Please wait a minute...

当期目录

2022年 第53卷 第11期    刊出日期:2022-11-12
综述
支持燃油汽车低碳和污染物超低排放的高效高清洁汽柴油标准
曹湘洪
2022, 53(11):  1-10. 
摘要 ( 225 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
分析了电动汽车、氢燃料电池汽车在未来发展过程中面临的挑战,油电混合动力汽车在节油减碳和尾气中污染物超低排放中的作用,提出未来较长时间内汽车动力会呈现电、氢、油共存的格局。针对未来汽柴油的市场需求,提出炼油企业要致力开发高效高清洁汽柴油,支持燃油汽车实现低碳和污染物超低排放。综合国际、国内进行的油品质量对污染物及碳排放影响的研究结果和国外主要汽车制造商对未来油品质量指标的诉求,对我国高效高清洁汽柴油的主要技术指标、标准制定研究、主要技术开发课题及推进策略提出了具体建议。
分布式制氢技术进展及成本分析
冯云 曹田田 宋海涛 林伟
2022, 53(11):  11-16. 
摘要 ( 608 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
当前,中国交通能源用氢气主要采用20 MPa长管拖车运输,运输效率低且成本较高,一定程度上限制了氢能的大规模应用。分布式制氢由于无氢气长距离运输困扰而受到人们越来越多重视。介绍了分布式甲醇制氢、天然气制氢、碱性电解水制氢、质子交换膜(PEM)电解水制氢以及氨分解制氢的技术进展并分析了制氢成本。分布式甲醇和天然气重整制氢技术较为成熟,原料价格对制氢成本影响较大;两种分布式电解水制氢方式均实现商业化应用,电价是影响制氢成本的重要因素,此外PEM电解水制氢设备初始投资较高,进一步增加了制氢成本;对于分布式氨分解制氢,商用技术有进一步提高,当前阶段经济竞争力低于甲醇制氢,但在碳中和背景下具有一定应用潜力。
浆态床渣油加氢技术现状与展望
邵志才
2022, 53(11):  17-23. 
摘要 ( 510 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
近年来国内原油进口依存度一直处于高位,原油资源需要高效利用。重质馏分油特别是渣油的高效转化至关重要,浆态床渣油加氢技术由于其能加工劣质原料且转化率高,是将重油转化为高价值运输燃料和石化产品的较好选择。重点介绍了国内外典型浆态床渣油加氢技术,包括委内瑞拉国家石油公司的HDH-Plus技术、美国环球石油公司的Uniflex技术、美国雪佛龙鲁姆斯公司的LC-Slurry技术和VRSH技术、意大利埃尼公司的EST技术、中石化石油化工科学研究院有限公司的RMAC技术,比较了上述技术的特点,分析其技术难点,建议加强浆态床渣油加氢工艺、工程和催化剂等方面的研究。
加工工艺
渣油选择性加氢脱硫技术研究
邓中活 任亮 邵志才 戴立顺 孙淑玲 户安鹏
2022, 53(11):  24-29. 
摘要 ( 232 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以中东高硫渣油为原料,从催化剂开发、工艺条件优化、催化剂级配及活性稳定性考察等角度深入研究并开发了渣油选择性加氢脱硫技术。结果表明:新开发的渣油选择性加氢脱硫催化剂(包括专用脱金属剂和专用脱硫剂)的加氢脱硫活性显著高于常规渣油加氢催化剂(包括相应的常规脱金属剂和常规脱硫剂);在加氢生成油硫含量相当的情况下,合适的氢分压、较低的体积空速、较高的氢油比以及较低的反应温度可以提高脱硫选择性;与常规渣油加氢脱硫技术相比,在脱硫率相当的情况下,新开发的渣油选择性加氢脱硫技术的反应温度低7 ℃,加氢生成油的残炭升高率为11.5%,加氢过程的氢耗降低率为7%~11%。
劣质重油高选择性催化裂化(RTC-G)技术的工业应用
刘天波 陈学峰 武一 吴言泽 张执刚 白风宇 龚剑洪
2022, 53(11):  30-35. 
