反应温度对加氢残渣油四组分含量和结构的影响

以沙轻减渣为原料,在高压釜内研究了不同反应温度下加氢反应前后渣油的四组分含量及其结构组成变化。结果表明,加氢残渣油中的饱和分含量明显增加,而芳香分和胶质的含量均降低,四组分含量随反应温度的升高均呈现规律性变化。加氢后四组分的H/C摩尔比和平均相对分子质量均降低,芳碳分率增加。随反应温度升高,四组分的H/C摩尔比和平均相对分子质量降低,烷基碳分率降低;芳香分、胶质和沥青质的芳碳分率增加;胶质和沥青质的总环数和芳环数均降低。渣油加氢过程中四组分都发生了明显的氢解和脱烷基反应。加氢反应中,胶质和沥青质结构单元间的各种桥键可发生明显地断裂,导致其结构单元数减少,且结构单元数随反应温度的升高而减少。     

超声波处理对渣油加氢过程的影响

对四种减压渣油的超声波处理前后渣油加氢反应产物分布研究表明,超声波处理后渣油加氢反应的焦炭和>500℃残渣油收率降低,气体、汽油、柴油和VGO收率提高,轻油产率提高6~10个百分点,渣油转化率增大,轻质化性能明显增强;不同渣油经超声波处理后的加氢反应性能改变不同;利用超声波处理后渣油加氢的虹吸作用模型,从宏观层次解释了超声波改善渣油加氢效果的原因;超声波处理后杂原子的脱除效果均有不同程度的提高,尤其是对金属钒的脱除影响最为明显。超声波处理后加氢残渣油的饱和分和沥青质含量增加,芳香分和胶质的含量减少。     

格尔木渣油加氢反应及生焦行为的研究

选用超低沥青质含量的格尔木渣油（沥青质质量分数：0.32%）作为加氢原料,考察反应条件对加氢反应样品组分性质、胶体稳定性参数（CSP）、生焦性能的影响。结果表明,随着加氢反应温度的升高和反应时间的延长,沥青质和饱和分的含量增加,胶质和芳香分的含量减少;胶体稳定性参数降低,生焦率不断增加;胶质与沥青质的缩合度增加,芳碳率f_A不断增大;金属与杂原子在加氢过程中不断得到脱除,V比Ni更容易脱除、S比N更容易脱除;催化剂表面形成了类似石墨有序结构的炭基物质,使得催化剂的孔结构参数不断减小。在所研究的反应中,当反应温度和时间分别为420℃和5 h时,催化剂的孔结构损害最为严重,出现了较大的微孔分布。     

渣油重组分沥青质结构分析及其对临氢热反应过程生焦的影响

以塔河常压渣油(THAR)为原料,正己烷为溶剂分离获得重组分C6-沥青质及其脱沥青油,并将所得沥青质回调至脱沥青油中配制成不同沥青质含量的渣油,以此为原料进行了高压釜临氢热反应实验。首先利用元素分析、1H-NM R及13CNM R、GPC分子量测定、FT-IR、XRD及SEM对沥青质的分子结构参数、官能团、晶体结构及表面形貌进行了分析研究。结果表明,该沥青质芳环侧链中长链部分较少且支链化程度较高,并以甲基、乙基、丙基结构为主,其芳香度fA高达0.57,芳环缩合程度及芳香片层结构较大,且芳香环系同时存在迫位缩合和渺位缩合的结构,已经形成连接致密的高芳香度结构。鉴于沥青质结构的复杂性,考察了其含量对临氢热反应过程的影响,结果表明,随着沥青质含量的增加,渣油的转化率逐渐增加,当沥青质含量超过5.12%时,其转化率的增加以快速生成焦炭为代价。另外,渣油中长链脂碳含量f3C与轻质油收率存在一定规律性,即随着f3C增加,轻质油收率先增加后趋于平缓,而残炭值、芳香度fA与焦炭收率表现出良好的线性关系。     

渣油在加氢处理中的性质和结构变化规律研究

利用渣油加氢处理中试装置,获得了经过脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱氮催化剂的系列渣油加氢处理产物,分析了各产物的性质。随加氢深度增加,硫、氮、残炭、镍和钒在渣油加氢产物中的的质量分数降低,总脱除率分别为84.9%、51.3%、62.8%、84.8%和94.0%。各产物的组分分布发生变化,饱和分组分增加,芳香分、胶质、沥青质组分减少,重组分胶质和沥青质组分的转化分别达到了57.5%和73.3%。以核磁共振为基础计算了渣油加氢产物组分的平均结构参数。结果表明,芳香分和胶质组分单元结构芳香环数和环烷环数减少,芳香碳分率fA、环烷碳分率fN和烷基碳分率fP变化不明显;而沥青质分子fA增加,fN和fP降低。从平均结构参数还可以看出,不同加氢产物同一种组分在结构上有其共性,但不同组分有明显区别。     

