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当期目录

2023年 第54卷 第1期    刊出日期:2023-01-12
综述
我国炼油行业低碳发展路径分析
李明丰 吴昊 李延军 秦康 于博
2023, 54(1):  1-9. 
摘要 ( 816 )   PDF  
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“双碳”目标既是炼油行业面临的时代挑战,也是行业实现高质量发展的重要机遇,行业的低碳发展需统筹整体与局部、发展与减排、短期与中长期的关系,根据具体减排场景选择不同的减排路径。能量高效利用、资源高效利用、资源循环利用、可再生资源利用、低碳炼化工艺、绿氢炼化、CO2化学利用、智能化技术可在行业发展不同阶段提供低碳发展支撑,助力炼油行业“双碳”目标早日实现。
国际碳交易实践对我国的启示
吴昌政 谢全模 刘可 闫志成 万金泉 林逸宁
2023, 54(1):  10-16. 
摘要 ( 263 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
在“后疫情”和“双碳目标”时代,我国碳交易市场的研究重点由基础框架设计转向了实践过程中的问题解决和发展路径。国外各大碳交易市场已经发展多年,又经历了金融危机和新冠肺炎疫情等的冲击,拥有相当丰富的实践经验。全面分析欧盟、美国、新西兰、韩国、日本等具有代表性的组织或国家在碳交易过程中遇到的重要问题和应对措施,归纳国外碳交易实践的宝贵经验,同时对比中外碳交易国情的异同,结合中国目前的碳交易市场发展情况,提出选择合适排放上限、平衡调控、制定价格稳定机制、留有接口国际合作等吸收国外先进经验又充分具有中国特色的碳交易策略。
小晶粒磷酸硅铝分子筛合成方法的研究进展
蔡凯 唐立文 于善青 刘雨晴 林伟
2023, 54(1):  17-29. 
摘要 ( 190 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
磷酸硅铝分子筛(SAPO)是一类重要的无机多孔材料,近年来被广泛应用于催化、吸附、分离和环保等诸多领域。SAPO分子筛狭窄的微孔孔道会带来较大的传质阻力,不利于反应物分子与孔道内部活性位点接触。减小SAPO分子筛的晶粒尺寸可以缩短反应物分子在孔道内的停留时间,从而提高活性中心的利用率。综述了国内外近年来小晶粒SAPO分子筛合成方法的研究进展,包括混合模板剂法、晶种诱导法等,并对每种合成方法的优点和缺点进行了介绍和对比。混合模板剂法合成小晶粒SAPO分子筛流程简单、工艺成熟,未来的研究方向应聚焦如何降低有机模板剂的使用量。其余的合成方法大多处于理论研究阶段,未来的研究方向不仅要关注合成工艺的优化,也应注重分子筛合成设备的开发。
催化剂
ZSM-22催化乙烯叠合制备燃料油的研究
伏朝林 赵杰 赵丽萍 邢恩会 汪燮卿
2023, 54(1):  30-37. 
摘要 ( 157 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
来源于炼油厂的干气、液化气以及生物质或CO2转化制得的低碳烯烃经叠合反应可制备清洁的高品质液体燃料。以乙烯为低碳烯烃代表物,分别考察ZSM-22以及经四乙基氢氧化铵(TEAOH)改性处理的ZSM-22-A催化剂对乙烯叠合制备燃料油的作用并同时对反应条件进行了考察。结果发现,TEAOH改性具有脱硅扩孔、增多酸量的作用,ZSM-22-A表现出了更高的催化活性。该反应合适的温度为280 ℃,压力为5 MPa,质量空速为0.15 ~1.35 h-1(根据油品目标进行选择)。进一步考察了两种催化剂的稳定性,发现ZSM-22在反应280 h后开始出现失活,而ZSM-22-A在反应400 h后仍未失活,具有更高的稳定性,表明利用TEAOH改性ZSM-22对于乙烯叠合制备液体燃料具有良好的应用前景。
催化材料对加氢裂化尾油催化裂解异构化反应的影响
蔡世宇 杨超 朱根权
2023, 54(1):  38-43. 
