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实验用低温喷雾干燥机对轻胶质和中胶质的脱硫效果好于工艺B
添加时间:2019/6/17 9:00:16

  却气L/min 辅助气L/min 载气L/min 溶液提升量mL/min 测光高度/nm 清洗气刻度值 1150 2 8 0.4 0.6 1.2 118 3.0表2.3 元素分析线及方法检出限(MDL) Table2.3 Elemental line of and MDL 元素 分析线 MDL,mg/L V 292.40 0.0021 Ni Fe 231.60 238.20 0.0014 0.0006

  3 结果与讨论 3.1 渣油原料的一般性质 对于渣油这样复杂的混合物其化学组成的研究要从元素组成入手。采用上述一般性质的测定方法对YL进行了性质分析,其结果见表3.1。 表3.1 减压渣油原料油的性质 Table3.1 Properties of residue feedstock 项目 数据 密度(20℃)/g.cm-3 0.9922 C% 85.23 H% 10.79 H/C比 1.51 S% 2.78 N/μg.g-1 3382 饱和烃% 30.1 轻芳烃% 18.95 中芳烃% 13.30 重芳烃% 18.30 轻胶质% 3.45 中胶质% 19.94 重胶质% 0.31 沥青质% 1.50 Ni/μg.g-1 21.14 V/μg.g-1 39.84 从表3.1数据可以看出,从化学组成看,渣油含有较大量的金属、硫和氮等杂质元素以及胶质、沥青质等非理想组分,不适合直接作RFCC的原料,对其加工过程影响较大。在加工过程中带来的最主要问题是造成大量的生焦倾向,不仅使转化率和汽油产率下降、生焦增多,而且还会带来产品质量和环保问题。YL中饱和分质量分数较低,为30.1%,轻芳烃、中芳烃、重芳烃质量分数分别为18.95%、

  13.30%、18.30%,轻胶质、中胶质、重胶质质量分数分别为3.45%、19.94%和0.31%,沥青质质量分数为1.50%,可知YL中芳烃尤其是多环芳烃组分所占比例较大,对FCC不利,不能直接作FCC原料。 从化学性质看,渣油氢碳比低,在反应中易结焦物质多。 从物理性质看,渣油密度大。 3.2 渣油的元素分析 原料油性质对渣油加氢处理过程有重要的影响,主要包括原料油中硫、氮和镍、钒等微量金属杂质含量等。 3.2.1 原料油及其加氢处理生成油氢碳原子比(H/C)分布 H/C是衡量渣油加工性能和使用性能的重要参数,对于渣油这样复杂的混合物,单纯用它的碳含量或氢含量不易进行比较,氢、碳原子数值之间的比值可为表征其分子结构提供重要的信息[45]。不同原油的氢碳比,能综合的反应原油的轻重程度和结构组成。不同的氢碳结构的分子H/C有一定的差别,如含环状结构,其H/C就下降,尤其是含有多环芳香结构时,其H/C显著减小。当重油轻质化时,需要采用各种加工手段调整氢碳比。 渣油原料YL及其分别经两种加氢工艺处理后碳原子比变化情况如图3.1所示。 由图可知,YL的H/C较低,为1.51。通过两种加氢工艺处理后,H/C都依次增加,表明渣油YL加氢处理后,存在于原料中的硫、氮和金属等大部分杂原子被脱除,氢含量升高。H/C增加比较明显还表明,渣油的加氢处理生成油烷烃和环烷烃增加,环状体系中环烷烃增多,或环状结构上取代烷烃的碳数增多。

  1.491.511.531.551.571.591.611.63YLUFRVRDSWYH/C工艺A工艺B 图3.1 渣油加氢处理过程中氢碳原子比 Fig.3.1 The H/C distribution in process of residue hydrotreating 对比同一种工艺可以发现,经脱金属催化剂床层加氢处理后,H/C上升程度较经脱硫、氮催化剂床层加氢处理H/C上升程度更大;对比不同工艺A、B可以发现,经脱金属催化剂床层加氢处理后工艺A的H/C上升比工艺B快,经脱硫氮催化剂床层加氢处理后H/C近乎相同。 3.2.2 硫含量分析 3.2.2.1 原料油及其加氢处理生成油硫含量分布 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C-S键断开,各种含硫化合物转化为不含硫的烃类和硫化物,烃类留在产品中,而硫化氢从反应物中脱除。原油中的硫约有70%以上集中在减压渣油中,这些硫在渣油的深加工过程中会腐蚀设备,降低装置的处理能力,引起环境污染,从而给深加工带来困难[46]。

  图3.2为渣油原料YL及其分别经两种加氢工艺处理后油样硫含量变化图。 00.511.522.53YLUFRVRDSWYS%工艺A工艺B 图3.2 原料油及加氢处理产物中硫含量变化 Fig.3.2 Change of sulfur content in feedstock and product of residue hydrotreating 由图可以看出,YL的硫含量高达2.78%,属于高硫原油。YL通过工艺A、B后,硫含量分别降低到0.66%和0.46%,硫的累计脱除率分别为76.3%和83.5%。 0102030405060708090UFRVRDS累计脱除率/%工艺A工艺B 图3.3 两种工艺脱硫率比较 Fig.3.3 Desulfurization rate of the two processes

  由图3.3为两种工艺脱硫率比较图。如图所示,脱金属催化剂对硫的脱除也有一定的作用,该过程脱除掉的应为结构简单的硫化物,后经脱硫、氮催化剂床层进一步脱除掉大部分较难脱除的硫化物,而且效果非常明显。比较两种工艺脱硫率发现,在脱金属段和脱硫、氮段,工艺B的脱硫率都比工艺A要大,硫的累计脱除率工艺B高于工艺A,工艺B的脱硫效果更佳。 3.2.2.2 原料油及其加氢处理生成油八组分硫含量分布 图3.4是YL及其加氢处理生成油的八组分硫含量分布。 00.511.522.533.544.55饱和烃轻芳烃中芳烃重芳烃轻胶质中胶质重胶质沥青质硫含量/%YLUFRAUFRBVRDSAVRDSBWY图3.4 原料油及其加氢处理产物的八组分中硫含量分布 Fig.3.4 Sulfur distribution in eight composition of feedstock and product 由图可以看出,八组分中饱和烃中硫含量最低,沥青质中硫含量最高,硫主要分布在芳烃、胶质和沥青质中,其总的变化趋势是,除沥青质硫含量最高外,其他组分硫含量先升高再降低。在芳烃和胶质各组分中,重芳烃和轻胶质中硫的含量最高。

  由图还可以看出,在脱金属段工艺B对饱和烃、轻芳烃、中芳烃、重芳烃、重胶质和沥青质的脱硫效果好于工艺A,而工艺A实验用低温喷雾干燥机对轻胶质和中胶质的脱硫效果好于工艺B;在脱硫段,两种工艺生成油的八组分的硫含量均显著降低,但工艺B对八组分的脱硫程度明显好于工艺A,而且在脱硫段,重芳烃和轻胶质的脱硫程度最大。

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