一種焦化原料最大可裂化度測定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種焦化原料最大可裂化度測定方法；首先取5～20g焦化原料油樣進行熱反應實驗，控制反應溫度為410-450℃，反應時間為5-40min，收取氣體、液體及殘渣油樣品并進行稱量；然后對反應后的一部分殘渣油及原料油進行色譜模擬蒸餾，用反應前后小于等于540℃餾分增量及氣體產(chǎn)率之和表征裂解深度；將反應后的另一部分殘渣油用甲苯洗滌后進行離心分離，用反應后甲苯不溶物產(chǎn)率表征縮合深度；控制不同的反應條件，得到油樣裂解-縮合曲線，曲線拐點即為油樣的最大可裂化度；采用本方法測定焦化原料最大可裂化度方便、快捷、準確、可靠。
【專利說明】一種焦化原料最大可裂化度測定方法

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焦化原料最大可裂化度測定方法，特別涉及石油加工中用于加熱重質(zhì)油的延遲焦化領域。

【背景技術(shù)】
[0002]延遲焦化是一種利用重油在熱轉(zhuǎn)化深度較低時不易出現(xiàn)結(jié)焦前體物的特性，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)完成生焦反應的工藝過程?？刂平够癄t爐管結(jié)焦速率是確保延遲焦化裝置長周期運行的基礎；盡量提高焦化爐對生焦反應給熱量，確保生焦反應(吸熱)所需要的熱量，減少裝置的焦炭產(chǎn)率，是該工藝過程獲得經(jīng)濟效益的技術(shù)關(guān)鍵。
[0003]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。
[0004]在裂解深度較低時，實驗中檢測不到結(jié)焦前體物的生成；但當裂解深度增加到結(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，裂解深度與縮合深度(甲苯不溶物產(chǎn)率)曲線明顯存在一個加速“拐點”的現(xiàn)象；造成這種現(xiàn)象的原因可能是:重油的裂化反應為自由基反應歷程，反應開始裂解深度較低時，反應過程產(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一步疊合，因此結(jié)焦母體生成速度較慢；一旦裂解深度增力口，進而導致自由基濃度增加后，重油膠質(zhì)的“籠蔽”效應被破壞，自由基之間的疊合就無障礙，結(jié)焦母體產(chǎn)率隨裂解深度增加激增。定義導致“籠蔽”效應被破壞的最小裂解深度為介質(zhì)的“最大可裂化度”。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種焦化原料最大可裂化度測定方法，通過實驗測定油樣導致“籠蔽”效應被破壞的最小裂解深度，為新爐設計及在役焦化爐操作提供依據(jù)。
[0006]本發(fā)明所述的一種焦化原料最大可裂化度測定方法:
[0007](I)首先取5?20g焦化原料油樣進行熱反應實驗，控制反應溫度為410_450°C，反應時間為5-40min，收取氣體、液體及殘渣油樣品并進行稱量；
[0008](2)然后對反應后的一部分殘渣油及原料油進行色譜模擬蒸餾，用反應前后小于等于540°C餾分增量及氣體產(chǎn)率之和表征裂解深度；
[0009](3)將反應后的另一部分殘渣油用甲苯洗滌后進行離心分離，用反應后甲苯不溶物產(chǎn)率表征縮合深度；
[0010](4)控制不同的反應條件，得到油樣裂解-縮合曲線，曲線拐點即為油樣的最大可裂化度。
[0011]所述的反應前焦化原料油樣需置于烘箱中于120°C烘化，反應器、液收器需洗凈、烘干、稱量。
[0012]所述的液體油樣稱量采用電子天平，氣體樣品體積采用量筒計量。
[0013]所述的進行熱反應實驗時，反應器采用錫浴加熱，首先加熱固體錫使之熔化并升至設定溫度，然后將反應器加入錫浴中，使油樣迅速升溫至指定溫度，控制反應時間，再迅速降溫。
[0014]所述的甲苯不溶物獲取方法為:用汽油將反應器內(nèi)殘渣油洗凈倒入離心管，離心(10?40) min后，倒出上層清液后再用甲苯洗滌，離心分離(5?20min)，重復4次；每次離心前都用鐵絲將降沉到離心管底部不溶物攪起，離心完成后的樣品在120°C烘箱內(nèi)干燥3小時，稱量。
[0015]裂解深度分析:
[0016]a)取樣熱反應實驗結(jié)束后，將殘渣油攪勻后取Ig到事先用CS2洗凈的錐形瓶內(nèi)；
[0017]b)配樣在錐形瓶內(nèi)按照Ig油樣:50mlCS2的濃度將殘渣油稀釋溶解，然后取樣Iml到樣品瓶內(nèi)再稀釋一倍；
[0018]c)分析將配好的樣品進行色譜分析，獲取其餾程分布數(shù)據(jù)。
[0019]采用本發(fā)明的方法測定焦化原料最大可裂化度方便、快捷、準確、可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1焦化原料最大可裂化度測定裝置
[0021]1.氣體收集器2.餾出油收集器3.冷卻器
[0022]4.加熱器 5.反應器6.溫度傳感器
[0023]7.控制箱 8.信號線9.計算機系統(tǒng)
[0024]圖2油樣I裂解-縮合深度曲線
[0025]圖3油樣2裂解-縮合深度曲線
[0026]圖4油樣3裂解-縮合深度曲線