摘要 ( 168 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
利用小型固定流化床催化裂化试验装置,研究了ZSP分子筛催化剂、Y分子筛催化剂及其混合体系对加氢裂化尾油催化裂解产物分布的影响,探究了不同催化材料对催化裂解过程中异构化反应的作用,以及对催化裂解过程中裂化、芳构化、氢转移反应的影响。提出以汽油馏分产物组成表征催化裂解产物异构化程度的异构化指数ISOI。结果表明:随着催化剂中择形分子筛比例增加,催化裂解过程中异构化反应程度降低,裂化反应程度增加,氢转移反应程度降低,芳构化反应程度降低;采用100%ZSP分子筛催化剂时,加氢裂化尾油产物中裂化气异构化指数BG1为1.13,汽油异构化指数ISOI为0.83,异构烃类产率降至29.45%,乙烯的单程产率可达7.22%,丙烯的单程产率可达23.66%;相比于Y分子筛,ZSP分子筛有助于降低加氢裂化尾油催化裂解过程中异构化产物的产率,增产低碳烯烃。
抗水性天然气汽车尾气催化氧化催化剂研发
刘世达 侯栓弟
2023, 54(1):  44-51. 
摘要 ( 151 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
制备了系列Pd/Al2O3基天然气汽车尾气净化催化剂并对其进行了改性处理,通过N2吸附-脱附、X射线衍射、热稳定性测试、催化剂活性评价等手段考察了水热处理、焙烧、稀土金属改性等处理过程对催化剂活性和抗水性能的影响。结果表明:水热处理可以在催化剂表面产生大量羟基基团,进而在后续的焙烧过程中脱离形成大量氧缺陷位,促进金属活性中心的分散,增强活性中心与金属表面的相互作用;焙烧温度对水热处理后的催化剂的活性有较大影响,随着焙烧温度的升高,经焙烧制得催化剂的比表面积和孔体积都明显增大;稀土金属助剂的引入不会明显改变催化剂的孔道结构,但是可以在一定程度上增强催化剂的水热稳定性;以丁醇为溶剂,经水热处理、650 ℃焙烧、质量分数2%镧改性制得了性能最优的1%Pd/HTT-2La-B-Al2O3催化剂,其在305 ℃下催化甲烷氧化反应的转化率达90%。
高岭土微球/细粉混合晶化制备高结晶度Y分子筛
熊晓云 潘志爽 杜学敏 胡清勋
2023, 54(1):  52-57. 
摘要 ( 106 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用高岭土微球、细粉为原料,分别经过高温和中温焙烧得到相应的高土微球/细粉、偏土细粉/微球,通过微球、细粉混合原位晶化的方式,合成了Y分子筛,并采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜进行了表征。结果表明:高土和偏土混合晶化中,偏土晶化产物具有更高的结晶度;在液固质量比为2.5、高土微球和偏土细粉质量比为1:1时,分离得到的偏土晶化产物(命名为PK-1)Y分子筛结晶度可达81%,介孔孔体积和外比表面积分别为0.13 cm3/g和53.3 m2/g,高于对比工业NaY分子筛的0.02 cm3/g和28.8 m2/g;PK-1的晶体粒度为300~600 nm。ACE评价结果显示,与工业NaY分子筛相比,采用PK-1所制备的催化剂具有更好的重油转化能力和更优的焦炭选择性。
全硫化型FHUDS-10催化剂的首次工业应用
代萌 李士才 刘丽 马庆鲁 任兴杰 徐大海 丁贺 李扬 牛世坤
2023, 54(1):  58-62. 
摘要 ( 190 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
介绍了全硫化型FHUDS-10催化剂在山东京博石油化工有限公司1.2 Mt/a柴油加氢装置的首次工业应用情况。结果表明:与采用氧化态催化剂相比,采用全硫化型FHUDS-10催化剂的开工时间缩短约20 h;以直馏柴油和焦化汽柴油混合油为原料,在压力为7.4 MPa、入口温度为314 ℃、出口温度为364 ℃、主催化剂体积空速为0.85 h-1的条件下对装置运行情况进行标定,所得精制柴油产品的多环芳烃质量分数为4.2%,硫质量分数为4.0μg/g;装置稳定运行7个月以来,生产的精制柴油硫含量满足车用柴油国Ⅵ质量标准,说明全硫化型FHUDS-10催化剂具有良好的活性。
加工工艺
适应炼油结构转型的固定床渣油加氢技术选择
邵志才 邓中活 刘涛 任亮 胡大为 戴立顺
2023, 54(1):  63-68. 
