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期刊基本信息
主办单位:中国石油化工股份有限公司
石油化工科学研究院
编辑出版:石油炼制与化工编辑部
主 编:汪燮卿院士
执行主编:李才英教授
副 主 编:刘鸿洲 刘迎春
国际标准刊号:ISSN 1005-2399
国内统一刊号:CN 11-3399/TQ
邮发代号:2-332
当期目录
2023年 第54卷 第5期 刊出日期:2023-05-12
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加工工艺
催化裂化装置绿色平稳高效运行数字化转型实践与展望
凌逸群
2023, 54(5): 1-6.
摘要
(
234
)
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参考文献
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相关文章
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计量指标
数字化转型逐渐成为推进石化行业绿色低碳高质量发展的重要引擎。总结了数字化转型的时代背景,以催化裂化装置为切入点,分析了装置生产运行存在的主要问题,并阐述了“催化裂化装置级”数字化转型的具体实践。然后,以中国石油化工集团有限公司某催化裂化装置为例,介绍了绿色平稳高效运行数字化转型的实施过程,研发了智能管控平台并开展现场应用,从工况调整、节能减排、沉降器结焦防控等方面分析了应用效果。最后,展望了石化行业数字化转型的重点发展方向。
高残炭劣质减压渣油直接催化裂化反应探索研究
任磊 崔琰 李子锋 王勇 申海平
2023, 54(5): 7-12.
摘要
(
127
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参考文献
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相关文章
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计量指标
针对延迟焦化产高硫石油焦可能被限制出厂的问题,探索研究高残炭劣质减压渣油催化裂化以及焦炭在线联产高压蒸汽的可行性。以残炭为18.62%的劣质中东混合减压渣油为原料,以催化裂化平衡剂为催化剂,通过固定流化床装置考察反应温度、剂油比和空速对减压渣油催化裂化反应的影响来探索合适的加工条件,并根据产物的性质对其用途进行讨论。结果表明:高残炭劣质减压渣油催化裂化联产高压蒸汽路线具有可行性,随着反应深度增加,干气和焦炭产率增加,总液体收率降低,可根据产物需求灵活调变加工条件,多产馏分油或多产蒸汽;不同反应条件下,三烯(乙烯、丙烯和丁烯)收率较典型的催化裂化三烯收率低,馏分油中富含芳烃,可用于生产轻质芳烃,也可作为生产类石墨结构碳材料的原料。
非临氢重芳烃轻质化技术研究
王迪 魏晓丽 龚剑洪 张执刚 白风宇 刘宪龙
2023, 54(5): 13-17.
摘要
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134
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参考文献
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相关文章
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计量指标
为了在非临氢条件下实现重芳烃(主要为C
9
~C
11
芳烃)轻质化,以催化裂解装置重芳烃产物为原料,开展了重芳烃催化裂化转化中试研究。结果表明:在专用催化剂A作用下,重芳烃发生了高效轻质化,生成了苯、甲苯、二甲苯(BTX)和低碳烃;在不同反应温度下,重芳烃的转化率均达80%以上,BTX产率均达40%以上,低碳烯烃产率约6%;640 ℃时BTX产率最高,为43.38%,BTX+乙烯+丙烯产率最高可达50%以上;通过调节反应温度可在一定范围内调整BTX的组成分布,随反应温度升高,苯和甲苯产率提高,二甲苯产率降低;产物汽油馏分中芳烃高度浓缩,通过精馏即可生产轻质芳烃,无需新增芳烃抽提装置,可大幅降低BTX生产能耗,实现炼化企业提质增效。
萘系化合物对FCC油浆富含芳烃馏分油制备的针状焦组成和结构的影响
刘琦 孙昱东
2023, 54(5): 18-23.
