不同催化剂对重质油加氢反应产物的影响

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摘 要：采用不同的加氢催化剂，在不同的实验条件下，考察了重质油中四组分的含量变化，烃组成、元素组成。并建立了重质油组成的分离、分析方法，对加氢重质油进行四组分分离，从而探究重质油性质在加氢过程中的转化规律。

关键词：重质油 加氢处理 四组分

重质油是原油在一次加工后所剩余的最重部分，与轻质馏分油相比，其组成复杂，密度大、粘度高，平均分子量大、氢碳比低，含有大量的金属、硫、氮及胶质、沥青质等有害元素和非理想组分，加氢处理难度较大。重质油加氢处理催化剂通常包括保护性催化剂、脱金属催化剂（HDM）、脱硫催化剂（HDS）和脱氮催化剂（HDN），每种催化剂的特点见表1，并且各种催化剂又兼有其他功能。为了使催化剂作用达到同步效果，每类催化剂在孔径、比表面积和孔容上都各自有特殊的要求，使催化剂活性逐渐过渡，各床层反应负荷均化，前类催化剂为后类催化剂提供适当的处理重质油。

因此，重质油加氢处理技术的关键之一是各类催化剂的研制，设计催化剂时应了解重质油加氢处理过程中的主要反应，然后根据这些反应的特点对催化剂提出物化性质方面的要求。

一、实验部分

1.原料及规格

甲苯，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；正庚烷，分析纯，天津市大茂化学试剂厂。

2.仪器

VARIO EL 元素分析仪；紫外荧光定硫仪，ANTEK 9000S型；化学发光定氮仪，ANTEK 9000N型。

3.实验步骤

在如图1所示中试装置上，原料油（YL）经过加氢处理，采集6个重质油样品：原料油（YL）、催化剂1处理（HDM1）、催化剂2处理（HDM2）、催化剂3处理（HDS）、催化剂4处理（HDN1）、催化剂5处理（HDN2）。样品进行组分分离。

4.实验样品处理

4.1原料油（YL）；

4.2反应压力P1/MPa，反应空速V1/h-1，反应器平均温度T1℃，一系列催化剂处理后的样品R5R1、R5R2、R5R3、R5R4、R5R5；

4.3反应压力P2/MPa，反应空速V2/h-1，反应器平均温度T2℃，一系列催化剂处理后的样品R8R1、R8R2、R8R3、R8R4、R8R5。

5.分析方法

5.1四组分分离

石油沥青组分测定法，SH/T 0509-92（1998）。

5.2碳、氢元素组成

VARIO EL 元素分析仪，氧化管温度：900℃，还原管温度：500℃，载气氦气：200mL/min。

5.3硫测定

紫外荧光定硫仪，ANTEK 9000S型，燃烧温度1000℃，载气为高纯氩气。

5.4氮测定

化学发光定氮仪，ANTEK 9000N型，燃烧温度1100℃，载气为高纯氩气。

二、结果与讨论

1.重质油加氢产物中硫、氮变化

实验中对经过加氢处理后的重质油进行四组分分析，如表2和表3所示。结果表明：原料油在经过反应压力P1、P2等条件一系列催化剂处理后，R5系列的硫含量逐渐降低，氮的含量也随之降低。

2.加氢产物重质油族组成变化

加氢产物重质油族组成变化如表4和表5所示，原料油在经过不同条件下的催化剂处理后，饱和分含量增加，而芳香分、胶质和沥青质含量降低。

数据中R5R4、 R8R4及 R8R5的沥青质含量不降反增，很可能是由于有机硫化物和含氮化合物对芳烃加氢饱和的抑制作用。

三、结论

原料油在经过相同条件下的不同催化剂处理，饱和分含量均增加，而芳香分、胶质和沥青质含量均降低；原料油在经过不同条件下的相同催化剂处理后，也得出同样规律。

参考文献

[1]方向晨主编.加氢精制[M].北京：中国石化出版社，2006，38-44.

[2]罗翔，乔爱新.汽油馏份中流含量及硫形态分布的研究[J].新疆石油天然气，2006，2（1）：85-89.

[3]蒋立敬，方维平.重质油固定床加氢系列催化剂的研制和工业应用[J].当代化工，2004，24（10）：50-52.

作者简介：张洪秀 男，1975年出生，辽宁营口人，工程师；研究方向：精细化工助剂及单组份聚氨酯。