焦化原料最大可裂化度數(shù)據(jù)庫(kù)建立

1、焦化原料最大可裂化度數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 第 4 頁(yè)焦化原料最大可裂化度數(shù)據(jù)庫(kù)的建立一、背景延遲焦化是一種利用重油在熱轉(zhuǎn)化深度較低時(shí)不易出現(xiàn)結(jié)焦前體物（結(jié)焦母體）的特性，在焦化加熱爐管內(nèi)獲得重油輕質(zhì)化所需要的能量，然后在焦炭塔內(nèi)完成生焦反應(yīng)的工藝過(guò)程?？刂平够癄t爐管結(jié)焦速率是確保延遲焦化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的基礎(chǔ)；盡量提高焦化爐對(duì)生焦反應(yīng)給熱量，確保生焦反應(yīng)（吸熱）所需要的熱量，減少裝置的焦炭產(chǎn)率，是該工藝過(guò)程獲得經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)關(guān)鍵。加熱爐爐管結(jié)焦速率等于結(jié)焦前體物生成速率與脫落速率之差，影響爐管結(jié)焦速率的因素可以分為兩類：一類為影響結(jié)焦前體物生成速率的因素如原料性質(zhì)、油膜溫度(film temperatu

2、re)等；另一類為影響結(jié)焦前體物脫落速率的因素如邊界層厚度、管內(nèi)流動(dòng)主體結(jié)焦前體物濃度等。因此，減少爐管結(jié)焦必須從降低結(jié)焦前體物生成速率，提高結(jié)焦前體物脫落速率的角度入手。在裂解深度較低時(shí)，實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)不到結(jié)焦前體物的生成，結(jié)焦前體物產(chǎn)率為零；但當(dāng)裂解深度增加到結(jié)焦前體物出現(xiàn)后，結(jié)焦母體產(chǎn)率隨裂解深度增加而急速增加，裂解深度與結(jié)焦母體產(chǎn)率曲線明顯存在一個(gè)加速拐點(diǎn)的現(xiàn)象；造成這種現(xiàn)象的原因可能是：重油的裂化反應(yīng)為自由基反應(yīng)歷程，反應(yīng)開(kāi)始裂解深度較低時(shí)，反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的自由基被重油膠質(zhì)所“籠蔽”，阻礙了自由基之間的進(jìn)一步疊合，這時(shí)自由基如同漂浮在空中的云里水汽，并不能相互凝結(jié)成雨滴；一旦裂解深度增加，

3、進(jìn)而導(dǎo)致自由基濃度增加后，重油膠質(zhì)的“籠蔽”效應(yīng)被破壞，自由基之間的疊合就無(wú)障礙，結(jié)焦母體產(chǎn)率隨裂解深度增加激增。定義導(dǎo)致“籠蔽”效應(yīng)被破壞的最小裂解深度為介質(zhì)的“最大可裂化度”。因而有必要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定油樣導(dǎo)致“籠蔽”效應(yīng)被破壞的最小裂解深度。二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)介1. 油樣采集現(xiàn)場(chǎng)采集了黃島、沙輕、勝利、東明、滄州、揚(yáng)子六個(gè)地方的七種典型油樣，名稱及采樣時(shí)間如表-1所示。表-1 重油種類及采集時(shí)間情況油樣種類采樣時(shí)間備注青島減渣2008-4-23開(kāi)工時(shí)沙輕減渣2007-10采自揚(yáng)子石化勝利減渣2004-2-12東明減渣2008-4-2滄州減渣2008-5-20揚(yáng)子油漿2007-10采自揚(yáng)子石化青島

4、減渣2008-8-88月8日油樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)所用的油樣量固定為3.00.1g，盡量保證每次實(shí)驗(yàn)取用的油樣量相同。2. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程參見(jiàn)圖-1，利用zp-型重油熱加工性能評(píng)價(jià)儀，在2分鐘內(nèi)將不同油樣從430快速升溫到設(shè)定反應(yīng)溫度并下降到安全反應(yīng)溫度。然后對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行索氏抽提，得到不同實(shí)驗(yàn)條件下的甲苯不溶物百分含量，并考察反應(yīng)溫度和升降溫時(shí)間對(duì)甲苯不溶物生成量的影響，分析對(duì)比不同油樣的最大可裂化度。圖-1 實(shí)驗(yàn)熱反應(yīng)過(guò)程示意圖 熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)：1.將油樣置于烘箱中于105烘化；2.將反應(yīng)器、接收器洗凈、烘干；3.利用電子天平稱取一定量油樣（約3g左右）于反應(yīng)器中；4.將反應(yīng)器、接收器、集氣瓶連接

