FCC油浆溶剂萃取研制针状焦

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1、中国石油大学（华东）博士学位论文FCC油浆溶剂萃取研制针状焦姓名：李学军申请学位级别：博士专业：化学工程与技术指导教师：查庆芳20071001摘要研制石油系针状焦是出于两个目的，一是炼油加工原料油重质化趋势明显加快，无论是对进口原油还是国内生产原油来说，重质油占到40％以上，给炼化企业带来的是结焦问题和产焦量上升，油品产率和产量都受影响，因此说原油的深加工是炼化企业必须面临的十分紧迫的课题；二是近年来我国冶金工业迅速发展，特别是为满足国家节能环保形势的需要，电炉炼钢技术大规模在我国的推广应用，使得对冶金用石墨电极需求大增，也必然带来对石墨电极

2、原料—针状焦需求的大增。因为国内生产针状焦无论质量或数量都不能满足需要，而必须依赖进口。用催化裂化油浆或乙烯焦油作为制备针状焦的原料，不但使原来作为燃料油的渣油发挥其潜在价值，同时也满足国内对针状焦的需要。本论文正是以糠醛为萃取溶剂，萃取FCC油浆，富集芳烃馏分，并以富芳馏分或与乙烯焦油的调和料作为焦化原料，经过炭化、焦化及煅烧从而制备出了优质针状焦，性能指标达到或超过国外同类产品的水平。本论文主要工作有以下几个方面：①原料萃取。在连续萃取装置上，进行了不同萃取温度和剂油比萃取条件下的正交实验，结果表明，选择性随剂油比增大而提高，随温度升高而

3、下降；同时随萃取温度升高，抽出油密度减少，相对分子量和氢碳原子比增加。原料中芳烃含量高，萃取效果好。在温度50℃、剂油比2：1情况下，萃取效率最高。通过四组分分析、红外及核磁等手段研究，萃取前后的组分发生很大变化，芳烃由原来52％提高到90％，硫含量由0．36％降低至0．20％，芳碳原子数由9．36提高到16．5，环烷碳原子由6．4提高到8．52。重金属离子含量降低，热解缩聚反应趋于温和。②通过偏光显微镜、红外和核磁等手段，分析炭化过程中中间相沥青的组成和偏光显微结构变化，研究FCC油浆及其富芳馏分(FCCI强)的热转化行为。结果表明，FLO

4、RY公式揭示了小球成型的基本规律，其生长和球体分布变化是内在必然，喹啉不溶物、高粘及多活性中心都将阻止小球的发育。认为压力、温度及原料组成对炭化过程有决定性的影响：虽然它们作用途径不同，但有相互制约的关系。对给定的原料来说，在合适的温度条件下，适当提高压力将有利于中间相及生焦的成型；另外看到，炭化过程是热解和缩聚过程，合适的原料组成是炭素材料制备的前提条件。乙烯焦油和催化裂化富芳烃馏分混合，可以起到共炭化的协同效应。以FCC油浆富芳馏分或其与乙烯焦油混合料为炭化原料，在3．5MPa,400"．-'430*C，6"--20hr／500℃，1．0

5、MPa,3--4hr,惰性气体保护下炭化可以得到优质针状焦。③借助高温流变仪、偏光显微镜和X射线衍射仪等，研究了催化裂化油浆中间相(FCC．MP)及其富芳馏分中间相(FCCI强．MP)的流变性，试图揭示中间相沥青的显微组织结构和流变性间的关系，结果表明，不但剪切应力影响中间相沥青的显微组织结构，而且，中间相的显微组织结构同样影响体系的流变性能。大融并体流线结构中间相沥青显示更强的非牛顿特征，温度敏感性也更大，表观粘度更低。FCCRF．MP的流变性优于FCC．MP。④借助X射线衍射、差热分析及红外等手段，对石油焦煅烧前后的晶体结构特征进行了研究

6、，结果表明，用热力学熵函数结合晶格参数分析晶体结构和晶化作用是可行的。煅烧过程既是晶体重排过程也是热解缩聚过程：在晶体重排过程中其有序性增加，表现为熵值减小，颗粒增大；其热解缩聚的结果表现为红外非活性增强。200～700℃是晶化作用的关键阶段。就微观结构来说，1400℃的煅烧温度不足以改变石墨层的堆积状态，表现为d。。：变化不大，PI很小。关键词：针状焦，催化裂化，中间相，乙烯焦油，萃取，流变性IIStudyandPreparationofNeedleCokefromExtractedFCCSlurryLiXuejun(Chemicaleng

7、ineeringandtechnology)DirectedbyProf．ChaQingfangAbstractThereweretwopurposestostudyandpreparetheneedlecoke．onewasthatthecrudeoilbecameheavier．111eheavyoilreachedover40％oftheimportedanddomesticcrudeoil．Thisincreasedthepetroleumcokeyieldandloweredthequalityoftheproduct．Outoft

8、hisview,deepprocessingofcrudeoilWastheurgentproblemforpetroleumrefineryenterprise．