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当期目录

2020年 第51卷 第8期    刊出日期:2020-08-12
加工工艺
催化裂化轻循环油萃取脱芳烃的溶剂选择
史军军 葸雷 吴巍 葛晓蓉
2020, 51(8):  1-6. 
摘要 ( 275 )   PDF  
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通过分析催化裂化轻循环油(LCO)中烃类的组成筛选合适的模型化合物,考察了溶剂对LCO中芳烃组分的萃取分离效果,探讨了溶剂萃取性能与溶剂物性参数之间的关系。结果表明: 溶剂对芳烃的选择性系数从大到小的顺序为环丁砜>二甲亚砜>糠醛>N,N-二甲基甲酰胺(DMF)>N-甲基吡咯烷酮>N,N-二甲基乙酰胺;溶剂的偶极矩和介电常数与LCO中烃类的这两个参数要有足够大的差异才能有效分离LCO中的芳烃;溶剂对芳烃的选择性系数可与其溶解度参数进行关联,对于与芳烃色散力参数δD相近的溶剂,其极性力δP越大,对芳烃的选择性系数越大;在40 ℃、剂油质量比1:1的条件下,DMF单次萃取LCO得到的抽出油中芳烃质量分数仅为87.2%,而环丁砜单次萃取时为97.3%;通过向DMF中引入助溶剂提高δP,在相同条件下萃取得到的抽出油中芳烃质量分数可达96.5%,抽出油收率为29.9%,萃取性能优于单一溶剂。
天然气制氢装置掺炼炼油厂甲烷氢的工业实践
王阳
2020, 51(8):  7-11. 
摘要 ( 229 )   PDF  
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中国石化北京燕山分公司为降低2号天然气制氢装置的生产成本,将饱和气回收装置中含有体积分数大于70%甲烷的饱和气甲烷氢(以下简称甲烷氢)用作2号制氢装置的原料;为避免甲烷氢中氮气对中变系统产生不利影响,对制氢装置加工甲烷氢进行工艺风险分析,并对重点工艺指标进行监测、跟踪。结果表明:掺炼甲烷氢后装置的各工艺指标运行正常,压缩机负荷也由71%降低至60%;经核算,装置可节省天然气成本及压缩机电耗费用共2328万元/a,掺炼方案的降本减费效果显著。
催化裂化柴油萃取脱芳烃技术研究
唐晓东 杨谨 仝保田 李晶晶 雷小杰
2020, 51(8):  12-18. 
摘要 ( 340 )   PDF  
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传统的芳烃抽提工艺,需要使用1.0~3.5 MPa的高温(180~240 ℃)蒸汽,存在能耗高和高温导致溶剂性能加速恶化的弊端。采用常压低温液-液萃取法对催化裂化柴油进行脱除多环芳烃试验,对萃取脱芳烃 (萃取溶剂为环丁砜,A 剂)、芳烃回收(回收溶剂为B剂)、反萃取(反萃取溶剂为C剂)和溶剂再生等操作单元进行操作条件评选,结果表明:在评选出的最佳萃取脱芳烃条件(A剂/催化裂化柴油体积比1.5、萃取温度50 ℃、萃取时间5 min、相分离时间5 min)和芳烃回收条件[B剂/(A剂+芳烃)体积比0.2、萃取温度50 ℃、萃取时间4 min、相分离时间3 min]下,混合芳烃产品收率29.29%,混合芳烃质量分数为93.71%;在最佳反萃取条件[C剂/(A剂+B剂)体积比0.2、反萃取温度40 ℃、反萃取时间3 min、相分离时间3 min]和78 ℃减压蒸馏条件下,对溶剂进行再生,再生溶剂与新鲜溶剂的萃取效果基本保持不变。最后提出了催化裂化柴油液-液萃取脱芳烃的原则工艺流程。
煤直接液化加氢稳定油加氢生产工业白油研究
陈茂山 韩来喜 单贤根 齐振东
2020, 51(8):  19-23. 
