重油乳化及其催化裂化反應(yīng)研究

1、 重油乳化及其催化裂化反應(yīng)研究本課題為2004年江蘇省高新技術(shù)資助項目。1 徐鴿 楊基和 江蘇工業(yè)學院（常州 213016） 摘要 對四種乳化劑進行了乳化穩(wěn)定性測定，選出較好的一種用于常壓渣油的摻水乳化，并對乳化油和常壓渣油分別進行催化裂化反應(yīng)研究。結(jié)果表明，M劑的乳化穩(wěn)定性較好，當其HLB為7.45時獲得的乳化油穩(wěn)定時間最長；當進料溫度在300400時，乳化油反應(yīng)平穩(wěn)，而且液體收率較高；在相同的反應(yīng)條件下，常壓渣油乳化油比常壓渣油輕油產(chǎn)率提高3%，得到的汽油辛烷值為93.1，柴油的十六烷值為49.8。關(guān)鍵詞 乳化劑 重油 催化裂化 隨著石油資源的日益緊

2、張和原油的重質(zhì)化，重油摻渣油催化裂化技術(shù)及組合工藝得到了廣泛重視。但由于重油組分較重，密度大、粘度大、殘?zhí)扛摺㈧F化困難、提升管易結(jié)焦等缺點,一方面限制了減壓渣油的摻入量,另一方面導致裝置非正常停工。毫秒催化裂化、新型噴嘴、“X設(shè)計”等高新技術(shù)1均可為RFCC 解決一些重大難題,但裝置必須進行較大的改造。本文旨在從進料乳化入手,應(yīng)用“微爆”理論25,在裝置不做大的改造前提下,達到改善原料霧化、減少結(jié)焦的效果。1 試驗部分1.1乳化油的配制原料油取自某煉油廠RFCC裝置，為來自蘇北油田的石蠟基原油的重油和來自海洋的環(huán)烷基原油的重油混合物；乳化劑部分合成，部分購買，然后進行復配。將適量的乳化劑加入重

3、油中，通過機械攪拌獲得試驗用乳化油。1.2未乳化油和乳化油FCC反應(yīng)性能的研究對乳化油反應(yīng)性能研究主要考察了三種乳化油、未乳化油催化裂化反應(yīng)，這三種乳化油的加劑量分別為0.75%、1.0%、1.5%。乳化油與未乳化油的催化裂化反反應(yīng)是在同一套反應(yīng)裝置上進行的。比較三種乳化油以及未乳化油的反應(yīng)性能隨溫度的變化趨勢。1.3 未乳化油和乳化油催化裂化產(chǎn)品性能測試 用兩種油分別進行催化裂化反應(yīng)，測定其輕油收率，并對收集的汽油產(chǎn)品進行辛烷值測定，對柴油產(chǎn)品進行十六值測定。2試驗結(jié)果與討論2.1乳化油的配制及其高溫穩(wěn)定性測定乳化油的配制主要是篩選乳化劑。在不同HLB值的條件下對幾種乳化劑進行考察，結(jié)果見表

4、1。表1 乳化劑HLB值及使用結(jié)果比較乳化劑穩(wěn)定性乳化劑的HLB值4.05.56.57.58.0L劑穩(wěn)定時間1.5 h2.5 h40 h48 h后微量水42 h后出水M劑4.0 h30 h72 h140 h后微量水76 h后微量水N劑0.3 h1.5 h3.5 h5 h后大量水3 h后大量水O劑1.5 h2.0 h10 h7 h后微量水5 h后出水由表1可以看出M劑的乳化穩(wěn)定性最好，在初步選定M劑的基礎(chǔ)上對其進行更詳細的考察，結(jié)果見圖1。 由圖1可見當HLB=7.45時乳化油的穩(wěn)定時間最長。經(jīng)過大量試驗，當M劑含量為1.5%、1.0%、0.75%時都能獲得穩(wěn)定性較好的乳化油。對乳化油高溫穩(wěn)定性

