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在油源的多样化和石油资源合理利用要求的背景下,在石油加工过程中经常存在不同油品的掺混,油品的掺混有可能存在相容性差的问题,影响混合重油的稳定性。进而出现储罐沉积、换热器结垢、加热炉管结焦等问题,这些问题都带来了严重的经济损失。为了预防和解决这些问题,在原料掺炼前,必须对其稳定性进行评价。
本文针对现有的稳定性评价方法不足的现状,从原料储存分层现象和换热设备结垢影响传热的实际现象的思路中得到启发,提出并初步建立了静态管柱沉降的稳定性评价方法与动态热表面结垢的稳定性评价方法。确立了两种新评价方法的装置、操作条件,并对几种重油掺混体系进行了评价,使用传统稳定性评价方法对评价结果进行了验证,并进行了解释。研究结果表明,在静态管柱沉降过程中,稳定性相对较差的油品,更容易分层,带来更大的黏度与密度的差异,用静态管柱沉降的方法可以有效的评价反应油品、掺混油品的稳定性。本文初步建立了管柱稳定性评价装置,确定了沉降装置的尺寸,选择了掺稀剂及其用量,定义了黏度稳定性指数和密度稳定性指数,利用管柱沉降方法评价了几种二次加工油品的稳定性,利用斑点实验等其他稳定性评价方法对新方法进行了验证和修正。管柱沉降实验发现在兰炼减压渣油掺混乙烯裂解油和兰炼催化油浆过程中,掺混体系的稳定性都出现了先变差后变好的情况。在以兰炼减渣为原料的热表面结垢试验中,流速的降低与热表面温度的提高都会带来更严重的结垢,而自然氧化对结垢行为影响不大。通过不同稳定性油品的热沉积实验发现,稳定性差的油品更容易在换热表面产生结垢。因此,利用不同油品在换热表面的结垢行为来评价渣油混合物的热稳性是可行的。在兰州减渣中掺混二次加工油品过程中,结垢严重程度随乙烯裂解油加入先变大后变小,表明掺入量中等时稳定性最差;而结垢严重程度与蜡油的掺入量成反相关,表明掺入量最大时稳定性最好。