分散型催化剂作用下渣油临氢热反应行为的研究

采用微型高压釜，对克炼常渣、辽河稠油减渣以及新疆轮古稠油常渣在分散型催化剂作用下的临氢热反应行为进行了研究。结果表明，在较低的反应苛刻度下，甲苯不溶物的产率变化趋势比较平缓，而较高的反应苛刻度下，甲苯不溶物产率则迅速增加。在相同的反应苛刻度下，这三种渣油裂化产物产率的大小顺序为克炼常渣>辽河减渣>轮古常渣，而缩合产物产率的大小顺序为轮古常渣>辽河减渣>克炼常渣。集总动力学的研究结果表明，克炼常渣一级反应活化能最低，而二级反应的活化能最高；而轮古常渣一级反应活化能最高，而二级反应活化能最低，辽河减渣介于二者之间。     

渣油中胶质和沥青质的定量关联分析

利用多元回归法得到了渣油的胶质含量、沥青质含量与其残炭、(镍+钒)含量、硫含量、氮含量的关联关系。结果表明：沥青质含量与残炭和(镍+钒)含量具有较好的定量关联关系;胶质含量与残炭和氮含量的定量关系较明显;利用关联关系得到的胶质含量和沥青质含量与采用RIPP 10—1990《重油四组分的测定氧化铝吸附法》测得的结果较为接近,相关系数大于0.9。     

沥青质在渣油加氢催化剂中的扩散行为

以甲苯为溶剂,在自制的扩散实验装置中,研究了不同初始质量分数下沥青质在渣油加氢催化剂中的扩散行为。结果表明:当沥青质初始质量分数由0.002%增加到0.030%时,随着前者的增加,沥青质聚集体的体积、单元体积分数和动力学直径增加,平移扩散系数减小,聚集效应明显,阻碍了沥青质在催化剂微孔中的扩散,有效扩散系数降低。另外,随着初始质量分数增加,沥青质聚集体的Langmuir动力学系数及其在催化剂中的饱和浓度增加,即聚集效应增强了沥青质的吸附能力。聚集效应对扩散和吸附的影响具有互补性,使扩散系数随沥青质初始质量分数增加的变化幅度减小。     

胶质沥青质相互作用浅析

为认识胶质沥青质之间的相互作用,以委内瑞拉、辽河减压渣油为研究对象,测定了向沥青质-甲苯溶液中加入不同量的胶质得到的溶液的黏度、电导率以及各自的分子量。结果表明,辽河和委内瑞拉减压渣油的沥青质浓度较低时各浓度的胶质对沥青质的作用主要以分散作用为主;而沥青质浓度较高时低浓度的胶质对沥青质主要以分散作用为主,但随着胶质浓度的增大,吸附作用大于分散作用。由此推断,胶质与沥青质间存在着吸附与解缔的平衡,当平衡打破后,两者的作用会发生变化。     

沥青质在渣油加氢催化剂中的扩散受阻

以甲苯为溶剂,研究了沥青质在不同孔径的渣油加氢催化剂中的扩散受阻情况。结果表明：沥青质聚集体在渣油加氢催化剂中处于受阻扩散状态,不同孔径催化剂中的扩散受阻情况不同;扩散受阻因子F(λ)可以较好地表征沥青质在渣油加氢催化剂中的扩散受阻情况;扩散受阻因子随催化剂孔径的变化非常明显,催化剂孔径越小,沥青质聚集体扩散时受阻作用越严重,扩散受阻因子F(λ)值越小。此外,扩散受阻因子还与沥青质在溶液中的初始质量分数、催化剂的曲折因子等有关。     

热反应对辽河重油胶质及沥青质性质的影响

辽河重油于高压反应釜中分别在350,375,400 ℃下加热反应2 h。对油样的饱和分、芳香分、胶质和沥青质进行了分离。并对其沥青质和胶质进行了元素分析,VPO相对分子质量测定,IR分析和H-NMR分析。结果表明：反应温度升高,(沥青质+饱和分)/(胶质+芳香分)比值上升,胶体的稳定性下降。热反应中,沥青质、胶质的分子骨架结构未发生破坏,但是侧链发生断裂;反应温度375 ℃后,沥青质、胶质等重组分分子侧链的断裂变化较小,而缔合程度增强。     

