金属镍盐对牛圈湖原油水热裂解催化反应影响因素研究

在高温高压反应釜中,以甲酸为供氢体、以金属镍盐催化剂组成催化体系,研究了牛圈湖原油水热裂解反应的影响因素,考察了不同催化剂体系、原油性质及反应温度对水热裂解反应后原油降黏率和原油SARA组成的影响。结果表明,油酸镍、环烷酸镍、硫酸镍催化体系对地面脱气原油的降黏率分别为65.3%、52.6%和55.7%,优选油酸镍催化体系为水热裂解反应的催化剂。水热裂解催化反应后,胶质和沥青质减少,饱和烃和芳香烃增加。原油中的重质组分越多,水热裂解反应越剧烈,原油的降黏效果越明显。水热裂解催化反应后,渣油、地面脱气原油、模拟地层油在45℃下的降黏率分别为90.41%、64.78%和55.78%。原油中胶质和沥青质含量是影响水热裂解反应的主要因素,渣油、地面脱气原油、模拟地层油中胶质、沥青质转化为饱和烃和芳香烃的转化率分别为36.50%、26.51%和16.73%。280℃、220℃、180℃、100℃反应温度下模拟地层油的降黏率分别为56.43%、55.78%、48.23%和14.14%,最佳反应温度为220℃。水热裂解反应后原油中胶质、沥青质断裂成小分子的饱和烃是原油永久性降黏的主要原因。     

氨法脱酸前后原油中石油酸的分布

选取3种具有代表性的原油进行氨法脱酸处理,对脱酸前后原油及其各组分酸值的测定,考察脱酸前后石油酸的规律。研究发现原油及脱酸后原油中的石油酸主要分布在胶质中;脱酸后的原油酸值大大降低,两次的脱酸率可达80%以上。原油及其脱酸后原油的石油酸都主要分布在胶质中。脱酸后,原油的油分,胶质和沥青质的酸值都相应的降低,胶质酸值降低的程度最大。     

微生物脱除高钙原油中钙的研究

用特定的培养基使筛选出的微生物菌种大量繁殖，菌生物活性增强的同时积累大量代谢产物。将细菌发酵液与原油以一定比例混合，振摇一段时间后，油、水分离，用原子发射光谱法测定原油中金属含量。结果表明，新疆九区稠油（钙含量在250μg／g左右）脱钙率达到95％；苏丹原油（钙含量720μg／g）钙含量可降至20μg／g以下；苏丹原油（钙含量1990μg／g）脱钙率达到50％以上；并且重复性很好。同时对硫、氮，胶质、沥青质等重组份有一定的脱除效果。反应条件温和，菌液可循环使用，且可同时实现微生物代谢产物对高粘稠油的乳化降粘作用，改善原油流动性。     

沥青质添加量对其加氢反应过程的影响

以十氢萘为溶剂,研究了不同添加量下沥青质在高压釜中的加氢转化反应行为。结果表明,随着沥青质添加量的增加,小于200 ℃组分和焦炭的产率增加,脱氮率、残渣油中饱和分和芳香分的含量降低,沥青质转化率、脱硫率、加氢残渣油中胶质的含量均会出现最大值。加氢后所得沥青质的平均相对分子质量均小于原生沥青质,表明沥青质在加氢反应过程中发生了明显的烷基侧链和单元薄片的脱除反应。在纯沥青质加氢反应条件下,沥青质含量的增加不利于加氢反应的进行。     

热反应对辽河重油胶质及沥青质性质的影响

辽河重油于高压反应釜中分别在350,375,400 ℃下加热反应2 h。对油样的饱和分、芳香分、胶质和沥青质进行了分离。并对其沥青质和胶质进行了元素分析,VPO相对分子质量测定,IR分析和H-NMR分析。结果表明：反应温度升高,(沥青质+饱和分)/(胶质+芳香分)比值上升,胶体的稳定性下降。热反应中,沥青质、胶质的分子骨架结构未发生破坏,但是侧链发生断裂;反应温度375 ℃后,沥青质、胶质等重组分分子侧链的断裂变化较小,而缔合程度增强。     

