《劣質渣油生成彈丸焦的機理研究及預防對策》是依託廣東石油化工學院，由梁朝林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：劣質渣油生成彈丸焦的機理研究及預防對策
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：梁朝林
- 依託單位：廣東石油化工學院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著原油的劣質化，其減壓渣油性質更差，導致焦化性能發生了很大變化，常出現彈丸焦問題。出現彈丸焦將危害安全生產、降低經濟效益。迄今國內外有關彈丸焦生成機理及預防對策的文獻很少，描述分析多為定性鮮有定量，觀點結論既有共識也有分歧。目前延遲焦化加工劣質渣油只能採取犧牲輕油收率、降低處理量的消極辦法去預防彈丸焦的產生。本項目提出以彈丸焦為研究對象，採用延遲焦化中試裝置與小試裝置相結合，運用先進測試技術觀察原料性質、工藝條件對渣油瀝青質在高溫裂解縮合形成彈丸焦過程中液-固分相情況，以及中間相物質析出規律、化學物理結構演變，深入細緻研究劣質渣油瀝青質演變成彈丸焦過程中微觀結構的變化特性，完善劣質渣油生成彈丸焦的機理，進一步豐富對瀝青質液相縮合炭化機理的認識。本項目的前期工作已為研究打下了堅實基礎，完成研究將為大規模加工劣質渣油預防彈丸焦生成提供理論依據和指導。
結題摘要
目前延遲焦化加工劣質渣油只能採取犧牲輕油收率、降低處理量的消極辦法去預防彈丸焦產生。 課題完成的主要研究內容有5個方面： （1）原料油及石油焦的性質分析 選擇4個劣質渣油（工業裝置生成彈丸焦）和2個一般性質渣油（工業裝置苛刻操作條件也沒有生成彈丸焦）作為典型原料油，測定其理化性質作為研究對比。由TGA法發現，原料油起始反應溫度越低（≤430℃），越易出現彈丸焦。最後還用重油快速生焦評價儀驗證。 測定工業裝置的彈丸焦、海綿焦、針狀焦以及各種試驗焦的理化性質，同時採用SEM、TEM、PLM、HGI、BET等手段進行表征。由於用SEM、TEM、PLM檢測彈丸焦與海綿焦（由劣質渣油生成，兩者微觀形態相近），沒有數據量化很難區分其差別。用BET檢測彈丸焦與海綿焦，比表面積數值差別較大，可用數據描述並區分。 （2）完善焦化試驗裝置及研究條件 擁有管式連續生焦小試裝置（獲得焦化過程中間相）、延遲焦化中試裝置（模擬工業裝置）、快速攪拌間歇釜式生焦小試裝置（液相區快速湍動）、重油快速生焦評價儀（靜態生焦）等4套焦化試驗設備，完善研究條件。 （3）對比分析工業焦和試驗焦 選工業裝置彈丸焦、海綿焦作為參照。對各種油樣在不同試驗裝置、不同條件進行焦化實驗，沒有獲得球形顆粒彈丸焦。對比分析工業焦與各種試驗焦，發現試驗焦巨觀形貌類似海綿焦，而微觀形貌類似彈丸焦。 （4）推測彈丸焦氣相生焦歷程 根據試驗數據與工業實踐，提出產生彈丸焦的原料性質和操作條件判據。歸納得出焦炭塔內油氣速度是形成彈丸焦的關鍵參數，並推測彈丸焦屬氣相成焦歷程，這有別於一般的液相成焦歷程。 （5）提出預防彈丸焦對策 彈丸焦產生的因素錯綜複雜,提出“只要焦炭塔內氣速≤0.08m/s就可避免彈丸焦出現”的預防對策。 取得的主要成果： 已公開出版1本編著。已公開發表7篇論文；另外2篇已錄用。已申請2項發明專利，都已受理。製作、主講1份遠程教學課件，並在中國石化集團公司內公開使用。聯合培養2名研究生，都取得碩士學位。 創新之處： ①用BET法準確快捷判斷原料生成彈丸焦的可能性（起始反應溫度≤430℃）； ②提出彈丸焦與海綿焦區別的新表征方法（BET法）及閾值（比表面積≤0.12 m2/g為彈丸焦，≥0.15 m2/g為海綿焦）； ③提出“彈丸焦氣相生成歷程”推測； ④提出預防彈丸焦出現的綜合判據（焦炭塔氣速≯ 0.08m/s）。
