Please wait a minute...

当期目录

2023年 第54卷 第9期    刊出日期:2023-09-12
综述
废塑料热解油加工工艺研究进展
李明丰 杨冰冰 张登前 习远兵 刘锋
2023, 54(9):  1-7. 
摘要 ( 620 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
废旧塑料制品日益增加带来越来越严重的环境污染问题,采用热解技术处理废塑料不仅能够减轻环境污染,同时是实现废塑料化学回收的重要途径。废塑料来源广泛,导致废塑料热解油杂质较多,限制了废塑料热解油的直接利用。因此,需要采用废塑料热解油后续处理工艺,推进废旧塑料高值化利用。此外,废塑料热解油的组成分析十分重要,有助于采取针对性的加工工艺。综述了近年来废塑料热解油组成分析研究进展,介绍了脱氯、加氢精制等废塑料热解油加工工艺研究进展,并对废塑料热解油加工工艺发展前景提出展望。
基于金属氢化物储氢的热管理技术研究进展
程涛 杨雪 林伟
2023, 54(9):  8-17. 
摘要 ( 146 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
金属氢化物(MH)储氢系统的热管理是保障MH系统吸放氢性能的关键因素之一。MH材料的低有效导热系数为热量传输带来了极大的挑战。迄今为止,在理论和实验工作中已经研究了各种热管理技术以提高吸放氢速率和容量。从床体导热系数增强设计、传热面积增强设计、热交换器设计和热量供给策略等角度全面总结和回顾了近年来报道的MH储氢热管理方案,重点关注传热性能和吸放氢性能的变化,考察不同热管理方案的优势和劣势。最后,对未来的MH储氢系统设计提供了一些建议。
国内氢能应用场景分析及发展前景预测
王明华
2023, 54(9):  18-23. 
摘要 ( 276 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
基于在难以脱碳行业利用氢能是实现碳中和的重要解决方案之一,分析了氢能在交通、工业、建筑和电力四大领域的应用场景;以2021年国内石油化工和煤化工行业产品的实际年产量,推导出2021年在现有工业领域应用的氢气消费量约为37.9 Mt。从近中期看,国内氢能需求格局仍以煤化工和石油化工行业为主,绿氢将逐步渗透到工业领域,绿氢成本有望在2030年实现平价。基于构建的中长期能源展望模型,预测到2060年氢气消费总量约83.0 Mt,占终端能源消费总量的11.3%。
金属-有机骨架材料用于燃料油脱硫的研究进展
王子淇 王仲戎 郝媛媛 姜伟丽 李继聪 王岩 周广林 周红军
2023, 54(9):  24-32. 
摘要 ( 145 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
随着社会的发展,环境保护越来越受到人们的重视,对传统能源的清洁性也提出了越来越高的要求。汽油、柴油、喷气燃料等燃料中存在大量含硫有机物,是造成环境污染的主要原因之一,因此脱除燃料油中硫化物的方法被人们重点研究,其中氧化脱硫和吸附脱硫相比于其他脱硫方法具有脱硫效率高、脱除条件温和且可操作性和实用性强的优势。金属有机骨架材料(MOFs)是一种新兴材料,其具有高孔隙率、可调节的孔结构和易于修饰等优点,使得MOFs材料相比于其他的催化剂具有更好的脱硫效果,因此近年来受到人们的广泛关注。综述了MOFs材料近几年在吸附脱硫、氧化脱硫领域的研究,并对MOFs材料在脱硫领域的前景进行了展望。
基础研究
重质船用燃料油的沥青质组分在柴油中的相行为模拟研究
师黎明 杨鹤 任强 李妍 龙军
2023, 54(9):  33-40. 
摘要 ( 105 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用分子动力学等模拟方法,研究了重质船用燃料油(重质船燃)中沥青质分子与柴油调合组分中不同结构分子的静电势分布、分子间结合能、分子溶解度参数以及不同组分分子的相容性。结果表明:不同来源的重质船燃分子的静电势分布各不相同,柴油调合组分分子与沥青质分子的结构相似度越高,其分子间结合能越高,分子溶解度参数越接近;在柴油分子与沥青质分子的二元模拟体系中,组分间相互作用能和沥青质分子间内聚能的大小,与沥青质分子在二元模拟体系中的分子分布有良好的对应关系,且组分间作用能高于沥青质组分间内聚能的幅度越大,则柴油溶剂对沥青质的胶溶分散能力越强;溶剂胶溶分散沥青质的前提在于,二者分子间能形成较强的相互作用且溶剂组分足够多,能保证溶剂组分与沥青质组分间的相互作用能大于沥青质组分的内聚能。
NaX分子筛吸附天然气中酸性气的分子模拟
王翀 鲁家荣 闫昊 刘熠斌 陈小博
2023, 54(9):  41-50. 