渣油加氢处理前后沥青质的微观结构研究

采用元素分析、扫描电镜和透射电镜等分析方法对渣油原料中的沥青质、加氢处理后的沥青质及添加高芳香性轻循环油(LCO)反应后的沥青质进行对比研究。结果发现,渣油加氢处理前后沥青质的表面呈现出光滑表面和多孔的球形颗粒表面两种完全不同的形貌。渣油加氢前后沥青质的芳核堆砌表现出明显的长程无序局部有序的特征;加氢处理后的沥青质芳核片层易于堆砌,出现了多层堆砌、长程有序的类石墨结构。渣油中高芳香性LCO的添加有利于促进沥青质的加氢反应、改善沥青质芳核系统在渣油加氢处理过程中的聚集行为。     

废轮胎热解油重质馏分制备的道路沥青老化性能研究

针对废轮胎热解油重质馏分(＞350℃)组成上具有蜡含量低,芳香分、胶质和沥青质含量高的特点,研究了废轮胎热解油重质馏分采用蒸馏法生产道路沥青的可行性。结果表明,废轮胎热解油中＞420℃、＞430℃、＞440℃三种渣油的性质可以满足不同牌号道路石油沥青老化实验前的技术指标,特别是延展性能优异,但是抗老化性能较差。渣油老化前后的族组成、官能团、氢分布及分子量分布变化表明,渣油在老化过程中存在氧化反应以及脱氢缩合反应,使渣油的化学组成发生变化,即芳香分、胶质含量减少,沥青质含量明显增加,使得沥青胶体体系中分散相明显增多而分散介质相对减少,造成热解油的渣油抗老化性能较差。     

兖州煤与大庆减压渣油在共处理过程中的相互作用Ⅱ.甲苯可溶重质产物族组成和分子量的变化规律

通过对兖州煤与大庆减压渣油共处理重质产物的组成、分子量及分子量分布的考察,研究了甲苯可溶重质产物组成性质随反应条件的变化规律.结果表明,在较低反应温度(375～425℃)下,共处理减缓了重质产物中饱和份的转化,同时使树脂和沥青质含量降低;在较高反应温度(450℃)下,由于煤与渣油的裂解程度增加,共处理与单独处理重质产物中饱和份含量均降为0,共处理重质产物的树脂+沥青质含量显著增加.共处理使重质产物的分子量增大,且随着反应温度的升高,重质产物的分子量逐渐减小,同时分子量分布逐渐变窄.     

兖州煤与大庆减压渣油在共处理过程中的相互作用：Ⅱ.甲苯可溶重质产物族组

通过对兖州煤与大庆减压渣油共处理重质产物的组成,分子量及分子量分布的考察,研究了甲苯可溶重质产物组成性质随反应条件的变化规律。结果表明,在较低反应温度（３７５－４２５℃）下,共处理减缓了重质产物中饱和份的转化,同时使树脂和沥青质含量降低;在较高反应温（４５０℃）下,由于煤与渣油的裂解程度增加,共处理与单独处理重质产物中饱和份含量均降为０,共处理重质产物的树脂＋沥青质含量显著增加,共处理使重质产物的分子量增大,且随着反应温度的升高,重质产物的分子量逐渐减小,同时分子量分布逐渐变窄 。     

供氢(氘)剂在减压渣油四组分裂化中的作用及其同位素效应

研究了辽河减渣四组分在微型高压釜内中临氮热裂化、临氢热裂化和临氢催化加氢反应，考察了供氢剂或供氘剂对上述反应的影响。结果表明，临氮热裂化时沥青质是大量生焦的物种，胶质的生焦能力不显著，芳香分、饱和分不生焦；临氢热裂化沥青质生焦量减少，胶质很少生焦，芳香分和饱和分不生焦；临氢催化加氢时，辽河减渣四组分在临氢反应基础之上，生焦量进一步降低。辽河减渣四组分在临氮热裂化、临氢热裂化和临氢催化加氢过程中添加供氢剂或供氘剂后，生焦反应得到显著抑制，相比之下供氢剂的作用更为明显。三种氢源都具有抑制渣油四组分缩合或缩聚反应的作用。渣油四组分从供氢剂或供氘剂中获得氢（氘）的能力不同，沥青质>胶质>芳香分≈饱和分。就同一组分而言，供氢剂或供氘剂的表观供氢（氘）率随反应条件不同而不同，临氮热裂化> 临氢热裂化>临氢催化加氢过程。供氢剂与供氘剂在所有的过程中都存在明显的动力学效应，并且这个动力学效应随加工环境的不同而变化，在临氮热裂化过程中动力学同位素效应明显。在临氢热裂化过程，尤其是催化加氢裂化过程中动力学效应逐渐变得不明显。2H-NMR分析表明，氘代四氢萘的环烷环中的α位比β位的脱氢选择性高，氘代四氢萘脱氢选择性大小的顺序为：临氮热裂化>临氢热裂化>临氢催化加氢过程。     

