反应时间对加氢残渣油四组分含量和结构的影响

以沙特轻质原油减压渣油（ALVR）为原料,采用高压釜考察了不同反应时间下加氢反应后残渣油的四组分含量及其结构组成变化。结果表明,与未加氢渣油相比,加氢残渣油中的饱和分含量大幅度增加,而芳香分、胶质和沥青质的含量均降低,四组分的H/C原子比和平均相对分子质量均降低,芳碳分率升高。加氢残渣油的四组分含量随反应时间的增加均呈规律性变化。随着加氢反应时间的增加,四组分的H/C原子比和平均相对分子质量降低,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。渣油加氢反应过程中,其四组分均发生了明显的氢解和脱烷基反应,胶质和沥青质结构单元间的各种桥键可发生明显的断裂,导致其结构单元数减少。不同来源和属性的渣油加氢反应后各组分的结构变化有一定区别。     

渣油加氢转化过程中沥青质结构单元的变化

以不同沥青质含量的渣油为原料,研究了加氢反应前后沥青质结构单元的变化,并对沥青质结构单元进行初步模拟.结果表明,加氢后沥青质结构单元的平均相对分子质量增大,H/C原子比减小;硫含量降低,氮含量增加;芳碳分率增大,芳香环系周边氢取代率σ及芳香环系缩合度参数HAU/CA减小;HA增加,Hα、HβHγ减少;沥青质结构单元的取代芳碳分率减少,质子芳碳分率增加,表明加氢反应后沥青质的缩合度增大,发生了明显的脱烷基反应.随原料沥青质含量的增加,加氢后沥青质结构单元的环烷环数和芳香环数均逐渐增加,尤其是芳香环数,甚至会大于原生沥青质.加氢过程中沥青质主要以单元薄片为基本单元参与反应.     

加氢反应温度对塔河沥青质结构组成的影响

以塔河常压渣油的正庚烷沥青质为原料,在高压釜内考察了加氢反应温度对沥青质结构组成的影响。结果表明,与原生沥青质相比,加氢后次生沥青质的H/C原子比、平均相对分子质量、单元薄片数目和芳香环系缩合度参数HAU/CA均减小,芳碳率fA增大;加氢后沥青质单元薄片的平均相对分子质量增大,Hα、Hβ和Hγ减小,HA增加,总环数RT和芳香环数RA也都明显增加,质子芳碳比例增加,取代芳碳比例减小,表明沥青质在加氢过程中发生了明显的烷基侧链和单元薄片的脱除反应及少量的脱氢缩合反应。随加氢反应温度升高,沥青质结构参数的变化更明显,且在653～673 K范围时各结构参数的变化幅度最大。     

超声波处理对渣油加氢反应过程胶体性能的影响

超声波处理改变了渣油饱和分、芳香分、胶质、沥青质(SARA)的含量、结构和分布状态,使渣油胶体稳定性得到改善。沥青质的含量、结构和分布状态对渣油胶体稳定性有重要影响。超声波处理改变了沥青质的结构,减少了渣油中沥青质的含量,大幅增加了溶胶能力强的胶质的含量,改善了沥青质的分散状态,使渣油胶体稳定性增加。超声波处理后渣油四组分理化性质的变化改善了渣油品质,提高了渣油和沥青质的反应性能,加氢反应深度增加,产物分布改善,但加氢残渣油的胶体稳定性降低。超声波处理对渣油及其加氢残渣油的胶体稳定性具有重要影响。     

利用核磁共振对稠油水热催化裂解降粘反应的研究

通过元素分析仪、分子量测定仪及核磁共振波谱仪对水热催化裂解反应前后的稠油进行了分析,并采用改进的Brown-Ladner（B-L）法计算反应前后沥青质及胶质的平均结构参数。结果表明,沥青质的裂解对稠油粘度的降低起到了非常重要的作用;反应的过程中发生了系列加氢,开环,成环,链的断裂等反应,反应后,沥青质及胶质氢碳原子比均增大,芳碳率降低,环烷碳率及烷基碳率增加,沥青质及胶质芳香环系的缩合程度变小,平均分子中含的结构单元数及其中的总环数减小。     

