基于連續(xù)熱力學(xué)分析的塔河常壓渣油戊烷溶劑脫瀝青

沈本賢，寧愛民，仝玉軍，劉紀(jì)昌

(華東理工大學(xué) 化學(xué)工程聯(lián)合國家重點實驗室， 上海 200237)

基于連續(xù)熱力學(xué)分析的塔河常壓渣油戊烷溶劑脫瀝青

沈本賢，寧愛民，仝玉軍，劉紀(jì)昌

(華東理工大學(xué) 化學(xué)工程聯(lián)合國家重點實驗室， 上海 200237)

針對塔河原油高金屬、高瀝青質(zhì)、高酸值等特點，為避免加工過程中的高溫腐蝕問題，將其經(jīng)常壓閃蒸后直接作為溶劑脫瀝青工藝的原料進行加工?；谶B續(xù)熱力學(xué)分析，建立了溶劑脫瀝青過程的相對分子質(zhì)量分布模型，以所建模型考察了塔河常壓閃蒸渣油戊烷溶劑脫瀝青過程的操作條件對脫瀝青油和脫油瀝青的相對分子質(zhì)量分布和產(chǎn)率的影響，并與中試裝置所得結(jié)果進行對比，絕對誤差小于5%。溶劑脫瀝青中試實驗的適宜操作條件為壓力3.7MPa、溫度175℃、劑/油比5.0，此時脫瀝青油產(chǎn)率為75.2%，平均相對分子質(zhì)量440，其性質(zhì)滿足催化裂化裝置的進料要求，同時，脫油瀝青可以作為瀝青混合料添加劑。

連續(xù)熱力學(xué)；塔河原油；溶劑脫瀝青；相對分子質(zhì)量分布

連續(xù)熱力學(xué)是一種處理復(fù)雜組分混合物的方法。它是將復(fù)雜系統(tǒng)的組成用一個連續(xù)分配函數(shù)來描述，從而使相平衡計算的效率和準(zhǔn)確度有很大提高。20世紀(jì)80年代以來，人們在理論基礎(chǔ)方面進行了許多研究工作[1-2]，并發(fā)展了多種方法用于相平衡計算[3-4]。盡管連續(xù)熱力學(xué)在石油餾分相平衡中的應(yīng)用已有不少研究，但對其在渣油溶劑脫瀝青過程中的應(yīng)用卻鮮有報道。

渣油溶劑脫瀝青是一種在較低溫度下進行的物理抽提過程，相對于熱裂解、延遲焦化等加工過程，沒有破壞原有重質(zhì)油的結(jié)構(gòu)，脫瀝青油的產(chǎn)率高[5]。經(jīng)過溶劑脫瀝青過程，渣油中的瀝青質(zhì)、金屬等雜質(zhì)絕大部分富集于脫油瀝青中，脫瀝青油的性質(zhì)明顯改善，其雜質(zhì)含量低、裂化性能好，得到的脫油瀝青可用來制取瀝青產(chǎn)品或造氣[6]。溶劑脫瀝青可以更有效地合理利用重質(zhì)油組分，在重質(zhì)原油加工中的應(yīng)用日益受到重視。

產(chǎn)自新疆塔里木盆地塔河油田的塔河原油是一種高金屬、高瀝青質(zhì)含量和高殘?zhí)康暮蛑虚g基原油，鎳和釩質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為39.0μg/g和220.7μg/g，瀝青質(zhì)和殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)分別高達15.53%和16.30%。塔河常壓渣油直接進入催化裝置進行加工處理時，容易引起催化劑中毒，造成催化劑消耗增大，產(chǎn)品分布變差。同時，塔河原油低于350℃或500℃的餾分產(chǎn)率分別僅為28.4%和49.2%，常、減壓裝置難以獲得較高產(chǎn)率的輕餾分油；塔河原油酸值較高，達到2.46 mgKOH/g，在傳統(tǒng)加工過程中易產(chǎn)生嚴(yán)重高溫石油酸腐蝕[7]。基于塔河原油的基本特點，將塔河原油經(jīng)常壓閃蒸后直接進入溶劑脫瀝青裝置，采用戊烷溶劑對其進行脫瀝青，脫瀝青油作為催化裂化進料進一步加工，脫油瀝青用作瀝青混合料添加劑。關(guān)于這一技術(shù)研究尚未見報道。

