1我国催化裂化年加工量超过1.5亿t,每年部分催化裂化油浆外甩量超过750万t。由于催化裂化油浆中有催化剂粉尘、胶质、沥青质、烯烃和稠环芳烃,给催化裂化油浆的综合利用带来许多困难。
油浆密度大(≥965 kg·m-3)、残炭值高(≥6%)、芳香分含量高(≥45%)、饱和分含量均低于45%,并含有一定量的胶质、沥青质,以及S和Ni、V等重金属;芳香烃中,单、双环芳烃含量较低,三环、四环芳烃含量较高，这说明油浆中还有部分烯烃。若直接作为催化裂化原料回炼,其化学组成及结构将影响催化裂化的加工难度及其产品性质。反之,将油浆进行分离,这些重质芳烃、饱和烃可制成高附加值的产品。
2油浆利用现状及发展趋势
2.1油浆利用现状
自诞生催化裂化起,催化裂化的油浆一般都是直接回炼,既可提高总转化率,又可减少催化剂损失。随着重油(甚至渣油)催化裂化出现,为了减少结焦结垢和维持烧焦热平衡,经常需要被迫外甩部分油浆做低附加值的燃料油调和组分。
现在许多炼油企业对各种重油、渣油、油浆实行蒸干榨尽措施,将油浆与减压渣油一起作为延迟焦化的原料。这样做表面上多产了一些轻质燃料,实际上效益并不高，焦炭的质量还会有所降低(灰分增加了)。
2.2油浆利用的发展趋势
根据油浆性质分析知道,可以开发许多具有高附加值的产品,各组分利用见图1。
2.2.1 道路沥青改性剂
我国原油80%以上为石蜡基原油,不宜生产高等级沥青。因此,利用炼油厂油浆这一贫蜡富芳组分作改性剂,生产高等级道路沥青的研究十分活跃。利用强化蒸馏技术,即把脱剂油浆(又
称强化剂)加入到沥青或减压渣油中,再进行减压蒸馏,将对沥青质量不利的链状饱和烃组分蒸出,而将油浆各组分利用对沥青质量有利的组分保留在沥青中,从而生产出了优质沥青。
2.2.2碳素新材料
1)生产针状焦。针状焦是一种新型碳素材料,用它制成的碳素制品具有高结晶度、高纯度、低烧蚀量、低热膨胀系数等特点,因此被广泛用于炼钢、宇航、核电等领域。生产针状焦的原料必须满足芳烃含量高(稠环大分子芳烃不在其内)、杂质少、灰分(金属含量)低等条件,并在热转化过程中具有较高的中间相转化温度和较宽的中间相温度范围,能够生成较大的中间相小球体。脱剂油浆中带短侧链的芳烃,是生产针状焦的材料。
2)活性炭纤维。活性炭纤维是一种高强度、高韧性、耐热、耐磨、耐腐蚀、耐辐射的新型材料,被广泛应用于宇航、军工、医疗、环保材料等领域。油浆的基本结构是含有大量的2~4环芳烃,沸点主要集中在300~500℃的馏分。根据液相碳化生成中间相理论以及从分子间相互作用能推论,油浆体系的芳香性较大,中间相保持塑性的温度区间较宽,易于获得各向异性或同性的易石墨化的显微结构。因此,油浆脱除催化剂粉末、链状饱和烃、胶质、沥青质、烯烃后将是制备碳素纤维材料的优质原料。
2.2.3橡-塑软化剂
橡-塑软化剂是橡-塑加工过程中用以改善胶料性能或便于加工的助剂,应用广泛的是石油系软化剂。脱剂油浆芳烃和环烷烃含量高,与通用的SBR/BR橡胶、合成橡胶极性相近,相容性好,有利于炭黑分散,与胶料的掺混均匀性好,能完全满足橡胶加工的要求;且使用脱剂油浆中的重芳烃具有相对分子质量大、闪点高、凝点低、不易冻结、使用方便等特点。
3综合利用油浆需要解决的关键技术
油浆与渣油混合直接氧化制沥青,技术简单,但油浆中仍含有40%左右的饱和烃难氧化,要从沥青中分离出饱和烃非常困难。油浆与渣油通过丙烷超临界脱沥青,技术路线较为理想,但要上新装置或老装置要扩容,超临界回收溶剂能耗仍较大。
4 中度热裂化工艺提取汽柴油及沥青技术
油浆中富含芳烃，是生产优质道路沥青的理想调合组分，这一特点使之在道路沥青改质方面的利用成为可能。然而油浆中轻组分含量高，直接调合所得到沥青的针人度和软化点等指标对调合比例的影响过于敏感，不利于实际操作;而且油浆中小于400℃的馏分主要含有饱和分及四环以下的芳烃，作为沥青调合组分会导致沥青蜡含量上升，延度、闪点及老化后质量变化不合格。
为了提高油浆中重组分含量从而得到理想的沥青调合组分，对油浆进行了如下预处理:通过添加交联缩合提高油浆中的重组分含量，后将交联缩合产物(下称“缩合油浆”)蒸馏，馏出部分轻组分，馏后残油与减压渣油(下称“渣油”)调出合格的道路沥青。
通过交联缩合反应可使油浆中的多环芳烃形成交联缩合成更大分子的化合物，油浆的沥青质含量增高，粘度和密度也随之增加。在适当的调合比例下，可与渣油调合出符合要求的70号及90号道路沥青。
蒸馏馏出物如下：
产品收率
气体 干气 7 ％
汽油 3-5 ％
柴油 38-40 ％
70#道路沥青 49 ％
焦炭，残渣 ＜1 ％
工艺介绍：
油浆进入分馏塔的下段，在塔中与高温的反应油气直接进行换热，汇合分馏塔低循环油，一起用泵送入加热炉加热至反应温度并开始反应，加热炉出口温度约450～490℃。为了提高裂化深度使裂化反应继续进行，油浆出炉后再进入反应塔的上部。反应塔内维持约0.3MPa和490℃的反应条件，油浆在此条件下停留一段时间，继续进行裂化反应。反应油气由反应塔顶部进入分馏塔，分馏出油气，汽油和柴油，沥青由反应塔低抽出