克拉玛依油砂沥青油溶性降黏剂的制备及性能评价

以甲基丙烯酸十八酯、N-苄基马来酰亚胺和丙烯酰胺为原料合成了针对于克拉玛依油砂沥青的新型油溶性共聚降粘剂。对单体配比、引发剂用量、反应温度等影响条件进行了优化,探究了降黏剂用量和温度等因素对降黏效果的影响。确定了该降黏剂的聚合反应条件为:聚合单体摩尔比为10∶4∶3,引发剂用量为单体总质量的1.0%,反应温度为85℃。在降黏剂添加量1000 mg·kg^(-1),反应温度50℃,反应时间60 min时降黏效果最好,在此条件下的降黏率为35.7%。

内蒙古油砂沥青热转化前后化学结构的变化规律

采用核磁共振和红外光谱分析方法对内蒙古3种油砂沥青及其流化热转化后的液体产品的化学结构进行了研究。通过用改进的Brown-Ladner法计算了油砂沥青及热转化后得到的液体产品的平均分子结构参数,发现热转化得到的液体产品平均分子结构参数发生了明显的改变。相对于原料油砂沥青,热转化液体产品的芳碳率fA略有增加、环烷碳率fN大幅度增加,而烷基碳率fp则明显减少,并且总环数RT从6.10~8.64下降到2左右,芳香环数RA从3.13~6.10下降到1左右,环烷环数RN也从2.22~3.42下降到1左右。3种不同性质油砂沥青的平均分子结构参数变化趋势相同,均归因于油砂沥青热转化过程中多环芳烃的聚合和长链烷烃侧链的断裂。

青海出露油砂沥青的烃类组成分析

利用气相色谱(GC)和气相色谱/质谱联机(GC/MS)检测了青海出露油砂沥青的烃类组成与分布。结果表明,其为陆源湖相有机质生成的原油经生物氧化降解形成的。由于所处的独特地理、地质环境,其生物氧化降解程度低,饱和烃含量甚高,分布规整,轻质组分很多,明显不同于其它地区的油砂沥青。鉴于其特殊的化学组成与分布,该油砂矿必须采用新的方式进行开采。

基于固体^(13)C核磁共振技术对油砂沥青质结构的研究

采用固体13C核磁共振(13C NMR)技术对油砂沥青质的化学结构特征进行详细的研究。通过对油砂沥青质的核磁谱图分析,获得了表征油砂沥青质结构特征的12个碳结构骨架参数。根据研究分析结果,油砂沥青质中的脂碳含量达60%左右,表明其化学结构主要以脂碳结构为主。在脂碳中,亚甲基含量最多,主要出现在脂肪链中,且其脂肪链平均长度小于8个碳原子,可推断为中等长度脂链;芳香碳含量小于40%,其中质子化芳香碳含量多于非质子化芳香碳。在非质子化芳香碳中芳香桥碳含量最多,可推断芳香碳呈多环模式;羰基碳在油砂沥青质结构中所占比例极小。虽然基于获得的油砂沥青质的元素组成,可以将油砂沥青质归类到Ⅰ型干酪根,但是两者在成烃潜量和结构特征都存在较大差异,由此判断油砂沥青质并非干酪根的降解产物。

加拿大油砂沥青中极性化合物的电喷雾—高分辨质谱研究

目前,生物降解作用对饱和烃生物标志物、芳香烃生物标志物参数以及小分子含氮化合物参数影响的研究较多,而对大分子极性化合物组成影响的研究较少。采用负离子电喷雾—傅立叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)分析不同降解级别的加拿大油砂沥青中酸性及非碱性氮化合物分子组成,结果表明,加拿大油砂沥青中杂原子化合物组成非常复杂,共鉴定出10种不同杂原子类型(N1、N1O1、N1O2、N1S1、O1、O1S1、O2、O2S1、O3、O4)的化合物,其中以O2类化合物为主。随着生物降解程度的加深,N1、N1O1及O1类化合物的相对丰度逐渐降低,而O2及O2S1类化合物的相对丰度显现出逐渐增加的趋势;高分辨质谱分析在石油大分子杂原子化合物研究方面所独有的优势,为石油地球化学研究提供了新的思路。

内蒙油砂沥青减黏裂化生产燃料油工艺研究

对内蒙油砂沥青在不同的温度和时间进行减黏裂化研究.实验表明在添加0.3%阻焦剂、温度415℃和时间45 m in条件下,油砂沥青黏度可降至138.25 mm2.s-1(100℃),减黏油的各项性质可达到7号燃料油标准,可直接作为燃料油产品.