在本研究中，首先采用掛片失重試驗考察塔河原油在不同溫度下的腐蝕情況，確定適宜的常壓閃蒸溫度；基于連續(xù)熱力學(xué)分析，建立溶劑脫瀝青相對分子質(zhì)量分布模型，以所建模型考察了塔河常壓閃蒸渣油戊烷溶劑脫瀝青過程的操作條件對脫瀝青油和脫油瀝青的相對分子質(zhì)量分布和產(chǎn)率的影響，并與中試裝置所得結(jié)果進行對比；嘗試了脫油瀝青用作瀝青混合料添加劑的新技術(shù)。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

塔河原油，取自新疆塔里木盆地塔河油田，其性質(zhì)見表1；異戊烷，質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于95%。

表1 塔河原油的性質(zhì)

1.2 常壓閃蒸實驗

采用實驗室間歇式簡易加熱釜進行常壓閃蒸實驗。將一定質(zhì)量的原油加入釜內(nèi)，加熱，生成的蒸氣當(dāng)即被引出并經(jīng)冷凝冷卻后收集；繼續(xù)加熱至釜內(nèi)油溫達到設(shè)定值時，停止加熱，繼續(xù)收集餾出油。收集完全后，降溫，倒出釜內(nèi)渣油。

1.3 溶劑脫瀝青實驗

溶劑脫瀝青工藝流程如圖1所示。首先打開溶劑泵，根據(jù)溶劑與常壓閃蒸渣油的體積比(劑/油比)調(diào)整溶劑流量，將溶劑戊烷從抽提塔的下部進入抽提塔內(nèi)，使系統(tǒng)達到實驗所需要的壓力，然后升高體系溫度至設(shè)定值；體系平穩(wěn)后，打開渣油泵，調(diào)整渣油流量至溶劑與渣油的體積比達到設(shè)定值，將塔河常壓閃蒸渣油從塔的上部送入塔內(nèi)；進油結(jié)束后，體系穩(wěn)定30 min后取樣。塔河常壓閃蒸渣油和戊烷在抽提塔內(nèi)逆流接觸萃取，脫油瀝青(DOA)從抽提塔底部排出，脫瀝青油(DAO)和戊烷從抽提塔頂部排出進入溶劑分離塔；升高分離塔溫度，在超臨界條件下使溶劑與DAO分離，DAO從分離塔底部排出，戊烷從上部排出經(jīng)冷卻后進入溶劑罐循環(huán)使用。

2 溶劑脫瀝青相對分子質(zhì)量分布模型

2.1 溶劑脫瀝青過程的簡化

以連續(xù)組分的相對分子質(zhì)量為函數(shù)變量建立溶劑脫瀝青相對分子質(zhì)量分布模型，并且假設(shè)溶劑脫瀝青過程中存在離散組分(溶劑)和3個連續(xù)組分(原料、DAO、DOA)；此外，還假定在萃取過程中溶劑完全進入萃取相(DAO)中，萃余相(DOA)中不含溶劑組分。整個溶劑脫瀝青過程可以簡化為溶劑抽提過程，如圖2所示。

圖1 塔河常壓閃蒸渣油溶劑脫瀝青工藝流程示意圖

圖2 溶劑脫瀝青簡化過程

2.2 模型建立和計算方法

溶劑脫瀝青過程是一個液-液萃取物理過程，在萃取過程中，萃取相(即DAO)和萃余相(即DOA)兩相平衡。連續(xù)組分的化學(xué)勢相等，如式(1)所示。連續(xù)混合物的Helmhohz自由能由式(2)表示[3]，連續(xù)混合物的化學(xué)勢定義為式(3)。

(1)

(2)

(3)

式(2)和式(3)中，A為亥姆霍茲自由能；F(I)為相對分子質(zhì)量分布函數(shù)；nc為總物質(zhì)的量；u°為摩爾理想化學(xué)勢；s°為摩爾理想熵；μ為化學(xué)勢；T為溫度，K；V為體積，m3；R為摩爾氣相常數(shù)，8.3145 J/(mol·K)。

(4)

式(4)中，μ°(T,I)為在溫度T下相對分子質(zhì)量為I的組分的理想化學(xué)勢。

(5)

式(5)中，μr為剩余化學(xué)勢。

對于相對分子質(zhì)量為I+的連續(xù)組分而言，其在兩相中的化學(xué)勢相等，剩余化學(xué)勢也相等，因此有式(6)的關(guān)系。

(6)