5、到實(shí)驗(yàn)裝置上去，用氮?dú)獯祾吖艿啦⒃嚶?。打開(kāi)儀器軟件，單擊參數(shù)設(shè)定，設(shè)定實(shí)驗(yàn)編號(hào)及有關(guān)參數(shù)；單擊“實(shí)驗(yàn)觀察”的“開(kāi)始”加熱固體錫使之熔化并升至設(shè)定溫度，同時(shí)將反應(yīng)器預(yù)熱至350左右；5.待錫浴溫度在設(shè)定值平穩(wěn)后，將反應(yīng)器完全置于錫浴中，進(jìn)入“過(guò)程控制”，當(dāng)油樣溫度升至反應(yīng)溫度后單擊“反應(yīng)”，觀察反應(yīng)的進(jìn)行，控制反應(yīng)溫度平穩(wěn)；6.達(dá)到預(yù)定反應(yīng)時(shí)間后，單擊“過(guò)程控制”的“冷卻”，將反應(yīng)器從錫浴中搖出并用涼水冷卻至350以下以終止反應(yīng)，單擊“退出”結(jié)束實(shí)驗(yàn)；打開(kāi)采集管線的閥門放空瓦斯氣；7.卸下反應(yīng)器、液收器，將反應(yīng)器內(nèi)殘?jiān)屯耆〕龃谩?索氏抽提：反應(yīng)后殘?jiān)椭糜谒魇铣樘崞髦谐樘幔唧w操作步驟如下

6、：1.將濾紙?jiān)诩妆饺芤褐薪?4小時(shí)，然后取出，并置于烘箱中，于105時(shí)烘干，在干燥器中冷卻，并進(jìn)行恒重操作；2.取兩片經(jīng)過(guò)嚴(yán)格恒重及稱量的濾紙，取其中一片包熱偶上的殘?jiān)筒⑦^(guò)濾反應(yīng)得到的殘?jiān)停硪黄瑢⑶懊婺瞧瑸V紙包??；然后稱取一根鐵絲將兩片濾紙纏緊。3.將包有殘?jiān)偷臑V紙置于索氏抽提器中進(jìn)行抽提，甲苯用量為殘?jiān)偷?0倍左右，直至洗出的甲苯溶液跟甲苯溶液的原色一樣后再洗23次即可；4.將含甲苯不溶物的濾紙包放入烘箱內(nèi)于105烘干；5.將烘干后的濾紙包放入干燥器中冷卻并進(jìn)行恒重操作；6.根據(jù)減重法得到甲苯不溶物的重量，計(jì)算出結(jié)焦母體產(chǎn)率。 每個(gè)油樣重復(fù)多次以上實(shí)驗(yàn)，有專用的評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

7、進(jìn)行處理。焦化原料最大可裂化度數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 第 19 頁(yè)三、最大可裂化度數(shù)據(jù)庫(kù)的建立按照實(shí)驗(yàn)制定方案和熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作步驟，在不同的最高溫度下，對(duì)不同產(chǎn)地油樣進(jìn)行快速升溫及降溫操作，保證2分鐘內(nèi)完成，并對(duì)生成產(chǎn)物進(jìn)行索氏抽提實(shí)驗(yàn)，減量法計(jì)算得到不同溫度下的甲苯不溶物百分含量?，F(xiàn)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理，以反應(yīng)終溫為橫坐標(biāo)，以甲苯不溶物百分含量為縱坐標(biāo)作圖，觀察隨著溫度的升高，甲苯不溶物發(fā)生明顯突增的“拐點(diǎn)”，即最大可裂化度。1.開(kāi)工時(shí)黃島油樣1.1反應(yīng)溫度時(shí)間圖圖-2 開(kāi)工時(shí)黃島油樣反應(yīng)溫度時(shí)間對(duì)應(yīng)圖1.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表-2 開(kāi)工時(shí)黃島油樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)編號(hào)最高溫度/升溫時(shí)間/s降溫時(shí)間/s總時(shí)間/s加熱器溫

8、度/甲苯不溶物%148621.630.552216.940.15391.24348850.022.172.25340.46448643.818.962.75340549237.917.955.75380.71648938.819.858.75380.12749139.917.857.75380.01849733.616.750.35385.04949737.519.957.45383.751049341.813.655.45361.401149237.617.855.45361.311249142.418.160.55370.791349641.210.151.353

9、60.951449436.210.046.25420.921548938.310.048.35400.431649235.110.045.05380.841748430.210.040.253201849028.210.138.35370.681948842.49.151.453701.3甲苯不溶物反應(yīng)溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系圖-3 開(kāi)工時(shí)黃島油樣甲苯不溶物反應(yīng)溫度關(guān)系圖2.沙輕油樣2.1反應(yīng)溫度時(shí)間圖圖-4 沙輕油樣反應(yīng)溫度時(shí)間對(duì)應(yīng)圖2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表-3 沙輕油樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)編號(hào)最高溫度/升溫時(shí)間/s降溫時(shí)間/s總時(shí)間/s加熱器溫度/甲苯不溶物%147636.512.248.75390247130.3

