一种利用热重分析仪模拟乙烯裂解燃料油掺炼延迟焦化原料焦化过程的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于重质油加工技术领域，涉及重质油加工过程中的延迟焦化模拟技术， 具体涉及一种利用热重分析仪模拟乙烯裂解燃料油掺炼延迟焦化原料焦化过程的方法。
【背景技术】
[0002] 乙烯裂解燃料油是乙烯裂解原料在热裂解过程中原料及产品高温缩合产物，是乙 烯裂解过程中的一种副产品。其主要成分为芳烃化合物，且主要是双环以上稠环芳烃的混 合物，芳烃含量达90%以上，侧链短、碳氢比高、灰分含量低、重金属含量少。乙烯裂解燃料 油的产量和组成随乙烯裂解原料及裂解条件不同而有所差异，就其产量而言，大体是乙烯 产量的15°/『20%。在国外乙烯裂解燃料油主要用作生产炭黑的原料，但是目前国内只有很 少部分裂解燃料油利用引进的装置生产炭黑。绝大多数都用来作为锅炉或者窑炉的燃料使 用。因其热值较低，实际经济附加值不高。也有少部分乙烯裂解燃料油被用来提取萘、甲基 萘或制备沥青、针状焦等，但因加工难度较大、实际利用率不高，经济效益也较低。面对如此 大量的乙烯裂解副产物(年加工100万吨/a，产生将近20万吨的裂解燃料油)，如何增加其 附加值，提高乙烯生产企业的经济效益成为亟待解决的问题。
[0003] 延迟焦化装置作为炼油厂二次加工装置具有其独特的优势，对原料的适应性强、 可增产优质柴油，提高柴汽比。延迟焦化装置目前已能处理包括直馏(减粘、加氢裂化）渣 油、循环油、焦油砂、沥青、脱沥青焦油、澄清油以及煤的衍生物、催化裂化油浆、炼厂污油 (泥）等60余种原料。处理原料油的康氏残炭可以为3.8% ~ 45%。可以说延迟焦化装置对 于原料的适应性比较强。
[0004] 综上所述，如果能够充分利用工厂现有延迟焦化装置"不挑食"的优点，将乙烯裂 解过程中产生的乙烯裂解燃料油以延迟焦化装置原料的形式，进行二次加工，将其转化为 附加值更高的汽油、柴油、蜡油、焦炭等，将大大增加乙烯生产企业的经济效益。但由于延迟 焦化使用的原料组成极为复杂，掺炼乙烯裂解燃料油后变得更加复杂。计算焦化过程产品 收率的关联式一般根据实际操作数据和中试实验数据得出，适用于工艺方案估算或技术经 济评价，难以用于具体指导工程设计或现场优化操作，因此目前，乙烯裂解燃料油是否能以 延迟焦化装置原料的形式掺炼无法验证。
【发明内容】
[0005] 本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种利用热重分析仪模拟乙烯裂解 燃料油掺炼延迟焦化原料焦化过程的方法，解决了现有技术中无法验证乙烯裂解燃料油是 否能以延迟焦化装置原料的形式掺炼的问题，同时本发明方法时间短、实验用料少、实验结 果重复性好，便于操作。
[0006] 本发明的方法包括下述步骤： 将单纯焦化原料以及混合焦化原料称量后置于热失重分析天平的坩埚中，然后对样品 进行热失重过程分析；即，称取5mg原料，在初始温度25°C，N2流量为150mL/min的条件下， 以-20°C /min的升温速率降温至20°C，排除仪器设备中的空气；然后以升温率50°C /min， N2流量为50mL/min的条件快速由20°C升温至200°C;以升温率50°C /min，N2流量为50mL/ min的条件快速由200°C升温至350°C;然后以升温率50°C /min，N2流量为50mL/min的条件 快速由350°C升温至500°C ;最后以升温率0°C /min，N2流量为50mL/min的条件，在500°C 保持20min ;根据热失重曲线上，上述对应温度段的失重比例得出相应的馏分含量。
[0007] 所述的单纯焦化原料选用单纯乙烯裂解燃料油、中石油抚顺石油二厂大蒸馏减压 渣油、中石油抚顺石油二厂南蒸馏减压渣油或中石油抚顺石油催化油浆。
[0008] 所述的混合焦化原料为，按延迟焦化装置原料质量混合比例制得混合料，向混合 料中掺入乙烯裂解燃料油调配得混合焦化原料。
[0009] 所述的混合料为中石油抚顺石油二厂大蒸馏减压渣油48. 2wt%、中石油抚顺石油 二厂南蒸馏减压渣油48. 2wt%和中石油抚顺石油催化油浆3. 6wt%。
[0010] 所述的乙烯裂解燃料油掺炼的质量比分别为〇%、10%、20%和30%。
[0011] 本发明的优点效果如下：、 本发明利用热失重分析仪在特定的实验条件下，对不同乙烯裂解燃料油掺炼比的样品 进行延迟焦化过程的模拟实验，对不同原料的裂解过程及生焦趋势进行预判，用较短的时 间、较少的用料验证了单纯焦化原料以及与乙烯裂解燃料油混合后，混合原料的性质变化 规律，热反应生焦趋势，进而得出乙烯裂解燃料油作为焦化原料进行延迟焦化的可行性，解 决了本领域一直渴望解决的技术难题。
【附图说明】
[0012] 图1实施例1 N2保护下TGA曲线。
[0013] 图2实施例2N2保护下TGA曲线。
[0014] 图3实施例3N2保护下TGA曲线。
[0015] 图4实施例4N2保护下TGA曲线。
[0016] 图5 a_5d分别为实施例1-实施例4 N2下的DTA曲线。
[0017] 图6实施例5的N2保护下TGA曲线。
[0018] 图7实施例6的N2保护下TGA曲线。
[0019] 图8实施例7 N2保护下TGA曲线。
[0020] 图9实施例8 N2保护下TGA曲线。
[0021] 图IOa-IOd分别为实施例5-实施例8 N2下的DTA曲线。
[0022] 表1原料油性质。
[0023] 表2原料油恩氏蒸馏数据。
[0024] 表3原料油族组成。
[0025] 表4乙烯裂解燃料油的GC-MS分析。
[0026] 表5原料油胶体稳定性参数测定及四组份分析结果。
[0027] 表6原料油平均结构参数。
[0028] 表7实施例5-实施例8的产物分布。
【具体实施方式】
[0029] 以下通过实施例进一步说明本发明的方法。
[0030] 将单纯焦化原料以及混合焦化原料称量后置于热失重分析天平的坩埚中，然后对 样品进行热失重过程分析。具体的仪器设定参数步骤如下： 称取5mg原料，在初始温度25°C，N2流量为150mL/min的条件下，以-20°C /min的升温 速率降温至20°C，排除仪器设备中的空气；然后以升温率50°C /min，N2流量为50mL/min的 条件快速由20°C升温至200°C(模拟汽油馏分);以升温率50°C /m