沥青质分散剂对渣油热反应生焦的影响及其作用机理

【摘要】： 为改善渣油加工过程中的生焦和结焦情况,以辽河常压渣油(LHAR)、克拉玛依常压渣油(KLAR)和轮古常压渣油(LGAR)为反应原料,在高压反应釜中考察了沥青质分散剂对渣油热反应生焦、结焦的影响。并结合紫外-可见光谱、X-射线光电子能谱(XPS)、FT-IR、粘度测定、激光粒度测定、电导率测定等手段分析了分散剂的作用机理。 紫外-可见光谱法研究表明,分散剂在沥青质表面吸附聚集达到一定浓度才能起到稳定沥青质的作用。磺酸类分散剂AD1对于辽河和轮古沥青质分散稳定作用最明显,阳离子型分散剂AD8对KLAR沥青质有明显的稳定作用。沥青质甲苯溶液相对粘度的拟和数据表明沥青质吸附分散剂后胶束的缔合数降低,溶剂化程度增加,且作用大小顺序与分散剂头部官能团的酸性顺序一致。进一步通过XPS和FT-IR分析,推断其可能作用机理为:分散剂头部极性官能团与沥青质表面的杂原子官能团发生酸碱作用或者氢键作用,从而吸附在沥青质表面;烷基侧链的堆集可制约沥青质胶束的生长。 质量分率电导率法研究发现磺酸类分散剂AD1和AD2可以改善LHAR的胶体稳定性,分散剂AD1、AD7可以改善LGWO的胶体稳定性。 渣油热反应实验表明,添加沥青质分散剂可以明显地改变所生焦的形貌,使生焦的粒度减小,提高体系对焦的悬浮能力,大大降低壁相结焦。推断分散剂的抑制生焦的机理如下:在渣油中,分散剂与沥青质胶粒的极性官能团作用,抑制胶束缔合,使沥青质的分散度增加,从而推迟了体系的相分离。在热反应初期生成较多、较细小生焦中心。在焦炭长大的过程中因生焦中心较多,在同样的生焦量的情况下,可以有效降低生焦的粒度。