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1、DOA及 DAO糠 醛 抽 出 油 用 于 调 合 重 交 道 路 沥 青 配 伍 性 的 研 究 杜 平 安 1， 2 ， 任 满 年 2 ， 应 卫 勇 1( 1 华 东 理 工 大 学 大 型 工 业 反 应 器 工 程 教 育 部 工 程 研 究 中 心 ， 化 学 工 程 联 合 国 家 重 点 实 验 室 ， 上 海 市 200237;2 中 国 石 油 化 工 股 份 有 限 公 司 洛 阳 分 公 司 ， 河 南 省 洛 阳 市 471012)摘 要 : 以 糠 醛 为 溶 剂 抽 提 脱 沥 青 油 DAO， 并 将 抽 出 油 作 为 沥 青 调 合 的 软 组 分 。 测
2、 定 了 用 DOA 和 拔 头 重 油 浆 二组 分 调 合 以 及 用 脱 油 沥 青 DOA， DAO 糠 醛 抽 出 油 和 拔 头 重 油 浆 三 组 分 调 合 的 沥 青 性 质 ， 讨 论 了 软 组 分 加 入 对 沥 青配 伍 性 的 影 响 。 研 究 结 果 表 明 : 以 C4 溶 剂 脱 沥 青 工 艺 生 产 的 DOA， DAO， 糠 醛 抽 提 工 艺 生 产 抽 出 油 和 油 浆 拔 头 装 置 生 产 拔 头 重 油 浆 等 为 原 料 ， 可 以 调 合 出 满 足 GB / T 151802000 AH-90 重 交 通 道 路 石 油 沥 青 及
3、交 通 部 JTG F402004 标 准 的 90B 级 沥 青 。关 键 词 : 沥 青 调 合 脱 沥 青 油 脱 油 沥 青 糠 醛 抽 提 溶 剂 抽 提道 路 石 油 沥 青 是 一 种 胶 体 分 散 体 系 ， 其 理 化指 标 和 使 用 性 能 很 大 程 度 上 取 决 于 胶 体 体 系 的 性 质 1-2 ， 改 变 沥 青 四 组 分 之 间 的 配 伍 性 ， 使 之 形 成稳 定 的 胶 体 结 构 是 提 高 其 综 合 性 能 的 关 键 3-6 。道 路 石 油 沥 青 的 品 质 与 原 油 的 性 质 密 切 相 关 ， 我 国 所 产 原 油 90%
4、 以 上 为 石 蜡 基 原 油 ， 适 合 生 产 高 等 级 道 路 沥 青 的 环 烷 基 和 中 间 基 原 油 资 源 有 限 ， 且 炼 油 厂 所 加 工 的 原 油 种 类 多 、 变 化 快 ， 对 道 路 沥 青 的 生 产 非 常 不 利 ， 采 用 传 统 蒸 馏 、 氧 化 和 调 合 法 难 以 生 产 出 高 等 级 的 沥 青 产 品 。 因 此 ， 探 索 适 合 于 我 国 原 油 品 种 和 加 工 特 点 的 高 等 级 道 路 沥 青 生产 方 法 显 得 极 为 重 要 7-8 。溶 剂 脱 沥 青 工 艺 ( SDA) 是 重 油 二 次 加 工
5、的 重 要 手 段 之 一 。 该 工 艺 选 择 性 地 脱 除 渣 油 中 的 重 金 属 、 胶 质 和 沥 青 质 等 组 分 ， 为 下 游 工 艺 提 供 低 金 属 、 低 残 炭 的 脱 沥 青 油 ( DAO) 的 同 时 ， 还 副 产 了 一 部 分 低 蜡 高 软 化 点 的 脱 油 沥 青 ( DOA) ， DOA 的 合 理 利 用 长 期 制 约 着 SDA 的 发 展 。 然 而 ， DOA 富 含 胶 质 和 沥 青 质 ， 且 蜡 含 量 较 低 ， 正 是 道 路 沥 青 生 产 所 期 望 的 组 分 ， 按 照 沥 青 四 组 分 之 间 的 配 伍