在等溫等壓下，將式(5)代入式(6)得到計算兩相連續(xù)混合物相對分子質(zhì)量分布的式(7)。

(7)

(8)

Y=exp(T*/2T)-1

(9)

式(9)中，T*為特征溫度，純組分參數(shù)，T*=εq/cK；ε為每單位面積勢能；q為分子外表面積；c為分子自由度；K為波爾茲曼常數(shù)。

純組分參數(shù)V*、T*和C關(guān)聯(lián)為相對分子質(zhì)量M的函數(shù)。由文獻[9]所得V*、T*、C×T*和相對分子質(zhì)量的關(guān)系，利用Matlab2012對文獻[9]中所給出的V*、T*、C×T*具體數(shù)據(jù)進行擬合，得到V*、T*、C的計算式，分別為式(10)、(11)、(12)。

V*=(0.52423M+8.0253)×10-6

(10)

T*=38.2488*1nM/(1+lnM)

(11)

(12)

(13)

(14)

式(14)中，δa、δs分別為溶質(zhì)(原料渣油)和溶劑的溶解度參數(shù)，MPa1/2。

由式(13)、(14)可得溶質(zhì)在溶劑中的溶解度系數(shù)的計算式(15)[11]。

(15)

當(dāng)溫度在298.15～500 K范圍內(nèi)和相對分子質(zhì)量在0～3000范圍內(nèi)時，溶解度可由式(16)計算得到。物料平衡方程如式(17)所示。

(16)

(17)

歸一化方程為式(18)。

∫IF(I)dI=1

(18)

Step 1：假定DAO的相對分子質(zhì)量分布，根據(jù)原料的相對分子質(zhì)量分布計算DOA的相對分子質(zhì)量分布。

Step 2：將DAO和DOA相對分子質(zhì)量分布分成N段，分別用一個三次多項式(f(I)=aI3+bI2+cI+d)來描述每段DAO和DOA的相對分子質(zhì)量分布。

Step 4：計算式(7)左右兩邊差值的絕對值q1，式中參數(shù)可通過式(8～16)求得；如果q1小于ε1(ε1為計算精度)，進行Step 6;否則，進行Step 5。

圖3 程序計算流程框圖

Step 6：如果q1小于ε2(ε2為計算精度，ε2小于ε1)，進行Step 8；否則，進行Step 7。

中，求取方程組的系數(shù)a、b、c、d、a′、b′、c′和d′，得到第Ni段新的分布曲線。

Step 10：將新的DAO相對分子質(zhì)量分布替換開始假定的DAO相對分子質(zhì)量分布，返回到Step 1重新計算。

Step 11: 對于劃分的每一段相對分子質(zhì)量分布重復(fù)Step 1至Step 10步驟；采用歸一化將DAO和DOA相對分子質(zhì)量分布進行處理，計算DAO的產(chǎn)率。

3 結(jié)果與討論

3.1 塔河原油常壓閃蒸過程

常壓閃蒸主要是為了拔除塔河原油中石腦油等輕餾分油，從而避免其影響后續(xù)溶劑脫瀝青工藝的溶劑回收以及減輕溶劑脫瀝青過程的負(fù)荷。塔河原油酸值較高，酸值達到了2.46 mgKOH/g(見表1)，為高酸原油，在其蒸餾過程中易發(fā)生高溫腐蝕。為了盡可能避免加工過程中的高溫腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，蒸餾溫度盡可能遠(yuǎn)離石油酸的腐蝕作用溫度段。采用掛片失重模擬實驗考察了不同溫度下塔河原油的腐蝕情況，結(jié)果如圖4所示。

圖4 不同溫度下塔河原油的腐蝕速率

由圖4可以看出，溫度低于260℃時塔河原油的腐蝕速率較低；當(dāng)溫度高于270℃度時，腐蝕速率急劇上升。為了避免常壓閃蒸過程中塔河原油對裝置的劇烈腐蝕，以及獲得較高比例輕餾分油，常壓閃蒸操作溫度為260℃較為適宜。塔河常壓閃蒸渣油的性質(zhì)見表2。

表2 塔河常壓閃蒸渣油性質(zhì)