加入环戊烷对超临界溶剂脱沥青加工加拿大油砂沥青的影响

在超临界溶剂脱沥青耦合脱油沥青喷雾造粒装置上,将加拿大油砂沥青分离为脱沥青油及脱油沥青,通过对比在正戊烷中加入体积分数10%环戊烷前后得到的脱沥青油及脱油沥青性质变化来考察环戊烷对溶剂脱沥青的影响。结果表明,加入环戊烷可以提高脱沥青油质量收率1%～4%,当收率为67%～71%时,2种溶剂得到的脱沥青油性质接近,但是脱油沥青软化点比加入环戊烷之前却可以提高3～13℃,从而能够生产出优异的沥青粉。

Athabasca油砂沥青中重组分的分子模拟

利用分子模拟技术对加拿大Athabasca油砂沥青超临界萃取分馏残渣组分的化学分子结构进行了研究 ,首先选用长度不同的桥链构建了其三维平均结构 ,然后采用分子力学 (MM)和分子动力学 (MD)方法得到能量最低也即最稳定的构象 .研究发现 ,即使分子的二维结构相同 ,其三维结构差别也很大 ,由此可见仅用二维模型来表征重质油大分子的结构和物理化学性质远远不够 .另外 ,分子模拟还可以预测沥青质残渣中最有可能存在的桥链长度 .Athabasca沥青残渣组分中长度为C5到C7的桥链存在的可能性最大 ,而C1和C2桥链则由于其总能量相对较高 。

加拿大油砂沥青VTB加工组合工艺

加拿大油砂沥青储量丰富,生产出的油砂沥青开发潜力巨大。本文基于重油梯级分离耦合萃余残渣喷雾造粒技术(SELEX-Asp)提出了一种加工加拿大油砂沥青减压渣油的组合工艺,利用该组合工艺可以生产出67.4%～74.3%的脱沥青油,经过加氢处理后能够满足催化裂化进料的要求,其催化裂化转化率在65%左右,总液体收率达到70%。经过喷雾造粒可以得到25.7%～32.6%的沥青,利用该沥青粉制备出的沥青水浆具有良好的储存、运输及喷射性能。

油砂沥青改质产品中甲苯不溶物的表征

油砂沥青及其衍生产品中含有悬浮的甲苯不溶物如粘土和碳质固体颗粒,会导致后续加工过程中的结垢、催化剂失活和床层堵塞。笔者从油砂沥青衍生产品中分离出甲苯不溶物并进行了分析表征。研究发现,油砂沥青渣油中的甲苯不溶物主要是超细的硅铝酸盐粘土颗粒,结合了部分干酪根成分;焦化渣油和焦化瓦斯油储罐中沉积的甲苯不溶物类似焦炭;焦化瓦斯油中的甲苯不溶物主要是碳质有机物颗粒,但氮、氧含量相对丰富,并含少量矿物质和粘土颗粒,含氮的杂环化合物如吡咯类物质的存在可能是导致焦化瓦斯油中甲苯不溶物生成的主要因素。

加拿大油砂沥青加工方案研究

加拿大油砂是较好的可利用资源,出口的油砂沥青的原料为DilBit原油和SynBit原油。选择DilBit原油作为加工油沙沥青的原料,研究了油砂沥青的加工路线、工艺及经济效益。对油砂沥青加工中的高硫渣油或高硫焦的处理、全厂氢平衡及燃料平衡等问题进行了多方案对比。研究结果表明:沸腾床加氢-焦化组合工艺适合于加工DilBit原油。

