【摘要】：中低溫煤焦油重質(zhì)組分指煤焦油蒸餾分離后得到的沸點(diǎn)大于350 ~oC的組分,由于其沸點(diǎn)高、相對(duì)分子量大、雜原子含量多,且分子中同時(shí)含有多種雜原子,其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)組成尚不清楚。隨著輕質(zhì)油品需求的日益增長(zhǎng)以及全球范圍內(nèi)原油資源的重質(zhì)化趨勢(shì)增加,重質(zhì)油的利用得到重視,如何將重油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油和其它化工原料是重油加工中首要解決的問(wèn)題。掌握重質(zhì)組分的結(jié)構(gòu)特性對(duì)后續(xù)的合理加工和利用及其加氫性能研究有一定的現(xiàn)實(shí)意義和工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。本文選取中低溫煤焦油重質(zhì)組分為研究對(duì)象,按照溶解度和沸點(diǎn)的不同將其分離,分別得到飽和分、芳香分、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)四個(gè)族組分以及276-410 ~oC,410-441 ~oC,441-471 ~oC,471-501 ~oC和501 ~oC五個(gè)餾分段。利用元素分析、凝膠色譜分析、紅外光譜、紫外光譜以及同步熒光光譜對(duì)得到的族組分和餾分段進(jìn)行了表征。在中低溫煤焦油重質(zhì)組分的分析的基礎(chǔ)上,采用間歇釜式反應(yīng)加氫實(shí)驗(yàn)分別考察了重質(zhì)組分、重質(zhì)組分甲苯可溶物、410-441 ~oC及501 ~oC餾分段的加氫裂化特性,初步探索生物質(zhì)在重質(zhì)組分加氫過(guò)程中的作用。主要結(jié)果如下:1.重質(zhì)組分族組分含量測(cè)定。通過(guò)索氏抽提和柱層析結(jié)合的方法得到重質(zhì)組分的不同餾分,其中飽和分、芳香分、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的含量分別為16.90 wt%、21.30 wt%、20.10 wt%和29.90 wt%。四組分分子量大小:瀝青質(zhì)膠質(zhì)芳香分飽和分。2.重質(zhì)組分族組分結(jié)構(gòu)分析。重質(zhì)組分飽和分以大量的脂肪烴為主,芳香分、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)均具有明顯的縮合芳香環(huán)結(jié)構(gòu),芳香分主要以三環(huán)和四環(huán)芳烴為主;膠質(zhì)主要以三環(huán)芳烴為主,還有少量的四環(huán)和五環(huán)芳烴;重質(zhì)組分瀝青質(zhì)主要以五環(huán)芳烴為主。瀝青質(zhì)和膠質(zhì)中氧的存在形式主要是酚羥基,芳香分中的氧主要以醚鍵形式存在。3.重質(zhì)組分減壓餾分段含量及其族組分含量測(cè)定。重質(zhì)組分減壓蒸餾得到270-410 ~oC、410-441 ~oC、441-471 ~oC、471-501 ~oC以及501 ~oC五個(gè)餾分段。其含量分別為10.40 wt%、31.80 wt%、9.50 wt%、16.10 wt%和30.50wt%。隨著餾分段溫度的升高,飽和分及芳香分的含量逐漸下降,膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的含量逐漸增加。甲苯不溶物主要存在于501 ~oC餾分段。4.重質(zhì)組分減壓餾分段結(jié)構(gòu)分析。各餾分段的主要官能團(tuán)和化學(xué)結(jié)構(gòu)與重質(zhì)組分族組分相似,501 ~oC的餾分主要以三環(huán)和四環(huán)芳烴為主。且隨著餾分段溫度的升高,組分的側(cè)鏈也在增多。5.重質(zhì)組分及甲苯可溶物和減壓餾分段加氫實(shí)驗(yàn)。對(duì)比加氫反應(yīng)結(jié)果,重質(zhì)組分甲苯可溶物相比重質(zhì)組分整體加氫效果有較大的提升,油收率由40.37 wt%增加到60.06 wt%。410-441 ~oC餾分段的加氫性能明顯優(yōu)于501~oC餾分,油收率分別為81.38 wt%和6.06 wt%。6.生物質(zhì)在重質(zhì)組分加氫過(guò)程中的作用。生物質(zhì)與重質(zhì)組分在H_2壓力為6 MPa,供氫溶劑四氫萘存在下,共加氫研究發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)的添加促進(jìn)了重質(zhì)組分的加氫輕質(zhì)化。在不添加催化劑的情況下,生物質(zhì)與重質(zhì)組分共加氫與單獨(dú)重質(zhì)組分加氫相比,油產(chǎn)率由66.63 wt%提高到75.43 wt%。
【圖文】：

減壓蒸餾裝置
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ523.6

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