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进入21世纪以来,世界原油重质化与劣质化趋势越来越严重,作为主要重油加工工艺的催化裂化技术面临严峻挑战。高酸原油和焦化蜡油产量近年来越来越高,利用催化裂化技术加工这两种原料的量也越来越大。如果将这两种原料掺炼,用高酸原油中的环烷酸中和焦化蜡油中的碱氮,无疑可以解决这两种原料的加工难题。但是,环烷酸是否能和焦化蜡油中碱氮反应,促进焦化蜡油转化需要进一步研究。
本文首先以喹啉和环己烷甲酸为模型化合物物,利用紫外光谱法证明了环烷酸和碱氮在一定程度上可以发生反应。在固定床微反装置上考察了环烷酸的添加对焦化蜡油催化裂化影响,结果表明,当环己烷甲酸添加量为1.9wt％时,焦化蜡油转化率提高了3.55个百分点。
在提升管中试装置上对环烷酸减缓碱氮中毒的作用进行了放大实验。结果表明,环烷酸酸强度越高,和碱氮的结合能力越强,减缓碱氮中毒的作用越明显,但工业级环烷酸减缓碱氮中毒的作用不明显。当高精环烷酸添加量为2.0％,焦化蜡油的转化率增加了4.18％,干气产率增加了0.22％,液化气产率增加了3.25％,汽油产率增加了0.90％,柴油产率降低了0.53％;汽油烯烃含量由50.84％降到45.43％,芳烃含量由21.19％增加到25.05％。对失活催化剂进行FT-IR和NH3-TPD酸性表征表明,环烷酸的加入使得催化剂酸量损失降低,B酸比例增加;环烷酸的添加对柴油酸度影响很小。在实验的反应条件和所用催化剂下环烷酸主要发生了脱羰基过程,生成了较多的CO,而不是CO2。
在提升管催化裂化中试装置上进行了高酸原油和焦化蜡油掺炼实验,结果表明,当高酸原油粘度和密度较低,脂肪酸和单环环烷酸含量较高时,不同掺炼比的产物收率均高于理论值,掺炼的效果较好。
用不同浓度的HCl,HNO3,H2SO4对LVR-60R催化裂化平衡剂的脱金属效果进行了考察。结果表明,三种酸均具有良好的脱钙效果,最高达80％以上;同时具有较好的脱钒效果,最高可达50％;脱铁效果一般,脱镍效果较差,最高不超过18％。此外,三种无机酸对钾、钠、镁等碱金属的脱除效果也比较明显。不同的酸在浓度较低时,脱金属率较低,当酸质量分数超过12％以后,其脱金属率的增加十分有限,且酸浓度继续增加会脱除催化剂中的铝,降低催化剂活性。整体来看,当酸浓度不是很高时,盐酸和硫酸的脱金属效果要优于硝酸。