摘要 ( 250 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以高选择性、低能耗地将劣质重质原料转化为优质清洁油品和化工原料为目标,中石化石油化工科学研究院有限公司开发了高选择性催化裂化(RTC-G)技术,并在中国石化济南分公司进行了首次工业应用。与空白标定相比,在相同转化率下,液化气收率增加1.96百分点,汽油收率降低0.51百分点,干气产率和焦炭产率分别降低0.49百分点和0.80百分点,油浆产率降低2.18百分点,产品分布明显改善;适当提高转化率,液化气收率基本不变,汽油收率增加3.73百分点,油浆产率降低3.21百分点,焦炭选择性降低0.78百分点。使用RTC-G技术后,高价值产品选择性提高,产品结构进一步改善。RTC-G技术成为“双碳”目标背景下企业降碳增效的有效手段。
润滑油加氢组合技术的工业应用
宋以常 王鲁强
2022, 53(11):  36-41. 
摘要 ( 199 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
中国石化北京燕山分公司新建润滑油加氢装置采用中石化石油化工科学研究院有限公司开发的RLT加氢处理技术与埃克森-美孚公司MSDW异构降凝技术的组合技术,于2021年9月全流程开车一次成功。通过加工高硫原油的减三线蜡油,稳定生产了API III 6 基础油;通过加工高硫原油的减二线蜡油,稳定生产了API III 4 基础油。结果表明,该润滑油加氢装置采用组合技术,原料适应性强,目的产品选择性好且质量稳定。
基础研究
柴油十六烷值预测模型研究
李琳 王鹏飞 孙悦超 刘顺涛 李少玉
2022, 53(11):  42-45. 
摘要 ( 211 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
目前,测定柴油十六烷值的试验机价格较高,现有十六烷指数预测精度低,为满足炼油厂生产柴油在线调合的需要,迫切需要建立预测精度高的柴油十六烷值预测模型。基于450个具有代表性的柴油样本,建立了柴油理化性质、烃族组成与十六烷值数据库;进而采用逐步回归分析方法,应用统计产品和服务解决方案(SPSS)软件,建立了基于柴油理化性质的十六烷值预测模型和基于柴油烃族组成的十六烷值预测模型。采用F检验、T检验、残差分析验证了上述模型的有效性,并通过计算均方根误差,比较了上述两个模型的精度,结果表明,两种预测模型均有效,基于理化性质模型的预测精度优于基于烃族组成的模型。
TON分子筛上丁烷异构体吸附行为的分子模拟
许嘉楠 李强 秦玉才 宋丽娟
2022, 53(11):  46-53. 
摘要 ( 197 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
利用巨正则蒙特卡洛方法,对正丁烷和异丁烷在TON分子筛上的吸附行为进行模拟研究。模拟273,303,373 K下,正丁烷、异丁烷分子在TON分子筛上的单组分吸附等温线,并进行Langmuir,Langmuir-Freundlich,Toth吸附等温线模型拟合,分析其吸附势能、密度分布、吸附热等性质;然后对等物质的量比的正丁烷/异丁烷混合物的吸附进行模拟,考察丁烷异构体的吸附选择性。结果表明:正丁烷、异丁烷在TON分子筛上的吸附更符合Toth吸附模型;与异丁烷相比,正丁烷在TON分子筛上有更高的吸附量;当正丁烷/异丁烷混合组分在TON分子筛上发生竞争吸附时,正丁烷的吸附量远大于异丁烷的吸附量,可判断TON分子筛对正丁烷相比异丁烷有更好的吸附分离效果。
废塑料裂解油加氢脱有机氯化物复杂反应体系的热力学分析
郝清泉 刘宗鹏 武本成 朱建华
2022, 53(11):  54-64. 