6、原 则 ， 主 要 缺 乏 的 是 大 分 子 芳 香 分 和 胶 质 成 分 。 只 要 能 找 到 高 芳 低 蜡 的 软 组 分 与 之 匹 配 ， 就 能 够 形 成 稳 定 的 胶 体 结 构 ， 因 此 ， SDA 使 石 蜡 基 原 油 生 产 高 等 级 道 路 沥 青 成 为 可 能 。C4 溶 剂 脱 沥 青 工 艺 的 DAO 中 含 有 60% 左 右的 芳 香 分 、 胶 质 和 沥 青 质 ， 属 于 直 馏 组 分 ， 这 些 组分 蜡 含 量 低 ， 耐 老 化 性 能 好 ， 与 DOA 之 间 不 存 在 馏 分 脱 空 ， 是 理 想 的 高 等 级 道
7、路 沥 青 调 合 组 分 。 DAO 直 接 作 为 FCC 原 料 ， 则 会 造 成 轻 质 油 收 率 降 低 和 焦 炭 产 率 升 高 9-10 。 如 果 能 将 DAO 中 极 性 较 强 的 胶 质 、 多 环 芳 烃 以 及 少 量 的 沥 青 质 分 离 出 来 ， 作 为 优 良 的 沥 青 调 合 软 组 分 ， 则 可 以 改 善 现 有 的 DOA 与 FCC 拔 头 重 油 浆 调 合 道 路 沥 青 抗 老 化 性 能 较 差 的 问 题 11 ; 同 时 ， 还 可 以 改 善 抽 余 油 的 性 质 ， 优 化 二 次 加 工 原 料 ， 这 对 于 改
8、进 和 完 善 重 油 加 工 手 段 ， 提 高 炼 油 企 业 原 油 加 工 的 灵 活 性 和 经济 效 益 具 有 重 要 的 意 义 。本 研 究 以 C4 溶 剂 脱 沥 青 工 艺 得 到 的 DOA 为 沥 青 调 合 的 硬 组 分 ， 以 DAO 糠 醛 抽 提 所 得 到 的 抽 出 油 和 FCC 拔 头 重 油 浆 作 为 沥 青 调 合 的 软 组 分 ， 分 别 测 试 了 DOA 与 拔 头 重 油 浆 二 组 分 以 及 DOA、 抽 出 油 和 拔 头 重 油 浆 三 组 分 调 合 沥 青 的 性 质 ， 并 讨 论 了 加 入 不 同 软 组 分 对
9、沥 青 配 伍 性 的 影 响 。1 试 验 部 分1 1 试 验 原 料以 石 蜡 基 的 中 原 、 中 间 基 的 塔 河 重 混 和 凯 萨收 稿 日 期 : 2011 04 21。作者简介 : 杜平安 ， 在读博士 ， 教授级 高 级 工 程 师 ， 1987 年 毕 业于西北大学化学工程系 ， 现任中国石化洛阳分公司副总经理 。第 6 期 杜 平 安 等 DOA 及 DAO 糠 醛 抽 出 油 用 于 调 合 重 交 道 路 沥 青 配 伍 性 的 研 究 9 杰 混 合 原 油 的 减 压 渣 油 为 原 料 ， 经 C4 溶 剂 脱 沥 青过 程 后 ， 分 离 为 DOA 和
10、 DAO 两 种 产 品 。 DOA 作为 沥 青 调 合 的 硬 组 分 ， DAO 糠 醛 抽 提 抽 余 油 作 为沥 青 调 合 的 软 组 分 之 一 ， 以 FCC 拔 头 重 油 浆 作 为沥 青 调 合 的 另 一 个 软 组 分 。 有 关 原 料 或 产 品 的 性质 分 别 见 表 1 3。表 1 拔 头 重 油 浆 的 性 质Table 1 Properties of topped heavy slurry1 2 DAO 糠 醛 抽 提 的 原 则 流 程DAO 糠 醛 抽 提 工 艺 是 将 DAO 与 糠 醛 溶 剂 在抽 提 塔 内 逆 向 接 触 进 行 液 -
