【摘 要】
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过滤法作为常用的一种催化油浆净化工艺方法,存在过滤周期短,切换频繁等问题,滤芯的堵塞是造成这些问题的关键,使得油浆过滤器无法满足正常的工业化运行需求。本文以湛江、东营、京博、长岭四种催化油浆为研究对象,对催化油浆过滤器滤芯堵塞机理进行研究,主要研究内容包括堵塞物的成因、形成过程及影响因素。对堵塞成因进行研究,通过扫描电子显微镜、元素分析仪、傅里叶红外光谱仪、核磁共振氢谱仪对堵塞物的性质进行分析并与
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过滤法作为常用的一种催化油浆净化工艺方法,存在过滤周期短,切换频繁等问题,滤芯的堵塞是造成这些问题的关键,使得油浆过滤器无法满足正常的工业化运行需求。本文以湛江、东营、京博、长岭四种催化油浆为研究对象,对催化油浆过滤器滤芯堵塞机理进行研究,主要研究内容包括堵塞物的成因、形成过程及影响因素。对堵塞成因进行研究,通过扫描电子显微镜、元素分析仪、傅里叶红外光谱仪、核磁共振氢谱仪对堵塞物的性质进行分析并与原始油浆进行对比,结果表明:堵塞物颗粒之间间距大,聚集松散;呈现不规则的颗粒物形态;结构紧凑,表面有明显的沉积波纹。堵塞物的环状结构或缩合程度比原始油浆要更高,是一种芳香度较高、烷烃结构含量低、不饱和性强的极性大分子物质,其主要来源于原始催化油浆中的沥青质等大分子物质,并与原始油浆中的芳香烃进一步缩合得到。基于堵塞成因分析,提出了一种催化油浆预处理方案,对四种催化油浆中的沥青质组分进行脱除,研究发现:对于不同性质的催化油浆,其预处理条件不同,经过预处理之后,催化油浆中沥青质被基本去除,其固含量减少90%左右,催化油浆中催化剂颗粒大多数夹杂在沥青质组分当中。通过对预处理前、后催化油浆的热重—差热曲线进行分析,研究在过滤器工作区间内催化油浆的化学组成及结构随温度所发生的变化,以描述催化油浆过滤器滤芯堵塞物的形成过程。催化油浆过滤器堵塞物的形成过程包括以下3个阶段:(1)初次过滤阶段,催化油浆以缩合放热反应为主;(2)反冲洗阶段过滤器内部温度下降,催化油浆中的中弱键断裂占主导地位,到下次过滤前,过滤器会经历一个升温阶段,随着温度上升,强键的断裂开始占据主导;(3)再过滤时,温度进一步升高,反冲洗阶段未被冲洗掉的物质与油浆中的催化剂颗粒在滤芯外侧富集,并与稠环芳烃发生缔和或缩合反应,形成堵塞物胶团,堵塞物胶团进入到滤芯的微孔结构中最终导致滤芯的堵塞。对堵塞物影响因素进行实验研究,结果表明:沥青质和胶质含量增加都会促进堵塞物的形成,但沥青质的影响更为显著。反应温度越高,越容易发生堵塞,并且,随沥青质的含量增加,温度的影响越大。停留时间越长,越容易发生堵塞。
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