3.2 采用相對分子質(zhì)量分布模型計算不同操作條件下脫瀝青油和脫油瀝青的相對分子質(zhì)量分布和產(chǎn)率

采用凝膠滲透色譜(GPC)測定塔河常壓閃蒸渣油的相對分子質(zhì)量分布，結(jié)果如圖5所示。塔河常壓閃蒸渣油的平均相對分子質(zhì)量為588.76。塔河常壓閃蒸渣油溶劑脫瀝青過程以異戊烷作為溶劑，采用所建的相對分子質(zhì)量分布模型計算塔河常壓渣油溶劑脫瀝青過程在抽提溫度448.15 K、壓力3.7 MPa和劑/油比為5.0條件下的DAO和DOA的平均相對分子質(zhì)量分布，結(jié)果也示于圖5。DAO和DOA的平均相對分子質(zhì)量分別為440.32和873.52。

圖5 塔河常壓閃蒸渣油和其脫瀝青油、脫油瀝青的相對分子質(zhì)量(M)分布

由圖5可以看出，塔河常壓閃蒸渣油經(jīng)過戊烷溶劑脫瀝青過程，大多數(shù)相對分子質(zhì)量相對較小的分子被抽提到DAO中，而相對分子質(zhì)量較大的分子則進入了DOA中。

采用相對分子質(zhì)量分布模型計算不同抽提溫度、劑/油比下塔河常壓閃蒸渣油戊烷溶劑脫瀝青過程DAO和DOA的相對分子質(zhì)量分布，結(jié)果示于圖6、圖7，DAO產(chǎn)率的實驗數(shù)據(jù)和模型計算數(shù)據(jù)列于表3、表4。

圖6 相對分子質(zhì)量分布模型計算所得不同溫度下脫瀝青油和脫油瀝青的相對分子質(zhì)量(M)分布

圖7 相對分子質(zhì)量分布模型計算所得不同劑/油比下脫瀝青油和脫油瀝青的相對分子質(zhì)量分布(M)

由圖6、7可以看出，在戊烷溶劑脫瀝青過程中，隨著抽提溫度的降低和劑/油比的增加，塔河常壓閃蒸渣油中較多的組分進入到DAO中。若以異戊烷為溶劑，在壓力恒定的條件下，較之劑/油比，抽提溫度對塔河常壓閃蒸渣油溶劑脫瀝青過程DAO和DOA的相對分子質(zhì)量分布影響更為顯著。

表3 不同抽提溫度(T)下脫瀝青油產(chǎn)率(y)的計算值和實驗值

P=3.7 MPa;S=5

表4 不同劑/油比(S)下脫瀝青油產(chǎn)率(y)的計算值和實驗值

P=3.7 MPa;T=448.15 K

由表3和表4可知，DAO產(chǎn)率的實驗值和計算值都隨著抽提溫度的降低和劑/油比的增加而增加，但并不呈線性關(guān)系；盡管DAO產(chǎn)率的計算值和實驗值有一定的差別，但是絕對誤差均在5%之內(nèi)。故采用所建的相對分子質(zhì)量分布模型可以在一定程度上預(yù)測溶劑脫瀝青過程在不同條件下的產(chǎn)物產(chǎn)率，同時可以獲得溶劑脫瀝青過程DAO和DOA的相對分子質(zhì)量分布。

3.3 不同實驗條件下所得脫瀝青油的性質(zhì)

采用溶劑脫瀝青中試裝置考察了不同操作條件下脫瀝青油性質(zhì)的變化。采用異戊烷為溶劑，在壓力3.7MPa、劑/油比5.0的條件下考察了不同抽提溫度下DAO的性質(zhì)變化，結(jié)果列于表5；在壓力3.7MPa、抽提溫度175℃條件下考察了不同劑/油比下DAO的性質(zhì)變化，結(jié)果列于表6。

從表5可知，隨抽提塔塔頂溫度升高，因DAO產(chǎn)率的降低，DAO的殘?zhí)?、S、N、金屬含量逐漸降低，其性質(zhì)逐漸變好。當(dāng)抽提塔塔頂溫度高于175℃時，DAO中基本不含瀝青質(zhì)，而當(dāng)抽提塔塔頂溫度降低到170℃時，DAO中金屬(Ni+V)和瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別達到32.04 μg/g和0.63%，不能滿足催化裂化進料的要求。對于溶劑脫瀝青工藝，重在要求DAO有較高的產(chǎn)率和較好的質(zhì)量。從這兩方面考慮，確定抽提塔塔頂溫度為175℃。

