一种焦化原料最大可裂化度测定方法
【专利摘要】本发明涉及一种焦化原料最大可裂化度测定方法；首先取5～20g焦化原料油样进行热反应实验，控制反应温度为410-450℃，反应时间为5-40min，收取气体、液体及残渣油样品并进行称量；然后对反应后的一部分残渣油及原料油进行色谱模拟蒸馏，用反应前后小于等于540℃馏分增量及气体产率之和表征裂解深度；将反应后的另一部分残渣油用甲苯洗涤后进行离心分离，用反应后甲苯不溶物产率表征缩合深度；控制不同的反应条件，得到油样裂解-缩合曲线，曲线拐点即为油样的最大可裂化度；采用本方法测定焦化原料最大可裂化度方便、快捷、准确、可靠。
【专利说明】一种焦化原料最大可裂化度测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种焦化原料最大可裂化度测定方法，特别涉及石油加工中用于加热重质油的延迟焦化领域。
【背景技术】
[0002]延迟焦化是一种利用重油在热转化深度较低时不易出现结焦前体物的特性，在焦化加热炉管内获得重油轻质化所需要的能量，然后在焦炭塔内完成生焦反应的工艺过程。控制焦化炉炉管结焦速率是确保延迟焦化装置长周期运行的基础；尽量提高焦化炉对生焦反应给热量，确保生焦反应(吸热)所需要的热量，减少装置的焦炭产率，是该工艺过程获得经济效益的技术关键。
[0003]加热炉炉管结焦速率等于结焦前体物生成速率与脱落速率之差，影响炉管结焦速率的因素可以分为两类:一类为影响结焦前体物生成速率的因素如原料性质、油膜温度等；另一类为影响结焦前体物脱落速率的因素如边界层厚度、管内流动主体结焦前体物浓度等。因此，减少炉管结焦必须从降低结焦前体物生成速率，提高结焦前体物脱落速率的角度入手。
[0004]在裂解深度较低时，实验中检测不到结焦前体物的生成；但当裂解深度增加到结焦前体物出现后，结焦母体产率随裂解深度增加而急速增加，裂解深度与缩合深度(甲苯不溶物产率)曲线明显存在一个加速“拐点”的现象；造成这种现象的原因可能是:重油的裂化反应为自由基反应历程，反应开始裂解深度较低时，反应过程产生的自由基被重油胶质所“笼蔽”，阻碍了自由基之间的进一步叠合，因此结焦母体生成速度较慢；一旦裂解深度增力口，进而导致自由基浓度增加后，重油胶质的“笼蔽”效应被破坏，自由基之间的叠合就无障碍，结焦母体产率随裂解深度增加激增。定义导致“笼蔽”效应被破坏的最小裂解深度为介质的“最大可裂化度”。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种焦化原料最大可裂化度测定方法，通过实验测定油样导致“笼蔽”效应被破坏的最小裂解深度，为新炉设计及在役焦化炉操作提供依据。
[0006]本发明所述的一种焦化原料最大可裂化度测定方法:
[0007](I)首先取5?20g焦化原料油样进行热反应实验，控制反应温度为410_450°C，反应时间为5-40min，收取气体、液体及残渣油样品并进行称量；
[0008](2)然后对反应后的一部分残渣油及原料油进行色谱模拟蒸馏，用反应前后小于等于540°C馏分增量及气体产率之和表征裂解深度；
[0009](3)将反应后的另一部分残渣油用甲苯洗涤后进行离心分离，用反应后甲苯不溶物产率表征缩合深度；
[0010](4)控制不同的反应条件，得到油样裂解-缩合曲线，曲线拐点即为油样的最大可裂化度。
[0011]所述的反应前焦化原料油样需置于烘箱中于120°C烘化，反应器、液收器需洗净、烘干、称量。
[0012]所述的液体油样称量采用电子天平，气体样品体积采用量筒计量。
[0013]所述的进行热反应实验时，反应器采用锡浴加热，首先加热固体锡使之熔化并升至设定温度，然后将反应器加入锡浴中，使油样迅速升温至指定温度，控制反应时间，再迅速降温。
[0014]所述的甲苯不溶物获取方法为:用汽油将反应器内残渣油洗净倒入离心管，离心(10?40) min后，倒出上层清液后再用甲苯洗涤，离心分离(5?20min)，重复4次；每次离心前都用铁丝将降沉到离心管底部不溶物搅起，离心完成后的样品在120°C烘箱内干燥3小时，称量。
[0015]裂解深度分析:
[0016]a)取样热反应实验结束后，将残渣油搅匀后取Ig到事先用CS2洗净的锥形瓶内；
[0017]b)配样在锥形瓶内按照Ig油样:50mlCS2的浓度将残渣油稀释溶解，然后取样Iml到样品瓶内再稀释一倍；
[0018]c)分析将配好的样品进行色谱分析，获取其馏程分布数据。
[0019]采用本发明的方法测定焦化原料最大可裂化度方便、快捷、准确、可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1焦化原料最大可裂化度测定装置
[0021]1.气体收集器2.馏出油收集器3.冷却器
[0022]4.加热器 5.反应器6.温度传感器
