31%,而FCC油浆的饱 和分与芳香分含量达到91. 29%之多,其中饱和分含量明显较减压渣油高,而胶质与沥青质 含量为8. 71 %,明显低于减压渣油,这说明FCC油浆中的部分组分是可以再加以利用的。
[0082] 2. 2调和油品粘度变化的分析
[0083] 如图1所示,随着FCC油浆掺炼比的增大,调和油品的粘度逐渐降低,它们之间呈 指数函数关系。当油浆掺炼比小于30%时,随着掺炼比的增大,调和油品的饱和分和芳香分 的浓度增加,而胶质和沥青质的浓度减少,导致沥青质分子之间的间距变大,沥青质分子的 缔合数减小,沥青质分子间的交联效应减小,体系中分子之间的内摩擦力减小,以致调和油 品的粘度急剧减小。因此,从传热和传质的角度来看,在渣油中掺炼适量的FCC油浆可以降 低它的粘度,提高渣油的流动性,有利于溶剂脱沥青过程中相间的质量和热量传递,提高溶 剂脱沥青过程的传热和传质效率,从而提高脱沥青油和脱油沥青的分离效率。当油浆的掺 炼比大于30%时,由于分子间距进一步变大,以及饱和分和芳香分的增溶作用,沥青质分子 几乎不发生交联作用,沥青质趋向于单体分散,调和油品粘度的变化趋于平稳。
[0084] 2. 3调和油品的密度、残炭、金属、元素组成、H/C原子比及灰分变化的分析
[0085] 调和油品的密度、残炭与金属、元素组成与H/C比、灰分的变化与油浆掺炼比的关 系见图2-图5。
[0086] 可以看出,调和油品的密度、残炭、金属元素(Ni+V)、氢元素、硫元素含量、H/C原 子比的变化与FCC油浆的掺炼比呈线性关系,灰分的变化与油浆掺炼比并没有明显的函数 关系,这是由于掺炼前固体颗粒在渣油和油浆中的分布不均匀造成的。
[0087] H/C原子比减小,说明调和油品的不饱和度增加,FCC油浆含有较多的稠环芳烃, 过多的掺入会降低脱沥青油的质量;调和油品灰分随FCC油浆的掺炼比增大而增大,油浆 中固含量较高,过多的固体颗粒的引入会加重对管线和设备磨损,降低设备的使用寿命。
[0088] 加入FCC油浆后,调和油品的密度增大,与丙烷的密度差变大,使萃取阻力降低, 有利于萃取过程的进行,提高脱沥青油收率;油品的残炭、金属元素(Ni+V)、氢元素以及硫 元素含量随着FCC油浆掺炼比的增大而降低,有利于提高脱沥青油的质量。
[0089] 2. 4调和油品四组分含量的变化
[0090] 调和油品四组分含量与FCC油浆掺炼比的关系如图6所示。四组分是指油品中烃 类组成的一种表示方法。
[0091 ] 由图可知,随着油浆加入量的增大,油品中饱和分与芳香分含量逐渐增加,而胶质 和沥青含量逐渐降低。FCC油浆与渣油中一部分组分结构相似,根据相似相溶原理,溶解度 系数相近的极性和非极性组分可以相互溶解,溶解的结果导致渣油原有胶体体系结构发生 改变,然而并没有引起组分之间的相互转化,因此调和油品四组分的含量随油浆加入量的 增加呈线性变化。
[0092] 饱和分和单环、双环芳烃含量的增加有利于提高脱沥青油的质量和收率,同时,各 组分含量的变化对油品胶体稳定性也有着重要的影响。胶质是影响胶体稳定性的主要因 素,芳香分对胶体稳定有保护作用,饱和分破坏胶体的稳定性。饱和分含量过高以及胶质含 量过低可导致胶体稳定性下降,使得沥青质呈不稳定状态。为了更清晰地了解掺炼FCC油 浆对调和油品胶体稳定性的影响程度,进行了胶体稳定性的研究。
[0093] 2. 5掺炼FCC油浆对调和油品胶体稳定性的影响
[0094] 2. 5. 1质量分数电导率法考察掺炼FCC油浆对油品胶体稳定性的影响
[0095] 图7为以正庚烷为溶剂时,测得的掺炼FCC油浆对调和油品胶体体系稳定性的影 响。由图7可以看出,随着FCC油浆掺炼量的增大,调和油品的胶体稳定性参数(CSP)呈下 降趋势,这说明加入FCC油浆后调和油品胶体体系的稳定性下降,胶质、沥青质呈不稳定状 态。当掺炼比小于30%时,调和油品的CSP下降幅度较大,说明原有胶体体系稳定性遭破坏 的程度较严重;掺炼比大于30%后,调和油品的CSP下降幅度减小,此时胶体稳定性差异不 大。
[0096] 2. 5. 2四组分组成法考察掺炼FCC油浆对油品胶体稳定性的影响
[0097] Loeber等研究表明,饱和分与沥青质的含量反映沥青质的缔合趋势,芳香分与 胶质的含量反映它们对沥青质的分散能力。胶质组分是阻止沥青质沉积的关键因素,胶 质与沥青质的含量之比通常被作为衡量渣油胶体稳定性的主要参数。因此,通过考察 ω (Sat+Asp)/c〇 (Res+Arom)和ω (Res)/ω (Asp)的变化可以判断油品胶体稳定性的变化, 其变化情况如表3所示。
[0098] 表3不同油浆掺炼比下调和油品的四组分含量
[0100] 由表3可知,随着FCC油衆掺炼比的增大,ω (Sat+Asp)/co (Res+Arom)逐渐增大, ω (Res)/co (Asp)逐渐减小。由此可以判定,调和油品中芳香分和胶质对沥青质的分散、胶 溶能力降低,体系的稳定性下降,这与质量分数电导率法表征的结果一致。
[0101] 根据溶剂脱沥青过程基于凝聚理论的工艺机理,丙烷与渣油混合时,胶质、沥青质 呈不稳定状态,在具有足够量的丙烷时,胶质、沥青质开始聚集、沉淀、分离。渣油中掺炼一 定量的FCC油浆后胶体体系稳定性下降,增大了胶质、沥青质聚集的可能性,使得脱沥青油 和脱油沥青的分离变得容易,有利于丙烷脱沥青工艺。
[0102] 2. 6 FCC油浆掺炼比的讨论
[0103] 通过以上研究发现,在不同油浆掺炼比下调和油品的性质是不同的,甚至有着很 大
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