表5 抽提溫度(T)對脫瀝青油性質(zhì)的影響

表6 劑/油比(S)對脫瀝青油性質(zhì)的影響

從表6可知，劑/油比升高，因DAO產(chǎn)率的增加，DAO的殘?zhí)?、S、N、金屬含量逐漸增加，其性質(zhì)逐漸變差。當(dāng)劑/油比低于5時，DAO中基本不含瀝青質(zhì)，而當(dāng)劑/油比升高到6時，DAO中金屬(Ni+V)和瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別達到30.72 μg/g和0.54%，不能滿足催化裂化進料的要求。

綜上所述，塔河常壓閃蒸渣油戊烷溶劑脫瀝青的適宜操作條件為壓力3.7 MPa、抽提溫度175℃、劑/油比5.0，在此條件下DAO產(chǎn)率為75.2%。

3.4 塔河常壓閃蒸渣油脫油瀝青的利用

在適宜的溶劑脫瀝青操作條件下，生成的脫油硬質(zhì)瀝青針入度和延度基本為零，軟化點高于220℃。為了提供更多二次加工的原料，要求脫瀝青油產(chǎn)率要高，而此時脫油瀝青性質(zhì)較差，因此高脫瀝青油產(chǎn)率下脫油瀝青的加工利用是渣油采用溶劑脫瀝青工藝需解決的另一難題。

脫油瀝青一般用于瀝青調(diào)合制備道路瀝青，或者作為熱電一體化裝置燃料?；谒用撚蜑r青的性質(zhì)很差，筆者嘗試了一種塔河脫油瀝青利用的新技術(shù)，將脫油瀝青用作瀝青混合料的添加劑，在瀝青混合料拌合時直接投加，以提高瀝青混合料的強度和高溫性能。

將脫油瀝青粉末按質(zhì)量分?jǐn)?shù)9%比例加入級配石料中拌合100 s，再加入一定量的茂名70#瀝青拌合100 s，最后加礦粉拌合100 s，制備得到瀝青混合料AC-20。按JTG E20—2011[12]標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法制備車轍試件并進行檢測，結(jié)果列于表7。

表7 AC-20混合料車轍試件性質(zhì)

由表7可知，加入DOA后，瀝青混合料AC-20的馬歇爾穩(wěn)定度、流值、礦物間隙率、瀝青飽和度都符合規(guī)范[13]要求，且礦物間隙率基本在規(guī)范要求的中間值；滲水殘留穩(wěn)定度較好，抗水損害能力較強；凍融劈裂試驗表明，在半干區(qū)、干旱區(qū)(年降雨量分別為250～500 mm、<250 mm)，水損害能夠達標(biāo)；車轍試驗動穩(wěn)定度顯著增加，表明抗車轍能力較為突出，高溫性能較好。

DOA在瀝青混合料中的應(yīng)用，不僅節(jié)省瀝青用量，并且可以提高瀝青混合料的強度、高溫使用性能以及水穩(wěn)定性能，高溫性能的動穩(wěn)定度指標(biāo)達到同類材料的最高等級類別。

4 結(jié) 論

(1)塔河原油采用常壓閃蒸-戊烷溶劑脫瀝青組合工藝加工，可以獲得較高液體產(chǎn)率。溶劑脫瀝青的適宜操作條件為壓力3.7 MPa、溫度175℃、劑/油比5.0，相應(yīng)DAO產(chǎn)率為75.2%，平均相對分子質(zhì)量440，其性質(zhì)滿足催化裂化的進料要求，同時可以緩解塔河原油在當(dāng)前加工處理過程中的腐蝕問題。

(2) 建立的連續(xù)熱力學(xué)相對分子質(zhì)量分布模型可以預(yù)測戊烷溶劑脫瀝青不同操作條件下的DAO和DOA的產(chǎn)率和相對分子質(zhì)量分布，與實驗數(shù)據(jù)相比，絕對誤差小于5%。

(3) DOA用作瀝青混合料添加劑，可以提高瀝青混合料的強度、高溫使用性能以及水穩(wěn)定性能。

[1] KEHLEN, RATZSCH M T.Separate treatment of paraffins and aromatics in complex hydrocarbon mixtures by continuous thermodynamics[J].Z Phys Chemie Leipzig, 1984, 265(6): 1049-1060.

[2] KEHLEN, RATZSCH M T.Continuous thermodynamics of multicomponent systems[J].AIChE, 1985,31(7):1136-1148.

