油浆及其超临界萃取组分性质组成及中间相沥青织构的对比

作     者：马远恩 

作者单位：中国石油大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：赵锁奇

授予年度：2020年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：催化油浆 超临界萃取分离 中间相 热缩聚 

摘      要：我国催化裂化装置每年副产大量油浆,经分离改质后,可作为高附加值碳材料的制备原料。本课题对三种油浆的性质、组成及沸点分布等进行分析,并选择其中一种原料用于中间相的制备。采用超临界萃取分离技术（SFE）将大庆油浆（DQ SLO）分离得到萃取油（SFEO）,以DQ SLO及SFEO为原料进行热缩聚实验,对比分析油浆及其超临界萃取组分的性质组成、中间相沥青织构,研究工艺条件和原料组成对中间相形貌及收率的影响。利用色谱、质谱、核磁共振氢谱、模拟蒸馏等手段对三种油浆的性质、组成、结构及沸点分布等进行了研究,结果表明:三种油浆为两种不同的类型。1号油浆烷烃含量较高,芳烃含量较少;2号与3号油浆烷烃含量低,芳烃含量高,且馏分集中于350～500℃,更适合做制备中间相的原料。但3号油浆胶质沥青质含量较高,可利用SFE技术进行分离,因此选择3号油浆（即DQ SLO）作为热缩聚反应实验原料。以DQ SLO为原料在不同温度、时间条件下进行热缩聚反应,分析热缩聚产物的形貌及收率。结果表明,随温度升高和反应时间的延长,中间相的光学织构逐渐变好,低温长时间更利于中间相流域型织构的形成。中间相含量随温度的升高和时间的延长逐渐增加,达到一定值后,中间相含量不再增加,中间相发展完全。综合温度、时间的影响,选取440℃/8 h/0.7 MPa作为DQ SLO制备中间相的优化反应条件。通过原料改性,发现在390℃/2 h/0.1 MPa～440℃/8 h/0.8 MPa条件下,中间相流域型结构较好,中间相含量高,产物收率高。SFE技术实现了一定程度的原料性质优化,将重组分移除,获得了性质较优的SFEO。SFEO烷烃含量适中,芳烃含量高,胶质沥青质含量很低。SFEO热缩聚反应,其中间相的发展规律和DQ SLO一致。在相同条件下,与DQ SLO相比,SFEO制备的中间相光学织构更好,中间相含量更高。