油砂沥青临氢供氢降黏改质研究.pdf

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1、中图分类号：TE624.3+2单位代码：10425学号：Z12030175油砂沥青临氢供氢降黏改质研究StudyonHydro-donatedHydrovisbreakingUpgradingofOilsandbitumen专业学科：化学工程研究方向：化学工程作者姓名：刘进东校内导师：王宗贤教授现场导师：蔡烈奎高级工程师二〇一五年五月StudyonHydro-donatedHydrovisbreakingUpgradingofOilsandbitumenADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuJindo

2、ngSupervisors：Prof.WangZongxianCollegeofChemicalEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学（华东）或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之

3、处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学（华东）有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构）送交、赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日油砂沥青临氢供氢降黏改质研究摘要随着石油开采技术的不断提高，非石油资源的开发和利用比例增大。类似加拿大油砂沥青

4、这种储量非常丰富的非石油资源逐渐受到研究者们的关注，但其组成复杂、黏度高、金属杂原子含量高和残炭值高，使得该资源的运输存在着严重困难，因此选择合适的工艺进行改质输送是一个值得研究的课题。本文针对油砂沥青常压渣油进行减黏改质、临氢降黏改质以及临氢供氢降黏改质的研究，为开发油砂沥青临氢供氢降黏改质技术提供基础数据。分别考察了反应条件对几种工艺改质油性质的影响，参照380#燃料油的输送标准筛选出合适的油砂沥青临氢供氢改质的工艺条件。同时揭示了氢气和供氢剂在油砂沥青临氢供氢降黏改质中的协同作用机制。油砂沥青常压渣油通过减黏改质，黏度降低，改质油安定性太差，不能够进行长距离的管输船

5、运。但是油砂沥青常压渣油通过临氢降黏改质之后，黏度和安定性均能满足管输船运的要求，而且ºAPI也有所提高。优化的临氢降黏改质工艺条件为420ºC、10min，2在此条件下，改质油的黏度为375.35mm/s，ºAPI提高1.5个单位，到达13.3。利用化学探针法对供氢馏分油DA、DB进行了氢转移指数的确定。结果表明：供氢馏分油DB的氢转移能力大于DA，而且确定了DB的最佳掺入量为5%。油砂沥青常压渣油临氢供氢试验结果表明：临氢供氢降黏反应更有利于油砂沥青常压渣油的改质效果，改质油安定性和ºAPI也有所提高，生焦量减少。优化的临氢供氢降黏改质的工艺2条件为420ºC、15m

6、in。在此条件下，改质油的黏度为198.48mm/s，ºAPI可达15.4。最后，对氢气和供氢剂在油砂沥青热改质中的协同作用进行研究。研究发现，氢气的存在能使供氢剂的供氢能力增大。而且二者的加入会改变产物分布，减少重组分的生成。临氢供氢是通过提高反应的表观活化能，抑制反应速率，来保证反应可以在更高的苛刻度下进行，在保证产物安定性等质量合格的前提下，最大限度的降低黏度。关键词：油砂沥青，热改质，临氢，供氢剂iStudyonHydro-donatedHydrovisbreakingUpgradingofOilsandbitumenLiuJindong(ChemicalEngi

7、neering)Supervisor:Prof.WangZongxianAbstractWiththedevelopmentofexploitationtechnique,unconventionaloilresourcesdevelopmentandutilizationratioincreased.Asunconventionaloilresources,Canadianoilsandbitumenischaracterizedbycomplexcomposition,highviscosity,highmetalhete