分散型催化剂下克拉玛依超稠油常压渣油加氢裂化中沥青质变化对生焦的影响

以克拉玛依超稠油常压渣油为原料,在分散型催化剂作用下,采用高压釜考察了不同反应时间下加氢裂化反应体系的生焦率与正庚烷沥青质质量分 数之间的关系,同时采用1H NMR、TEM、XRD和SEM等方法研究了反应过程中沥青质的组成结构变化,并将其与生焦状况关联。结果表明,随着反应时间延长,反应体系中沥青质质量分数 和缩合度逐渐升高,少量沥青质大分子聚集体开始生成焦炭,生焦率增加缓慢,沥青质表面颗粒尺寸增大,颗粒数量和芳香片层层数增多,芳香片层间距减小;当反应时间增加至20 min时 ,体系中沥青质质量分数达到极大值,沥青质大量聚集,芳香片层数和间距也达到极值;当反应时间超过20 min之后,大量高缩合度的沥青质大分子聚集体迅速转化成焦炭,生焦率显著增 加,焦粒的尺寸也明显增大,而反应体系中剩余的沥青质质量分数和缩合度逐渐下降,颗粒尺寸减小,颗粒数量和芳香片层层数减少,芳香片层间距增大。     

油井中胶质沥青质沉积结垢的防治

对配制的不同配方的解堵剂,通过各种性能评价,包括腐蚀实验和破乳剂的配伍性实验,得到该解堵剂的性能较好,对油井管柱、设备均不会造成腐蚀伤害,并且不会影响原油的后续处理加工。不同配方的解堵剂不仅对塔河油田油井中沥青质堵塞物的产生有较好的抑制作用,而且对已经产生的堵塞物有较好的溶解效果,对效果好的解堵剂进行复配后发现解堵效果有明显改善;另外该解堵剂对原油还有一定的降粘作用,有利于原油的开采输送。     

胶质对沥青质沉积影响研究进展

沥青质沉积会降低油藏润湿率,造成输油管道堵塞,严重影响原油开采。原油中的胶质对沥青质沉积有重要影响。其作用效果与胶质浓度、胶质分子结构及极性有关。本文从胶质的结构与性质,胶质对沥青质沉积的抑制作用和促进作用等方面介绍胶质对沥青质沉积影响的研究进展。     

塔河超稠油胶质、沥青质形貌分析

用环境扫描电子显微镜观察稠油非烃组分胶质和沥青质的形貌,分析结果表明,胶质分子之间、沥青质分子之间以及二者之间可以发生相互作用,形成结构较大的颗粒,胶质颗粒之间连接紧密,沥青质颗粒之间较分散。胶质和沥青质的含量和平面堆砌结构是影响稠油粘度的因素。     

胶质、沥青质对水-苯乳状液稳定性的影响

为深入研究胶质、沥青质对原油乳状液稳定性的影响,从孤岛渣油中分离出胶质和沥青质,用滴体积法、Ｌａｎｇｍｕｉｒ膜天平、单滴寿命法、瓶试法等研究了它们的水－苯界面活性、Ｌａｎｇｍｕｉｒ膜压,阻止水－苯界面上的水滴向水相融并的能力及稳定水－苯乳状液的能力。结果表明,胶质比沥青质具有更强的水－苯界面活性;沥青质比胶质具有更大的Ｌａｎｇｍｕｉｒ膜压;沥青质阻止水－苯界面上的水滴向水相融并的能力远大于胶质;沥     

油包水乳状液中胶质和沥青质的界面剪切黏度和乳状液稳定性的关系

 采用红外和紫外光谱分析了胜利原油中胶质和沥青质的结构，采用界面剪切黏度对其油、水界面膜强度进行了表征，测定了胶质和沥青质模拟油油包水乳状液的稳定性。结果表明，沥青质和胶质的结构和相对分子质量不同，沥青质含有更多的芳环结构，相对分子质量比胶质大，界面膜强度也比胶质强，其乳状液更稳定。     

