纪世界炼油工业开发的重点。 最近十几年来我国重油转化领域已取得许多重大的技术进展脱碳和加氢工 艺有了新的发展与突破用溶剂萃取沥青和胶质的改性工艺也日趋完善另外还 出现了许多不同工艺联合的组合工艺为重油转化提供了多种可供选择的加工手 段。 为了更好地理解重质石油组分渣油的物理和化学行为就要对渣油组分进 行分离与分析进行渣油组分含量的测定同时 渣油加氢脱金属反应 原油中的金属绝大部分存在于渣油渣油中的金属主要是镍钒等含量 极少只有百万分数量级但很容易使加氢脱硫催化剂加氢脱氮催化剂和催化 裂化催化剂永久性中毒失活。因此必须将渣油原料中微量的金属化合物脱除。 渣油加氢脱金属反应是渣油加氢处理过程中所发生的最重要的化学反应之 在催化剂的作用下各种金属化合物与硫化氢反应生成金属硫化物沉积在催 化剂上从而得到脱除。 渣油加氢脱硫反应 渣油加氢脱硫反应是渣油加氢处理过程中所发生的最主要的化学反应。在催 化剂和氢气的作用下通过加氢脱硫反应各种含硫化合物的键断开转 化为不含硫的烃类和硫化氢烃类留在产品中而硫化氢在反应中脱除。 渣油加氢脱氮反应 原油中的氮约有存在于渣油中而渣油中又大约有富集在胶质 和沥青质中。在渣油加氢过程中各种含氮化合物在催化剂的作用下键 断开经加氢生成氨和烃类氨从反应中脱除而烃类留在产品中。 加氢裂化反应 加氢裂化是在氢气和催化剂的存在下进料中较大的烃类分子变成小分子的 反应这反应主要生成减压瓦斯油其次是柴油还有百分之几的石 脑油和气体。 芳烃饱和反应 渣油的芳烃加氢饱和反应主要是稠环芳烃的加氢此类反应是渣油加氢处理 过程所包含的加氢反应中最难进行的类。在较高氢分压和较低的反应温度下 芳烃加氢饱和反应的化学平衡向右移动有利于目标反应的进行反之则会使 化学反应平衡向左移动即有利于环烷烃脱氢及缩合反应形成多环芳烃进而 缩合形成焦炭沉积在催化剂上使催化剂失活。因此在渣油加氢处理过程中 应尽量保持较高的氢分压同时加氢脱氮反应催化剂的温度不宜过高以有利于 芳烃加氢饱和。 加氢脱氧反应 石油馏分中的有机含氧化合物主要有酚类苯酚和萘酚系衍生物和氧杂环 化合物呋喃类衍生物两大类。此外还有少量的醇类羧酸类和酮类化合物。 醇类羧酸类和酮类化合物很容易加氢脱氧生成相应的烃类和水而羧酸类 化合物在加氢反应条件下是脱羧基或使羧基转化为甲基。对芳香性较强的酚类和 呋喃类化合物加氢脱氧比较困难既有直接加氢脱氧又有先对环加氢饱和后再 加氢脱氧。 烯烃饱和反应 烯烃加氢饱和反应在所有渣油加氢处理反应过程中反应速度极快仅次于 加氢脱金属反应速度。在加氢脱硫反应温度下烯烃加氢反应基本达到完全饱和。 烯烃加氢饱和是强放热反应但由于渣油中烯烃含量较低所以尽管烯烃加氢 反应速度快反应热多但对总反应热的贡献不大。 缩合生胶反应 渣油加氢过程中随各种加氢反应的进行均发生定的缩合生胶反应其 焦炭沉积在催化剂颗粒的外表面和内表面造成催化剂的中毒和失活。 催化剂上积碳的沉积主要发生在催化剂预硫化结束切换渣油原料的天以 内。在以后的运转过程中催化剂上的积碳沉积将趋于平缓。因此渣油加氢装置 开工进行原料油切换时定缓慢进行以充分发挥催化剂的活性和稳定性。 渣油及其生成油性质表征国内外研究进展 渣油的物化性质元素组成及其测定方法 不同地域的渣油往往具有不同的物化性质和元素组成。渣油的物化性质主 要有密度粘度酸值折光率残碳分子量等元素组成主要包括碳氢 氮硫等元素。 目前我国对渣油密度的测定采用或标准粘度的测定 采用标准酸值的测定采用标准折光率的测定采用 标准残碳的测定采用或标准分子量的测定采用 标准。 碳氢元素的测定采用示差法或色谱法氮含量的测定方法有杜马法克氏 法微库仑法化学发光法和导热法等硫含量的测定方法有管式炉法氧弹法 化学荧光法和微库仑法等微量金属元素的测定方法有分光光度法原子吸收光 谱法等离子发射光谱法等。 渣油的组分分离 在渣油组分分离方面人们已经进行了大量的研究工作常用的分离技术有 分子蒸馏分离沉淀法和色谱法。迄今为止在残渣油组分分离中应用最广的还 是液体色谱技术它可以将渣油分离成若干个组分每个组分可以看作是由那些 组成结构特性相近的成分组成的族组分。将渣油分离成饱和烃芳香烃胶 质和沥青质的四组分分析方法在石油炼制中已有较广泛的应用它解决了不少 问题但对涉及反应的研究来说还嫌太粗糙。用高效液相色谱法 将脱沥青质的残渣油分离成四个组分即饱和烃芳烃和两种胶质组 分而且还可以将芳烃和胶质进步分离成轻芳烃中芳烃重芳烃轻胶质 两种工艺条件下渣油加氢产物对比研究 郭靖 兰州交通大学 摘要 本课题配合抚顺石油化工研究院渣油加氢处理技术开发工作针对同渣油 经两种加氢工艺加工后的生成油进行物化性质和八组分分离等研究。即将原料 油及加氢处理油的正庚烷可溶物进入色谱柱分离得到饱和烃轻芳烃中芳烃 重芳烃轻胶质中胶质重胶质和沥青质八组分。借助元素分析仪化学荧光 定硫仪化学发光定氮仪等对原料油加氢处理油及八组分的氢碳硫氮含 量金属含量等性质进行测定给出原料油及加氢生成油组成的详细信息为比 较两种工艺的优缺点催化剂选择工艺流程选择等提供依据。 结果表明硫氮和金属等杂原子主要集中在较重的组分中。硫主要集中在 芳烃和胶质组分中其中重芳烃和轻胶质中硫的含量最高重芳烃中氮含量较前 几个组分明显增多重胶质氮含量最高。 研究结果还表明在脱金属段工艺的脱钒和脱镍程度都比工艺要大 工艺的脱钒脱镍效果更佳在脱硫氮段硫氮的脱除率工艺明显高于 工艺工艺的脱硫氮效果更佳。 渣油固定床加氢处理是合理利用渣油的最为有效的手段之。渣油转化为更 有价值的产物取决于对其组成和性质的认识以及原料油与加氢处理油之间的关 联关系的研究和转化工艺的选择。 关键词渣油加氢八组分脱除率