沥青质扩散行为研究现状及发展趋势.pdf

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1、第32卷第5期石化技术与应用Vo1．32No．52014年9月PetrochemicalTechnology＆ApplicationSep．2014专论与综述(457—461)沥青质扩散行为研究现状及发展趋势陈洁，孙昱东，张强，赵凌云，陶艺(中国石油大学(华东)化学工程学院，山东青岛266580)摘要：介绍了沥青质扩散行为的研究现状，重点综述了国内外测定沥青质在液相、多孔介质和催化剂中扩散系数的常用方法和技术。分析了沥青质扩散行为研究所面临的问题，并指出了未来的研发趋势。关键词：沥青质；扩散行为；扩散系数；重油加工；加氢催化剂中图分类号：TE622

2、．12文献标识码：A文章编号：1009—0045(2014)05—0457—05随着石油资源短缺和原油重质化趋势加剧，测方法，能直接测量分子在溶液里的扩散系数和以及对轻质油品质量要求的提高，清洁的重质油浓度。。，具有较高的灵敏度和较宽的动态范围，加工技术越来越引起人们的关注。沥青质是很容易实现单分子检测，并且可以准确检测极低渣油中平均相对分子质量最大、杂原子含量最高浓度的样品而不对样品造成破坏。利用FCS和极性最强的组分。已有研究表明，沥青质的测定沥青质在液体介质中的扩散时，沥青质溶液聚集会给重质油加工带来诸多问题，如催化剂结的浓度非常低，没有沥青

3、质聚集体的存在，因此焦、堵塞管道和降低换热器传热效率等，进而影可以准确测定沥青质分子的平动扩散系数¨。响装置运转周期和产物分布，是重油轻质化的重Rodrigo等利用FCS在忽略聚集状态的情况要瓶颈。下，测定以非常低的浓度分散在甲苯中的煤沥青沥青质在催化剂中的受阻扩散会加剧结焦，质单个分子的扩散系数和扩散时间，同时与其他严重影响催化剂的使用寿命。Charles等提方法的测定值作比较。结果表明，煤沥青质的扩出结焦会进一步降低沥青质的有效扩散系数和散系数比石油沥青质的稍低，且该方法测定的扩吸附常数。因此，研究沥青质的扩散行为，以缓散系数值一般比TRFD的

4、测定值更低。解催化剂的结焦，并提高油品的转化性能，可为TRFD技术通过测定各向异性衰减时间来获重油加工催化剂的设计和提高重油转化率提供得扩散常数，并通过计算得到沥青质的摩尔质量理论依据。本工作介绍了沥青质扩散行为的主及分子尺寸。Henning等利用TRFD技术测要研究方法与技术，分析了沥青质扩散行为的研定沥青质分子在溶液中的与转动扩散系数有关究趋势。的相关时间，计算出沥青质的分子尺寸。结果表明，沥青质分子尺寸的大小会随TRFD发射波长的差异而发生较大范围的变化。Sophie等¨利1沥青质扩散行为研究现状1．1液相中的扩散用TRFD技术测定并比较了与

5、扩散系数有关的煤沥青质和石油沥青质分子大小。结果表明，煤利用荧光相关光谱(FCS)、时间分辨荧光去极化(TRFD)、脉冲场梯度自旋回波核磁共振沥青质分子尺寸比石油沥青质的分子尺寸更小。(PGSE1HNMR)等分析方法考察沥青质在液相中的扩散行为。这些方法的共同点是将沥青质收稿日期：2014—05—23；修回日期：2014—07—1O分子看作虚拟的球体，根据Stokes—Einstein方基金项目：国家自然科学基金项目(21376266)；中央高校基本科研业务费专项基金项目(11cx05008A)。程计算分子的流体力学半径。作者简介：陈洁(1988一

6、)，女，山东菏泽人，硕士研究生。研FCS是一种对荧光强度进行时间相关的检究方向为重质油加工工艺。石化技术与应用第32卷但有的研究者⋯认为，并不是所有的沥青质分子膜具有非常理想的孔道结构，可以获得沥青质在都会产生荧光，故采用TRFD技术测定沥青质的均匀孔道中的基本扩散规律¨，但存在会产生主扩散系数和分子尺寸存在一定的局限性。体流动和膜两边的滞留层阻碍液体分子扩散等PGSEHNMR广泛用于测定大分子在溶液缺点。陈振涛等。。用膜池法测定减压渣油各中的扩散系数，也是研究沥青质聚集体在溶液中馏分通过不同孔径的膜的有效扩散系数和平均的本相扩散系数非常有效的方法

7、，该方法通过扩散系数，得到重油分子在孑L道中的扩散规律，测定与分子的自扩散有关的在2个梯度脉冲时并通过分析扩散过程中含s，Ni，V等元素的大分间间隔内质子的位移来获得有效扩散系数。子化合物的扩散速率，得出它们在沥青质中分布Norinaga等¨利用PGSEHNMR测定了沥青质的信息。结果表明，孔径及分子大小对沥青质等在吡啶溶液中的扩散系数，得到了扩散系数与溶大分子的扩散产生很大的影响。Bahus等将液浓度的变化关系，同时与泰勒扩散(TD)测定的常渣沥青质分成5个窄馏分，考察了这些窄馏分沥青质扩散系数进行比较。结果表明，沥青质的通过孔径在一定范围内的云

8、母膜的扩散效果。扩散系数随溶液浓度的降低而增大，但PGSEH结果表明，孔径为7～50nm时，孔径大小对沥青NMR和TD的扩