摘要
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135
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参考文献
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相关文章
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计量指标
以石蜡基催化裂化油浆的富含芳烃馏分油为原料,添加不同萘系单体化合物(萘、1-甲基萘、四氢萘、十氢萘),通过两段焦化法制备针状焦。采用元素分析、傅里叶变换红外光谱、族组成分析等方法考察了萘系单体化合物对针状焦组成和结构的影响。结果表明,尽管在体系中添加的是小分子芳烃物种,随着萘系化合物含量的不断增加,对于碳质中间相的形成有着一定的促进作用;带有烷基侧链的芳烃通过自由基反应和氢转移反应可以提高体系的炭化活性,能够有效增加产物的缩合度;同时,具有环烷结构的芳烃也可通过开环反应和氢转移反应改变体系的流变性,降低体系黏度,从而降低产物缩合度。
灵活溶剂脱沥青(RFSD)技术的大型化工业应用
宋启凤
2023, 54(5): 24-28.
摘要
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96
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参考文献
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相关文章
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计量指标
中石化石油化工科学研究院有限公司通过对渣油组成、结构及液-液萃取理论的深入认识,针对重油在不同溶剂体系下溶解和传质特性,开发了灵活溶剂脱沥青技术(RFSD)技术。某炼油厂1.6 Mt/a溶剂脱沥青装置运行数据表明:以残炭为13.48%的渣油为原料,以丁烷为溶剂,采用两段工艺,可获得收率为35.58%、残炭为2.85%、金属(Ni+V)质量分数为2.42 μg/g的轻脱沥青油,此轻脱沥青油可作为催化裂解和BS光亮油的生产原料,满足后续装置对进料的需求,装置运行能耗为 943.0 MJ/t。
FCC汽油烷基化处理对S Zorb装置进料换热器结焦的影响
佟伟 濮鑫 刘纪昌 王海洋 厉勇
2023, 54(5): 29-35.
摘要
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100
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参考文献
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计量指标
针对S Zorb进料换热器的结焦问题,分析了结焦形成的原因,研究了烷基化脱硫降烯烃反应对催化裂化(FCC)汽油结焦性质的影响,并优化了FCC汽油烷基化反应的催化剂、反应温度、反应空速。结果表明:在备选的4种催化剂中,Amberlyst 35树脂对FCC汽油烷基化反应的催化性能最佳,优化的FCC汽油烷基化反应温度为90 ℃、质量空速为1.0 h
-1
、压力为0.5 MPa;在优化条件下进行烷基化处理后,汽油的结焦量显著降低,但辛烷值、饱和蒸气压也有所下降。在烷基化反应后的汽油中添加C
4
混合烃,可以提高汽油辛烷值和饱和蒸气压,使烷基化汽油满足质量标准要求。
催化剂
柴油加氢废催化剂再生后梯级应用于渣油加氢脱硫反应的研究
王振 杨清河 胡大为 李会峰 刘清河 邓中活
2023, 54(5): 36-41.
摘要
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117
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相关文章
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计量指标
考察了不同再生方法对柴油加氢废催化剂物化性质及其渣油加氢脱硫活性的影响。首先,对柴油加氢废催化剂进行常规再生处理,再生后催化剂孔道得到疏通,聚集态活性金属重新分散,但梯级应用于渣油加氢脱硫反应的活性明显低于标准剂。其次,分别从扩孔和强化活性金属-载体相互作用的角度对催化剂进行改性处理,扩孔后催化剂中聚集态低活性金属被脱除,催化剂孔道结构得到进一步优化,活性金属利用率提高;强化活性金属-载体相互作用后,催化剂的渣油加氢脱硫性能明显提升。最终,耦合以上两种改性方法,得到优化后的再生催化剂,梯级应用于渣油加氢脱硫反应的活性接近标准剂水平。
工业C
8
+芳烃馏分脱烯烃催化剂失活原因分析
张孔远 马亮 张唯稚 黄仁强 崔孟达
2023, 54(5): 42-47.
摘要
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100
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参考文献
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计量指标
采用N
2
吸附-脱附、X射线衍射、NH
3
程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱方法对工业新鲜、失活及再生C
8
+芳烃脱烯烃催化剂的孔结构、晶相结构及表面酸性质进行了对比分析,采用热重分析、
13
C 核磁共振方法对工业失活催化剂进行了分析表征,采用红外光谱分析了失活催化剂甲苯-乙醇洗涤液中的有机物组成;以催化重整C
8
+芳烃为原料对工业新鲜、失活及再生催化剂进行了脱烯烃活性评价。结果表明:与新鲜催化剂相比,失活催化剂的比表面积与孔体积大幅度下降,平均孔径增大,总酸量下降,B酸和L酸酸量明显下降;造成脱烯烃催化剂失活的主要原因是催化剂表面及孔道中的积炭(结焦),积炭(结焦)以芳烃缩合结焦为主,烯烃缩合结焦为辅;催化剂再生后,比表面积、孔体积、总酸量以及B酸、L酸酸量基本恢复至新鲜催化剂水平,脱烯烃初活性恢复至96%。
CeX分子筛催化分子氧选择性氧化环己烷
李鑫鑫 吴玉超 张昊天 金颖 张瑞锐 刘瑞霞
2023, 54(5): 48-56.