11、液 抽 提 ， 从 塔 底 部 和 顶部 分 别 得 到 抽 出 液 和 抽 余 液 ， 抽 出 液 与 溶 剂 分 离后 ， 溶 剂 返 回 系 统 循 环 使 用 ， 富 含 大 分 子 芳 香 分 、 胶 质 和 沥 青 质 组 分 的 抽 出 油 作 为 高 等 级 道 路 沥 青 的 调 合 软 组 分 。 抽 余 液 与 溶 剂 分 离 后 ， 所 回 收 的 溶 剂 与 抽 出 液 分 离 所 回 收 溶 剂 合 并 ， 返 回 系 统 循 环 使 用 ， 富 含 饱 和 分 及 小 分 子 芳 香 分 的 抽 余 油 作 为 催 化 裂 化 、 加 氢 裂 化 等 后 续 加
12、工 工 艺 的 原 料 。 其 原 则 流 程 图 如 图 1 所 示 。表 2Table 2DOA 的 性 质Properties of DOA图 1 DAO 糠 醛 抽 提 的 原 则 流 程Fig 1 Principle flow chart of furfural extraction for DAO2 分 析 与 讨 论2 1 DAO 糠 醛 抽 提以 DAO 为 糠 醛 抽 提 工 艺 的 原 料 ， 在 常 压 ， 抽提 温 度 为 85 ， 剂 油 比 为 2 0 1， 塔 盘 转 速 为 450r / min 的 条 件 下 ， 改 变 抽 提 塔 上 、 下 层 的 采 出
13、 比例 ， 所 获 得 的 抽 出 油 的 性 质 分 别 见 表 4 和 表 5。表 4 不 同 工 况 下 DAO 糠 醛 抽 出 油 的 收 率 与 性 质Table 4 Yields and properties of DAO extract oilwith furfural under different operating conditions表 3Table 3DAO 的 性 质Properties of DAO从 表 4 和 表 5 可 以 看 出 ， DAO 经 过 糠 醛 抽 提后 ， 得 到 的 抽 出 油 和 抽 余 油 的 性 质 有 很 大 的 差 别 。由 于 糠
14、 醛 和 含 极 性 的 物 质 溶 解 作 用 强 ， 故 抽 提 塔 下 部 得 到 的 抽 出 油 主 要 以 芳 香 分 、 胶 质 和 沥 青 质项 目 条 件 1 条 件 2下 上 层 采 出 比 / m 1 850 2 112收 率 ， % 18 58 28 00w( 蜡 ) ， % 1 0 2 5针 入 度 / dmm 24 50四 组 分 ， %饱 和 分 1 9 5 9芳 香 分 74 6 73 6胶 质 + 沥 青 质 23 5 20 5收 率 ， % 65密 度 ( 20 ) / kg m 3 968 8残 炭 ， % 10 80w( 硫 ) ， % 1 62w( 氮
15、) / g g 1 3 970运 动 黏 度 ( 100 ) / mm2 s 1 242 36凝 点 / 40四 组 分 ， %饱 和 分 24 9芳 香 分 50 7胶 质 + 沥 青 质 24 4元 素 分 析 ， %C / H 86 2 /11 2w( 金 属 ) / g g 1Ni / V 15 9 /18 0Fe / Na 16 5 /5 1Mg / Ca 3 4 /13 0收 率 ， % 35针 入 度 ( 25 ) / dmm 0延 度 ( 25 ) / cm 0软 化 点 / 118w( 蜡 ) ， % 2 0四 组 分 ， %饱 和 分 6 2芳 香 分 12 7胶 质 57 3沥 青 质 23 8密 度 ( 20 ) / kg m 3 1 072 3闪 点 / 238w( 蜡 ) ， % 2 6四 组 分 ， %饱 和 分 23 2芳 香 分 66 5胶 质 + 沥 青 质 10 3馏 程 / IBP 305 85% /10% 367 8 /379 250% /90% 445 0 /620 0 35