摘要 ( 192 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
开发了固定床渣油深度加氢技术,可利用重质原料为催化裂解提供原料而多产丙烯。高硫低氮类常压渣油加氢后的产物氢含量增加值更高,更适宜用作渣油深度加氢技术的原料来生产优质催化裂解原料。利用硫质量分数4.95%的中东减压渣油开展相关研究,开发了固定床渣油加氢-延迟焦化组合生产低硫石油焦的工艺,结果表明:当加氢渣油的硫质量分数降低至0.52%时,石油焦的硫质量分数降至2.8%;随着渣油加氢深度的提高,硫传递系数相应增加;渣油加氢深度对延迟焦化产物分布影响明显,随着脱硫深度的提高,石油焦产率逐渐降低,液体产品产率明显增加。开发的高硫渣油深度脱硫生产低硫重质船用燃料油技术,结合具有活性缓释功能的渣油加氢脱金属脱硫催化剂的开发,提出了相应的催化剂级配技术,使整体催化剂的脱硫活性稳定性大幅提高,A公司利用此技术实现了稳定生产低硫重质船用燃料油。
直馏柴油芳烃抽提工艺的优化
周昌鑫 高思亮 田龙胜 唐文成 赵明
2023, 54(1):  69-75. 
摘要 ( 194 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
对模拟直馏柴油芳烃抽提萃取剂进行了筛选,优化了芳烃抽提条件;考察了不同反萃剂、水/溶剂比、反萃剂/溶剂比、精馏塔塔釜温度对溶剂回收过程的影响。结果表明:增大溶剂/原料比对提高萃取选择性和芳烃脱除率均有利;升温会导致选择性下降、芳烃脱除率提高;增大水/溶剂比、反萃剂/溶剂比及精馏塔塔釜温度均有利于提高回收溶剂纯度。在溶剂/原料质量比为3.0、萃取温度为60 ℃的最优萃取条件下,用3-甲基环丁砜(3-SUL)对实际直馏柴油进行7级逆流萃取,抽余油中芳烃质量分数降至6.6%,芳烃脱除率达到78.2%。在温度为20 ℃、反萃剂/溶剂质量比为0.5、水/溶剂质量比为0.15的最优反萃取条件下,用环戊烷对溶有萃取物的富溶剂进行3级反萃取,回收溶剂中3-SUL的质量分数为99.01%。
基于分子结构的渣油沸腾床加氢转化特点研究
刘玲 孟兆会 葛海龙 杨涛
2023, 54(1):  76-82. 
摘要 ( 124 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以氮含量不同的两种渣油为研究对象,在相同工艺条件下分别开展沸腾床加氢转化试验,对原料油及其加氢生成油进行性质分析和结构表征,考察两种渣油的沸腾床加氢转化特点,并从分子结构角度对其进行解释。结果表明:与氮含量较低的渣油相比,氮含量较高渣油的平均分子结构中芳香环缩合程度更高、芳香环数更多且周边含有更多环烷环,且由于其硫含量高,高故可能含有更多的群岛型结构分子;随着反应温度的升高,氮含量较高渣油的群岛型分子的硫桥键断裂,分子扩散阻力降低,使其更容易接近催化剂活性中心发生转化;同时,氮含量较高渣油更容易发生环烷环脱氢、芳香环缩合等反应,生成结焦前躯物,这是沸腾床工艺在处理氮含量高的渣油时需要严格控制转化深度的原因之一。
掺炼轻脱沥青油对DCC-plus催化裂解装置的影响及对策
赵长斌 王胜潮
2023, 54(1):  83-89. 
摘要 ( 156 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
某公司根据DCC-plus装置工艺特点,为增加经济效益,拓宽DCC-plus装置的原料来源,在轻脱沥青油裂解性能实验室评价结果的基础上,确定了掺炼比不大于20%的最佳比例,并从2022年5月在DCC-plus装置上开始掺炼轻脱沥青油。针对掺炼轻脱沥青油后,混合原料性质变差,对装置的产品分布、产品性质、操作参数、催化剂、能耗以及烟气污染物浓度产生的影响进行了分析,同时提出了相应的对策,不仅保证了装置的平稳运行,而且获得了较好的经济效益,经测算,掺炼轻脱沥青油后,常减压蒸馏装置减少了高价的石蜡基原油的加工量,可获得540元/t(对轻脱沥青油)的效益,年增效益1.9亿元。
基础研究
不同元素改性氧化铝的耐磨性能
李学锋 何金龙 陈耀 张晓昕
2023, 54(1):  90-94. 