氢初压对渣油加氢产物胶体稳定性的影响及原因分析

在高温高压反应釜内,使用工业加氢转化催化剂对绥中36-1常压渣油进行了加氢反应,考察了氢初压对产物胶体稳定性的影响,并从产物的四组分组成、数均相对分子质量及胶质、沥青质的平均结构等方面对产生影响的原因进行了分析。结果表明,随着氢初压的升高,产物的稳定性先改善后略变差,其稳定性的改善可降低焦炭收率;产物的四组分中饱和分的含量增大,芳香分、胶质的含量变化不大,沥青质含量降低;芳香分、胶质的相对分子质量先增大后减小,沥青质的相对分子质量逐渐减小;胶质、沥青质的H/C原子比先增大后减小,芳香碳分率先降低后增大,二者结构性质的改变决定了产物胶体稳定性的变化趋势。     

渣油悬浮床加氢裂化尾油化学结构 及其裂化性能评价

 采用改进的B-L(Brown-Ladner)法和密度法，分析了克拉玛依渣油悬浮床加氢裂化尾油及其饱和分、芳香分、胶质、沥青质的化学结构；利用芳香性不同的溶剂对该尾油进行处理，在高压反应釜中评价了尾油、渣油和处理后尾油的裂化性能。结果表明，尾油平均分子结构中烷基碳率小于渣油分子，芳香碳率、芳环数和缩合指数大于渣油分子；尾油的裂化转化率比渣油低，缩合转化率比渣油高，对催化剂的感受性下降；采用低芳香性溶剂处理可改善尾油的反应性能，达到悬浮床加氢裂化循环油的要求。     

中东渣油固定床加氢试样胶体稳定性与组分性质关系的研究

采用固定床渣油加氢评价实验装置,在工业催化剂级配方及长周期运行条件下,研究了中东渣油加氢反应过程中试样的胶体稳定性,考察了试样组成、性质和结构变化对体系胶体稳定性的影响。实验结果表明,控制适宜的渣油加氢反应条件有助于体系胶体稳定性的改善和保持;芳香分和胶质的含量越高越有利于体系胶体的稳定,且两者对体系胶体稳定性的作用相当,饱和分含量越高,体系胶体的稳定性越差;沥青质和胶质的平均相对分子质量差异越小,越有利于体系胶体的稳定性;随加氢反应的进行,沥青质芳香环系周边氢取代率增加,芳碳率降低,有利于体系胶体的稳定性。     

减压渣油胶体稳定性的分子模拟研究

分子结构特性决定分子间相互作用,进而决定其溶解性能。通过分子模拟研究减压渣油不同结构分子的分子间相互作用、互溶性及由此导致的渣油胶体稳定性。研究表明,芳环数目越多、烷基侧链越短的分子结构内聚能密度越大,溶解度参数越大。在渣油体系中,沥青质、重胶质分子聚集形成胶核,饱和烃、芳香烃、轻胶质分子形成连续相。胶质分子结构影响其胶溶性能,侧链长度适中的胶质分子,其与沥青质、芳香分互溶性好,胶溶性能优异;沥青质的聚集程度随胶质分子含量的增加而降低。芳香分、胶质分子的协同作用使沥青质、饱和烃分子稳定存在于同一体系中,因此渣油胶体稳定性取决于不同分子结构的连续性和配伍性。     