渣油加氢处理过程中硫的分布与脱除规律研究

硫是石油中质量分数最多的杂原子,国内外对硫化合物的研究甚多,但大多数是对轻质馏分的研究[1].原油中70%以上的硫集中在渣油中[2],由于减压渣油分子量大,组成和结构复杂,硫化物的分离和鉴定困难[3].含硫化合物的危害主要表现在严重影响石油产品的使用性能和污染环境,在石油加工过程中腐蚀设备[4,5].随着中国中东高硫原油进口量的增加和环保法规对硫质量分数要求越来越严格,加氢处理成为渣油深加工的主要手段之一[6].脱硫受多种因素的影响[7],如催化剂性能、工艺条件等,而且硫在渣油中的存在类型和分布也严重影响到硫的脱除效果.……     

桦甸页岩油柴油馏分加氢精制生产清洁燃料油的研究

柴油馏分(200℃~360℃)在桦甸页岩油中约占41%。其中,硫、氮及不饱和烃含量较高,含硫化合物以苯并噻吩类及二苯并噻吩类化合物为主,而氮化物中的碱性氮化物和非碱性氮化物的含量相当。实验中分别以硫化态的CoMo/Al2O3及NiW/Al2O3为催化剂,利用固定床小型加氢反应装置,考察了不同工艺条件对桦甸页岩油柴油馏分加氢脱硫及加氢脱氮效果的影响。结果表明,反应温度升高,增大反应压力,降低体积空速,对脱硫、脱氮都是有利的,特别是对加氢脱氮影响最为明显,而氢油体积比的影响相对较小。两种催化剂活性比较发现,对于该页岩馏分油而言,两种催化剂的加氢脱硫效果相差不大,而NiW/Al2O3的加氢脱氮效果却明显好于CoMo/Al2O3。在选择的工艺条件下,对桦甸页岩油柴油馏分进行加氢精制得到的产品油中杂原子和不饱和烃含量低,密度小,芳香烃含量少,可作为优质清洁柴油直接使用。     

大港常压渣油各组分平均偶极矩的研究

将大港常压渣油利用液相色谱法分成六个组分，测定了各组分的平均偶极矩。结果表明，渣油分子具有极性，饱和分和轻芳烃组分、重芳烃、轻胶质、中胶质、重胶质、沥青质的偶极矩依次增大，分别为1.19、2.88、3.79、4.92、6.36、11.70 Debye。元素分析表明，从饱和分和轻芳烃组分到沥青质组分，H/C原子比逐渐下降，表明H/C原子比减小与平均偶极矩增大有关；从饱和分和轻芳烃组分到沥青质组分，S/C、N/C原子比总体呈现上升趋势，渣油组分的杂原子含量与其极性有一定的关系，但两者并不完全一致，渣油组分分子的平均偶极矩还受到其他因素的影响。     

Determining the interaction and characterization of asphaltene in alkylbenzene solvents using nuclear-electron double resonance

This study uses ¹H dynamic nuclear polarization (DNP) methods to determine asphaltene aggregates and the interaction between asphaltene extracted from MC800 asphalt and alkylbenzene solvents, as well as elemental analysis for the characterization of asphaltene. The asphaltene sample was characterized using the elemental analysis of carbon (C), hydrogen (H), nitrogen (N), and sulfur (S). The results show that asphaltenes have the highest carbon content. The sulfur and hydrogen contents are nearly the same and nitrogen content is the smallest. The DNP data provided good results for characterizing asphaltene behavior in alkylbenzene solvents.     

神府煤液化油加氢精制过程中硫氮化合物分布的变化

采用实沸点蒸馏对神府煤液化油及其加氢精制油做了馏分切割,并采用GC-PFPD与GC-NCD对液化油与精制油中的硫氮化合物类型进行了分析,研究了液化油加氢精制过程中硫氮化合物分布的变化。结果表明,液化油中硫含量随窄馏分的馏程由低到高呈现"U"型分布,氮的分布基本上随窄馏分沸点温度的升高而增大,氮的含量远高于硫的含量;经过固定床加氢精制后,97%的硫和98.9%的氮得到脱除。液化油中苯并噻吩和二苯并噻吩等二环和三环化合物占93.25%;经过加氢处理之后,硫醇、硫醚、噻吩类等低沸点含硫化合物基本消失,难脱除组分主要以苯并噻吩类、二苯并噻吩类为主。液化油中含氮化合物主要以五元杂环中性氮化物为主,占54.96%;碱性氮化物主要以苯胺类为主,占23.22%,喹啉类相对较少;经过加氢处理之后,脂肪胺类含氮化合物被完全脱除,精制油中残留的氮主要以碱性氮化物喹啉类与苯胺类含氮化合物存在。