5、的測定是在自制的汽化裝置上進行的，試驗證明：在烘箱中穩(wěn)定性好的乳化油的汽化溫度均超過150，達到生產(chǎn)的要求。試驗過程中還發(fā)現(xiàn)：使用M劑可以不使用分散劑也能夠制備出符合要求的乳化油，考慮到生產(chǎn)中的成本問題決定不再使用分散劑。2.2未乳化油和乳化油FCC反應(yīng)性能的研究 試驗采用自制的固定床反應(yīng)裝置。原料預(yù)熱溫度為80，劑油比為1.8，在進料的溫度分別為300、350、400、450、500時，對未乳化油、乳化油以及未乳化油通入水蒸汽的三種情況進行FCC反應(yīng)性能考察。三種乳化油的FCC反應(yīng) 在不同的進料溫度下，對加劑量為0.75%、1.0%、1.5%的三種乳化油進行了催化裂化反應(yīng)考察，反應(yīng)結(jié)果見圖2

6、、圖3。            由圖2可見，三種乳化油的液體收率隨反應(yīng)溫度的升高，變化趨勢相似，但當加劑量為0.75%時，在反應(yīng)溫度在300450之間變化時，其液體收率變化不大；而加劑量為1.0%和1.5%時，在反應(yīng)溫度為300350時，液體收率較高，但隨著反應(yīng)溫度的進一步升高，液體收率下降較快。               由圖3可見，

7、三種乳化油的氣體收率隨反應(yīng)溫度的升高基本呈上升趨勢，這是因為隨反應(yīng)溫度的升高，發(fā)生熱裂解的可能性增大，所以導致氣體收率上升。三種乳化油在反應(yīng)溫度為350450時，氣體收率變化較平緩。另外，三種乳化油的焦炭收率相差不大。               未乳化渣油的FCC反應(yīng) 在不同的進料溫度下，對未乳化渣油進行催化裂化反應(yīng)性能考察，液體收率的結(jié)果見圖4。由圖4可見：乳化油和純渣油的液體收率隨反應(yīng)溫度的變化基本一致，乳化油液體收率較高的溫度范圍在300400之間

8、，而純渣油則在350450之間；并且乳化油的液體收率要比純渣油平均高3%5%。2.3乳化油與未乳化油FCC反應(yīng)輕油產(chǎn)品分布乳化油與未乳化油FCC反應(yīng)輕油產(chǎn)品分布情況見表2。表2 兩種油FCC反應(yīng)輕油產(chǎn)品結(jié)果原料類型輕油產(chǎn)品名稱汽油柴油總產(chǎn)率乳化油產(chǎn)品，%413778未乳化油產(chǎn)品，%383775 由表2可以看出乳化油的輕油收率比未乳化油高出三個百分點，能夠充分說明乳化油的反應(yīng)性能明顯好于未乳化油。2.4輕油產(chǎn)品的主要性能測試對乳化油和未乳化油的催化裂化的汽油和柴油產(chǎn)品分別進行了辛烷值和十六烷值測定，結(jié)果見表3。表3 兩種油的催化裂化汽油和柴油的性質(zhì)名 稱汽油辛烷值柴油十六烷值乳化油93

9、.149.8未乳化油91.854.7 由表3可以看出，乳化油的催化裂化汽油辛烷值比未乳化油高，而柴油的十六烷值，則用未乳化油時更高，這主要是因為乳化油催化裂化產(chǎn)品中環(huán)烷烴和芳香烴較多，而未乳化油中則是正構(gòu)烷烴、正構(gòu)烯烴較多。3 結(jié)論a) 在P、L、M、O四種乳化劑中，M劑的乳化穩(wěn)定性較好，當其HLB為7.45時獲得的乳化油穩(wěn)定時間最長。b) 當進料溫度在300400時，乳化油反應(yīng)較平穩(wěn)，而且液體收率較高。c) 在相同的反應(yīng)條件下，常壓渣油乳化油比常壓渣油輕油產(chǎn)率提高3%；得到的汽油辛烷值更高，而柴油產(chǎn)品的十六烷值較低。  參考文獻1 陳振江，趙德智，曹祖賓等.淺析乳化技術(shù)在重油催化裂化工藝中的應(yīng)用.化工進展，1998，（3）：37392 楊基和,黃榮榮,丁杰等. RFCC 進料乳化工藝研究. 石油與天然氣化工,2002,32(5):281-2843 孫昱東，楊朝合等.催化裂化用常壓渣油乳化工藝研究.石油大學學報（自然科學版），2002,26（3