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随着常规石油资源的日益衰竭和环保法规的日益严格,渣油加氢将成为炼油工业最具发展潜力的工艺和技术之一。渣油分子在商业加氢处理催化剂孔道中的扩散受到较大的阻力。目前,渣油分子在多孔材料孔道中扩散行为的考察大多在浓度较高的溶液体系中进行,相关研究有待于进一步深入。本论文选取加拿大油砂沥青减渣超临界流体萃取分馏窄馏分(SFEF-4、8、12)及萃余残渣、委内瑞拉西常渣超临界流体萃取分馏窄馏分(SFEF.7、10、13)和Athabasca油砂沥青的减压塔底油残渣三种渣油作为研究对象,并运用四组分分离法将残渣进一步分成饱和分、芳香分和胶质。然后利用紫外可见分光光度法测定了渣油SFEF窄馏分、残渣及其亚组分等共13种不同油样的标准曲线。结果表明,在适宜的浓度范围内,渣油的吸光度.浓度(A-c)呈现较好线性关系,因此利用紫外可见分光光度法进行渣油定量分析是可行的。
利用隔膜池装置考察了三种渣油SFEF窄馏分、残渣及其亚组分在不同浓度条件下通过80nm孔径的有机膜孔中的扩散行为。结果表明,渣油不同馏分的扩散系数均随着实验的进行而逐渐降低;随着馏分的变重扩散系数逐渐减小,证明渣油馏分是一个复杂的多分散体系。
加拿大油砂沥青减渣SFEF-4、8、12窄馏分和委内瑞拉西常渣SFEF-7、10、13窄馏分在浓度为200mg/L～1000mg/L时,其扩散系数均随着浓度的增加而升高。而当浓度为100mg/L时,VWARSFEF-7、10两个窄馏分的扩散系数均大于其余浓度范围内的扩散系数;当浓度大于1000mg/L时,VWARSFEF-13窄馏分的扩散系数受浓度变化的影响不大。
加拿大油砂沥青减渣残渣及其芳香分和AVTB残渣及其胶质在100mg/L～400mg/L浓度范围内,其扩散规律与加拿大油砂沥青减渣SFEF窄馏分相同,而它们沥青质的扩散规律在此浓度范围内受浓度的影响不明显。在相同浓度下,两种残渣及其亚组分的扩散系数遵循如下规律:芳香分和胶质最大,其次是残渣,沥青质最小。
将加拿大油砂沥青减渣残渣及其亚组分的扩散规律与加拿大油砂沥青减渣SFEF窄馏分对比发现,残渣及其亚组分的扩散系数远远小于窄馏分的扩散系数,推断可能是残渣及其亚组分发生了分子缔合。