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延迟焦化加热炉抑焦剂的研究

延迟焦化加热炉抑焦剂的研究

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作者：陈震北京石油化工学院

学位级别：硕士

石油资源的重质化、劣质化趋势越来越明显,如何经济、环保的加工这些重质劣质石油是一项具有挑战性的课题。延迟焦化在技术成熟度、原料适应性以及投资和加工成本等方面具有独特的优势,但是加热炉炉管结焦现象严重影响其运行周期,增加... 详细信息

石油资源的重质化、劣质化趋势越来越明显,如何经济、环保的加工这些重质劣质石油是一项具有挑战性的课题。延迟焦化在技术成熟度、原料适应性以及投资和加工成本等方面具有独特的优势,但是加热炉炉管结焦现象严重影响其运行周期,增加检修成本。抑焦剂是一种既能抑制石油焦和干气生成,又可以提高液体产率的化学添加剂,已被广泛应用在工业生产中。加强抑焦剂的抑焦规律研究和研发新型抑焦剂是炼油厂急需的技术储备。论文在查阅文献的基础上,通过组分复配和配方优选制备了四种抑焦剂。使用辽河重油为反应原料,模拟延迟焦化反应。在415℃00℃下进行焦化反应,分别考察添加/未添加抑焦剂情况下,结焦率、气体组成、模拟蒸馏四种油以及四组分的变化情况;使用SEM、偏光显微镜和XRD分析了反应温度以及抑焦剂对石油焦形态的影响;考察了抑焦剂对不同重质原油的适用性。得到的主要结论如下:(1)反应温度升高,结焦率急剧增大。其中辽河重油温度425℃、460℃、500℃结焦率分别为3.28%、12.23%、57.16%;胜利重油425℃、460℃、500℃时结焦率分别为2.56%、10.38%、36.84%。(2)以辽河重油为原料,分别加入四种不同抑焦剂进行焦化反应,以结焦率为评价指标,最终得出抑焦剂I的抑焦效果最好。对辽河重油,焦化反应温度为425℃、460℃、500℃时,石油焦产率质量分数下降率分别为23.93%、25.02%、27.25%。对胜利重油,焦化反应温度为425℃、460℃、500℃时,石油焦产率质量分数下降率分别为27.73%、28.52%、29.43%。(3)裂化气组成中以甲烷为主。添加抑焦剂后,气体产物中甲烷体积分数减少。辽河重油425℃、460℃与500℃在添加抑焦剂I后体积分数减少率分别为10.43%、24.45%、29.79%。胜利重油425℃、460℃与500℃在添加抑焦剂I后体积分数减少率分别为10.96%、23.30%、23.72%。(4)模拟蒸馏结果显示,添加抑焦剂后,汽油+柴油比例增大。辽河重油425℃、460℃与500℃在添加抑焦剂I后汽油+柴油比例增加率分别为5.62、5.68%、5.86%。胜利重油425℃、460℃与500℃在添加抑焦剂I后汽油+柴油比例增加率分别5.12%、5.30%、6.03%。(5)由SEM图可知,随着反应温度升高,石油焦焦块增大,焦块与焦块之间的缝隙减小,大焦块上的小焦块逐渐减小。加入抑焦剂后,石油焦结构变得比较松散,呈现不稳定状态,甚至结构发生一定的变形。抑焦剂通过改变石油焦的形态以及增加焦块之间的缝隙,来达到清焦的目的。(6)由偏光显微镜图可知,随着温度的升高,石油焦块逐渐增大,石油焦表面也越来越光滑。加入抑焦剂I以后,焦块之间出现许多缝隙,而且变的比较纤细脆弱。石油焦边缘出现许多毛边,呈现不稳定状态。抑焦剂通过改变石油焦的形态以及增加焦块之间的缝隙,来达到清焦的目的。(7)XRD结果表明,升高焦化反应温度以及添加抑焦剂对石油焦层片的晶体结构参数如直径L与平均层间距离d的影响不大。抑焦剂只是改变了石油焦的宏观形态,而对其微观形态影响不大。综上所述,本文配制的抑焦剂对于抑制石油焦的形成和增加延迟焦化反应的汽油、柴油液体产品收率均具有明显的作用,具有潜在的工业应用前景。

关键词：辽河重油胜利重油延迟焦化结焦率抑焦剂

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