柴油加氢裂化装置保护剂上杂质沉积探讨

柴油加氢裂化装置保护剂上杂质沉积探讨

金宝冬

抚顺石化石油三厂加氢车间

摘要：由于部分企业的柴油裂化生产装置上出现了不明物质沉积，导致生产机器运转困难的现象，本实验主要对由保护剂产生的不明杂质沉积物进行了定性的分析，通过XRD、SEM、XRF等科技探究手段对其化学组成、物相组成等进行了详细的分析。而通过对实验结果的探究和分析，综合对保护剂以及柴油的物质组成，初步确定了保护剂之中沉积的主要元素为铁和磷，并且另外还有多种元素杂质，使得生产器械、保护装置的正常运行遇到了困难。

关键词：柴油，加氢裂化，保护剂，杂质沉积

柴油加氢裂化是得到柴油产品的主要生产方式。以柴油作为主要的材料进行加氢裂化的过程中，由于原料当中的成分比较复杂，含有多种饱和烃以及不饱和烃，少部分的原料之中甚至也含有更多种类的杂质，例如部分金属的杂质。这些都会影响到柴油加氢裂化的结果，可能会导致不能得到目标柴油产品，或是导致目标柴油产品当中含有大量其他杂质，使得产品纯度较低。因此，在实际的生产过程当中，一般会加入不同种类的保护剂，来作为辅助生产进行、保证得到目标产品的手段。但近来，在对生产设备进行定期的检修过程中，发现部分设备出现了被腐蚀的情况，其中也有大量不明物质的沉积，初步确定是由于裂化的保护剂沉积所带来的后果。保护剂是加氢裂化过程中必不可少的添加物，因此，为了在能够保障生产设备正常运行的情况下，继续使用保护剂作为生产辅助手段，扩大柴油裂化的生产规模并且提升相应的生产经济效益，探究沉积物的具体成分以及形成原因，是必须进行的过程。

一、实验部分

（一）保护剂处理

本实验对保护剂进行了两种不同的处理方式，来更好的探究保护剂沉积物的化学组成。其中，在两种处理方式之中，本实验采取的都是以分析纯甲苯作为溶解溶剂，以此来对保护剂做取样分析。而后所得产物平均分成两等份，并且做好标号，分别记为样品a和样品b。在样品在自然条件下彻底干燥后，将样品a至于烘箱，并且调整烘箱温度至180摄氏度，做进一步烘干处理，样品b则至于马弗炉当中进行高温煅烧处理，煅烧温度设置为50摄氏度。两种样品的处理时间一致，皆为2小时。在样品进行了处理并且于室温下正常的冷却后，对样品a和样品b进行初步观察。并且得到了结论：从肉眼上观察，烘干处理后得到的样品a表面杂质沉积更明显，经煅烧处理后得到的样品b则不明显，且表面有锈状物质。

（二）分析仪器

本实验采用了XRF用以分析两种样品的元素组成，采取的是Rh靶光谱仪；采用XRD对两种样品的基本物相组成进行了分析，通过对相应成像的分析来确定样品a、b的具体物相组成；而用以观察两种样品的微观形貌时采用的是SEM电子显微镜技术，对样品a、b的微观形貌进行了细节观察，包括样品的表面及孔径情况。

二、结果与讨论

（一）对样品a以及样品b进行的C-S分析

分析结果表明，本实验的两种样品中，碳元素以及硫元素的含量较低。即样品a、b的不明杂质堆积物当中，不存在碳、硫化合物的沉积现象。

（二）对于样品a以及样品b进行的XRF分析

XRF分析主要基于布拉格定律，根据X光散射现象以及光电吸收原理来对物体的晶格间距进行定量定性的分析，在进行分析的过程中基本不会损坏检测物品，并且分析结果准确，具备一定的普遍性使用基础，在实验室中有广泛应用。而在本实验当中，通过对样品a、样品b进行的衍射分析以及对具体结果的解析，可以得到以下结论。首先，样品a和样品b中含量最多的元素为硅元素和铝元素，两种元素占据比例达到了百分之八十以上，这也就说明样品a和样品b的构成元素是碳元素和铝元素。而其他含量较低的元素则为杂质，在这些杂质元素当中，又主要以Fe等金属元素以及磷元素的含量最高。

（三）对于样品a以及样品b进行的XRD分析

XRD原理主要是利用了x射线在不同的物象晶体之中具备不同的衍射现象，并且也可以据此来绘制特殊的图谱。而后根据对图谱的分析，来确定物体的种类、晶体的种类。这种分析方法操作较为简单，并且能够进行定性定量的分析，对于借助常规手段不能确认的物相分析具备重要意义。而本实验在对样品a和样品b进行了这一分析后，可以很容易的得到了样品a以及样品b的主体晶体为氧化铝以及稳定的硅铝复合物，这也与上述的XRF分析的结果相符合，在数据上具备一定的可用性。而除了主体晶体结构外，通过对样品a、样品b的XRD的图谱进行分析，没有其他的具备晶体特性的物质。这也就说明，在样品a和样品b之中，只有主体结构属于晶体范畴，而不明沉积物则是以非晶体的形式存在于样品之中。

（四）对于样品a以及样品b进行的SEM电镜分析

SEM电镜分析方式在当下是比较常用的分析手段，能够对物品的微观形貌进行分析。主要原理是通过电子束轰击物品原子成像，可以将被测的物品放大至数千倍。而通过对本实验中样品a和样品b进行的这一分析，可以得到这两个样品的表面都有少量的杂质沉积，并且样品的微观孔径当中，也具备一定量的杂质。

三、结论

首先，通过对保护剂的两个样品进行的C-S分析，我们可以得知，柴油保护剂的不明沉积物当中不含碳、硫相关元素及杂质。其次，通过对保护剂的两个样品进行的XRF分析，我们可以得到，柴油裂化中保护剂的主体结构构成元素为硅元素以及铝元素，而通过长时间的使用所蕴含的沉积物杂质中，主要是以铁元素等金属元素为主，也还有一定量的非金属元素，即磷元素。此外，通过对两种经过不同处理的样品进行的XRD分析，可以得到这一保护剂的主体晶体结构为氧化铝晶体以及极其稳定的硅铝复合物，与上述XRF分析结果可以互相印证。最后，通过对两个样品的电镜分析，也能够得到在柴油裂化中起重要作用的保护剂上，有部分不明杂质的沉积，并且堵塞了部分孔径，使得保护剂以及生产机器不能正常使用。

四、对装置的建议

由实验结果可知道，本实验进行检测的保护剂中主要含有部分金属元素的杂质。要想减轻这部分杂质对于机器的影响，可以从实验的原料入手，比如在进行柴油的裂解生产之前，先测定其中所含金属元素的比例，如果比例过高，则应当适当的寻找其他柴油作为替代品，来延长保护剂和机器的使用寿命。

参考文献

[1]韩龙年,辛靖,张萍,陈禹霏,范文轩,尉琳琳.柴油加氢裂化装置保护剂上杂质沉积分析[J].无机盐工业,2020,52(12).

[2]张兴珠.关于加氢裂化装置掺炼催化裂化柴油的几点思考[J].清洗世界,2021,37(07).