加拿大油砂沥青合成原油与大港原油的加工互补性研究(Ⅰ)——原油及窄馏分性质

分析了加拿大油砂沥青合成原油(SCO)、大港原油以及混合原油(由大港原油与SCO混合得到,大港原油:SCO=7:3)的性质,在此基础上考察了三种原油窄馏分的物性。SCO是低硫低凝环烷基原油,其硫、氮、胶质、沥青质、蜡和金属含量,以及凝点都很低。SCO的轻质油收率高,350℃之前的质量收率为55.37%,大于500℃的减压渣油的质量收率仅5%左右。混合原油是低硫中间基原油,500℃时的总拔出率比大港原油提高了10个百分点。混合原油的凝点、运动黏度,以及氮、胶质、沥青质、蜡和金属含量都比大港原油有较大幅度的下降,其中镍质量分数由大港原油的37.5μg/g降至混合原油的26.8μg/g。混合原油窄馏分的特性因数、苯胺点和酸度均低于大港原油相同沸点的窄馏分的数值,而混合原油窄馏分的运动黏度、密度和折光率均高于大港原油相同沸点的窄馏分的数值。

油砂沥青超声波减粘工艺研究

油砂沥青粘度较大,自然状态下不易流动,严重影响了管道输送及加工,针对目前油砂沥青研究中存在的问题,采用超声波进行了减粘的实验研究。实验综合考察了超声波作用时间、温度、超声波频率、超声波功率等因素对减粘效果的影响。实验结果表明,在适当的超声作用时间(20 min)、适宜的温度(30℃)、适宜的超声波频率(20 kHz)和超声波功率(250 W)的条件下,油砂沥青的减粘率可达80%以上。经超声波处理后的油砂沥青粘度略有恢复,但仍远低于处理前的粘度,超声波减粘效果良好。

快速溶剂萃取法提取印尼油砂沥青的工艺研究

采用快速溶剂萃取技术提取油砂沥青,通过单因素试验和正交试验得出加压溶剂萃取技术的最佳工艺参数。研究结果表明,在高压条件下,混合适量硅藻土分散剂,快速溶剂萃取法提取油砂沥青比传统索氏抽提与费舍尔试验更有优势。利用正交试验获得快速溶剂萃取法提取油砂沥青的最佳工艺参数为:压力10 MPa,土砂比(硅藻土与油砂的体积比)2∶1,萃取温度160℃,循环次数5次,溶剂选择四氢呋喃,单次静态萃取时间12 min。

改性沸石催化剂对油砂沥青的改质研究

本研究通过对天然斜发沸石进行HC1酸洗脱调节硅铝比,再负载Ni金属氧化物,经焙烧改性得到了同时具有对油砂沥青催化减黏、降低硫氮含量等性能的新型催化剂Clin-c,将该催化剂应用于新疆油砂沥青（露天含砂开采）和加拿大油砂沥青（蒸汽辅助重力泄油技术开采,SAGD）的改质反应.油砂沥青具有高黏度（～30 000 cP,40℃）、高硫（0.56％～4.8％）、高氮（0.73％～2.38％）、高沥青质含量（34.64％）等特点.采用改性斜发沸石催化剂改质后,新疆油砂沥青剂油比1∶1,在340℃催化裂化反应30 min,减黏率超过80％,脱氮率在45％～52％之间,脱硫率高于75％,同时大量非烃被催化裂化为轻质油.并用此优异的催化剂对加拿大油砂沥青进行了改质研究,剂油比1∶10发现减黏率超过75％,脱氮率在10％～32％之间.结果表明,改性斜发沸石催化剂对油砂沥青具有很好的催化减黏、脱硫氮性能.

加拿大油砂沥青喷雾造粒溶剂体系的选择

以正戊烷+正己烷、正戊烷+环戊烷2个系列混合物作为溶剂,采用溶剂沉淀法从加拿大油砂沥青中得到沥青质,通过对沥青质SARA族组成、元素组成、平均分子结构、分子片层堆积结构的测定,考察了溶剂混合比例对所得沥青质性质的影响。结果表明,随着正己烷或环戊烷掺入比例的增加,沥青质的收率显著降低,软化点明显提高;正戊烷+环戊烷混合溶剂更适宜作为加拿大油砂沥青喷雾造粒的溶剂体系,正戊烷中加入少量的环戊烷就能达到沥青喷雾造粒的要求。在正戊烷中掺入体积分数10%的环戊烷,可将脱油沥青收率降低4百分点,软化点相应升高10～12℃,从而生产出外观形态良好的沥青粉,可以作为加拿大油砂沥青喷雾造粒的溶剂体系。

