阿曼渣油溶剂脱沥青研究

1997年3月石油沥青　PET RO LEU M A SP HAL T第11卷第1期

阿曼渣油溶剂脱沥青研究

贾生盛　程　健　罗运华

石油大学重质油研究所(东营市257062)

林学智　蔡成寅　冯若敏*

九江炼油厂(九江市332004)

摘要　对阿曼渣油丁烷溶剂脱沥青进行了研究,结果表明:阿曼渣油丁烷溶剂脱沥青,

在适宜的脱沥青油收率下,脱油沥青可以满足A H—90高等级道路沥青的要求;将阿曼减

压渣油与阿曼减压渣油或鲁宁管输油减压渣油丁烷溶剂脱沥青的高软化点脱油沥青调合也

可以获得AH—70、A H—90高等级道路沥青,溶剂脱沥青技术是有效加工阿曼减压渣油的

加工技术之一。

关键词　阿曼渣油　丁烷　溶剂沥青

随着国内经济的高速发展,国家和地方每年公路建设投入大量的资金,为了满足公路建设对各种优质道路沥青的需求,国内各大炼油企业都对其所加工原油生产优质道路沥青的技术方案进行研究和探索。“八五”期间,国内部分炼油企业利用地理及加工能力的优势加工国外原油,既满足了国内市场的需求,也增加了企业的效益。根据“九五”规划,“九五”期间国内原油加工量将增长近5000万吨,其中大部分将是进口原油。因此,结合进口原油的特点及国内炼油企业加工技术及产品的市场前景,研究优化加工进口原油的技术方案,对于充分利用进口原油生产更多国内紧缺产品将是一项现实、重要而有意义的工作。受九江炼油厂的委托,石油大学在实验室小型溶剂脱沥青的装置上以炼厂C4馏分为溶剂,对阿曼减压渣油C4溶剂脱沥青及脱油沥青生产优质道路沥青的方案进行了研究。

1　阿曼减压渣油及溶剂的性质

本研究所用阿曼减压渣油及C4混合溶剂均取自九江炼油厂。表1是阿曼减压渣油的性质,表2是C4溶剂的组成数据。

由表1的结果可见:阿曼减压渣油很软,不能按要求测定其软化点、针入度、延度等性质,阿曼渣油中饱和份含量为25.33%、芳香份为43.44%、胶质、沥青质分别为27.63%、3.60%。与国内主要原油的减压渣

收稿日期　1996—11—08

*参加工作的还有:刘观义、刘梅华、于桂珍、刘以红、郑晓军。

表1　阿曼渣油性质

粘度(90℃),P a・s0.432

密度(20℃),g・cm-30.9707

残炭,w%14.27

C,%85.66

H,%11.20

S,% 2.24

H/C(ato m)0.78

分子量835

饱和分,w%25.33

芳香分,w%43.44

胶质,w%27.63

沥青质,w% 3.6

N i,ppm18.36

V,ppm13.18

表2　溶剂组成

项目v%

乙烷0.29

丙烷0.12

丙烯0.75

异丁烷31.75

正丁烷8.65

异丁烯26.35

反丁烯-212.61

顺丁烯-29.77

异戊烷 5.51

正戊烷 3.64

>C60.54

总计100.00

油比较,阿曼减压渣油的硫含量较高,其残炭高达14.27%。这些数据表明:阿曼减压渣油直接进行二次深度加工,无论从技术上还是从经济上都不是一种明智的选择。根据阿曼渣油的性质,在阿曼渣油进一步加工之前,对它进行预处理加工,将其中大部分对二次加工有害的组分脱除,是一条合理加工阿曼渣油的技术方案。与国内主要原油的渣油比较,阿曼渣油还有一个特点,它的沥青质含量高,这预示它通过适当的加工可能生产优质道路沥青。我们对阿曼渣油溶剂脱沥青工艺条件、脱沥青油及脱油沥青的性质、脱油沥青生产优质道路沥青的技术方案进行了实验室研究评价。