[0023]7.控制箱 8.信号线9.计算机系统
[0024]图2油样I裂解-缩合深度曲线
[0025]图3油样2裂解-缩合深度曲线
[0026]图4油样3裂解-缩合深度曲线
【具体实施方式】
[0027]焦化原料最大可裂化度测定装置包括气体收集器1、馏出油收集器2、冷却器3、加热器4、反应器5、温度传感器6、控制箱7、信号线8、计算机系统9 ;气体收集器I与馏出油收集器2连接；馏出油收集器2通过冷却器3与反应器5连通；反应器5位于加热器4中，温度传感器6与计算机系统9连接，计算机系统9通过信号线8与控制箱7连接，控制箱7与加热器4连接。
[0028]实施例1
[0029]首先取8g油样I，采用图1装置进行热反应实验，控制反应温度430°C及反应时间16min,收取气体、液体及残渣油样品并进行称量；然后对反应后的一部分残渣油及原料油进行色谱模拟蒸馏，用反应前后540°C馏分增量及气体产率之和表征裂解深度；将反应后的另一部分残渣油用甲苯洗涤后进行离心分离，得到甲苯不溶物收率，表征缩合深度；控制不同的反应条件(410°C /6min，410°C /10min，410°C /15min，410°C /20min，410°C /30min),重复上述实验，得到油样裂解-缩合曲线，求得油样I的最大可裂化度7%。
[0030]实施例2
[0031]首先取9g油样2，采用图1装置进行热反应实验，控制反应温度410°C及反应时间20min，收取气体、液体及残渣油样品并进行称量；然后对反应后的一部分残渣油及原料油进行色谱模拟蒸馏，用反应前后540°C馏分增量及气体产率之和表征裂解深度；将反应后的另一部分残渣油用甲苯洗涤后进行离心分离，得到甲苯不溶物收率，表征缩合深度；控制不同的反应条件(410°C /30min,430°C /10min,430°C /16min,430°C /30min)，重复上述实验，得到油样裂解-缩合曲线，求得油样2的最大可裂化度9%。
[0032]实施例3
[0033]首先取8.5g油样3，采用图1装置进行热反应实验，控制反应温度430°C及反应时间16min，收取气体、液体及残渣油样品并进行称量；然后对反应后的一部分残渣油及原料油进行色谱模拟蒸馏，用反应前后540°C馏分增量及气体产率之和表征裂解深度；将反应后的另一部分残渣油用甲苯洗涤后进行离心分离，得到甲苯不溶物收率，表征缩合深度；控制不同的反应条件(410°C /lOmin, 410°C /15min, 410°C /20min, 410°C /30min),重复上述实验，得到油样裂解-缩合曲线，求得油样3的最大可裂化度20%。
【权利要求】
1.一种焦化原料最大可裂化度测定方法，其特征在于: (O首先取5?20g焦化原料油样进行热反应实验，控制反应温度为410-450°c，反应时间为5-40min，收取气体、液体及残渣油样品并进行称量； (2)然后对反应后的一部分残渣油及原料油进行色谱模拟蒸馏，用反应前后小于等于540°C馏分增量及气体产率之和表征裂解深度； (3)将反应后的另一部分残渣油用甲苯洗涤后进行离心分离，用反应后甲苯不溶物产率表征缩合深度； (4)控制不同的反应条件，得到油样裂解-缩合曲线，曲线拐点即为油样的最大可裂化度。
2.根据权利要求1所述的焦化原料最大可裂化度测定方法，其特征在于:反应前焦化原料油样需置于烘箱中于120°C烘化，反应器、液收器需洗净、烘干、称量。
3.根据权利要求1所述焦化原料最大可裂化度测定方法，其特征在于:液体油样称量采用电子天平，气体样品体积采用量筒计量。
4.根据权利要求1所述焦化原料最大可裂化度测定方法，其特征在于:进行热反应实验时，反应器采用锡浴加热，首先加热固体锡使之熔化并升至设定温度，然后将反应器加入锡浴中，使油样迅速升温至指定温度，控制反应时间，再迅速降温。
5.根据权利要求1所述焦化原料最大可裂化度测定方法，其特征在于:甲苯不溶物获取方法为:用汽油将反应器内残渣油洗净倒入离心管，离心(10?40)min后，倒出上层清液后再用甲苯洗涤，离心分离(5?20min)，重复4次；每次离心前都用铁丝将降沉到离心管底部不溶物搅起，离心完成后的样品在120°C烘箱内干燥3小时，称量。
【文档编号】G01N5/00GK104374663SQ201310355777
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年8月15日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】王兰娟, 肖家治, 李明, 谢崇亮, 魏学军, 董罡, 全先亮, 沈国平, 毕治国, 高青 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 中国石油大学(华东), 中国石油工程建设公司