摘要 ( 267 )   PDF  
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以煤直接液化加氢稳定油为原料,采用两种型号的加氢精制催化剂匹配进行两段加氢精制生产工业白油的试验研究。结果表明:在一段加氢精制反应过程中,反应温度、反应压力和体积空速的变化对脱硫、脱氮和芳烃饱和反应有较大的影响,在反应压力为15 MPa、反应温度为380 ℃、体积空速为0.4 h-1的工艺条件下,产品油中的硫、氮质量分数分别为1.6 μg/g和1.5 μg/g,脱硫率和脱氮率分别达到97.72%和99.81%,此时产品中的芳烃质量分数为31.2%,芳烃饱和率为55.9%;二段深度加氢精制后,产品油中的芳烃质量分数可以降低到5%以下;最终的加氢产品油在实沸点蒸馏装置上切割后,得到的280~300 ℃、300~320 ℃馏分油能分别满足5号、7号工业白油(Ⅰ)的行业标准要求。
降低催化裂化汽油烯烃含量技术措施探索
曹孙辉 王慧 谢海峰
2020, 51(8):  24-29. 
摘要 ( 310 )   PDF  
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为满足国Ⅵ(A)标准车用汽油生产,某公司4.8 Mt/a催化裂化装置(MIP工艺)通过优化工艺条件以降低稳定汽油烯烃含量。结果表明:在第一反应区出口温度提高4 ℃时,稳定汽油烯烃体积分数下降2.4百分点;在平衡剂微反活性提高2.8个单位时,稳定汽油烯烃体积分数降低4.6百分点;在粗汽油回炼量为15 t/h时,稳定汽油烯烃体积分数降低1.3百分点;在稳定汽油终馏点提高4 ℃时,稳定汽油烯烃体积分数降低0.3百分点。降低催化裂化汽油烯烃含量技术措施的方向主要是增强氢转移反应和小分子汽油烯烃选择性裂化反应,都属于二次反应,由此会导致焦炭产率增加。大型炼油企业应综合考虑汽油调合池组分,以综合效益为目标选择合适的催化裂化稳定汽油烯烃含量。
催化剂
Ni/γ-Al2O3/FeCrAl丝网催化剂的制备及其甲烷水蒸气重整制氢催化性能
王阳峰 丁强 陈锋 王红涛 张英 徐宏 张莉
2020, 51(8):  30-36. 
摘要 ( 277 )   PDF  
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采用浆液法制备用于甲烷水蒸汽重整制氢(MSR)的Ni/γ-Al2O3/FeCrAl网状催化剂,利用扫描电子显微镜,X射线衍射,氮气物理吸附,热震法和超声振荡法研究该催化剂的表面形貌,晶型结构,孔特性,热稳定性和涂层与基体间的结合性能。采用自行搭建的MSR试验系统,以甲烷转化率为指标对自制网状催化剂和商用颗粒型催化剂在不同反应温度和空速下的反应性能进行评价。结果表明:与商用颗粒型催化剂相比,自制网状催化剂具有更高的比表面积,在高空速下的甲烷转化率明显更优。但自制网状催化剂应用于MSR反应还存在产物中CO含量较高、催化剂易出现积炭等问题,有待进一步优化催化剂的活性组分。
介孔H-ZSM-5分子筛的制备及以其为载体的催化剂的催化裂化汽油加氢性能
李景锋 高海波 姚文君 向永生 张永泽 王高峰 瞿朝霞 边虎
2020, 51(8):  37-42. 
摘要 ( 258 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以廉价的橡胶乳液-3为介孔模板剂,通过优化晶化温度、晶化时间和凝胶中橡胶乳液-3干基与硅元素的质量比(R),以及采用蒸汽/柠檬酸组合处理,获得孔结构和酸性适宜的介孔H-ZSM-5分子筛,并对以此分子筛为载体制备的辛烷值恢复催化剂进行催化裂化汽油(催化汽油)加氢性能评价。表征结果表明:R、晶化温度和晶化时间的最佳值依次为0.26,190 ℃,48 h;蒸汽/柠檬酸组合处理在显著提高介孔H-ZSM-5分子筛介孔比例的同时可在较大范围内调控其酸性。以硫质量分数为113 μg/g、烯烃体积分数为40.9%的催化汽油为原料的加氢性能评价结果表明:与上一代工业化辛烷值恢复催化剂相比,新制备的辛烷值恢复催化剂作用下的加氢产品的烯烃体积分数降低2.2百分点,异构烷烃体积分数增加1.1百分点,芳烃体积分数增加1.1百分点,脱硫率增加11.5百分点,研究法辛烷值(RON)损失减小0.5个单位,液体收率相当。介孔H-ZSM-5分子筛具有较大平均孔径、较高强L酸酸量与B酸酸量的比值、较多弱酸量,有利于提高其对催化汽油降烯烃、保持高RON和高液体收率的能力;其较大平均孔径有利于活性金属在介孔分子筛中的分散,从而使其对催化汽油表现出较高的脱硫性能。
柴油加氢裂化装置精制剂失活原因分析
韩龙年 辛靖 陈禹霏 尉琳琳 范文轩 张萍
2020, 51(8):  43-49. 
