[發明專利]一種加熱爐爐管中重質油臨界熱裂解溫度的測定方法

有效

• 申請號: 201410263716.0
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN103994942A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 陳坤;劉進東;薛鵬;湯一強;林存輝;孔德輝;宋政達;劉朝仙;周瑩;王宗賢
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 崔苗苗

1.一種加熱爐爐管中重質油臨界熱裂解溫度的測定方法，其特征是，包括步驟如下：

(1)任取一種原油，加熱蒸餾，將其蒸餾切割成不同餾程的數個餾分段，餾分段不少于四個，500℃以上為一個餾分段，以各餾分段餾分油為測試樣品，在熱分析測試儀上以相同的實驗條件進行線性升溫掃描，分別得到油樣隨溫度變化的失重曲線；

(2)將得到的失重曲線進行動力學分析，計算失重過程平均活化能；依據不同失重作用對應的活化能范圍，建立起判斷油樣失重屬于物理揮發還是化學熱解的定量評價標準，物理揮發引起的失重平均活化能范圍為15-80kJ/mol，碳鍵熱裂解引起的失重平均活化能范圍為150-250kJ/mol；

(3)選取待測原油在步驟(1)所述的條件下蒸餾，并測油樣隨溫度變化的失重曲線，將得到的失重趨勢曲線通過origin軟件自動進行分峰，得到高斯型亞峰，并回卷看合理性，亞峰回卷的理論曲線和實際曲線之間的相關系數R數值范圍在0.95到1之間表明分峰的合理，將各亞峰進行動力學分析，采用步驟(2)所用計算方法，計算平均活化能，并以各亞峰的最大失重速率對應溫度為該亞峰對應熱過程的特征溫度，按照步驟(2)得到的評價標準，根據待測原油各亞峰平均活化能大小，確定對應熱過程的歸屬，由物理揮發失重轉為熱解失重的熱過程亞峰對應的特征溫度即為該測定油樣的臨界熱解溫度。

2.根據權利要求1所述的一種加熱爐爐管中重質油臨界熱裂解溫度的測定方法，其特征是，步驟(1)中不同餾程優選在350℃以下分為六個餾分段，每個餾分段溫差50℃。

3.根據權利要求1所述的一種加熱爐爐管中重質油臨界熱裂解溫度的測定方法，其特征是，步驟(1)所述的加熱線性升溫選升至600℃，升溫速率選15K/min，樣品用量選5mg。

4.根據權利要求1所述的一種加熱爐爐管中重質油臨界熱裂解溫度的測定方法，其特征是，步驟(1)線性升溫掃描用惰性氣體保護，惰性氣體選氮氣、壓力0.1MPa。

5.根據權利要求1所述的一種加熱爐爐管中重質油臨界熱裂解溫度的測定方法，其特征是，計算失重過程平均活化能方法有sharp法，或OFW法，或Friedman法，或Kissinger法，或者其他ICTAC熱動力學委員會建議的動力學處理方法。

6.根據權利要求5所述的一種加熱爐爐管中重質油臨界熱裂解溫度的測定方法，其特征是，步驟(2)、(3)中平均活化能的計算方法選Sharp法，計算過程如下：

失重過程的轉化率α定義為t時刻的失重占總體失重的比例，動力學基本描述公式為：

dαdt=kf(α)]]>?????公式(1)

f(α)為熱過程對應的最概然機理函數，由于重質油熱過程中的揮發和熱裂解都屬于一級動力學范疇，因此f(α)＝1-α；根據阿倫尼烏斯理論，A是指前因子，E為過程活化能，R為氣體常數，T為溫度，升溫速率結合上述定義，公式(1)可變形為描述線性非等溫熱動力學基本公式(2)：

dαdt=Aβf(α)exp(-ERT)]]>?????公式(2)

基于Sharp法，公式(2)可進一步推導為公式(3)

ln[dαf(α)dT]=lnAβ-ERT]]>?????公式(3)

將f(α)＝1-α帶入公式(3)，以對作圖，用最小二乘法擬合試驗數據，以擬合直線斜率計算出失重過程的平均活化能E。