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2024-09-09 发布于湖北
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中东减压渣油深度溶剂脱沥青工艺的研究

基金项目：广西高校北部湾石油天然气资源有效利用重点实验室基金资助项目（2017KLOG01）。

摘要：本文以中东原油减压渣油为原料，在溶剂脱沥青小试装置上考察了不同溶剂时脱沥青油及脱油沥青收率与金属含量、硫含量、粘度、软化点等性质的变化，从杂质脱除率的角度分析了溶剂脱沥青实验的效果。结果表明，溶剂的选择对脱沥青过程具有很大的影响，正丁烷脱沥青得到的脱沥青油的收率最低，残炭最低，质量最好，随着溶剂变重，得到的脱沥青油的质量逐渐变差。残炭和金属元素的脱除效果较好，脱油沥青收率增加软化点降低。

关键词：减油；溶剂脱沥青；溶剂选择；脱沥青油

1.前言

随着我国经济的快速发展，国内的石油资源不能完全满足国民经济发展的需要，为了缓解国内原油供需矛盾，国内一些炼油厂需要加工进口原油，尤其是中东原油。中东原油的含硫量比较高，含硫原油加工中，最棘手的问题是如何加工含硫渣油。含硫渣油中含有大量的沥青质、金属以及硫、氮化合物。渣油中的沥青质是一种高碳氢比的稠环化合物，它在催化裂化、渣油加氢等过程中易生成焦炭，金属会沉积在催化剂上使催化剂永久失活，进而导致装置建设投资及运行费用都非常高[1-3]。

溶剂脱沥青过程能使渣油中的沥青质、金属等浓缩于脱油沥青中，所得到的脱沥青油具有杂质含量低，裂化性能好等特点，其副产品——脱油沥青是制取沥青产品或造气较好的原料，因此，近年来溶剂脱沥青在含硫渣油加工中的使用日益受到重视。

溶剂脱沥青常用的溶剂有丙烷、正丁烷、正戊烷以及它们的混合物，不同溶剂所得的脱沥青油，在收率和质量上存在较大的差别。本研究以中东原油减压渣油为原料，在溶剂脱沥青小试装置上进行了减压渣油溶剂脱沥青工艺的研究工作，重点考察了不同溶剂对脱沥青油及脱油沥青质量的影响，考察了操作温度对脱沥青油收率以及性质的影响，从杂质脱除率的角度分析脱沥青实验的效果，为溶剂脱沥青过程溶剂的选择以及加工中东含硫原油渣油提供参考与帮助。

2.实验

2.1原料与溶剂

表1中东原油减压渣油VR的性质

实验所用的中东原油减压渣油（VR）性质如表1所示，由该表可知，其芳香分含量很高，达到46.24%，接近占减渣的一半；庚烷沥青质含量也较高，为11.03%，残炭值、金属Ni和V元素含量较高，S元素含量高达4.0%，符合中东原油硫含量高的特点，因此该减渣的性质较差，不适合于直接做为重油催化裂化的原料。

本实验中用到的溶剂为正丁烷、正戊烷、正己烷及其它们的混合溶剂，均为工业用溶剂，所用的混合溶剂均按体积比进行掺入混合，分别为正丁烷正戊烷混合溶剂（含正戊烷40%，记为C4+C5）、正戊烷正己烷混合溶剂（含正己烷10%，记为C5+C6）。

2.2实验装置及分析方法

2.2.1实验装置

实验所用装置是小型连续式溶剂脱沥青实验装置，如图1所示，主要由溶剂及渣油计量预热系统、脱油沥青分离器、脱沥青油分离器等组成。

1－溶剂罐2－溶剂泵3－副溶剂预热炉4－主溶剂预热炉5－混和器6－渣油泵7－渣油预热计量系统8－萃取器9－二段加热器10－二段分离器12－重脱油蒸发器13－溶剂分离器14－溶剂冷却器

图1溶剂脱沥青装置流程

2.2.2分析方法

残炭：电炉法，依国标ZBE30011-28分析。

金属含量：采用灰化前处理方法，使用美国瓦里安公司VISTAPRO型电感等离子发射光谱仪测定。

元素S：采用Antek7000－II硫氮分析仪。

族组成：原料油及脱沥青油、脱油沥青族组成分析采用氧化铝吸附色谱法分离为饱和分、芳香分、胶质和沥青质（SH/T0509-92）。

软化点：使用压片机将沥青颗粒制成沥青饼，然后再采用环球法（GB4507-84）测定沥青饼的软化点。

3.结果与讨论

3.1操作条件对产品收率的影响

操作压力对脱沥青过程产品收率有很大的影响，沥青脱油的收率随着压力的升高而增加[4-5]，但是较高的压力会导致操作成本的上升，而压力过低会使脱沥青油的收率较低，会产生大量低价值的脱油沥青，在本实验中操作压力选为5MPa并保持不变，溶剂比选定为6.5ml/g，通过改变操作温度来考察脱沥青油及脱油沥青收率的变化。一、二段温差只会影响轻、重脱油的比例，对脱沥青油总收率没有影响，因此本实验中一、二段温差为恒定为10℃，实验结果如图2所示。

图2操作温度对脱沥青油及脱油沥青收率的影响

由于我们主要考察整个脱沥青油的收率、性质的变化，因此将轻、重脱油进行了混合，作为一个整体来对待。随着温度的提高，溶剂的密度会降低，其对油的溶解度就会减少。由该图可以看出随着一段萃取温度的增加，脱沥青油的收率降低显著，而脱油沥青的收率增加。对于不同的溶剂来说，在脱沥青油收率相同的情况下，随着溶剂的变重，操作温度升高