克拉玛依减渣及其临氢热反应产物中钙化合物分布与存在形态的研究

 采用溶剂抽提方法考察了克拉玛依减压渣油以及其在分散型催化剂作用下临氢热反应产物中钙化合物的分布。采用FT-IR、GC-MS、XPS、XRD等手段考察了克拉玛依减压渣油及其临氢热反应产物中钙化合物的存在形态。结果表明，克拉玛依减压渣油中钙化合物主要分布在丙酮不溶物和正戊烷沥青质中，且在丙酮可溶物中的含量很低；在分散型催化剂作用下，随着临氢热反应苛刻度的增加，丙酮不溶物和沥青质中钙的含量逐渐降低，而甲苯不溶物中钙的含量逐渐增加。在克拉玛依减压渣油及其临氢热反应减压尾油中钙化合物主要以石油酸钙的形式存在，低温灰化后的甲苯不溶物中钙化合物主要以硫酸钙的形式存在。     

不同沥青质含量渣油临氢热转化反应特性研究

以塔河常压渣油为原料、正己烷为溶剂沉淀出沥青质,并将其回调至渣油中配制成不同沥青质含量的油样进行高压加氢热转化实验;利用热重并结合1H-NMR和13C-NMR对反应产物中不饱和亚组分进行表征。结果表明：随着配制油样中沥青质含量的增加,焦炭和气体收率均呈线性增加趋势,次生饱和分收率在沥青质质量分数为30%时,取得极大值55.04%;不饱和亚组分均发生了烷基侧链的断裂脱落及环烷环开环裂解,致使芳香氢和芳环α位氢含量增加,且饱和碳分率呈显著降低趋势,而芳碳分率、共二环芳碳分率和共三环芳碳均表现为大幅度增加的变化趋势。     

胶质对沥青质稳定性的影响

为了进一步研究胶质与沥青质之间的相互作用对沥青质稳定性的影响,在分析表征沥青质和胶质的平均结构单元并计算溶解度参数的基础上,向沥青质模型油（沉积物计为AS沉积物）中分别加入胶质NBR和胶质VRR得到AS+NBR沉积物和AS+VRR沉积物,通过分析沉积物颗粒粒径分布,考察胶质对沥青质稳定性的影响程度。结果表明：沥青质的芳香性最强、溶解度参数最大（20.61 MPa1/2）,胶质VRR的芳香性和溶解度参数（17.80 MPa1/2）高于胶质NBR;在沥青质模型油中,随着胶质VRR浓度的增加,沉积物颗粒粒径减小,而胶质NBR的加入并不能使沉积物颗粒粒径变小,当其质量浓度达到1 000 mg/L时,沉积物颗粒粒径反而增加。3种沉积物的热重、凝胶渗透色谱（GPC）和X射线衍射（XRD）分析结果表明：胶质与沥青质之间存在缔合作用,使沉积物芳香片层厚度和直径减小、层间距增大,芳香片层数减小;3种沉积物的相对分子质量从大到小的顺序为AS沉积物＞AS+NBR沉积物＞AS+VRR沉积物。因此芳香性强、溶解度参数接近沥青质的胶质VRR能更好地分散稳定沥青质,使得沉积物颗粒粒径变小、石墨化程度减弱,从而不易沉积和结焦。     

供氢剂与分散型催化剂对加氢裂化的协同作用

在实验室考察了复合使用不同供氢剂与不同的分散型催化剂对劣质减压渣油加氢裂化的协同作用,以改善渣油的深度加工。试验结果表明,与相同的油溶性分散型催化剂复合使用不同的供氢剂,供氢剂的供氢活性较高,在高转化率下,对渣油缩合反应的抑制作用较大,在相同供氢剂下复合使用的分散型催化剂加氢活性越高,对渣油的缩合反应有更大的抑制作用。添加供氢前身物也可以起到与供氢剂类似或相同的作用,说明掺炼这两类物质是劣质渣油深度加工的有效方法。     

Y沸石催化剂上二异丙苯与苯反应机理及催化剂失活

采用原位红外和ＴＰＤ－ＩＴＤ研究了二异丙苯、异丙苯、苯和丙烯在Ｙ沸石催化剂上的吸附和脱附。二异丙苯与苯的烷基转移反应可能是按单分子反应ＳＮ１和双分子反应ＳＮ２－１及ＳＮ２－２机理进行；异丙苯和二异丙苯能够发生歧化反应及脱烷基反应；脱烷基反应产物丙烯能够发生齐聚反应；二异丙苯也能够发生异构化反应。催化剂失活的原因可能是，在Ｙ沸石催化剂的超笼内形成了分子直径较大的“非焦炭化合物”，这些化合物不能从孔口