减压渣油胶体稳定性的分子模拟

分子结构特性决定分子间相互作用,进而决定其溶解性能。通过分子模拟研究减压渣油不同结构分子的分子间相互作用、互溶性及由此导致的渣油胶体稳定性。研究表明,芳环数目越多、烷基侧链越短的分子结构内聚能密度越大,溶解度参数越大。在渣油体系中,沥青质、重胶质分子聚集形成胶核,饱和烃、芳香烃、轻胶质分子形成连续相。胶质分子结构影响其胶溶性能,侧链长度适中的胶质分子,其与沥青质、芳香分互溶性好,胶溶性能优异;沥青质的聚集程度随胶质分子含量的增加而降低。芳香分、胶质分子的协同作用使沥青质、饱和烃分子稳定存在于同一体系中,因此渣油胶体稳定性取决于不同分子结构的连续性和配伍性。     

超声波处理对减压渣油分子结构的影响

为提高渣油的质量,对渣油进行了超声波处理,其输出功率为800W,温度为70°C,间隔为0到11分钟。实验表明,超声波处理7min后,黏度和残炭率分别降低14.1%和7.4%。饱和分含量增加,芳烃、胶质和沥青质含量下降。用FT-IR、1H-NMR等手段对平均分子结构参数进行了表征,而超声处理时间长达7分钟,渣油参数的变化也越来越大。超声波处理产生的机械搅拌和空化作用引起减压渣油分子的一系列变化。微观变化影响了平均分子结构的参数,这通常在SARA分数中显示出来。采用热重法分析了超声波处理后减压渣油热反应特性的变化。随着超声波处理时间的增加,热解所需的表观活化能逐渐降低,温度也随之降低。     

Colloidal Structures of Daqing and Gudao Vacuum Residua and Their Formation

ＣｏｌｏｉｄａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＤａｑｉｎｇａｎｄＧｕｄａｏＶａｃｕｕｍＲｅｓｉｄｕａａｎｄＴｈｅｉｒＦｏｒｍａｔｉｏｎＬｉＳｈｅｎｇｈｕａ（ＬｏｇｉｓｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｅｇｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ６３００４２）ＬｉｕＣｈｅ...     

胜利减压渣油胶质热反应生焦特性的研究

以胜利减压渣油中的饱和分、芳香分和胶质为原料，通过其热反应行为的考察，表明在本反应条件下，饱和分不转化成沥青质和甲苯不溶物；仅有少量芳香分转化成沥青质和甲苯不溶物；在热反应中沥青质和甲苯不溶物的生成主要来自胶质的缩合反应。还比较了饱和分、芳香分和胶质的裂解与缩合性能。研究表明，纯胶质的热反庆体系，其胶溶沥青质的能力很强；原生胶质经热反应后所生成的次生胶质和次生沥青质与减压渣油中的原生胶质和原生沥青     

减压渣油及其四组分在接触剂上的裂化反应规律

以减压渣油为原料,采用热解色谱和热重-质谱,考察了减压渣油及其四组分(饱和分、芳香分、胶质和沥青质)在惰性接触剂L HBK和酸性接触剂C上的裂化反应.结果表明:四组分在有孔无酸剂L HBK上裂化程度由强到弱的顺序为胶质、沥青质、芳香分、饱和分,在有孔有酸剂C上裂化程度由强到弱的顺序为饱和分、芳香分、胶质≈沥青质.四组分...     

塔河常压渣油及其亚组分的非等温热转化反应性能研究

采用热重分析法对塔河常压渣油(THAR)及其亚组分的热转化反应性能进行了考察;在Sharp微分法基础上,采用分段动力学拟合,获得了渣油及其亚组分热转化速率峰值、速率峰值处的反应温度、转化率和剧烈裂解温度区间等动力学基本数据以及各亚组分的生焦性能。结果表明：各亚组分生焦率由低到高依次为饱和分＜芳香分＜胶质＜沥青质,沥青质是焦炭的主要来源;四组分按组成加权后的生焦率较THAR生焦率高4.21百分点,表明THAR亚组分混合物共焦化有利于抑制各亚组分的生焦;饱和分可促进其它亚组分生焦,而芳香分和胶质可抑制沥青质生焦,且芳香分的抑焦性能更强;在热转化反应过程中,裂化反应活性由高到低的顺序为饱和分＞芳香分＞胶质＞沥青质,各亚组分在低温段和高温段的活化能由低到高的顺序均为饱和分＜芳香分＜胶质＜沥青质,表明胶质和沥青质大分子的热转化过程需要提供较多的能量。     