【具體實施方式】
[0027]焦化原料最大可裂化度測定裝置包括氣體收集器1、餾出油收集器2、冷卻器3、加熱器4、反應器5、溫度傳感器6、控制箱7、信號線8、計算機系統(tǒng)9 ;氣體收集器I與餾出油收集器2連接；餾出油收集器2通過冷卻器3與反應器5連通；反應器5位于加熱器4中，溫度傳感器6與計算機系統(tǒng)9連接，計算機系統(tǒng)9通過信號線8與控制箱7連接，控制箱7與加熱器4連接。
[0028]實施例1
[0029]首先取8g油樣I，采用圖1裝置進行熱反應實驗，控制反應溫度430°C及反應時間16min,收取氣體、液體及殘渣油樣品并進行稱量；然后對反應后的一部分殘渣油及原料油進行色譜模擬蒸餾，用反應前后540°C餾分增量及氣體產(chǎn)率之和表征裂解深度；將反應后的另一部分殘渣油用甲苯洗滌后進行離心分離，得到甲苯不溶物收率，表征縮合深度；控制不同的反應條件(410°C /6min，410°C /10min，410°C /15min，410°C /20min，410°C /30min),重復上述實驗，得到油樣裂解-縮合曲線，求得油樣I的最大可裂化度7%。
[0030]實施例2
[0031]首先取9g油樣2，采用圖1裝置進行熱反應實驗，控制反應溫度410°C及反應時間20min，收取氣體、液體及殘渣油樣品并進行稱量；然后對反應后的一部分殘渣油及原料油進行色譜模擬蒸餾，用反應前后540°C餾分增量及氣體產(chǎn)率之和表征裂解深度；將反應后的另一部分殘渣油用甲苯洗滌后進行離心分離，得到甲苯不溶物收率，表征縮合深度；控制不同的反應條件(410°C /30min,430°C /10min,430°C /16min,430°C /30min)，重復上述實驗，得到油樣裂解-縮合曲線，求得油樣2的最大可裂化度9%。
[0032]實施例3
[0033]首先取8.5g油樣3，采用圖1裝置進行熱反應實驗，控制反應溫度430°C及反應時間16min，收取氣體、液體及殘渣油樣品并進行稱量；然后對反應后的一部分殘渣油及原料油進行色譜模擬蒸餾，用反應前后540°C餾分增量及氣體產(chǎn)率之和表征裂解深度；將反應后的另一部分殘渣油用甲苯洗滌后進行離心分離，得到甲苯不溶物收率，表征縮合深度；控制不同的反應條件(410°C /lOmin, 410°C /15min, 410°C /20min, 410°C /30min),重復上述實驗，得到油樣裂解-縮合曲線，求得油樣3的最大可裂化度20%。
【權(quán)利要求】
1.一種焦化原料最大可裂化度測定方法，其特征在于: (O首先取5?20g焦化原料油樣進行熱反應實驗，控制反應溫度為410-450°c，反應時間為5-40min，收取氣體、液體及殘渣油樣品并進行稱量； (2)然后對反應后的一部分殘渣油及原料油進行色譜模擬蒸餾，用反應前后小于等于540°C餾分增量及氣體產(chǎn)率之和表征裂解深度； (3)將反應后的另一部分殘渣油用甲苯洗滌后進行離心分離，用反應后甲苯不溶物產(chǎn)率表征縮合深度； (4)控制不同的反應條件，得到油樣裂解-縮合曲線，曲線拐點即為油樣的最大可裂化度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化原料最大可裂化度測定方法，其特征在于:反應前焦化原料油樣需置于烘箱中于120°C烘化，反應器、液收器需洗凈、烘干、稱量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述焦化原料最大可裂化度測定方法，其特征在于:液體油樣稱量采用電子天平，氣體樣品體積采用量筒計量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述焦化原料最大可裂化度測定方法，其特征在于:進行熱反應實驗時，反應器采用錫浴加熱，首先加熱固體錫使之熔化并升至設定溫度，然后將反應器加入錫浴中，使油樣迅速升溫至指定溫度，控制反應時間，再迅速降溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述焦化原料最大可裂化度測定方法，其特征在于:甲苯不溶物獲取方法為:用汽油將反應器內(nèi)殘渣油洗凈倒入離心管，離心(10?40)min后，倒出上層清液后再用甲苯洗滌，離心分離(5?20min)，重復4次；每次離心前都用鐵絲將降沉到離心管底部不溶物攪起，離心完成后的樣品在120°C烘箱內(nèi)干燥3小時，稱量。
【文檔編號】G01N5/00GK104374663SQ201310355777
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】王蘭娟, 肖家治, 李明, 謝崇亮, 魏學軍, 董罡, 全先亮, 沈國平, 畢治國, 高青 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 中國石油大學(華東), 中國石油工程建設公司