由表2溶剂组成的数据可见,溶剂主要是C4烃类。C4总含量达89.13mo l%。用相应的公式计算得溶剂的假临界压力和温度分别为: 3.22M Pa,136℃。

2　试验装置及试验方法

溶剂脱沥青在实验室连续溶剂脱沥青装置上进行,试验装置的流程见图1。

该装置主要由溶剂及渣油计量预热系统、脱油沥青分离器、脱沥青油分离器等组成。在溶剂脱沥青试验中,来自溶剂系统的热溶剂与来自渣油系统的热渣油按要求的比例混合后进入脱油沥青分离器,脱油沥青在此沉降分离,并由分离器底部引出。脱油沥青分离器顶部流出的萃取相(大部分溶剂、脱沥青油)经压控系统降压后流经溶剂加热器,加热后的物流进入脱沥青油分离器,不含油的溶剂由脱沥青油分离器顶部引出,经冷凝冷却后回溶剂系统循环使用。脱沥青油由分离器底部引出。脱沥青油及脱油沥青在减压条件下脱除残留的溶剂,脱溶剂后的脱沥青油及脱油沥青分别计量,分析性质。由于小型试验装置内无界面控制设施,为了消除分离器内界面的变化给试验结果带来误差,在试验中采用了相应的措施。这些措施主要有 对每一个条件下的脱沥青试验,取样前保证装置已处于平衡状态(温度、压力、溶剂

201997年第11 石油沥青卷

比等)运行45分钟以上(装置内物料更新一次约需45分钟)。 取样采用低液位取样,即取样前将脱油沥青分离器内的抽余相放完,使其处于最低液位。在取样中,采用多次少量放出抽余物的方式将抽余相液位控制在一定位置,取样完成时,又将脱油沥青分离器内抽余物放至最低液位。大量的研究结果说明:采用这些措施后可以保证试验结果的可

靠性。

图1　溶剂脱沥青装置流程

3　阿曼渣油C 4溶剂脱沥青试验结果

由前面阿曼渣油性质介绍可知,阿曼油经常减压蒸馏后的减压渣油达不到合格道路沥青产品的要求。同时阿曼渣油的残炭、金属硫等含量较高,也不宜直接二次加工。为了探讨阿曼渣油适宜的加工方案,我们对阿曼减渣溶剂脱沥青进行了研究,考察了阿曼渣油C 4溶剂脱沥青工艺条件、脱沥青油及脱油沥青性质变化规律。

3.1　阿曼渣油C 4溶剂脱沥青工艺条件

众所周知,渣油溶剂脱沥青系利用烷烃溶剂对渣油中不同性质组分具有不同溶解能力,将油中大部分对二次加工有害的组分(胶质、沥青质等)脱除,影响渣油溶剂脱沥青主要因素是溶剂的性质、抽提过程的温度、压力及溶剂比等。对工业渣油溶剂脱沥青过

程,脱沥青溶剂主要为C 3～C 4混合溶剂,而对于特定的溶剂,抽提压力和溶剂比基本上不变的。因此,抽提温度成为控制渣油溶剂脱沥青过程的主要操作参数,通过温度的变化可控制脱沥青油的收率及脱油沥青性质。为了使实验室的研究更好的模拟工业装置的状态。提供更加可靠的数据,参考现有的工业C 4溶剂脱沥青装置的操作条件,结合本研究所用溶剂的性质,在压力不变(4.5M Pa )的条件下,研究温度和溶剂比变化对溶剂脱沥青的影响。表3是在压力为4.5MPa 、溶剂比为6.5%(V)的条件下,改变温度及压力温度不变时(4.5M Pa 、130℃)改变溶剂比时阿曼渣油C 4溶剂脱沥青的结果。由表中的数据可知,阿曼渣油C 4溶剂脱沥青可以获得高达79.0%的脱沥青油收率,脱沥青油收率通过温度的变化灵活调节,升高温度脱沥青油收率降低(如温度由120℃升高到140℃,脱沥青油收率由75.1%下降为36.5%)。脱沥青油的性质随脱沥青油收率的提高变差。对应的脱油沥青的软化点随脱沥青油收率的提高而升高。

由表3变化溶剂比结果可见,溶剂脱沥青过程溶剂比对脱沥青过程有很大的影响。在相同的温度、压力下,增加溶剂比,脱沥青油收率随之增加,脱沥青油的性质也有一定程度的改善。但是,当溶剂比增加到一定程度(对阿曼渣油C 4溶剂脱沥青为6.5)继续增加溶剂比,脱沥青油收率及其性质基本不再随溶剂比增加而变化。因此,溶剂脱沥青过程总存在一个适宜的溶剂比范围。在这个范围内,即可以保证脱沥青油收率及性质,同时也不会因为过高的溶剂比引起装置的能耗等增加,这是一个效益范围。

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