摘要 ( 269 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对某炼油厂柴油加氢裂化装置停工换剂时,发现反应器床层顶部的加氢精制催化剂(简称精制剂)表面覆盖垢物的现象。对所取精制剂进行甲苯抽提、再生后采用比表面积及孔径分析仪、碳硫分析仪和扫描电子显微镜(SEM)等手段进行检测。结果表明:精制剂上沉积含P,Si,Fe的无机物,且在催化剂截面上呈现“蛋壳”型分布,是导致催化剂失活的主要原因。对此,建议炼油厂一方面要严格控制原料油中P,Si,Fe等杂质的含量,另一方面在保护剂优化级配装填时要装填部分捕硅剂,以保障主催化剂的活性,实现装置的平稳运行。
镧改性Cu-SSZ-13分子筛用于氨选择性催化还原催化剂研究
甄铁丽 李永红
2020, 51(8):  50-55. 
摘要 ( 332 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用一步法制备出Cu-SSZ-13分子筛,然后用不同浓度的硝酸镧溶液对制备的分子筛进行离子改性,通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR),H2程序升温还原(H2-TPR)、原位漫反射红外光谱(DRIFTS)等方法对催化剂进行表征,并评价其对氨选择性催化还原(NH3-SCR)过程的催化性能。结果表明:La0.015-Cu-SSZ-13催化剂的性能较Cu-SSZ-13有明显提高,其在 175~450 ℃范围的NO转化率达到 90%以上,具有较好的N2选择性;La改性Cu-SSZ-13的催化反应机理与Cu-SSZ-13类似,是通过表面氨物种和硝酸盐物种生成硝酸铵这一中间物种,然后硝酸铵被NO还原生成N2和H2O。
基础研究
ZSM-35分子筛酸性对正丁烯异构化性能的影响
刘晓华 黄文氢 满毅 宋建会 柳颖
2020, 51(8):  56-61. 
摘要 ( 282 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为了详尽定性和定量分析ZSM-35分子筛孔道内部和外部的酸中心,对在不同焙烧晶化条件下制备的3种ZSM-35分子筛样品(编号分别为GNJ,GNX,GW)采用NH3-TPD和吸附不同探针分子的31P MAS NMR谱进行表征,并在微反装置上对3种样品进行催化正丁烯异构化反应性能评价。结果表明:ZSM-35分子筛中Bronsted酸酸量远多于Lewis酸酸量,且不同制备方法得到的ZSM-35分子筛Bronsted酸强度与酸量不同;GNJ主要有1种弱Bronsted酸中心,GW有3种不同强度的Bronsted酸中心,较弱的Bronsted酸中心在孔道内部和外部均有分布,较强的两种Bronsted酸中心主要分布在孔道内部;GNX有两种不同强度的Bronsted酸中心,在孔道内部和外部均有分布,且GNX的Bronsted酸酸量高于GNJ和GW;催化正丁烯异构化反应时,ZSM-35分子筛的中强Bronsted酸中心是异丁烯生成的必要酸中心,且中强Bronsted酸中心更有利于异丁烯的生成,因此制备具有合适的中强Bronsted酸强度和酸分布的ZSM-35分子筛有利于正丁烯异构化反应的进行。
络合剂添加对CoMo催化剂加氢脱硫选择性的影响
靳凤英 范景新 郭春垒 刘航 臧甲忠 于海斌 王祥生 王亚权
2020, 51(8):  62-69. 