10、18.348.65360.14347336.613.149.75350448133.310.043.35340548535.79.445.15391.61649143.911.455.35364.39749339.911.551.45386.17849318.114.832.95365.00946813.430.243.653801047229.212.741.953801149116.114.730.85385.161249216.213.529.75392.631348844.09.653.65383.821449223.114.737.85366.241549625.722.247.95

11、387.661649426.216.843.05356.972.3甲苯不溶物反應(yīng)溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系圖-5 沙輕油樣甲苯不溶物反應(yīng)溫度關(guān)系圖3.勝利油樣3.1反應(yīng)溫度時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系圖-6 勝利油樣反應(yīng)溫度時(shí)間對(duì)應(yīng)圖3.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表-4 勝利油樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)編號(hào)最高溫度/升溫時(shí)間/s降溫時(shí)間/s總時(shí)間/s加熱器溫度/甲苯不溶物%148926.716.743.45362.72248927.815.743.55352.33349128.114.842.95382.17448525.916.842.65391.25547624.013.637.65360.87648629.313.742.95402.0874

12、8827.011.838.85392.52848628.011.539.65371.34947822.39.431.75390.331046422.913.636.553701146423.912.736.653801247923.115.838.85370.093.3甲苯不溶物反應(yīng)溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系圖-7 勝利油樣甲苯不溶物反應(yīng)溫度關(guān)系圖4.東明油樣4.1反應(yīng)溫度時(shí)間圖圖-8 東明油樣反應(yīng)溫度時(shí)間對(duì)應(yīng)圖4.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表-5 東明油樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)編號(hào)最高溫度/升溫時(shí)間/s降溫時(shí)間/s總時(shí)間/s加熱器溫度/甲苯不溶物%149056.425.081.45361.47248951.515.166.653

13、61.32348044.115.159.25360.12447339.110.049518.363.85362.47648744.315.059.35362.49748636.315.151.45362.44847639.310.049.35361.70946610.621.432.05360.241046333.112.445.55360.411148046.915.762.65364.111245434.219.954.15360.534.3甲苯不溶物反應(yīng)溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系圖-9 東明油樣甲苯不溶物反應(yīng)溫度關(guān)系圖5.滄州油樣5.1反應(yīng)溫度時(shí)間圖圖-10 滄州油樣反應(yīng)溫度

14、時(shí)間對(duì)應(yīng)圖5.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表-6 滄州油樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)編號(hào)最高溫度/升溫時(shí)間/s降溫時(shí)間/s總時(shí)間/s加熱器溫度/甲苯不溶物%148548.410.158.55364.10246134.36.340.55360.73346635.48.443.85360.8844709.329.538.85350.51546038.215.153.35360649349.717.066.75366.5974718.032.240.25360.39846735.19.444.65360.89948924.719.143.85364.351048651.716.868.55343.071146631.110.54

15、1.65350.731247134.312.446.75361.045.3甲苯不溶物反應(yīng)溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系圖-11 滄州油樣甲苯不溶物反應(yīng)溫度關(guān)系圖6.揚(yáng)子油漿6.1反應(yīng)溫度時(shí)間圖圖-12 揚(yáng)子油漿反應(yīng)溫度時(shí)間對(duì)應(yīng)圖6.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表-7 揚(yáng)子油漿實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)編號(hào)最高溫度/升溫時(shí)間/s降溫時(shí)間/s總時(shí)間/s加熱器溫度/甲苯不溶物%147835.019.955.05370.64247933.722.055.75370.78348233.018.951.95370447736.020.957.05360.56548940.921.061.85370.75648937.228.365.55360.6874

16、8851.233.684.85360.94848840.940.981.85360.27949246.637.684.15360.641049030.637.768.35360.631149234.639.774.35360.191250042.826.269.05360.396.3甲苯不溶物反應(yīng)溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系圖-13 揚(yáng)子油漿甲苯不溶物反應(yīng)溫度關(guān)系圖7. 8月8日黃島油樣7.1反應(yīng)溫度時(shí)間圖圖-14 8月8日黃島油樣反應(yīng)溫度時(shí)間對(duì)應(yīng)圖7.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表-8 8月8日黃島油樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)編號(hào)最高溫度/升溫時(shí)間/s降溫時(shí)間/s總時(shí)間/s加熱器溫度/甲苯不溶物%147725.2115.4940.705369.88246910.0530.2140.265341.65347836.5818.8955.4753210.41447829.6618.7848.4453811.56547923.6117.8541.465408.74647846.1912.5259.1153710.62748532.4034.6067.0053812.2884636.0411.5917.635401.8794548.0231.4239.445360104678.1340.1048.235382.191148212.098.1320.225