摘要 ( 127 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用饱和浸渍法制备了由锌、镁、磷、硅等不同元素改性的氧化铝,并模拟浆态床反应过程,利用浊度分析方法测定了不同元素改性氧化铝微球的耐磨性能。结果表明:上述改性处理并不能改变氧化铝微球的物理磨损性能,但相对于未改性的氧化铝,经不同元素改性的氧化铝微球在水热条件下的耐磨性能均得到提升,其中以正硅酸四乙酯为原料的硅改性氧化铝耐磨性能最佳。采用X射线衍射、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱对产生这种差异的原因进行分析,发现硅改性形成的硅羟基会取代氧化铝表面的铝羟基形成Al—O—Si 键,减弱了氧化铝对水的吸附,提高了氧化铝抗水合能力,进而提高了硅改性氧化铝微球水热条件下的耐磨性能。
基于流体微团的油滴碰撞聚结过程研究
吴波 陈小元 王委 孙启轩 张新月 吴震 薛建良
2023, 54(1):  95-103. 
摘要 ( 147 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
建立反映油滴粒子聚结规律的流体微团模型,并使用耦合表面张力模型的CLSVOF多相流模型以及标准k-ε湍流模型对油滴粒子碰撞聚结过程进行模拟研究。结果表明:在接近速率为0.50 m/s的条件下,非均匀粒径油滴发生正向碰撞聚结的概率大于均匀粒径油滴;均匀粒径油滴发生正向碰撞聚结的概率随接近速率的增加而呈非线性增加,当接近速率从0.16 m/s提升至0.80 m/s时,其发生正向碰撞聚结的概率约增加17%;均匀粒径油滴在接近速率为0.50 m/s的条件下,油滴发生碰撞聚结的概率与碰撞角度呈负相关关系,发生碰撞聚结的有效碰撞角度介于0°~45°之间。
O2/CO2气氛催化裂化催化剂再生动力学研究
孙世源 王龙延 孟凡东 闫鸿飞 杨鑫
2023, 54(1):  104-108. 
摘要 ( 135 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
在固定流化床试验装置上,分别开展催化裂化催化剂的空气气氛烧焦再生(简称常规再生)试验和O2/CO2气氛烧焦再生(简称O2/CO2气氛再生)试验,基于此进行常规再生和O2/CO2气氛再生的动力学研究。结果表明:O2/CO2气氛再生和常规再生的反应活化能相近,二者分别为108 kJ/mol和105 kJ/mol;O2/CO2气氛再生的表观反应速率常数大于常规再生,其烧焦性能优于常规再生,可以允许待生催化剂有更高的含碳量;对于O2/CO2气氛再生,随着混合气中初始O2含量的增大,催化剂的烧焦性能显著增强。
油品与添加剂
纳米氧化锌与阴离子和非离子表面活性剂协同作用降低稠油黏度的研究
杨哲成 徐心茹 袁佩青 杨敬一
2023, 54(1):  109-117. 
摘要 ( 196 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
研究了Tween-80和十二烷基苯磺酸等17种表面活性剂和ZnO、Fe3O4纳米颗粒对新疆稠油的分散降黏效果,采用元素分析、凝胶渗透色谱、傅里叶变换红外光谱等方法对新疆稠油中沥青质组分和结构进行表征,并结合稠油流变测试的结果对降黏机理进行探讨。结果表明:用Tween-80、十二烷基苯磺酸钠和ZnO纳米颗粒复配组成的YTSZ-2分散降黏剂具有好的分散降黏效果,在65 ℃和200 mg/L加剂量下对新疆稠油的降黏率达到44.34%;加入YTSZ-2分散降黏剂后,沥青质芳香片层间距增大,芳香层厚度、芳香层直径和芳香片层数均减小,使沥青质颗粒粒径变小,从而降低稠油黏度。
丁二酸单酯型柴油抗磨剂的合成及表征
赵福利 张海龙 周子航 王会 梁雨翔
2023, 54(1):  118-122. 
