減粘裂化汽油加柴油的試驗(yàn)研究

減粘裂化汽油加柴油的試驗(yàn)研究

在減少壓縮渣（渣）裂縫形成的過程中，向氫中添加氫自由基材料可抑制渣油的生焦，提高渣油的裂化率。目前在煉油廠中的催化裂化循環(huán)油、糠醛精制抽出油、加氫精制餾分油、乙烯裝置焦油等或多或少均有一定的供氫作用。本研究在減粘裂化中型試驗(yàn)裝置上,考察了添加兩種工業(yè)供氫劑后勝利和遼河減渣的減粘裂化反應(yīng)行為,并選擇了一種供氫劑在減粘裂化工業(yè)裝置上進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn),開發(fā)出了一種具有工業(yè)應(yīng)用前景的供氫劑。1試驗(yàn)部分1.1原料的性質(zhì)和組成采用的原料為勝利減渣、遼河減渣以及供氫劑A和B,其性質(zhì)與組成如表1所示。1.2測(cè)試方法1.2.1傳統(tǒng)減粘裂化反應(yīng)器t用中型試驗(yàn)裝置進(jìn)行渣油減粘裂化的試驗(yàn)評(píng)價(jià)。試驗(yàn)中,維持反應(yīng)體系的壓力為0.6MPa,原料的體積空速為2.0h-1,原料油預(yù)熱到380℃后從減粘裂化反應(yīng)器的底部進(jìn)入,從反應(yīng)器頂部出來的反應(yīng)產(chǎn)物在熱分離器中分離成氣體和液相生成油。將液相生成油進(jìn)一步分離得到減粘裂化汽油、柴油和殘?jiān)剂嫌?并評(píng)價(jià)減粘裂化柴油以及殘?jiān)剂嫌偷闹饕再|(zhì)。1.2.2限公司齊魯子公司勝利反粘裂化裝置勝利減渣供氫劑減粘裂化工業(yè)試驗(yàn)是在中國石油化工股份有限公司齊魯分公司勝利煉油廠1.0Mt/a的減粘裂化裝置上進(jìn)行的,該裝置采用的是上流式反應(yīng)器,加熱爐出口溫度為425～430℃,原料油的流量為100t/h。2中等試驗(yàn)的結(jié)果與討論2.1減粘裂化反應(yīng)溫度和用量對(duì)產(chǎn)品收率的影響勝利減渣供氫劑減粘裂化的產(chǎn)物分布如表2所示。表中的數(shù)據(jù)表明,隨著反應(yīng)溫度的升高,減粘裂化汽油、柴油的收率均明顯增加,而減粘裂化殘?jiān)剂嫌偷氖章蕜t隨之降低。在相同的反應(yīng)溫度下,勝利減渣減粘裂化中摻兌不同的供氫劑,其汽油、柴油的總收率明顯不同。與不摻供氫劑比,摻兌供氫劑A后汽油、柴油總收率略有降低,生焦量也比較低;而摻兌供氫劑B后汽油、柴油總收率增加了5～7個(gè)百分點(diǎn),但是相應(yīng)地生焦量有所增加。減粘裂化殘?jiān)剂嫌偷陌捕ㄐ耘c其中的生焦量有關(guān),生焦量越高,殘?jiān)剂嫌偷陌捕ㄐ栽讲?。上述試?yàn)結(jié)果表明,從提高減粘裂化餾分油收率的角度考慮,供氫劑B明顯優(yōu)于供氫劑A;但是從減粘裂化殘?jiān)剂嫌桶捕ㄐ缘慕嵌瓤紤],供氫劑A優(yōu)于供氫劑B。開發(fā)供氫劑減粘裂化工藝的主要目的是在殘?jiān)剂嫌唾|(zhì)量滿足要求的前提下,盡可能提高輕質(zhì)油品的收率,因而綜合考慮上述兩種供氫劑的效果后得出,供氫劑B要優(yōu)于供氫劑A。遼河減渣摻兌供氫劑后的減粘裂化試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。表3中數(shù)據(jù)表明,在遼河減渣減粘裂化中無論摻兌供氫劑與否,隨著反應(yīng)溫度的升高,汽油、柴油的收率隨之增加,且生焦量也相應(yīng)增加。在相同的反應(yīng)溫度下,摻兌供氫劑A后汽油、柴油總收率比不加供氫劑時(shí)有所降低,生焦量也略有增加;摻兌供氫劑B后,汽油、柴油總收率比不加供氫劑時(shí)提高3～6個(gè)百分點(diǎn),生焦量也明顯增加。這表明對(duì)于遼河減渣減粘裂化而言,在提高餾分油收率方面,供氫劑B比供氫劑A具有更加明顯的效果,但由于生焦量也明顯增加,這對(duì)于殘?jiān)剂嫌偷陌捕ㄐ允遣焕摹Ｒ虼丝刂戚^低的反應(yīng)溫度,使渣油的生焦率不超過0.5%的情況下,摻兌供氫劑B能夠?qū)⑦|河減渣減粘裂化的汽油、柴油總收率提高約3～4個(gè)百分點(diǎn)。綜上所述,比較兩種供氫劑對(duì)于兩種減渣減粘裂化的效果,供氫劑B能提高汽油、柴油總收率3～7個(gè)百分點(diǎn),而供氫劑A對(duì)于提高汽油、柴油收率沒有任何貢獻(xiàn);但是由于加入供氫劑B后,減渣減粘裂化的生焦量有所增加,因此摻兌供氫劑B時(shí)應(yīng)控制反應(yīng)溫度不要過高,使生焦量控制在0.5%以下。2.2減粘裂化殘?zhí)颗c正單位瀝青質(zhì)勝利減渣減粘裂化后減粘裂化柴油與殘?jiān)剂嫌偷幕瘜W(xué)組成與性質(zhì)如表4所示。