摘要 ( 262 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用Aspen Plus软件,对从废塑料裂解油中鉴定出的13种有机氯化物在指定加氢反应条件下的加氢脱氯复杂反应体系的热力学进行了分析。首先,基于吉布斯自由能最小化原理的热力学分析方法,使用Aspen Plus软件中的Gibbs反应器进行模拟分析,确定在指定初始组成及反应条件下各种有机氯化物的平衡组成;然后,采用灵敏度分析工具,考察了氢油比、反应温度及压力等因素对该复杂反应体系平衡组成的影响,并探究了氢气与各种有机氯化物反应的先后顺序。分析结果表明:在指定的反应条件下,该复杂反应体系中13种有机氯化物的加氢脱氯反应均可自发进行,且基本上均可反应完全;对于给定有机氯化物初始组成的废塑料裂解油,其加氢脱氯的适宜反应条件为反应温度300~320 ℃、压力3~5 MPa、氢油体积比3.7;与氯代芳烃相比,氯代烯烃和氯代烷烃优先与氢气进行加氢脱氯反应;在氢气过量的条件下,氯代烷烃的反应完全程度低于氯代烯烃和氯代芳烃。
催化剂
Ni基双金属催化剂的制备及其加氢脱氧反应性能
鲁玉莹 王宗宝 肖海成 徐华 张鹏 吕雉
2022, 53(11):  65-69. 
摘要 ( 233 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用浸渍法制备了一系列负载于γ-Al2O3上的Ni基双金属催化剂,考察助剂金属(Mo,Co,Ce)对Ni基催化剂加氢脱氧反应性能的影响。采用X射线衍射、低温N2物理吸附、NH3程序升温脱附、H2程序升温还原、X射线光电子能谱等表征手段对催化剂进行表征。以正丁醇为模型化合物,在固定床微型反应装置上对催化剂的加氢脱氧性能进行评价,结果表明助剂Ce对催化剂加氢脱氧反应性能的促进作用最为显著,在210 ℃时基本实现正丁醇的完全转化,助剂Mo对C-O键的活化能力更强,对产物正丁烷的选择性明显高于其余助剂。
体相催化剂在加氢裂化装置中的应用
姜维
2022, 53(11):  70-76. 
摘要 ( 181 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
中国石化金陵分公司加氢裂化装置第六周期采用FF-66加氢精制催化剂及FC-16B/FC-14组合加氢裂化催化剂,装置运行36个月后,产品变压器油氧化安定性降低,倾点较高,尾油黏度指数无法满足润滑油基础油的需求。为了改善产品质量,提高加氢能力,装置第七周期精制剂采用FF-66级配体相催化剂FTX-1,裂化剂采用FC-16B/FC-14级配体相催化剂FTXC-1。标定结果表明,与第六周期相比,第七周期产品重石脑油硫质量分数从4.0 μg/g降低至1.3 μg/g,喷气燃料烟点从25.4 mm升高至26.8 mm,变压器油倾点从-9 ℃降低至-12 ℃。芳烃含量高是变压器油氧化安定性差的主要原因,通过加氢饱和处理,变压器油的芳烃质量分数从约10%降至最低约0.5%,氧化安定性得以改善。但是,第七周期尾油黏度指数为91,未能满足润滑油基础油的要求,可以通过掺炼石蜡基油种的蜡油和提高裂化剂的开环能力来提升尾油黏度指数。
表层富硅USY分子筛的制备及其催化性能研究
牟晓宇 鞠冠男 袁程远
2022, 53(11):  77-81. 
摘要 ( 197 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
针对常规“水热超稳”工艺改性的USY分子筛性质和性能上的不足,将常规“二交二焙”的“水热超稳”工艺与原位硅改性方法结合,制备了表层富硅USY分子筛,并将其用于催化裂化(FCC)催化剂的制备;采用X射线衍射、N2吸附-脱附、NH3程序升温脱附、扫描电镜等表征手段对所制分子筛进行了表征,并通过ACE装置评价了所制FCC催化剂的性能。结果表明:表层富硅USY分子筛的结晶度、晶胞参数、比表面积、孔体积、表面酸性、微反活性等性质均明显优于常规USY分子筛;与由常规USY分子筛制备的FCC催化剂相比,重油在由表层富硅USY分子筛制备的FCC催化剂上裂化,其转化率提高3.70百分点,汽油收率和液体产物总收率分别提高了2.31百分点和1.32百分点,说明以表层富硅USY分子筛制备的FCC催化剂具有优良的催化性能。
碱处理Hβ分子筛催化苯与乙烯液相烷基化反应
刘一达 郭豹 唐仕雄 刘继东 吕建华
2022, 53(11):  82-88. 