[3] 江濤，楊國華. 連續(xù)熱力學(xué)及其在復(fù)雜混合物相平衡計算中的應(yīng)用[J].石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，1992，16(2)：115-120. (JIANG Tao, YANG Guohua.Continuous thermodynamics and its application in phase equilibria calculation for complex mixtures[J]. Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science), 1992,16(2):115-120.)

[4] PARK J H, KIMH Y. Continuous thermodynamics of phase equilibria using the beta distribution function and an equation of state[J]. Korean J of Chem Eng, 1993, 10(2): 71-77.

[5] 水恒福， 沈本賢，高晉生，等．混合C4溶劑脫瀝青工藝研究-DAO與DOA影響因素考察[J]．華東冶金學(xué)院學(xué)報，2000，17(1)：15-19．(SHUI Henfu, SHEN Benxian, GAO Jinsheng, et al. Study on the mixed C4 solvent deasphalting process-discussing of some influential factors of DAO and DOA[J]. Journal of East China University of Metallurgy.2000, 17(1):15-19.)

[6] 龍軍，王子軍， 黃偉祁，等．重溶劑脫瀝青在含硫渣油加工中的應(yīng)用[J]．石油煉制與化工，2004，35(3)：1-5. (LONG Jun, WANG Zijun, HUANG Weiqi, et al. Application of heavy solvent deasphalting in sulfur-containing residuum processing[J]. Petroleum Processing and Petrochemicals, 2004，35(3):1-5.)

[7] 段曉磊，王金剛， 丁振君，等．塔河原油對常壓設(shè)備腐蝕分析[J]．化工裝備技術(shù)，2009，30(1)：49-52. (DUAN Xiaolei，WANG Jingang，DING Zhenjun，et al. Corrosion analysis of atmospheric distillation unit caused by Tahe crude oil[J]. Chemical Equipment Technology, 2009，30(1)：49-52.)

[8] COTTERMAN R L, DIMITRELIS D, JOHN M P. Design of supercritical fluid extractionprocesses using continuous thermodynamics[C]//Supercritical Fluid Technology. Amsterdam:JML Penninger.1985.

[9] NASRIFAR K H. Application of an improved simplified perturbed hard chain theory equation of state for pure compounds and binary asymmetric mixtures[J]. Fluid Phase Equil,2004, 216:147-152.

[10] PRAUSNITZ J M, LICHENTHALER R N, AZEVEDO E G, et al. Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria[M].2nd. Englewood Cliffs: Prentice Hall Inc.1986.

[11] 水恒福. 渣油C4溶劑脫瀝青及道路瀝青改質(zhì)研究[D]. 上海: 華東理工大學(xué)，1997.

[12] 交通部公路科學(xué)研究所. JTG E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程[S].北京：中華人民共和國交通運輸部.2011.

[13] 交通部公路科學(xué)研究所. JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：中華人民共和國交通運輸部.2004.

Pentane Solvent Deasphalting of Tahe Atmospheric Residue Based on Continuous Thermodynamics Analysis

SHEN Benxian, NING Aimin, TONG Yujun, LIU Jichang

(StateKeyLaboratoryofChemicalEngineering,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200237,China)

Due to high content of metal, asphaltene and high acid value, Tahe atmospheric flashing residue was directly used as the feedstock of solvent deasphalting to avoid the high temperature corrosion in traditional process for Tahe crude oil. Based on continuous thermodynamics analysis, relative molecular mass distribution model for solvent deasphalting was established. The effects of different operating conditions of solvent deasphalting on the relative molecular mass distribution and yield of deasphalting oil and de-oil asphalt were investigated by the model. The absolute error between model calculated value and the medium experimental value was less than 5%.The suitable conditions of medium solvent deasphalting process were the extraction temperature of 175℃, the extraction pressure of 3.7 MPa and the solvent/residue ratio of 5.0, under which the yield of deasphalted oil was 75.2% with the average relative molecular mass of 440, and its properties met the feed requirement for catalytic cracking unit. Meanwhile, de-oil asphalting can be used as asphalt mixture additive.

continuous thermodynamics; Tahe crude oil; solvent deasphalting; relative molecular mass distribution

2014-09-11

國家自然科學(xué)基金項目(21476082)和中國石油化工股份有限公司合同項目(110104)資助

沈本賢，男，教授，主要從事石油天然氣資源優(yōu)化利用和清潔燃料技術(shù)研究開發(fā)工作；E-mail：sbx@ecust.edu.cn

1001-8719(2015)02-0487-10

TE624

A

10.3969/j.issn.1001-8719.2015.02.029