摘要 ( 324 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以ZSM-5-Al2O3复合物为载体制备了系列添加络合剂柠檬酸、氮川三乙酸、乙二胺四乙酸和环己二胺四乙酸的CoMo负载型催化剂,考察络合剂对CoMo催化剂加氢脱硫选择性的影响,并采用N2吸附-脱附、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、H2-程序升温还原、NH3-程序升温脱附、高分辨透射电镜、27Al固体高分辨核磁共振及X射线光电子能谱等手段进行表征。结果表明:催化剂制备过程中添加的络合剂优先与Co及载体中的Al络合,该络合作用可降低金属组分的还原温度,提高Mo的硫化度,增加催化剂活性中心数目。将络合剂引入催化剂后,MoS2片晶堆垛层数和MoS2片晶长度均增加,但 MoS2片晶堆垛层数对脱硫的促进作用占据主导地位,致使络合剂改性催化剂的脱硫活性增加幅度大于烯烃饱和活性增加幅度。
超稳Y型分子筛B酸中心可接近性的研究
孔维杰 王焕 张晓彤 宋丽娟
2020, 51(8):  70-75. 
摘要 ( 256 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
超稳Y分子筛B酸中心可接近性是影响其催化裂化性能的关键因素,选取超稳Y分子筛(USY)和常规HY分子筛进行对比,结合晶格结构和孔结构表征参数,采用原位红外光谱技术以3种不同尺寸的探针分子(吡啶、2,6-二甲基吡啶、2,6-二叔丁基吡啶)对两种分子筛的酸中心可接近性进行对比,并以大港轻柴油为原料进行催化裂化微反活性评价。结果表明:USY分子筛的超笼内B酸中心对较大尺寸探针的可接近性明显优于常规HY分子筛,并推断较低的B酸密度是USY分子筛表现出更高超笼内B酸中心可接近性的主要原因;USY分子筛的微反活性为69%,明显高于常规HY分子筛。
油品与添加剂
离子液体修饰纳米四氧化三铁作添加剂对硅基润滑脂摩擦学性能的影响
夏延秋 安冰洋
2020, 51(8):  76-80. 
摘要 ( 225 )   PDF  
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分别用3种不同的咪唑六氟磷酸盐离子液体修饰纳米Fe3O4颗粒作添加剂,制备了不同的硅基润滑脂,用GEST-121型体积表面电阻率仪测定润滑脂的体积电阻率,MTF-R4000型往复摩擦磨损试验机考察了硅基润滑脂的摩擦学性能,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了磨痕表面形貌。结果表明:离子液体修饰后的纳米Fe3O4能够进一步提高润滑脂的摩擦学性能,降低体积电阻。其优异的摩擦学性能和低电阻特性归结于纳米Fe3O4粒子与离子液体极性的相互作用。
水滑石/废橡胶粉复合改性沥青的制备及其性能研究
鲁玉莹 余黎明 杨加可 曾武松 陆江银
2020, 51(8):  81-86. 
摘要 ( 227 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以克拉玛依90号沥青作为基质沥青、废橡胶粉和水滑石(LDHs)作为改性剂,制备了LDHs/废橡胶粉复合改性沥青,在废橡胶粉加入量不变的条件下,考察LDHs加入量对复合改性沥青的物理性能、抗紫外老化性能和流变性能的影响。结果表明:当废橡胶粉加入量(w)为15%时,随着LDHs的加入,复合改性沥青的软化点升高,针入度和延度有所下降,两种改性剂相互结合,使复合改性沥青的物理性能得到改善,并且满足国家聚合物改性沥青标准的要求,考虑到改性剂成本,选取LDHs加入量(w)为3%~4%;LDHs的加入使复合改性沥青的软化点增量减小,残留针入度比和延度保留率上升,表明LDHs可明显提高复合改性沥青的抗紫外老化性能;LDHs的加入可使复合改性沥青复数模量和车辙因子增加,相位角下降,说明LDHs可提高复合改性沥青的抗车辙性能。
控制与优化
基于Aspen Plus的气体分馏装置的模拟与优化
吴昊天
2020, 51(8):  87-91. 
摘要 ( 363 )   PDF  
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以中国石化扬子石油化工有限公司炼油厂0.48 Mt/a的2号气体分馏装置为研究对象,利用Aspen Plus流程模拟软件对气体分馏装置工艺流程建立稳态模型,得到的模拟结果与装置生产实际情况相符合。在此基础上运用灵敏度分析工具,在保证各产品满足质量要求的前提下,以降低能耗、最大化增产丙烯为目标对装置精馏塔塔顶压力、回流比等重要操作参数进行分析优化。优化结果证明,在提高精丙烯塔塔顶压力、丙烯产品质量满足要求的条件下,气体分馏装置的丙烯收率有了显著提高。优化方案实施后,装置丙烯产品收率增加0.08百分点,每年可增加的经济效益约为92.05万元,说明应用流程模拟优化增产丙烯效果显著。
蒸汽管网智能监测系统的模拟应用
龚维
2020, 51(8):  92-97. 
