助剂对渣油悬浮床加氢裂化反应的影响及作用机理研究

摘要

本文以委内瑞拉重油和克拉玛依常渣为原料,以表面活性剂为助剂,在高压釜中考察了助剂对渣油悬浮床加氢裂化反应的影响,并利用质量分数电导率法、四组分法、X射线光电子能谱等分析手段,从助剂对渣油胶体稳定性影响的角度,研究了助剂的作用机理。研究表明,对于不同渣油的悬浮床加氢裂化反应,助剂的作用效果不同。对于委内瑞拉重油的悬浮床加氢裂化反应,阳离子型助剂SA1、SA2是较好的抑焦助剂,其最佳浓度范围为500～1000μg·g-1;对于克拉玛依常渣的悬浮床加氢裂化反应,阴离子型助剂SA3、SA4是较好的抑焦助剂,最佳浓度范围为200～500μg·g-1。助剂在抑制反应生焦的同时也抑制了反应的裂化,降低了反应的轻油收率。阳离子型助剂SA1、SA2的加入能够提高委内瑞拉重油的胶体稳定性;阴离子型助剂SA3、SA4的加入能够提高克拉玛依常渣的胶体稳定性。在反应过程中,随着反应温度的升高,渣油的胶体稳定性逐渐降低,助剂的加入能够减缓渣油胶体稳定性的下降趋势,增强反应体系对抗热扰动的能力,使其能在更宽的温度范围内保持相对稳定的胶溶结构,延长第二液相一沥青质聚集相的出现,从而降低反应的生焦。助剂的作用效果与沥青质表面官能团的类型和相对数量有关。委内瑞拉重油沥青质表面的酸性官能团的含量较多,而碱性官能团的含量较少。因此,对于阳离子型的季铵盐类助剂SA1、SA2,助剂分子可通过其头部官能团中碱性的氨基官能团与沥青质表面的酸性官能团发生酸碱作用,逐渐吸附在沥青质表面,从而起到分散稳定沥青质的作用。