沙轻和沙中减压渣油的分离、组成与性质.php

第16卷　第3期 石油化工高等学校学报 Vol.16　No.3 2003年9月 JOURNAL　OF　PETROCHEMICAL　UN IV ERSITIES Sep.2003

文章编号:1006-396X(2003)03-0015-05

沙轻和沙中减压渣油的分离、组成与性质

许志明,　赵锁奇,　王仁安

(石油大学重质油加工国家重点实验室,北京102200)

摘　要:　利用超临界流体萃取分馏技术,对沙轻和沙中减压渣油进行了分离;分析测定了窄馏分的密度、折光率、残炭、平均分子质量、元素(C、H、N、S)、含镍、钒质量分数、族组成(饱和分、芳香分、胶质、沥青质);计算了窄馏分的平均结构参数;对窄馏分的平均沸点进行了预测,其最后一个馏分的平均沸点可达1050K,残渣的平均沸点接近1500K。研究表明,沙轻和沙中减渣窄馏分的性质、组成和平均结构随收率的增加基本呈现有规律的变化;超临界流体萃取分馏所得重馏分和残渣性质低劣,氢碳原子比小,N、S和金属元素质量分数高,含胶质、沥青质质量分数高;分析了两种渣油萃取分馏窄馏分、残渣的性质组成对加工过程的影响。

关键词:　渣油;　超临界流体萃取分馏;　组成;　性质

中图分类号:　TE622.9 文献标识码:A

Separation,Composition and Properties of Vacuum Residues

of Saudi Arabian Light and Middle Crude Oils

XU Zhi-ming,　ZHAO Suo-qi,　WAN G Ren-an

(S tate Key L ab.of Heavy Oil Processing,U niversity of Pet roleum,Beijing102200,China)

Abstract:　Vacuum residues of Saudi Arabian light and middle crude oils were se parated by the technology of supercritical fluid extraction and fractionation.Each residue and their subfractions were characterized b y average molecular weight,density,refractive index,carbon residue,elemental contents(C,H,N,S),metal contents(Ni,V)and SARA composition(saturates,aromatics,resin and asphaltene contents).The average boiling points and average structural parameters of the subfractions were calculated.The average boiling point of the last fraction was about1050K,as well as which of the end cut accessed1500K.The properties, composition and average structural parameters of narrow fractions change progressively with increasing cumulative yield.The SFEF heavy fractions and end cuts have unfavorable properties such as lower n(H)/n(C)ratio,more nitrogen,sulphur and metal contents,higher resin and asphaltene contents.The effects of the properties on the processing were studied.

K ey w ords:　Vacuum residue;　Supercritical fluid extraction and fractionation;　Composition;　Property

进入20世纪90年代以后,中国逐渐成为原油的净进口国。在进口原油中,有相当一部分是中东含硫原油,如何适应原油的变化,合理加工含硫原油,已成为国内炼厂所面临的一个新问题。

石油大学重质油加工国家重点实验室在重质油评价方面做了大量的工作,开发了一种石油渣油评价的新方法[1-4,8]。本研究利用超临界流体萃取分

收稿日期:2002-12-11

作者简介:许志明(1969-),男,山东肥城,讲师,硕士。

基金项目:中国石油化工集团公司资助项目(195009)。馏(Supercritical Fluid Extraction and Fractionation,简称SFEF)技术,分离了沙轻减压渣油(简称SQVR)和沙中减压渣油(简称SZVR),对所得到的窄馏分的性质、组成进行了详细研究,旨在为工业设计和含硫原油渣油的加工提供有价值的基础数据。

1　实验部分

1.1　超临界流体萃取分馏

沙轻和沙中减压渣油的分离,是在超临界流体萃取分馏装置[2]上进行的。以往的研究结果表明,

在减压渣油的SFEF过程中,采用正戊烷做溶剂,选择合适的温度和压力条件,对减压渣油的分离可以达到选择性好、馏分收率高的效果。

选定SFEF实验条件如下∶溶剂为正戊烷(AR);分离温度梯度为230～240～250℃;分离初始压力为5.0MPa,终止压力为12.0MPa,采用线性升压方式,升压速度1MPa/h;溶剂流量100mL/ min。

1.2　馏分性质分析方法

渣油原料及SFEF窄馏分的性质分析:

(1)基本物性:密度(20℃,比重瓶法),折光率(70℃,深色油品折光仪),分子质量(V PO蒸汽压渗透法),残炭(电炉法);

(2)元素组成:C、H、N、S(元素分析仪);

(3)金属质量分数:Ni、V(等离子吸收光谱法);

(4)族组成:饱和分、芳香分、胶质、沥青质SARA(薄层色谱法)。2　结果与讨论

2.1　原料性质

两种中东减压渣油的性质见表1。与国产大庆和胜利减压渣油的性质相比,两种国外渣油的残炭值大,分子质量稍低,n(H)/n(C)较小,氮质量分数与大庆减渣相近但低于胜利减渣,含硫质量分数明显高于国内渣油。

沙轻和沙中减压渣油中镍、钒金属质量分数较高且表现为“低镍高钒”的特征。由于镍、钒是对催化裂化催化剂危害程度较大的金属,而且钒与镍相比,对催化剂活性的破坏更大,所以在加工过程中要充分考虑钒的影响。

沙轻和沙中减压渣油中芳香分比例较高,占50%以上,由于含芳烃较多,尤其是含多环芳烃较多的原料的裂化性能较差,对渣油掺馏分油催化裂化是不利的。在加工中应考虑脱除渣油中的高芳香分组分,或加氢后再做催化裂化原料。

表1　减压渣油和SFEF残渣性质

T able1　Properties of vacuum residues and SFEF end cuts

性　质沙轻减渣沙中减渣大庆减渣胜利减渣SQVR残渣SZVR残渣d204/(g・cm-3) 1.0173 1.02090.93920.9724 1.1238 1.1305 w(残炭),%18.418.38.216.033.144.8

平均分子质量816907105196730473394 n(H)/n(C) 1.488 1.486 1.79 1.58 1.124 1.203 w(碳)%85.1284.3486.2385.8884.5583.61 w(氢)%10.6310.5212.8611.347.978.44 w(氮)%0.410.450.440.950.810.98 w(硫)% 4.22 4.770.145 3.01 6.25 6.45

w(镍)/(μg・g-1)25.242.67.655.7106149

w(钒)/(μg・g-1)79.21090.07 3.27323369

w(饱和分),%22.416.034.816.10.00.0

w(芳香分),%57.156.535.530.643.047.5

w(胶质),% w(沥青质),%20.5327.53

29.5

0.0

51.1

2.2

57.0352.53

注:带3号的数据为w(胶质)+w(沥青质)。

沙中减渣的密度、分子质量、氮硫杂原子、镍钒金属及胶质、沥青质质量分数均大于沙轻减渣,氢碳原子比、饱和分质量分数略低。但从整体来看,两种渣油性质虽有差别但差别不大。2.2　超临界流体萃取分馏结果

在上述实验条件下,对沙轻和沙中减压渣油进行了分离,每个窄馏分收率控制在10%左右。最终结果为:沙轻减渣的SFEF馏分的累计收率达到

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