石油芳烃组分制备中间相炭微球的研究

发布时间：2018-03-12 13:55

本文选题：催化裂化柴油　切入点：催化裂化回炼油　出处：《武汉工程大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：炭材料与金属材料、陶瓷材料和高分子材料并称为当今世界四大材料。由于其具有耐高温、耐腐蚀、高强度、高模量、良好的导电导热能力等一系列优异的性能,而成为航空航天、冶金化工备受瞩目的优质材料。制备炭微球的原料必须具备:富含芳烃组分、金属含量低、碳/氢比高等特点。催化裂化柴油可由重油催化剂催化制得,结构均匀,比重稍大,十六烷值较低,烯烃、芳烃含量较多,储存安定性和热安定低于同类直馏柴油,硫氮含量高于同类直馏柴油,催化裂化回炼油含有大量芳烃,其含量可达到40%~55%,也有部分地区芳烃含量在70%以上。这两种油品都富含大量芳烃,而这些芳烃制约油品的使用,对催化裂化柴油进行加氢处理虽然可以饱和芳烃组分,改善油品性质,但是也存在加氢能耗高,条件苛刻等问题。本研究对催化柴油热缩聚反应进行研究,探索利用热缩聚工艺将催化柴油中的芳烃制备为中间相炭微球的可能性。本论文对催化裂化柴油、催化裂化回炼油为原料通过热缩聚反应制备炭微球进行了研究。分别考察了温度、压力、反应时间、掺兑比等因素对热缩聚反应过程中的中间相炭微球的影响,利用SEM观察了中间相炭微球在各个条件下的成球情况。得出以下结论:(1)催化裂化柴油制备中间相炭微球时,反应温度,反应时间和压力是热缩聚反应的主要影响因素。热缩合温度的升高和反应时间的延长都有利于反应体系内大分子芳烃的生成,缩聚成球机会变多,能够提高产率。温度的作用更加明显。增加反应压力可以阻止轻组分的脱离,减慢反应体系粘度增加的速度,反应体系流动性增强。相较于直接用甲苯进行抽提,离心后经过碾磨的产物再用甲苯抽提,可以减少抽提时间分离效果更好。(2)催化裂化柴油含有大量芳烃组分,裂化能力较好,反应速度较快,可以作为制备炭微球的原料。实验证明催化裂化柴油可以成功制备出球形度好,球体表面光滑的炭微球。但是过低的炭微球收率,较差的经济效益,导致催化裂化柴油不适合单独作为制备炭微球的原料。(3)在催化裂化柴油中掺兑一定量催化裂化回炼油,可以有效降低催化裂化柴油的裂化反应能力。通过调节掺兑比例可以降低裂化反应速率,从而降低反应体系粘度增加速度,使大分子芳烃更加容易叠合成球,从而提高炭微球收率。(4)通过正交实验法考察了各个因素对热缩聚反应的影响。掺兑了一定量的催化裂化回炼油之后原料的热缩聚反应规律如下:温度对炭微球收率影响最显著,提高反应温度可以提高反应速率,在单位时间内得到的微球收率增加,微球粒径增大。延长反应时间使反应更加彻底,微球收率增加,微球粒径增大。反应压力在2~3MPa较为合适。催化裂化回炼油含量低于30%较为合适。(5)催化裂化柴油/回炼油热缩聚反应制备中间相炭微球的研究表明。通过考察了反应温度、压力、时间和原料掺兑比对热缩聚反应的影响,在适宜的条件下(450℃、3MPa、9h、催化裂化柴油:回炼油为8.5:1.5)能够制得球形度好,粒径均匀,收率高的中间相炭微球。
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【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ127.11

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