渣油加氢处理过程中金属分布与脱除规律的研究

在渣油加氧处理中试装置上，考察了金属在不同催化剂上的脱除规律。结果表明，阿曼原料渣油经加氢处理后，镍、钒、铁、钠、钙脱除率分别为84．9％，93．8%,4，96．8％，34．0％，70．0％，镍、钒、铁比钠、钙更容易脱除。镍、钒、铁在脱金属催化剂上的脱除率分别为61．2％，80．8％，93．5％，大部分金属在脱金属催化剂上就已经脱除。渣油中的金属杂质主要分布在胶质和沥青质组分中，金属在胶质组分中分布比例较高，但较易脱除。加氢处理对组成分布的影响使得镍和钒在胶质和沥青质组分中的分布比例发生变化，未能脱除的金属主要残留在沥青质组分中。     

水包稠油乳状液中孤岛稠油组分间相互作用初探

 研究了孤岛稠油脱沥青质油、胶质、沥青质及胶质与沥青质混合物对水包稠油乳状液界面性质的影响。结果表明，具有高芳碳率、低烷基碳率、高芳香环缩合程度的沥青质组分界面活性较高。在水包稠油乳状液形成过程中，芳香分的存在有利于以稠合芳香环系为核心的胶质粒子的溶解，促进胶质单元结构在油滴表面的吸附，使脱沥青质油的界面活性高于胶质。胶质对沥青质有很好的分散作用，使沥青质在油相中溶解度增加，沥青质分子以较小的缔合体或以自由分子状态存在，沥青质分子中所有极性基团较易到达表面上，使油水界面张力降低。稠油组分与阴离子乳化剂LAS存在正的协同作用，与非离子乳化剂OP-10存在负的协同作用。稠油各组分共同与乳化剂作用形成稳定的水包稠油乳状液。     

380号燃料油的四组分分析及其油水界面张力研究

采用氧化铝吸附色谱柱将380号燃料油分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分;用元素分析、凝胶色谱、红外光谱和核磁共振等技术对四组分进行性质分析和结构表征;测定了燃料油及其四组分模拟油的油水界面张力,考察了水相p H、盐浓度对油水界面张力的影响。结果表明:380号燃料油的四组分中芳香分含量最大,沥青质和胶质含量(w)约30%,沥青质比胶质含有更多的杂原子,相对分子质量更大,沥青质的氢碳原子比最小、芳香碳率最大;沥青质比胶质含有更多的羟基、氨基和羧基等官能团,故分子间氢键作用强烈;四组分的油水界面张力由大到小的顺序为饱和分芳香分胶质沥青质,沥青质界面活性最大;由于380号燃料油及其四组分中酸性基团占优势,在强碱性条件下它们与水的界面张力大幅下降;水相盐浓度对380号燃料油及其四组分的界面活性影响不大。     

常压渣油在高温接触剂上化学组成和结构的变化

用固定流化床反应器进行了常压渣油在高温接触剂上转化的实验,反应温度为480～540℃。为了研究在反应中的化学组成和结构的变化,采用正戊烷沉淀沥青质和氧化铝吸附色谱法,将原料和重油产物分离成八个组分,并用改进的Brown-Ladner法计算原料和产物的结构参数。所得结果表明,常压渣油各组分在高温接触下反应的转化率是很不相同的,沥青质和胶质的转化率大大高于饱和分和芳香分。结构参数计算结果表明,350℃以上加重质产物的CH_2/CH_3值以及芳碳率、芳环、环烷环和总环数等参数明显地低于常压渣油原料的参数。实验中也考察了反应温度对脱硫、脱氮、脱金属的影响;数据表明,弱极性组分中镍的脱除率高于中极性和强极性组分中镍的脱除率。     

反应时间对加氢残渣油四组分含量和结构的影响

以沙特轻质原油减压渣油（ALVR）为原料,采用高压釜考察了不同反应时间下加氢反应后残渣油的四组分含量及其结构组成变化。结果表明,与未加氢渣油相比,加氢残渣油中的饱和分含量大幅度增加,而芳香分、胶质和沥青质的含量均降低,四组分的H/C原子比和平均相对分子质量均降低,芳碳分率升高。加氢残渣油的四组分含量随反应时间的增加均呈规律性变化。随着加氢反应时间的增加,四组分的H/C原子比和平均相对分子质量降低,芳香分、胶质和沥青质的芳碳分率增加,胶质和沥青质的总环数和芳环数均降低。渣油加氢反应过程中,其四组分均发生了明显的氢解和脱烷基反应,胶质和沥青质结构单元间的各种桥键可发生明显的断裂,导致其结构单元数减少。不同来源和属性的渣油加氢反应后各组分的结构变化有一定区别。