摘要
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139
)
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参考文献
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计量指标
用液相离子交换法引入Ce离子对NaX分子筛改性,对比Ce(III)X、Ce(IV)X对环己烷氧化反应的催化效果,主要考察了Ce(III)X的不同离子交换度,以及不同焙烧气氛下离子占位和价态变化对环己烷氧化的影响。结合X射线衍射、电感耦合等离子体原子发射光谱仪、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱仪等方法对改性催化剂进行分析。研究表明,Ce(III)X催化环己烷氧化反应的转化率是NaX分子筛的2.6倍,略高于Ce(IV)X分子筛;随着Ce(III)X的离子交换度由13.4%增加到76.2%,环己烷的转化率由3.15%提高到8.54%;Ce(III)X在真空氛围和空气氛围下焙烧,环己烷转化率分别降至7.5%和5.7%,催化活性的降低与Ce(III)离子向方钠石笼迁移和价态变化有关。同时得出最优的工艺条件:氧气压力为1.5 MPa,反应温度为150 ℃,搅拌速率为800 r/min,反应时间为2 h。在最优条件下,环己烷转化率为8.54%,目标产物(环己酮和环己醇)选择性为86.39%。
基础研究
端烯烃在S Zorb吸附脱硫过程中的反应转化
王文寿
2023, 54(5): 57-64.
摘要
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91
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计量指标
在小型固定床反应器上,以添加1-己烯(质量分数为10%)的催化裂化汽油为原料,研究了S Zorb吸附脱硫过程中直链端烯烃的反应情况。结果表明:直链端烯烃在吸附脱硫过程中可以发生饱和、双键异构等反应,反应温度、氢油比、反应压力及空速等参数对1-己烯的转化、饱和以及双键异构化反应有着明显影响。高的反应温度、低的反应压力和氢油比促进端烯烃向内烯烃的双键异构化反应,如1-己烯发生双键异构化反应生成2-己烯和3-己烯。内烯烃具有更高的辛烷值以及更低的加氢饱和活性,因此端烯烃反应生成内烯烃的双键异构化反,使得S Zorb吸附脱硫过程中的辛烷值损失减小。
立式双桨搅拌槽内液-液分散特性的CFD-PBM模拟
赵爽 周含 鲍迪 唐晓津
2023, 54(5): 65-72.
摘要
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102
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计量指标
将破碎核函数应用于群体平衡模型(PBM)中,并与计算流体力学(CFD)方法进行耦合,开展了不同类型搅拌桨组合下搅拌槽内液滴尺寸分布和液-液分散特性的模拟研究。结果表明:推进桨(TXL)可促进流体的轴向混合,涡轮桨(RT)有利于流体分散,不同搅拌桨组合下的流场特征存在显著的差异;相同转速下抽吸桨(PM)+TXL组合桨拥有较小的功率消耗,而RT+RT组合桨的功率消耗较大;挡板的存在能够有效促进液滴破碎,且挡板对PM+RT组合桨搅拌下分散性能的影响显著大于另外两种搅拌桨组合。基于本研究结果,在双层桨搅拌槽的工业应用中,应首先考虑挡板的应用,在对液滴分散性能要求较小时,应优选带轴流型的PM+TXL组合桨;在对液滴分散性能有较高的要求时,应优选带档板的PM+RT组合桨。
油品与添加剂
硫-磷系极压抗磨剂与酯类油性剂的反应活性计算与摩擦学性能研究
梁栋 胡星星 曹晶鑫 陈晓玉 骆东旭 房佳宁 徐圆梦
2023, 54(5): 73-79.
