延迟焦化抗焦增收剂
发布时间:2017-06-20 09:29:06
延迟焦化抗焦增收剂 LT ( JZY ) - Ⅲ
延 迟焦化是将渣油经深度热裂化转化为气体,轻中质馏分油及焦炭的加工过程,是炼油厂提高 轻质油收率和生产石油焦的主要手段。在原料渣油中加入防焦增收剂可减少焦碳和干气的生 成,增加液体产物收率,是提高延迟焦化装置经济效益的**佳方案。
一、 LT ( JZY ) - Ⅲ 防焦增收剂的质量指标
执行企业标准 Q/LTJ02-2006
项目
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质量指标
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实验方法
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外观
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黄棕色液体
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目测
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密度 ( 20 ℃ ), g/cm 3
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0.93 ~ 1.10
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GB/T1884
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闪点 ( 开口 ), ℃ ≥
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50
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GB/T267
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凝固点 , ℃ ≤
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-15
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GB/T510
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机械杂质 % ≤
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0.01
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GB/T511
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水分 % ≤
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0.1
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GB/T260
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二、 LT ( JZY ) - Ⅲ 防焦增收剂的产品特点
1 、油溶性好,能与原料油快速互溶;
2 、加注方便,不影响装置的 正常生产;
3 、能减少干气和焦炭的生成,增加轻质油收率,防止系统 结焦积垢;
4 、热稳定性高,在高温下不挥发、不分解;
5 、不易燃、易爆,无腐蚀,对后续工序无副作用。
三、 LT ( JZY ) - Ⅲ 防焦增收剂的使用范围
适用于以石蜡基、中间基、环烷基渣油为原料的延迟焦化装置。抑制自由基链反应减少干气 生成,防止芳烃缩合减少焦炭生成,提高热裂解反应活性,改善延迟焦化反应的选择性,提 高汽油和柴油的收率。
四、 LT ( JZY ) - Ⅲ 防焦增收剂的使 用方法
1 、 增收剂用齿轮计量泵注入原料渣油中。
2 、加入量为 100-300ppm 。
3 、加入位置为 渣油离 开分馏塔底之后、进入加热炉辐射段之前 。
4 、对不同性质的原料渣油, 应适当调整延迟焦化装置的工艺操作条件。 LT ( JZY ) - Ⅲ防焦增收剂加入量在 100-300ppm 时可增加 液收 1-3 个百分点。
五、 LT ( JZY ) - Ⅲ 防焦增收剂的作 用机理
(一)增收机理
1 、 促进自由基均裂反应
渣油进行延迟焦化时,发生如下复杂 的平行—连串反应网络:
渣油 中间馏分 汽油 裂化气
&nb sp; & nbsp; &nbs p; 焦炭
上述热裂解反应可以用自由基 链反应机理进行描述:
• 链的引发
烃类 分子在受热条件下首先均裂生成自由基 :
R 1 H R 2 · R 3 ·
• 链的发展
R 2 · R 1 H R 2 H + R 1 ·
R 3 · R 1 H R 3 H R 1 ·
• 自由基分解
自由 基能分解生成烯烃分子和新的自由基,这种分解作用发生在具有未成对电子的那个碳原子的 β 键位置上,例如: C-C-C-C-C-C-C · C-C-C-C-C· C=C
C- C-C-C-C- C· + C=C-C
故热裂化产物中,干气( C 1 C 2 )产率比催 化裂化多。
• 链终止
加入延迟焦化抗焦增收促进剂 , 活泼原子上的未成对电子与自由基相互作用 , 抑制自由基的 β 键断裂, 促进自由基发生均裂反应 , 从而减少裂解气体的生成。
2 、破坏渣油超分子结构
渣油是由成千上万种化 合物组成的复杂体系,尤其是对于沸点较高的渣油而言,不是一般简单的溶液体系。有人提 出了渣油是由复杂的单元组成,而复杂结构单元包括超分子结构核和溶剂化层。超分子结构 核可以吸附或溶解一部分相对分子质量较小、等均化程度较低的烃类,使它们在进行常减压 蒸馏时不能被蒸发出来。通过加入 延迟焦化 抗焦增收剂,使复杂结构单元半径和渣油缔合 度的数值**小,从而使渣油中较轻的馏分油在延迟焦油塔中气化出来,达到增加液收的目 的。
3 、抑制焦 炭生成
焦炭的生成是热分解反应和缩合反应的综合,其机理 为:
( 1 )链开始
( 2 )链发展
在微量氧及过渡金属催化作用下:
( 3 )沥青质、焦碳形成
芳烃 芳基
+ 烷基 饱和 烷烃 +
沥青 沥青基
延迟焦化 抗焦增 收剂还能与过氧化物( ROOH )反应,使链反应中止,从而减少焦炭生成。
4 、延迟焦化过程中碳氢元素平衡
渣油 在热裂解转化中,原料和**终产品在收率和组成上要符合总的物料平衡和和碳氢元素平衡。 在正常情况下,渣油热裂解的物料平衡和碳氢元素平衡如表 1 。
