根據(jù)近些年來(lái)化石能源行業(yè)等的統(tǒng)計(jì)顯示，全 球探明石油可采儲(chǔ)量中，基本以重質(zhì)油為主，輕質(zhì) 原油占比逐年下降。另外，未來(lái)新增原油供應(yīng)也 將以重劣質(zhì)油為主。可以看到，原油資源的重質(zhì)化、 劣質(zhì)化趨勢(shì)已經(jīng)非常明顯。隨著這一趨勢(shì)的逐漸加 劇，目前僅僅適用于較輕質(zhì)原油的煉油設(shè)備、煉油 催化劑、煉油工藝技術(shù)等將會(huì)被逐漸淘汰，市場(chǎng)上 對(duì)于能夠較為靈活的處理不同組成、性質(zhì)的重劣質(zhì) 油的工藝將成為各個(gè)石油巨頭、研究單位的研究重 點(diǎn)，當(dāng)然也成為了市場(chǎng)導(dǎo)向。由此應(yīng)運(yùn)而生的懸浮 床加氫裂化技術(shù)，由于其可加工重質(zhì)劣質(zhì)常規(guī)石油、 非常規(guī)石油以及高中低溫煤焦油等各種劣質(zhì)原料的 特點(diǎn)，被普遍認(rèn)為是行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，因此受到了 廣泛的重視，研究者普遍認(rèn)為，懸浮床加氫技術(shù)的 開發(fā)是重油加工技術(shù)領(lǐng)域一次技術(shù)變革。

重劣質(zhì)油、煤焦油等作為懸浮床加氫工藝的重要 組成原料，其在加氫過(guò)程中的流變性質(zhì)的研究具有重 要意義，建立在反應(yīng)條件下油品的物性模型，對(duì)懸浮 床加氫工藝未來(lái)各種重劣質(zhì)油加氫處理的廣泛適用 性以及重劣質(zhì)油加工數(shù)據(jù)庫(kù)的建立等都是非常有必 要的。然而，對(duì)于油品物性數(shù)據(jù)的研究等，有報(bào)道的 研究?jī)?nèi)容都廣泛集中在相對(duì)較低溫度下，主要是驅(qū)油過(guò)程的流變性質(zhì)的研究，而對(duì)于較高溫度下油品 的黏溫性質(zhì)、界面張力變化規(guī)律等的研究較少，對(duì)于 油品的綜合理化性質(zhì)的研究也相對(duì)不足。本文將對(duì)近 年來(lái)重油、渣油、煤焦油等重劣質(zhì)油的黏度、界面張 力等重要的物性參數(shù)隨溫度變化的規(guī)律變化迚行總 結(jié)，在此基礎(chǔ)上，以求加深對(duì)懸浮床加氫反應(yīng)器研發(fā) 過(guò)程中反應(yīng)過(guò)程及模型的搭建的認(rèn)識(shí)。 根據(jù)眾多研究者的研究結(jié)果，重油、渣油等油 品的黏度、界面張力等物性數(shù)據(jù)，隨著溫度的變化 都呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律，油品與油品之間雖然存 在一定的差異，但是都可以用油品組成的差異來(lái)解 釋，在此基礎(chǔ)上對(duì)模型迚行精確的修正或添加變量 來(lái)完善模型。在多年的研究過(guò)程中，研究者在這其 中建立了大量的模型和理論研究成果。

黏溫曲線計(jì)算近似
油品在較高溫度下的黏溫曲線的獲得方式以 儀器直接測(cè)得最為準(zhǔn)確，但是，不可避免的是，在 較高溫度下油品的揮發(fā)性會(huì)造成很嚴(yán)重的誤差及安 全問題，因此，儀器在較高溫度條件下的密封性成 為了儀器的主要加工難點(diǎn)。然而，目前市場(chǎng)上多家 儀器生產(chǎn)廠家目前很難達(dá)到懸浮床加氫工藝操作條 件下（450 ℃）的黏溫關(guān)系的直接測(cè)定，而擁有此 項(xiàng)技術(shù)的科研院所也是在現(xiàn)有儀器基礎(chǔ)上迚行相關(guān) 的密封性改造已達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，存在一定的偶然?以及不具備廣泛適用性。 考慮到上述因素，本文在根據(jù)現(xiàn)有儀器測(cè)得的 相對(duì)較低溫度條件下的黏溫曲線關(guān)系的基礎(chǔ)上迚行 了減壓渣油較高溫度條件下黏溫關(guān)系的計(jì)算近似， 以求對(duì)減壓渣油反應(yīng)模型迚行較為準(zhǔn)確的理論模型 建立的指導(dǎo)。就目前的技術(shù)而言，在缺少直接測(cè)量 儀器以及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，利用模型迚行計(jì) 算模擬近似，是最具說(shuō)服性地技術(shù)手段。

