费托蜡催化裂化反应生产清洁汽油的热力学分析

费托蜡主要由链烷烃组成,不含硫、氮等杂原子,是生产清洁汽油的优质原料。由于缺少芳烃和环烷烃,费托蜡催化裂化过程需要强化异构化、芳构化反应以实现降低汽油馏分烯烃含量、保持高辛烷值的目标。对费托蜡为原料的催化裂化反应体系进行热力学分析,重点计算了不同温度下生成汽油馏分主要烃类的反应焓变和反应平衡常数。研究结果表明,以大分子链烷烃为主的费托蜡,其裂化吸热反应焓变约为80 kJ/mol,反应平衡常数随温度的升高而增大,高温有利于一次裂化反应。对于异构化反应,主要是大分子链烷烃裂化为烯烃,再由烯烃分子转化为异构烷烃,因此对于异构化反应,可以通过优化反应器促进汽油烯烃的转化。在考察温度范围内,烯烃环化反应平衡常数随温度升高而减小,环烷烃脱氢芳构化反应平衡常数随温度升高而增大,所以适宜的反应温度是制约进一步增加汽油中芳烃的重要因素。     

阿尔巴克拉高酸原油的石油酸结构分析

以阿尔巴克拉原油为模型,对高酸原油中石油酸分子的结构进行了研究。对其进行实沸点蒸馏分析,表明间歇蒸馏过程中部分石油酸类化合物在受热过程中会发生脱羧反应,不利于分子结构特性的研究。借助高分辨质谱、红外光谱对常减压装置中馏分油的酸性氧化物进行了组成及结构分析,认为相对丰度均为:O2>O1>N1O2>N1O1>N2O1;各馏分油中O2类石油酸化合物分子的等价双键数(DBE)值范围在1~19,碳数范围在C10~C54;丰度较高的化合物分子碳数集中在C25~C30之间,DBE值为2~4附近;采用碱醇液萃取的方法对环烷酸进行了富集和红外光谱分析,推断原油及馏分油中存在的石油酸分子以环烷酸类为主,羧基连接在环烷酸的侧链上且侧链的碳数一般不超过5。     

石油沥青质的微观结构分析和轻质化

通过总结和深化对石油沥青质微观结构及其轻质化工艺的认识,探索沥青质有效转化途径,为解决重质油加工过程中沥青质轻质化的难题提供思路。首先对沥青质微观结构的研究进展进行了总结,并通过分析沥青质基本单元片层结构和构成纳微缔合结构的相互作用力,推测构成沥青质纳微尺度结构的只有少数似晶缔合体,大部分为非晶缔合体。通过分析沥青质轻质化工艺发现热裂化和加氢转化工艺并未实现沥青质的轻质化,沥青质大多缩合生成了焦炭产物,虽然溶解作用使得沥青质在超临界水中有部分转化,但由于释放的活性氢数量有限,解决不了沥青质缩合问题,焦炭产率仍然很高。液相加氢转化利用活性氢自由基终止沥青质大分子自由基的链反应避免了生焦,实现了沥青质的有效轻质化。通过分析沥青质转化过程中胶体体系的稳定性,发现维持热裂化和加氢转化过程中重油胶体体系的稳定性较差,以沥青质为中心的胶束与分散介质之间的转化性能差异导致体系发生相分离而生成焦炭。液相加氢转化工艺中,由于新建立的胶体体系的分散介质保证了稳定的沥青质胶束的溶解能力,而为沥青质的有效转化提供了优良的反应环境。本文对沥青质的纳微缔合结构提出了新的观点,同时指出对非晶缔合体进行有效解构是沥青质液相加氢实现轻质化的关键。