摘要
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116
)
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计量指标
依据密度泛函理论,对硫磷系极压抗磨剂(简称极压剂)与酯类油性剂进行几何结构优化,计算其结构的全局、局部反应活性位点和量子化学参数等;并将这两类添加剂加入到乳化液中,采用四球试验考察其摩擦学性能,利用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)仪表征四球试验钢球表面的磨斑形态和元素分布。结果表明:极压剂分子的反应活性位点主要分布在S、Zn等极性原子上;添加极压剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)、油性剂油酸乙酯(EO)和防锈剂苯并三氮唑(BTA)的乳化液具有优异的极压抗磨性能,其最大无卡咬负荷达到 1 403 N,摩擦因数为0.029,钢球磨斑直径仅为0.69 mm,极压抗磨润滑系数为11.16。
预制法制备四聚脲润滑脂的工艺研究
黎小辉 杨露露 李晓鹏 郑佳彬 胡远海 杨毅
2023, 54(5): 80-87.
摘要
(
119
)
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参考文献
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计量指标
考察了预制法制备工艺条件对四聚脲润滑脂性能的影响,优化了制备工艺,并探讨了制备过程机理,阐述了润滑脂宏观性能与微观结构之间的关系。优化的工艺条件及制备过程为:在50~70 ℃下反应30 min后得到四脲稠化剂;将四脲稠化剂加入到基础油中,搅拌并升温至170~180 ℃,恒温炼制1.5 h,冷却、研磨均化,得到四聚脲润滑脂。润滑脂性能分析结果表明,由轻度精制环烷基基础油、质量分数20%四脲稠化剂、质量分数0.8%极压抗磨剂制备的四聚脲润滑脂,滴点达320 ℃,工作锥入度为286(0.1 mm),钢网分油率为0.86%,且其他性能均满足极压聚脲脂质量标准SH/T0789—2007的要求。
节能减排
某炼化污水处理场污染物迁移分布规律
任黎明 高雨函 杨宇宁 杨春鹏 孟凡宾 赵锐
2023, 54(5): 88-96.
摘要
(
120
)
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参考文献
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计量指标
随着石油化工行业的快速发展,石化企业生产的产品在其储运及处置过程中存在“跑、冒、滴、漏”现象,导致污染物渗入土壤及地下水,可能造成场地污染。以某炼化污水处理场地为研究对象,在综合分析已有资料的基础上,通过水文地质勘察、土壤地下水样品采集分析,判断场地污染物种类为石油烃、1,1,2-三氯乙烷、1,2,3-三氯丙烷和苯并[a]芘。采用GMS和SURFER软件模拟手段,构建污染地层介质及特征污染空间三维可视化模型,明确了场地内地层岩性复杂,填筑土、粉质黏土及圆砾受到不同程度的污染,且污染羽沿地下水流场方向延伸。综合分析了地层介质对污染物迁移的作用,为污染风险评价、污染防控及修复提供了依据。
提高液化气脱硫醇过程碱液利用率实现碱渣零排放
张春生
2023, 54(5): 97-100.
摘要
(
90
)
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参考文献
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相关文章
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计量指标
通过对液化气脱硫醇精制系统存在的碱液消耗高、碱渣排放量大等问题进行分析,改进各液化气脱硫醇单元碱洗流程,新增碱渣再生装置,各装置的精制液化气硫质量浓度不大于20 mg/m
3
,产品质量明显提高,新鲜碱消耗量和碱渣排放量大幅降低。利旧纤维膜碱渣CO
2
中和装置,碱渣湿式氧化单元可以停用,实现了碱渣零排放。
控制与优化
基于SVDD的减压直拔生产沥青的原油种类挖掘方法
董叶伟 秦康 陈莹 吴昊 何跃 芦泽龙
2023, 54(5): 101-107.
