反应温度对渣油加氢反应过程的影响.docx

反应温度对渣油加氢反应过程的影响*孙昱东1 ，杨朝合1 ，谷志杰2( 反应温度对渣油加氢反应过程的影响* 孙昱东1 ，杨朝合1 ，谷志杰2 ( 1． 中国石油大学( 华东) 化学工程学院，山东省青岛市 266555; 2． 北京石油化工工程公司西安分公司，陕西省西安市 710075) 摘要: 以塔河常压渣油和沙轻减压渣油为原料，在高压釜反应器中研究了其它反应条件相同时，反应温度对渣 油加氢反应过程的影响。结果表明，在实验所研究的反 应 温 度 内，两种渣油的转化率、汽 柴 油 收 率、硫 和 氮 的 脱 除 率都随反应温度的升高而增加，且在 380 ～ 400 ℃ 均会出现一个拐点，证明高温有利于渣油的加氢转化和硫、氮的脱 除，但由于焦炭产率随反应温度的升高而显著增加，引起催化剂失活速度加快，故渣油加氢反应温度不宜过高。硫 含量较高的沙轻减渣的转化率、汽柴油收率、硫和氮脱除率均高于塔河常渣，说明大分子含硫化合物易于分解生成 小分子物质，小分子再进入催化剂微孔中进一步发生加氢反应。 关键词: 渣油加氢 反应温度 转化率 硫氮脱除率 前期的研究结果［5-6］，加氢反应条件设定为反应时 间 2 h，剂 油 质 量 比 1 ∶ 10，氢 初 压 8 MPa，分 别 在 360，380，400 和 420 ℃ 下，考察温度对渣油加氢 产物分布的影响。 表 1 原料的主要性质 Table1 Main properties of feedstocks 随着石油资源的日益匮乏，原油重质化与产 品需求轻质化、清洁化矛盾的日益加剧［1-2］，重渣 油的加工越来越引起人们的关注。渣油加氢处理 作为高效、清洁的重油轻质化、改质手段，在石油 加工中发挥着越来越重要的作 用［3］。温 度 是 化 学反应的重要影响因素，渣油加氢过程为一复杂 的强放热反应，不同化学反应的热效应差别较大， 反应温度不仅影响渣油加氢的反应速度，还会影 响部分反应的化学平衡。渣油加氢反应过程中控 制和及时调整至合适的反应温度，是保证反应正 常进行，控制反应产物分布和质量的重要保证。 1 实验部分 1． 1 原 料 实验原料为塔河常渣 ( THAR ) 和 沙 轻 减 渣 ( ALVR) ，其性质如表 1 所示。 1． 2 催化剂 实验采用国外某知名催化剂制造公司生产的 渣油加氢脱硫 / 脱氮催化剂。催化剂的主 要 性 质 见表 2。 该催化剂的主要活性组分为钼和镍，磷 元 素 是改善催化剂加氢性能的助 剂［4］。其 它 元 素 为 催化剂制造和储运过程中混入的杂质。 收稿日期: 2012 － 12 － 27; 修改稿收到日期: 2013 － 02 － 15。 作者简介: 孙昱东，博士，副 教 授，主要从事石油加 工 方面的 教学与科研工 作。联 系 电 话: 0532 －E-mail: ydsun @ upc． edu． cn。 * 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项基金( 11CX05008A) 项 目; 中国石油科技创新 基 金 ( 2011D-5006-0405 ) 项 目; 中 石 油 重大科技专项( 10-01A05-01-04) 。 — 1 — 1． 3 实验条件 渣油加氢反应在高压釜内进行，根据 课 题 组 项 目 THAR ALVR 密度( 20 ℃ ) / ( kg·m － 3 ) 1 018． 7 1 031． 7 运动黏度( 100 ℃ ) / ( mm2 ·s － 1 ) 4 247． 56 4 500． 00 平均相对分子质量( VPO) 819 832 w( 碳) ，% 84． 99 84． 77 w( 氢) ，% 10． 21 10． 04 H / C 1． 43 1． 42 w( 硫) ，% 3． 38 4． 64 w( 氮) ，% 0． 61 0． 32 w( 镍) / ( μg·g － 1 ) 94． 2 31． 0 w( 钒) / ( μg·g － 1 ) 186． 0 59． 8 w( 四组分) ，% 饱和分 23． 24 12． 90 芳香分 35． 74 49． 72 胶质 22． 00 28． 87 沥青质 19． 02 8． 51 表 2 催化剂性质结果分析与讨论2Table 2Properties of ca 表 2 催化剂性质 结果分析与讨论 2 Table 2 Properties of catalyst 2． 1 温度对渣油加氢反应产物分布的影响 作为一个 复 杂 的 平 行-顺 序 反 应，温 度 是 影 响渣油加 氢 反 应深度和产物分布的关键因素。 不同反应温度下 塔 河 常渣和沙轻减渣的产物分 布见表 3 和表 4 ，不