添加物对渣油加氢反应的影响及机理研究

论文摘要

表面活性剂这类添加物在渣油体系中能够对沥青质起到胶溶稳定作用,从而增加体系稳定性。目前对于表面活性剂的研究主要着重于其类型及官能团对沥青质分散性能以及体系稳定性影响。本文在高压反应釜中,将一些表面活性剂作为添加物加入渣油加氢反应体系中,考察了其在渣油加氢反应过程中的作用及影响,并对其作用机理进行了探索研究。添加物加入前后渣油加氢反应的实验结果表明,不同性质的添加物对反应的影响效果不同。具有酸性官能团的十二烷基苯磺酸效果最好,反应虽然焦炭产率有所增加,但轻油收率以及渣油转化率都有提高,油酸次之。而同样具有酸性官能团的对叔丁基邻苯二酚以及具有碱性官能团的脂肪胺对反应基本没有积极的影响效果。具有中性基团的聚山梨酯-80,反应除焦炭产率稍有增加外,轻油收率以及渣油转化率都有所降低。而添加了双烯基丁二酰亚胺的反应,虽然渣油转化率略有降低,但轻油收率变化不大,焦炭产率具有明显的减小。通过改变反应的操作条件,考察了添加物对操作条件的适应性。对于不同反应温度、氢初压以及反应时间下的反应,有添加物存在的实验其渣油转化率以及各组分产物收率的变化趋势与空白实验基本一致,而且有添加物存在的实验基本都略优于空白实验。较高的反应温度以及较长的反应时间不适合十二烷基苯磺酸这类添加物作用的发挥,而氢初压的变化对其没有明显的影响。添加物通过增加对沥青质的稳定作用来提高渣油体系的稳定性,从而可以避免反应中重组分过快的聚积、生焦,因而添加物的加入可以在一定程度上达到增加反应轻组分收率的目的。渣油加氢反应前后沥青质的结构变化比较大。有添加物存在的反应得到的沥青质结构单元小,沥青质缔合度高,反应过程中重组分向轻组分转化的更多,因此,有添加物存在的反应其轻油收率、渣油转化率相较于空白反应更高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 渣油加氢背景
• 1.1.1 渣油加工过程中面临的困难
• 1.1.2 渣油的组成结构及特性
• 1.2 渣油加氢的反应过程
• 1.2.1 加氢处理过程
• 1.2.2 加氢裂化过程
• 1.2.3 渣油加氢转化的生焦过程
• 1.2.4 催化剂失活及研究
• 1.3 添加物在渣油加氢中的应用
• 1.3.1 馏分油
• 1.3.2 载焦剂
• 1.3.3 供氢剂
• 1.3.4 表面活性剂或分散剂
• 1.4 总结
• 第2章 实验部分
• 2.1 高压釜反应实验
• 2.1.1 反应及控制系统
• 2.1.2 气体收集系统
• 2.1.3 催化剂与油品分离系统
• 2.1.4 溶剂回收系统
• 2.2 沥青质的分离实验
• 2.3 样品的检测及分析
• 2.3.1 气相分析
• 2.3.2 液相分析
• 2.3.3 催化剂分析
• 2.3.4 沥青质的元素分析
• 2.3.5 沥青质平均相对分子量
• 2.3.6 1H-NMR 分析
• 2.4 实验原料及流程
• 2.4.1 实验原料
• 2.4.2 催化剂
• 2.4.3 实验流程
• 第3章 不同添加物对渣油加氢反应的影响
• 3.1 引言
• 3.2 添加物的选取
• 3.3 添加物的使用
• 3.3.1 重复平行试验
• 3.3.2 增加低温搅拌过程的影响
• 3.3.3 低温搅拌时长的影响
• 3.4 不同性质添加物对渣油加氢反应的影响
• 3.5 添加物加入量的考察
• 3.5.1 改变添加量后聚山梨酯-80、脂肪胺对反应的影响
• 3.5.2 十二烷基苯磺酸合适用量的考察
• 3.6 添加物的复合使用
• 3.7 小结
• 第4章 添加物对反应操作条件的适应性研究
• 4.1 引言
• 4.2 反应温度的考察
• 4.3 氢初压的考察
• 4.4 反应时间的考察
• 4.5 小结
• 第5章 添加物对渣油加氢反应影响的机理探索
• 5.1 引言
• 5.2 反应生焦
• 5.2.1 实验方法
• 5.2.2 反应生焦曲线
• 5.2.3 催化剂分析
• 5.3 沥青质结构分析
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