摘要
(
96
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参考文献
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计量指标
减压直拔生产沥青是生产道路沥青的主要方式,其经济性与能效性具有显著优势,但该生产过程对其原油的选择通常依赖定性分析及历史经验,缺乏完备的理论数据支持。通过收集大量沥青生产成功案例,提取对应原油的物性数据并进行处理与分析,结合支持向量数据描述(SVDD)单值分类器特性,建立基于SVDD的减压直拔生产沥青的原油种类识别模型。基于该模型对中国石化原油数据库中273种原油进行数据挖掘与识别,最终得到46种适合通过减压直拔方式生产沥青的原油,并通过可行性分析明确了单值分类器在油品数据挖掘中的有效性,为炼化企业经营决策提供了理论支持,明确了生产沥青的原油选择空间,降低原油试错成本,提高沥青生产的可行性。
延迟焦化吸收稳定系统模拟分析及操作优化
李丹
2023, 54(5): 108-112.
摘要
(
91
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参考文献
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计量指标
针对延迟焦化吸收稳定系统普遍存在分离效果较差的问题,以中国石化金陵分公司1.85 Mt/a延迟焦化装置为研究实例,采用PetroSIM流程模拟软件对该吸收稳定系统进行流程模拟与分析,验证结果表明模拟工艺参数与实际运行情况基本吻合。在此基础上,对实际生产过程进行了分析,考察了装置补充吸收剂流量、吸收剂温度、解吸塔进料方式、稳定塔回流比等操作变量对吸收稳定系统分离效果和装置负荷的影响,进而以模拟结果为依据对装置进行优化操作,优化后干气中C
3
+组分摩尔分数降至2.37%,液化气产量增加0.69 t/h,取得了较好的经济效益。
分析与评定
炼油废催化剂中石油烃的提取和分析
马苏甜 万伟 钱钦 韩旭 刘颖荣
2023, 54(5): 113-119.
摘要
(
92
)
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参考文献
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计量指标
采用加速溶剂萃取-气相色谱法,建立了炼油废催化剂中C
10
~C
40
石油烃的提取和分析方法,考察了不同填料的固相萃取柱及洗脱溶剂的净化效果,并对气相色谱分析条件进行了优化,评价了该方法的准确度及回收率。结果表明:适合石油烃净化的萃取柱为硅酸镁柱或硅胶固相萃取柱,适宜的洗脱溶剂分别为体积比4:1的正己烷/二氯甲烷混合溶剂(硅酸镁柱)和体积比9:1的正己烷/二氯甲烷混合溶剂(硅胶柱);两种萃取柱的多环芳烃回收率均为94%~100%;在优化的气相色谱条件下,正构烷烃校准曲线的线性相关系数为0.999 3,相对偏差为0.6%~10.9%,正构烷烃和重油的回收率分别为74%和84%,说明所建方法可以满足炼油废催化剂中石油烃的监测要求。利用该方法对废催化剂样品进行处理,发现不同来源的炼油废催化剂中石油烃(C
10
~C
40
)的碳数分布和含量均存在显著差异,这主要与废催化剂对应的工艺及原料有关。
设备及防腐
柴油加氢装置反应系统铵盐结垢原因分析与处理
高腾飞
2023, 54(5): 120-124.
摘要
(
121
)
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参考文献
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计量指标
介绍了某柴油加氢精制装置反应系统高压换热器铵盐结垢腐蚀的现象及对装置运行造成的影响,详细计算确定的氯化铵结晶温度与高压换热器运行数据相吻合,然后介绍了在线水洗方案和实施效果,为同类装置中铵盐结垢腐蚀问题的分析和处理提供借鉴和参考。
综述
废塑料催化裂解制低碳烯烃、轻质燃料油和芳烃的研究进展
许强 朱建华 朱永红
2023, 54(5): 125-132.
摘要
(
284
)
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参考文献
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计量指标
随着全球废塑料量的不断增加以及化石能源的不断减少,碳资源循环利用已引起人们的广泛关注。催化裂解是当前废塑料回收利用的一种很有前景的处理方案,可解决环境污染及能源短缺问题。本文主要针对废塑料催化裂解制备轻质燃料油及高附加值产品进行综述,探讨废塑料组成、反应温度、反应器类型及催化剂类型对低碳烯烃、轻质燃料油和芳烃收率的影响,并简述废塑料催化裂解制低碳烯烃、轻质燃料油和芳烃的应用前景;此外,基于现阶段研究进展及存在的问题提出发展方向和思路,该研究可为废塑料的高效转化及高值化利用提供借鉴。