摘要 ( 267 )   PDF  
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蒸汽管网智能监测系统可以对蒸汽管网的参数进行实时监测,并通过建立管网数学模型对蒸汽管网进行模拟计算。将该监测系统应用于中化泉州石化有限公司中压蒸汽管网,选取动力站供汽量为-30~60 t/h和30~90 t/h两种工况下对关键装置透平供汽量及进汽温度进行模拟分析,解决了部分装置透平进汽温度低的问题;提出了新增透平来消化富余蒸汽和稳定中压管网的途径,并模拟出新增透平的最佳位置在靠近催化裂化装置处,实现了整个蒸汽系统的节能优化和安全稳定运行。
节能减排
重油气化装置含氰废水处理技术对比
陈平平 胡德豪
2020, 51(8):  98-103. 
摘要 ( 245 )   PDF  
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某石化企业部分氧化制氢(POX)装置运行中产生大量含氰废水,影响下游污水处理厂正常运行。特别是在最上游常压蒸馏装置掺炼高氮原油时,污水处理厂氰化物问题凸显,废水排放超内控指标,严重制约该石化企业的原油采购。为使废水排放达到更富有前瞻性的环保排放要求及解除原油采购约束,该石化企业联合3家单位研发了催化氧化高温高压水解法、电催化氧化法和加药沉淀法3种除氰技术。对3种除氰技术进行了简单介绍,并对3种技术的优缺点进行了对比分析。
PTFE表面枝接纳米SiO2制备高效除油的超疏水材料
孙怡坤 李少萍
2020, 51(8):  104-110. 
摘要 ( 288 )   PDF  
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油水分离是工业生产中的重要过程之一,对简单环保的油水分离聚结材料的需求日增。为了开发新型超疏水材料,以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为中间体,使用枝接方法将纳米SiO2附着到聚四氟乙烯(PTFE)表面。X射线光电子能谱和扫描电镜表征结果表明,纳米SiO2均匀地黏附在PTFE表面,大大增加了表面粗糙度,形成了超疏水层。除油试验结果表明,改性材料具有良好的油水分离性能,耐酸碱、耐盐性好,且具有良好的稳定性和可重复使用性。新材料制备所用材料来源广泛,与其他技术相容性好,在油水分离工业中具有广阔的应用前景。
SINOALKY硫酸法烷基化装置用能分析及优化
刘健 杨跃进 黄永芳 宋晓峰
2020, 51(8):  111-114. 
摘要 ( 285 )   PDF  
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介绍了0.20 Mt/a SINOALKY硫酸法烷基化装置的能耗现状,分析了1.0 MPa蒸汽、循环水和除盐水耗量高的原因,采取了分馏塔降温降压操作、停用反应流出物酸碱水洗流程、降低制冷压缩机防喘振流量、优化节水等4方面的措施,共减少1.0 MPa蒸汽耗量9 t/h、3.5 MPa蒸汽耗量3 t/h、除盐水耗量7 t/h、用电量102.95 kW?h、用水340 t/h,综合测算,装置能耗已由开工初期的6 064.762 MJ/t降低至2019年12月的4 598 MJ/t以下。结合装置实际情况,提出了回收利用工艺介质低温热、回收利用凝结水低温热、增设机泵变频等建议,为装置下一步节能优化指明了方向。
综述
固体酸催化烯烃叠合技术研究进展
赵丽萍 伏朝林 邢恩会 陶志平 汪燮卿
2020, 51(8):  115-120. 
摘要 ( 236 )   PDF  
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随着我国炼油工艺和汽油池结构的不断调整,通过烯烃叠合反应将C4烯烃转化为高辛烷值清洁汽油组分的技术得到快速发展,其中固体酸催化剂在烯烃叠合技术工艺中应用最广泛。简单介绍烯烃叠合技术原料来源及加工路径,总结目前应用广泛的各类固体酸催化剂使用情况,主要包括固体磷酸、酸性树脂、分子筛、白土、杂多酸、磺化金属氧化物以及金属/酸载体负载型催化剂等,结合固体酸催化剂反应机理发现,分子筛催化剂由于孔道和酸性可调、易再生、无污染、活性高等特点,具备广阔的市场应用前景。