表4表明,與不摻供氫劑比,摻兌供氫劑B后,減粘裂化柴油的密度顯著增加,十六烷值降低約15～20,而摻兌供氫劑A后柴油性質(zhì)沒有明顯變化。這主要是由供氫劑B的組成決定的,從表1可以看出,供氫劑B的芳烴與瀝青質(zhì)的含量之和超過了80%,表明供氫劑B主要由芳烴組成,經(jīng)過減粘裂化反應(yīng)后,使裂化柴油中的芳烴含量顯著增加,導(dǎo)致其密度增加,十六烷值明顯降低。從表1和表4還可以看到,無論是否加入供氫劑,勝利減渣經(jīng)過減粘裂化后殘?jiān)剂嫌偷男再|(zhì)和化學(xué)組成與原料渣油相比均有顯著的變化。殘?zhí)恐蹬c正庚烷瀝青質(zhì)的含量顯著高于原料渣油,而且隨著反應(yīng)溫度升高而增加;粘度與氫碳原子比卻明顯低于原料渣油,而且氫碳原子比隨著反應(yīng)溫度的升高而降低。這主要是由于減粘裂化反應(yīng)是純粹的熱反應(yīng),隨著反應(yīng)溫度的升高,原料渣油一方面要發(fā)生裂解反應(yīng)生成輕質(zhì)餾分油,同時(shí)也要發(fā)生縮合反應(yīng),膠質(zhì)縮合生成了瀝青質(zhì),導(dǎo)致正庚烷瀝青質(zhì)的含量明顯高于原料渣油,而且反應(yīng)溫度越高,減粘裂化殘?jiān)剂嫌椭械恼闉r青質(zhì)含量也越高,這與減渣減粘裂化的反應(yīng)規(guī)律是完全相同的,從而導(dǎo)致了殘?jiān)剂嫌偷拿芏扰c殘?zhí)恐翟黾?而氫碳原子比降低。從表4中的數(shù)據(jù)還可以看出,與勝利減渣減粘裂化燃料油相比,摻兌供氫劑B后減粘裂化殘?jiān)剂嫌偷臍執(zhí)恐?、正庚烷瀝青質(zhì)含量均比較高。這主要與供氫劑B的化學(xué)組成有關(guān),供氫劑B雖然粘度較低,但是其殘?zhí)恐蹬c正庚烷瀝青質(zhì)含量比較高,氫碳原子比較低,在熱反應(yīng)條件下提供出更多的多環(huán)芳香自由基,與渣油中的膠質(zhì)及瀝青質(zhì)等重組分相互促進(jìn),生成分子量更大、氫碳原子比更低的縮合產(chǎn)物,導(dǎo)致?lián)絻豆鋭〣后勝利減渣減粘裂化殘?jiān)剂嫌椭械臑r青質(zhì)含量和殘?zhí)恐稻容^高。3減渣減粘裂化柴油加柴油的產(chǎn)油結(jié)果為了進(jìn)一步驗(yàn)證供氫劑B的效果,為供氫劑減粘裂化技術(shù)的工業(yè)推廣應(yīng)用提供切實(shí)可靠的依據(jù),在齊魯分公司勝利煉油廠減粘裂化裝置上進(jìn)行了供氫劑減粘裂化工業(yè)試驗(yàn),工業(yè)試驗(yàn)的工藝條件以及試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。表5中的數(shù)據(jù)表明,加熱爐出口溫度為425℃時(shí),勝利減渣減粘裂化加供氫劑前的汽油加柴油總收率為5.76%;在同樣的加熱爐出口溫度下,摻10%供氫劑B后的汽油加柴油總收率與加供氫劑前相比增加了4.55個(gè)百分點(diǎn),而且在工業(yè)試驗(yàn)期間,用顯微鏡觀察減粘裂化殘?jiān)偷南喾蛛x狀態(tài)時(shí)并沒有觀察到相分離現(xiàn)象。加入供氫劑B后,減粘裂化柴油性質(zhì)有比較顯著的變化,其密度明顯增加,十六烷值則從40降低至28;殘?jiān)剂嫌偷男再|(zhì)除了殘?zhí)恐涤兴黾油?運(yùn)動(dòng)粘度沒有顯著的變化。供氫劑減粘裂化工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明,供氫劑B對(duì)于提高汽油、柴油的收率有比較明顯的效果,經(jīng)濟(jì)效益是比較顯著的,但是存在的主要問題是柴油的十六烷值大幅降低,表明減粘裂化柴油中含有較多的芳烴,需要采用更加苛刻的加氫精制條件,使其中的芳烴盡可能地轉(zhuǎn)化成烷烴或環(huán)烷烴,才能使減粘裂化柴油達(dá)到目前的車用柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。4摻兌供氫劑b(1)中型試驗(yàn)表明,無論是在勝利減渣還是遼河減渣在減粘裂化中,摻兌供氫劑B后能使減粘裂化汽油加柴油總收率提高3～7個(gè)百分點(diǎn),而摻兌供氫劑A則不能提高減粘裂化工藝的汽油、柴油收率。摻兌供氫劑B后,減粘裂化柴油的十六烷值大大降低,減粘裂化殘?jiān)剂嫌偷臍執(zhí)俊⒄闉r青質(zhì)含量有所增加。摻兌供氫劑B后,由于渣油減粘裂化工藝的生焦量有所增加,因此摻兌供氫劑B時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制渣油減粘裂化的反應(yīng)溫度,使生焦量控制在0.5%以下,以