Study on the Modification of Vacuum Residue by Ultrasonic Radiation

The present study examined the effects of ultrasonic radiation on the properties, structural parameters and fluidized catalytic cracking(FCC) performance of vacuum residue. We found that ultrasonic radiation markedly decreased the viscosity, carbon residue and average molecular weight, but slightly affected the density of vacuum residue. Besides, chromatographic analyses of SARA fractions revealed that asphaltene, resin and aromatic components were reduced, while saturates increased after ultrasonic radiation. Furthermore, FT-IR, ~1H-NMR, elemental analysis and VPO analysis indicated that the structural unit number(n), unit structure weights(usw), carbon fraction in aromatic structure(fA), naphthenic structure(fN) and naphthenic rings(RN) were decreased while the carbon fraction in paraffinic structures(fP) was increased. FCC showed an increased conversion rate(by 2.7%) and gasoline yield(by 3.7%). In sum, the ultrasonic radiation may facilitate and improve the secondary processing of vacuum residue.     

氧化深度对减压渣油组分及其硫分布的影响

用双氧水对中海油惠州炼油分公司减压渣油(ZHVR)进行氧化处理,以傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析氧化前后硫化物形态,以渣油四组分分析方法测定了氧化剂添加量对氧化前后渣油中饱和分、芳香分、胶质和沥青质4种组分含量及其硫分布的影响.结果表明:ZHVR中的硫化物以硫醚和噻吩类为主,氧化处理后...     

热重法考察渣油及其亚组分的焦化性能

以热重法考察锦州石化渣油及其亚组分的焦化性能，并揭示了渣油各亚组分间的焦化特理化学作用。结果表明，四组分焦化生焦率从大到不的顺序和沥青质，胶质，芳香分，饱和分，渣油的生焦率介于芳香分和胶质之间。焦化过程中表观热裂化反应活性顺序为饱和分＞芳香分＞胶质＞沥青质，而实际热裂化热裂化的剧烈程度的顺序相反。饱和分可促进其它亚组分生焦，而芳香分可抑制胶质，沥青质生焦，渣油按四组分组成物理加权后的生焦率大于该渣的生焦率。还探讨了渣油及其亚组分在焦化过程中的动力学特征。     

Kinetic Study on the Hydrocracking Reaction of Vacuum Residue Using a Lumping Model

Based on the experimental hydrocracking of vacuum residue, a kinetic study using a lumping model was carried out to gain insight into the characteristics of catalytic reactions. The lumped species were the saturates, aromatics, resins, and asphaltenes (SARA) constituents in the residue (798 K⁺) fraction and gas, naphtha, kerosene, gas oil, vacuum gas oil, and coke in the products. The pyrite reaction favoring hydrocracking to lighter products was more temperature-dependent than that using a mixture of pyrite and active carbon. The kinetic study showed that the addition of active carbon to pyrite limited the transformation of resins to asphaltenes.     

Kinetic Study on the Hydrocracking Reaction of Vacuum Residue Using a Lumping Model

Abstract

Based on the experimental hydrocracking of vacuum residue, a kinetic study using a lumping model was carried out to gain insight into the characteristics of catalytic reactions. The lumped species were the saturates, aromatics, resins, and asphaltenes (SARA) constituents in the residue (798 K⁺) fraction and gas, naphtha, kerosene, gas oil, vacuum gas oil, and coke in the products. The pyrite reaction favoring hydrocracking to lighter products was more temperature-dependent than that using a mixture of pyrite and active carbon. The kinetic study showed that the addition of active carbon to pyrite limited the transformation of resins to asphaltenes.