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针对超稠油减渣高粘度、高金属含量等特点直接焦化引起加热炉管易结焦、产物分布及性质较差的问题,本文建立超稠油减渣减粘一延迟焦化双向组合工艺的加工方案,从反应体系的结构组成、胶体稳定性以及热转化过程中体系相分离、生焦历程和氢转移能力出发,探寻减粘改善焦化原料性质的本征原因,剖析出组合工艺条件择优的机制;通过研究两段热反应产物分布规律,探讨两者之间的相互匹配性和适应性,并系统研究组合工艺的产物分布规律,确定减粘与焦化的最佳匹配关系,揭示组合工艺降低焦炭产物及多产液体产物的机制;对比最佳操作条件及匹配关系下的组合工艺和直接焦化工艺的产物分布,展现出双向组合工艺显著提高液体馏分油产物收率的优越性。以上研究可为组合工艺的中试和工业化应用奠定理论和实验基础,具体结果如下:
由比较焦化蜡油馏分段氢转移能力确定KLVR减粘裂化.延迟焦化双向组合工艺选择掺炼10％的窄馏分段(350℃-420℃)作为供氢剂(HDII)。供氢剂可以延长420℃下的KINR生焦诱导期10min,增强相同减粘条件下降粘效果44.30％,抑制减粘油液相焦数量和粒径的增加,提高减粘油和减粘油减渣的稳定性和安定性,使减粘油减渣粘度相对KINR下降65.1％,降低减粘油减渣沥青质含量、缩合指数CI和芳碳率fa以及胶粒尺寸,增加其H/C和胶粒分散度;在改善产物分布方面:其抑制减粘油气体和焦的生成,增加液体和轻质油收率,体现供氢减粘的优势。
由考察减粘条件对供氢减粘油和其减渣性质、稳定性及结构组成的影响以及研究直接焦化反应规律确定了组合工艺最佳条件:减粘控制在420℃、30min和0.4MPa,焦化以490℃、2.0h是合适的。通过考察不同减粘条件下供氢减粘油产物分布的规律以及分别以供氢减粘油、供氢减粘油常渣和供氢减粘油减渣为焦化原料的焦化产物分布规律,并比较这三种匹配关系下组合工艺的产物分布,.确定KLVR供氢减粘油减渣与焦化匹配最佳,并得到此匹配关系在最佳工艺条件下相对KLNR直接焦化焦炭收率降低3.89％,液体收率增加6.09％,轻质油收率提高3.20％,其中柴油收率增加5.09％。