[科普中国]-减压渣油

简介

在我国大多数重要油田的原油中，减压渣油的含量较高，大于500℃减压渣油的产率一般为40%~50%。如何充分利用和合理加工这部分重质组分是目前石油炼制工作者的重要课题之一。

减压渣油是原油中沸点最高、相对分子质量最大、杂原子含量最多和结构最为复杂的部分。不同原油的减压渣油的组成和性质既有共性又各有其特点。因此，必须对其化学组成、化学结构及特点有较深人的了解，才能根据其各自特点进行合理加工。1

减压渣油的性质及其化学组成与结构1、减压渣油的性质

右表为我国及国外减压渣油性质。由表1可以看出，我国原油减压渣油中的碳含量一般在85%~87%之间，氢含量一般在11%~12%之间。就氢碳原子比而言，我国多数减压渣油为1.6左右。与表2所示的国外减压渣油相比，我国减压渣油中硫含量一般都不高，而氮含量相对较高。由于氮主要存在于具有芳香性的杂环结构中，所以它比硫更难脱除。表1中数据还表明，我国减压渣油的平均相对分子质量大多在1000左右。

我国减压渣油性质的另一特点是金属含量一般不高，并且镍含量远大于钒含量，镍钒比一般都大于10。

2、减压渣油的化学组成

国内外在研究减压渣油的化学组成时，常采用将减压渣油分离成饱和分、芳香分、胶质和沥青质的四组分分析法。该法首先用正庚烷将渣油中的沥青质沉淀出来，并进行定量。正庚烷的可溶部分则在含水量为1%的中性氧化铝吸附色谱柱上用不同的溶剂进行冲洗，从而分离为饱和分、芳香分和胶质。

我国减压渣油化学组成的一个突出特点是胶质含量较高，大多在40%一50%；芳香含量一般在30%左右；饱和分含量差别较大。与国外渣油相比，胶质含量高、沥青质含量低是我国减压渣油的一个显著特点。因此，胶质的转化和利用是减压渣油加工的核心问题。1

减压渣油中的胶质、沥青质我国减压渣油中庚烷沥青质含量较低，而胶质的含量大多为40%~50%原油中的大部分硫、氮、氧以及绝大多数金属均集中在减压渣油的胶质、沥青质中。

关于胶质和沥青质，目前国际上尚没有统一的分析方法和严格的定义。胶质、沥青质的成分并不十分固定，它们是各种不同结构的高分子化合物的复杂混合物。由于分离方法和所采用的溶剂不同，所得结果也不相同。目前的方法大多是根据胶状沥青状物质在各种溶剂中的不同溶解度来区分的。

1.石油减压渣油中的胶质

如上所述，我国石油减压渣油中的胶质是用氧化铝吸附色谱法，从正庚烷可溶质中分离出饱和分、芳香分而得到的(即四组分分析法)。由于分离方法及分离条件的差别，胶质的含量和性质会有较大的差异。

胶质通常为褐色至暗褐色的粘稠且流动性很差的液体或无定形固体，受热时熔融。胶质的相对密度在1.0左右。胶质是石油中相对分子质量及极性仅次于沥青质的大分子非烃化合物。

胶质具有很强的着色能力，在无色汽油中只要加入极少量胶质，汽油将被染成草黄色。从不同沸点馏分中分离出来的胶质，其相对分子质量随着馏分沸程的升高而逐渐增大。

2.石油减压渣油中的沥青质

从复杂的多组分系统(石油或渣油等)中分离沥青质的主要依据是沥青质对不铜溶剂具有不同的溶解度。因此，溶剂的性质以及分离条件直接影响沥青质的组成和性质。所以在涉及沥青质时，必须指明它是用什么溶剂分离而得到的，通常人们常采用正庚烷沥青质和正戊烷沥青质。

从石油或渣油中用C5~C7正构烷烃沉淀分离的沥青质是无定形的固体物质，颜色为深褐色至黑色，相对密度稍高于胶质，略大于1.0，加热时不熔化，但当温度升高到300以上时，它会分解成气态产物、液态产物以及缩合生焦。沥青质一般不挥发，石油中的全部沥青质都集中在减压渣油中。

沥青质是石油中相对分子质最最大，结构最为复杂，含杂原子最多的物质。由于测定相对分子质量的方法不同以及所用溶剂和测定条件的不同，因而所得的沥青质相对分子质量数值相差很大。2