减压渣油供氢剂减黏裂化研究

减黏裂化作为一种不生成焦炭的热加工方法主要涉及两类化学反应，裂解反应和缩合反应。裂解反应使减压渣油的平均分子量及其胶团直径变小，改善渣油的倾点和黏度；缩合反应使减压渣油及其中间产物中的芳烃、烯烃等缩合成大分子量产物，产生新的胶核，甚至生成焦炭。常规减黏裂化过程中，这两类化学反应主要与反应温度和反应时间有关。在热作用下渣油中的大分子裂解为H／C原子比相对较高的饱和烃自由基和H／C原子比相对较低的芳香性自由基。后者还可失去自身的环烷氢而使其H／C原子比进一步降低。如果体系中有足量的氢化芳烃存在，那么氢化芳烃分子上的活泼氢就可能转移到芳香性自由基的单电子位，将自由基封闭，从而阻止芳香性自由基之间的相互缩合，抑制使分子长大的缩合反应。如果体系中的氢化芳烃含量不足。则热反应体系中就没有足够的活泼氢将芳香性自由基封闭，芳香性自由基缩合反应的几率较高，造成过早地生焦。这种来自渣油分子自身的活泼氢的化学行为与渣油热反应生焦诱导期有一定关系。     

减压渣油掺炼工业供氢剂缓和热转化的基础研究

以FCC油浆及其窄馏分作为工业供氢剂,首先测定其受热供氢能力,然后在此基础上考察了掺炼工业供氢剂对减压渣油缓和热转化生产燃料油和部分轻质油的改进效果及其化学原因.在实验室热反应装置上对减压渣油(VR)为原料掺炼FCC油浆(DO)及其窄馏分段(DO3)热转化实验结果表明,在400 ℃、100 min反应条件下随着供氢剂掺炼比增大,小于180 ℃馏分的收率减少,180 ℃～350 ℃馏分收率增加,大于180 ℃燃料油的100 ℃黏度减小、安定性增加;当掺炼比达15%时,燃料油的安定性合格.减压渣油掺炼相对供氢能力较大的工业供氢剂进行缓和热转化,有利于在提高轻油收率的同时使得燃料油黏度较低、安定性合格;但是燃料油四组分含量的变化与安定性关系不大.进一步研究表明,工业供氢剂对于减压渣油缓和热转化所得燃料油具有较好安定性的化学原因在于,工业供氢剂可同时抑制前沥青质的生成和沥青质分子缔合指数的增加.     

渣油中沥青质分子颗粒尺寸及其胶粒模型研究

分别以苯和硝基苯为溶剂测定了大庆、胜利、孤岛和辽河减压渣油沥青质、胶质和芳香分的分子量；依据球形分子模型计算了这些物质的分子尺寸；构筑了渣油中沥青质胶粒（胶团）模型，并依此计算了渣油中沥青质胶粒尺寸。结果表明，以硝基苯为溶剂所测沥青质分子量更能反应沥青质化学结构的实质；就原始沥青质来说，以苯为溶剂测得的沥青质分子直径为3.8 nm～5.0 nm,以氯代苯为溶剂测得的分子直径为3.2 nm～3.7 nm,以硝基苯为溶剂测得的分子直径为2.8 nm～3.2 nm；辽河、胜利与大庆减压渣油中沥青质的胶粒直径为10.0 nm～11.0 nm，孤岛减压渣油中沥青质的胶粒直径为9.0 nm～10.0 nm。