摘要 ( 229 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
采用不同浓度的氢氧化钠溶液对Hβ分子筛进行碱处理,然后使用X射线衍射、X射线荧光光谱、NH3程序升温脱附等技术进行表征,并用于催化苯与乙烯烷基化反应。结果表明:与Hβ原粉相比,碱处理后的分子筛表现出更高的催化活性,这主要由于改性后Hβ晶体表面上的非晶态颗粒被清除,反应物和产物的扩散效果增强,从而提高了分子筛的催化活性;即使碱液浓度较高造成分子筛结构坍塌,所得碱处理分子筛仍然表现出较好的选择性。其中,采用0.08 mol/L 氢氧化钠溶液,在60 ℃下碱处理60 min所得Hβ分子筛催化苯与乙烯烷基化反应的性能最好,转化率为87.29%,乙苯选择性为91.67%。
油品与添加剂
黄原酸酯硫化物的合成及其摩擦学性能研究
华渠成 倪清 龙军 段庆华
2022, 53(11):  89-95. 
摘要 ( 197 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
合成了两种含有双黄原酸酯结构的润滑油添加剂,通过核磁共振、红外光谱、元素分析等技术手段表征了产物的结构,测定了合成产物的气味等级、油溶性、铜片腐蚀性能、极压抗磨性,以及试验钢球磨斑表面的元素组成与赋存状态。结果表明: 合成的两种黄原酸酯多硫化物均具有良好的油溶性、铜片腐蚀性能和极压抗磨性能,且气味较小;黄原酸酯多硫化物比黄原酸酯二硫化物的极压性能更优;两种黄原酸酯硫化物的极压抗磨性能均优于硫化异丁烯。
高碱值复合磺酸钙基润滑脂的制备工艺优化
郭萧 丁丽芹 姚文钊
2022, 53(11):  96-101. 
摘要 ( 267 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用单因素试验法,通过考察润滑油基础油(简称基础油)种类、加料顺序、转化阶段反应温度与反应时间对制得润滑脂性能的影响,优化高碱值复合磺酸钙基润滑脂的制备工艺。结果表明:在以基础油A为润滑脂基础油、加料顺序为在转化阶段同时加入高碱值磺酸钙和脂肪酸D、转化反应温度为85 ℃、反应时间为2.5 h的条件下制得的高碱值复合磺酸钙基润滑脂的性能最好,其滴点超过343 ℃,高于GB/T 3498—2008标准中的滴点高限,工作锥入度(0.1 mm)为279,钢网分油率为2.17%,极压抗磨性能优秀,多项性能优于市售同类润滑脂。
节能减排
气升式环流反应器光催化处理难降解有机污染物试验研究
程彬彬 刘植昌 陈春茂 杨大鹏
2022, 53(11):  102-109. 
摘要 ( 186 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
利用气升式环流光催化反应器对难生化降解活性艳红X-3B的光催化降解性能进行了研究。系统分析了底物初始浓度、溶液初始pH、催化剂投加量、反应温度、曝气量以及紫外光辐射强度等因素对底物光催化降解反应的影响。结果表明,在反应溶液pH为4~10、催化剂质量分数为0.5 g/L、曝气量为2.5 m3/h、活性艳红X-3B初始浓度为50 mg/L的条件下,活性艳红X-3B光催化3 h后的降解率可达到85%以上。反应动力学研究结果表明,活性艳红X-3B光催化降解可用Langmuir-Hinshelwood 模型描述。建立了以反应时间、底物初始浓度、紫外光强度和曝气量为变量预测体系对活性艳红X-3B的光催化降解效果经验模型,预测值与试验值间的决定系数为0.958,可为后续放大试验提供借鉴。
氨选择性催化还原废催化剂资源化回用及性能研究
张涛
2022, 53(11):  110-116. 