摘要 ( 138 )   PDF  
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为克服脂肪酸型柴油抗磨剂的性能不足,以丁二酸酐与7-辛烯-1-醇进行酯化反应,合成了一种丁二酸单酯柴油抗磨剂;优化了反应投料比、反应温度、反应时间等反应参数,得到了最佳合成工艺条件;采用红外光谱、高频往复试验表征合成产物的结构和润滑抗磨性能。结果表明:合成丁二酸单酯的加剂质量分数仅为150 μg/g时即可满足柴油抗磨要求(高频往复试验钢球磨斑直径不大于420 μm),加剂量比脂肪酸型抗磨剂降低40%;而且,以合成的丁二酸单酯为柴油抗磨剂,对柴油其他理化性能的影响很小,柴油满足国VI标准。
生物柴油对发动机油抗氧化性能的影响
李小刚 雷爱莲 苏辉 张遂心 张大华
2023, 54(1):  123-127. 
摘要 ( 148 )   PDF  
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介绍了生物柴油对发动机油抗氧化性能影响的研究现状,并参考CEC L-109的方法自主研发了与该标准方法专用生物柴油B100苛刻度一致的生物柴油配方,用于评价生物柴油对发动机油抗氧化性能的影响;进而,考察了棕榈油生物柴油、地沟油生物柴油及自制生物柴油对ACEA规格和API规格发动机油抗氧化性能的影响。结果发现:生物柴油中不饱和脂肪酸含量越高,对油品抗氧化性能的影响越大;不同原料制备的生物柴油对发动机油抗氧化性能的影响规律相似,主要与生物柴油中的不饱和脂肪酸的含量、发动机油的基础油类型和添加剂含量有关。
分析与评定
利用TLC-FID对土壤中石油烃进行分离测定
李翔 曾令仪 王乾 崔树阳 蔡凌霄 李怿 白正伟
2023, 54(1):  128-134. 
摘要 ( 145 )   PDF  
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利用棒状薄层色谱-氢火焰离子化检测器(TLC-FID)可实现对土壤样品中石油烃组分的分离测定。通过对一系列馏分油样品进行TLC-FID分析,发现该方法对沸点大于300 ℃的馏分具有较好的适用性,而低沸点馏分则会发生不同程度的损失,样品损失主要发生在一次展开阶段。此外,结合TLC-FID分析结果和石油烃(C10~C40)总含量的测定结果,研究石油烃污染土壤在经不同量的过硫酸钠化学氧化处理后各类烃组分含量的变化,发现过硫酸钠主要作用于土壤中的饱和烃和芳烃,而对胶质和沥青质没有明显的脱除效果。
设备及防腐
DCC装置稳定塔重沸器管束泄漏原因分析与对策
李贵 王胜潮 杨丰华 钟海博
2023, 54(1):  135-139. 
摘要 ( 138 )   PDF  
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针对某石化企业增强型催化裂解(DCC-plus)装置稳定塔重沸器管束泄漏,严重影响装置长周期安全运行的问题,从设备结构、工艺操作、设备腐蚀等方面进行了原因分析,通过采取优化重沸器换热系统控制方案、优化工艺参数等应急措施,抑制了重沸器管束内漏程度,延长了重沸器的运行周期。在检修期间通过重沸器结构改造和工艺管道走向优化,彻底解决了重沸器的内漏问题,不仅消除了安全隐患,而且节约3.5 MPa中压蒸汽9.7 t/h,产生效益约2390万元/a。
常压蒸馏系统腐蚀分析及长周期运行对策
王航空 王涛 张友丙 陈鼎
2023, 54(1):  140-144. 
摘要 ( 176 )   PDF  
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介绍了常压蒸馏塔塔顶内部、换热系统管线以及塔底高温部位的腐蚀状况和塔顶循环(顶循)系统运行状况,分析了低温部位硫化氢+盐酸+水腐蚀和高温部位硫+环烷酸腐蚀的机理和原因,提出了合理选择设备材质、原料油品质管控、优化“一脱三注”管理、增加顶循除盐系统等防腐措施。