委内瑞拉超重原油和加拿大油砂沥青加工现状及发展前景

委内瑞拉超重原油和加拿大油砂沥青都是高密度、高黏度、高硫、高氮、高酸、高残炭、高金属、高沥青质的劣质原油,不仅重馏分油和渣油中的金属含量高,而且轻馏分油中的金属含量也比较高,是当今世界上最难加工的原油。除了难以开采和开采成本高以外,对于炼厂还存在难以输送、难以脱盐脱水、难以正常生产运行等问题。炼厂加工高硫高酸超重原油或油砂沥青生产清洁燃料和裂解料难度很大:一是常压直馏馏分油太少;二是减压瓦斯油和减压渣油太多;三是常减压蒸馏各直馏馏分中硫含量和酸值都比较高,都需要深度精制或加工。而利用好高硫高酸超重原油和油砂沥青的减压渣油是用好非常规石油资源,提高轻油收率的关键所在。目前世界上只有委内瑞拉4座加工奥里诺科超重原油和加拿大6座加工油砂沥青的改质工厂在生产,产品为合成原油。正在建设中的加工委内瑞拉超重原油的炼油厂有4座,计划建设的油砂沥青炼油厂只有1座。加拿大油砂沥青改质工厂的技术和生产水平都比委内瑞拉超重原油改质工厂高一些。我国三大石油公司与委内瑞拉和加拿大的合作都取得了很大进展,在我国炼油厂大量加工委内瑞拉超重原油已指日可待,预计我国炼油厂加工加拿大油砂沥青也为时不远。为此,建议有关科研项目应抓紧工作,尽早提出研究成果和关键技术问题的解决方案;同时着手开展相关技术,特别是减压渣油悬浮床加氢裂化技术的开发工作;跟踪国外有关加工技术研发的工作进展,为我国的消化、吸收、再创新打好基础。

溶剂脱沥青改质技术处理加拿大油砂沥青模拟研究

采用Aspen Plus流程模拟软件对混合碳四溶剂脱沥青全流程进行模拟,研究溶剂比、抽提温度、抽提压力对脱沥青油收率的影响,确定了最佳工艺条件。并考察在最佳工艺条件下,脱沥青油的API度及不同稀油掺入量对脱沥青油API度的影响。模拟结果显示,在脱除质量分数35%重组分后,所得脱沥青油API度可达到9.9;掺原稀油加入量质量分数35%,API度达到16.5,与原料加拿大油砂沥青掺稀油API度相当,满足运输要求,同时可以节约质量分数65%的稀释油。

加拿大油砂沥青合成原油与大港原油的加工互补性研究(Ⅱ)——宽馏分性质

分析了加拿大油砂沥青合成原油(SCO)、大港原油以及混合原油(SCO与大港原油的混合比例为3:7)的宽馏分性质。SCO石脑油馏分的芳烃潜含量较低,不是良好的催化重整原料。混合原油石脑油馏分是良好的重整原料。SCO和混合原油汽油馏分是良好的蒸汽裂解制乙烯原料,但辛烷值不高,不宜作为汽油调合组分。SCO的煤油馏分的芳烃含量高、烟点低、闪点低,不适合生产喷气燃料;混合原油煤油馏分的酸度稍高、烟点略低、闪点低,通过精制可以生产1号喷气燃料。SCO柴油馏分凝点低、冷滤点低、硫含量低,用作调合馏分可降低调合柴油的冷滤点,但其十六烷值低。混合原油柴油馏分可生产-10号车用柴油,但硫含量略高,十六烷值略低,需要精制。SCO减压馏分的氢碳原子比和烷基碳含量较低,而芳香碳含量较高,裂化性能低于大港减压馏分的裂化性能,大港原油掺兑30%SCO后减压馏分的裂化性能有所降低。SCO常压渣油和减压渣油的氢碳原子比低,胶质、沥青质和金属的含量较低;而混合原油常压渣油和减压渣油的胶质、沥青质和金属的含量较高。

油砂沥青处理技术研究现状

为了实现油砂沥青的无害化处理,提高处理效率和综合效益,对油砂沥青现行处理技术的机理、工艺流程、优缺点和适用范围进行了概述和总结。通过分析表明,各种油砂沥青现行处理技术都有各自的优缺点及适用范围。因此,在选择油砂沥青处理技术时要综合考虑技术本身的特点、适用范围、油砂性质及具体工艺要求等诸多因素,必要时要多种处理技术联合操作以实现综合效益的最大化。