摘要 ( 197 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
氨选择性催化还原(SCR)废催化剂中含有大量钛、钒和钨等金属,对其进行资源化回用,不但能防止金属资源浪费,还能减少环境污染及降低脱硝催化剂生产成本。以钛白粉掺混酸洗废SCR催化剂为载体,采用挤出成型法制备新的蜂窝脱硝催化剂,通过X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,考察酸洗废SCR催化剂掺混量对蜂窝脱硝催化剂机械性能、脱硝性能及稳定性的影响。结果表明:与以纯钛白粉制备催化剂相比,掺混酸洗废SCR催化剂不改变催化剂的晶相结构;催化剂的比表面积、孔体积均随着酸洗废SCR催化剂掺混量的增加而降低,并且掺混量大时催化剂的机械强度高,抗磨性能强;当酸洗废SCR催化剂的掺混量(w)为30%时,所制备的蜂窝脱硝催化剂仍能保持与使用纯钛白粉制备的催化剂相当的脱硝效率和脱硝活性,且具有较好的脱硝稳定性。
催化裂化装置选择性催化还原脱硝技术应用中的问题及解决方案
余璐 高勇强 范玉龙 徐梦飞
2022, 53(11):  117-122. 
摘要 ( 190 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为保障催化裂化装置长周期运行,分析选择性催化还原(SCR)模块所在余热锅炉压降持续增加的原因,并针对性的提出解决方案。结果表明:黏性较强、易沉积的硫酸氢氨(NH4HSO4)的生成是余热锅炉压降增大的主要原因;使用脱硫脱硝助剂降低SCR脱硝模块入口烟气中氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)浓度,可大幅减少SCR模块喷氨量,有效抑制NH4HSO4的生成。工业应用结果表明:使用SDJF-A1型脱硫脱硝助剂后,反应-再生系统中NOx转化率高达69.08%~81.27%,烟气中NOx、SO2的浓度均大幅降低,余热锅炉的吹灰系统优化运行和提升省煤器温度分解NH4HSO4等方法在控制余热锅炉压降升高方面均有一定成效。进一步可采取优化SCR喷氨系统、提高SCR模块反应温度和改进吹灰系统的措施来保障装置的长周期运行。
分析与评定
浆态床渣油加氢物料中钼含量的测定方法研究
侯小敏 王轲 徐茜 吴梅
2022, 53(11):  123-127. 
摘要 ( 179 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
采用干灰化的样品预处理方法,使用电感耦合等离子体发射光谱仪,建立浆态床渣油加氢物料中钼(有机钼和无机钼)含量测定的分析方法。考察样品前处理过程中的灰化温度、灰化时间和酸处理条件等对钼含量测定的影响。结果表明,当灰化温度为430~480 ℃、灰化时间不小于10 h、溶解灰分的酸为盐酸或硝酸时,可准确测定浆态床渣油加氢物料中的钼(有机钼和无机钼)含量。该方法的相对标准偏差不大于1%,加标回收率为97%~102%。满足元素分析的一般要求。与国家标准GB/T 37160—2019方法相比,该方法降低了灰化温度,减少了酸用量,钼含量测定结果更准确。
控制与优化
基于CAPE-OPEN标准的硫酸法烷基化反应器建模及全流程模拟
梁元强 欧阳福生 张振远 陈玉石 钱学勤 李金方
2022, 53(11):  128-134. 
摘要 ( 452 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以针对DuPont公司Stratco工艺建立的硫酸法烷基化机理模型为基础,采用C++和COM技术开发了符合CAPE-OPEN标准的硫酸法烷基化反应器单元操作模块,该模块通过实现单元操作接口和热力学物性接口可与通用化工流程模拟软件进行交互;建立了便捷、友好的用户操作界面。将硫酸法烷基化反应器模块内嵌于Aspen Plus中,并借助于Aspen Plus本身的物性数据、热力学方法和常规单元操作模块可实现烷基化工艺的全流程模拟。实际案例验证表明,模拟结果与工业实际值吻合良好,说明所建立的CAPE-OPEN烷基化反应器模块稳定可靠,将对硫酸法烷基化装置的流程模拟、参数优化起到重要的指导作用。