可以看到，Toledo減壓渣油黏度非常大，在100 ℃ 以上才開始有流動(dòng)性，幵開始具備測(cè)量條件，受限 于測(cè)量?jī)x器的物理?xiàng)l件，最終的黏溫曲線結(jié)果的溫 度區(qū)間也僅有 120~150 ℃一共 30 ℃的溫度區(qū)間， 根據(jù)這一曲線預(yù)測(cè) 450 ℃條件下的黏溫曲線關(guān)系， 注定誤差較大。

上海昌吉已經(jīng)報(bào)道了很多有關(guān)油品黏度與溫度 關(guān)聯(lián)關(guān)系預(yù)測(cè)模型的研究，這些模型通常是由實(shí)際 測(cè)得的油品黏度數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、模擬而來(lái)。Walther （1931），Beal （1946），Carr （1954），Chew 與 Connally （1959），Standing （1962）以及 Lohrenz （1964）等研究者以溫度、壓力、外界氣體組成等 參考變量建立了各自的關(guān)于油品的黏溫關(guān)系模型。 在預(yù)測(cè)重油（dead-oil）黏溫關(guān)系的模型中，Beal （1946）的模型在工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中被認(rèn)為相對(duì)較為 準(zhǔn)確。Beggs 與 Robinson （1975）提出的黏溫關(guān)系 的模型則能同時(shí)預(yù)測(cè)重油與飽和油。

另外，因?yàn)槟壳鞍凑蛰^低溫度實(shí)測(cè)的曲線是按照 目前在較低溫度下的液體組成來(lái)測(cè)得的，但是，在較 高溫度下，液體中的輕組分必然會(huì)逸散到反應(yīng)器中的 氣相中，這會(huì)導(dǎo)致研究物的組成餾分結(jié)果偏變重，這 時(shí)候按照其較輕組成計(jì)算得到的結(jié)果必然偏輕。

界面張力模擬近似計(jì)算
在懸浮床加氫體系中，原料油的界面張力的大 小直接影響體系中氣泡的大小和分布范圍及尺寸大 小，這對(duì)于體系中氣體如 H2從體相向催化劑表面、 油品表面的擴(kuò)散有很大的影響，隨著溫度的變化， 其界面張力也呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。因此，計(jì)算 工況條件下渣油在 H2 氣氛下的界面張力變化對(duì)于但是，目前關(guān)于氣體/渣油界面張力的研究集中 在 CO2/N2等氣體驅(qū)油的領(lǐng)域中，關(guān)于加氫領(lǐng)域中尤 其是 H2 氣氛下渣油的界面張力研究還處于空白狀 態(tài)。因此，本文主要以與 H2 分子結(jié)構(gòu)較為相似的 N2為主要研究考察對(duì)象，考察 N2氣氛下渣油的界面 張力。另外，對(duì)于不同氣氛下的渣油的界面張力變 化來(lái)說(shuō)，氣體的沸點(diǎn)越低，其在高壓下溶解入渣油 之中導(dǎo)致界面張力變小的幅度變化越小[5,6]。查表可 知，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，CO2 沸點(diǎn)-56.5 ℃，N2 沸點(diǎn) -195.6 ℃，H2沸點(diǎn)-252.7 ℃，因此，相同壓力下， H2 氣氛下降低的幅度應(yīng)該比 N2 氣氛相對(duì)應(yīng)的界面 張力下降幅度小，因此，可以得到在高壓條件下的 H2/渣油的界面張力應(yīng)當(dāng)處于該渣油在 N2 氣氛下常 壓以及高壓條件下界面張力之間。

結(jié) 論
本文建立了一種估算在較為苛刻的條件下，減 壓渣油在氫氣氣氛條件下的黏度、界面張力等隨溫 度變化的關(guān)系的方法，在缺少相應(yīng)的測(cè)量方法的條 件下，可以對(duì)油品的相應(yīng)參數(shù)迚行簡(jiǎn)單的估算。 總體來(lái)說(shuō)，油品的黏度、界面張力隨著溫度的 變化都呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律，根據(jù)相關(guān)工作的經(jīng) 驗(yàn)性公式以及相關(guān)模型可以對(duì)于油品在工況條件下 的黏溫曲線以及界面張力迚行一定程度的預(yù)測(cè)。對(duì) 于界面張力計(jì)算模擬的范圍來(lái)說(shuō)，同時(shí)考慮到數(shù)量 級(jí)，基本在±3 mN/m 范圍內(nèi)，另外考慮到計(jì)算結(jié)果 的誤差性，這一結(jié)果基本可以參考；對(duì)于黏溫關(guān)系 來(lái)說(shuō)，則存在數(shù)倍的差距，這一工作有實(shí)測(cè)工作的 限制因素，以及工況條件下的減壓渣油組成變化等 因素的影響同時(shí)存在。