总物料和元素平衡
原料成品名称
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产率( m% )
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以碳为基准的碳氢组成
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碳元素平衡
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氢元素平衡
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碳氢原子比
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原料:渣油
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100
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CH 1.69
|
100
|
169
|
0.59
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产品
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干气
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9.2
|
CH 3.75
|
8
|
30
|
0.27
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液化气
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2.1
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CH 2.4
|
2
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4.8
|
0.42
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汽油
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14.4
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CH 2.05
|
14
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28.7
|
0.49
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柴油
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25.3
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CH 1.84
|
25
|
46
|
0.54
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蜡油
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29.1
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CH 1.75
|
29
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50.7
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0.07
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焦炭
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17.9
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CH 0.4
|
22
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8.8
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2.5
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上表 可见,渣油在热裂解过程中,产品的碳氢比发生了两极分化,在提高碳氢比的同时,把多余 的氢留给了低碳氢比的液体或气体产品。从碳氢元素平衡角度考虑,减少了碳氢原子比高的 焦炭和碳氢原子比低的气体生成,从而增加液体产品(汽油、柴油、蜡油)收率是可能的。
(二) 抗垢机理
1 、抗垢作用
延迟 焦化渣油在高温下易形成积垢,使加热炉管、管线等发生堵塞。根据对结垢物的化学分析, 表明结垢物主要由有机物组成。在有机结垢物中,反映焦炭前驱体含量的甲苯不溶物很高, 表明有机结垢物主要为聚合物或缩合物。聚合物是由渣油中的烃类在溶解的微量氧引发下, 发生氧化链反应生成聚合物或缩合物,渣油中溶解的微量金属离子能加速链反应,生成的聚 合物会粘附在一起,沉积在金属表面上形成结垢。另一方面,生成的聚合物在过渡金属的催 化作用下,发生脱氢缩合反应生成焦炭,粘积在设备上形成结垢。由溶解的微量氧引发的自 由基链反应和过渡金属离子引发的链反应历程如下:
( 1 )链开始
RH R · H ·
( 2 )链传布
a R · O 2 R-O-O ·
b R-O-O · R ˊ -H R ˊ· ROOH
c R ˊ· C=C R ˊ -C-C · 聚合物
( 3 )链开始
a Me RH Me R · H
b Me ROOH Me ROO · H
( 4 )链终止
a R · R ˊ· R- R ˊ
b R · ROO · R-O-O-R
从宏观上讲,渣油高温下的结垢行为可看作是一 个复杂的平行-连串反应:
渣油 聚合物 (甲苯不溶物) 焦碳(喹啉不溶物)
延迟焦化 防焦增收剂中含有抗氧剂 和金属钝化剂分别能抑制 微量氧引发的自由基链反应和过渡金属离子引发的链反应,从而 抑制 结垢物生成。
2 、高温分散作用
延迟焦化防焦增收剂具有耐高温分散作用 , 在高温操作条件下能将生成的高聚物分散 溶解在液体油品中 , 使其不能沉积在设备的表面上形成积垢。可以将已经吸附在设备上的漆 膜和积碳洗涤下来,分散在油中,使金属表面保持清洁。