摘要 ( 158 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用巨正则蒙特卡罗方法和分子动力学方法,研究了不同温度、压力条件下天然气的3种主要组分CH4,CO2,H2S 分子在NaX分子筛中的吸附扩散行为,获得了吸附等温线、吸附能量曲线、概率密度分布以及径向分布函数等。单组分吸附模拟结果表明,NaX分子筛对3种分子的饱和吸附量由大到小的顺序为H2S>CO2>CH4。混合组分吸附模拟结果表明:H2S的吸附强度最大,CO2次之,二者的吸附强度均远大于CH4的吸附强度;H2S和CO2分子主要分布在超笼中,CH4主要分布于β笼中;3种分子在孔道中的扩散阻力由大到小的顺序为CO2>H2S>CH4。径向分布函数分析结果表明:相比于C原子,CO2中的O原子与分子筛中的活性位点(Na)有更强的相互作用;H2S中的S原子更容易与孔道中的Na接触并相互作用,但空间位阻较小;CH4则由于是正四面体结构而不易与孔道中的活性位点相互作用。
新型椭圆固定阀塔板的流体力学性能
邹小艺 赵培 徐昕镜
2023, 54(9):  51-61. 
摘要 ( 73 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
在现有固定阀塔板的基础上进行结构改进,开发一种新型抗堵塞塔板--椭圆固定阀塔板。采用空气-水为试验体系,在直径1 200 mm的冷模塔内对椭圆固定阀塔板的流体力学性能进行试验研究,通过改变结构参数和操作参数测定了塔板压降、雾沫夹带及漏液率。结果表明:椭圆固定阀塔板的雾沫夹带率和漏液率较低,压降较高。从整体上相较筛孔塔板有明显改观,气相负荷性能表现更好,综合性能更优异。同时为了优化塔板结构设计,对椭圆固定阀塔板两相流场进行了计算流体力学(CFD)分析,进一步提升了塔板性能,拓宽椭圆固定阀塔板在石化领域的应用前景。
加工工艺
“燃料-润滑油”型炼油厂“油转特”方案研究
史晓迪
2023, 54(9):  62-66. 
摘要 ( 139 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
基于由糠醛精制抽出油生产环保型芳烃基橡胶增塑剂的可行性,为某10 Mt/a“燃料-润滑油”型炼油厂探索“油转特”转型方案,从全厂总流程角度出发设计了包含利用润滑油基础油糠醛精制抽出油生产环保型芳烃基橡胶增塑剂的“油转特”优化方案。采用该“油转特”方案测算结果表明:成品油收率由62.7%下降至50.7%,船用燃料油收率由4.3%增加至6.6%,润滑油基础油及工业白油收率由6.1%增加至7.9%,环保型芳烃基橡胶增塑剂产品产率为0.25%,特种产品产率为1.74%,说明该“油转特”方案的成品油产量降低,特色产品产量增加,达到了“油转特”的目的。
优化组分油性质调合国VIB 98号车用汽油
刘念喜
2023, 54(9):  67-71. 
摘要 ( 134 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对以中国石化塔河炼化有限责任公司现有原料组分油难以调合得到满足国VIB标准98号车用汽油的问题,采用控制重整油分馏塔进料油组分性质、调整临氢异构化两套装置生产操作条件等方法,得到性质优化的汽油调合原料油组分;进而,设计了以优化后的重整汽油馏分(抽取二甲苯)、异构化汽油馏分与C9+重芳烃组分、外购异辛烷、MTBE等为调合原料的98号车用汽油调合方案,并通过试验调合得到了满足GB17930—2016标准要求的98号车用汽油(VIB)。该方案以优化后装置组分油为调合原料,无需装置改造、降低外购异辛烷调合比例,提高了企业经济效益,为企业产品结构优化提供了技术支持。
浆态床渣油加氢装置掺炼乙烯焦油的运行分析
周振宇 景晓 岳志华 王宇
2023, 54(9):  72-76. 
摘要 ( 136 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为了有效解决乙烯装置副产品乙烯焦油的去向问题,浙江石油化工有限公司利用浆态床渣油加氢装置原料适应性强、高度分散的Mo基油溶性催化剂和反应器无固定催化剂床层等特点对乙烯焦油进行了工业掺炼试验。在乙烯焦油2%和4%两种不同掺炼比例条件下,对比分析了装置原料油性质组成、关键操作参数、目的产品质量和收率等方面的变化和影响。结果表明,浆态床渣油加氢装置完全能够加工乙烯焦油,是目前条件下乙烯焦油比较理想的加工路线之一。
催化剂
分散型钼基催化剂在煤显微组分与催化裂化油浆共加氢反应中的应用
涂椿滟 秦鹏伟 刘昌伟 黄伟
2023, 54(9):  77-83. 
摘要 ( 131 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用正辛基三甲基氯化铵与四硫代钼酸铵(MS)反应法合成了正辛基三甲基硫代钼酸铵(OT-MS)。由OT-MS催化剂前躯体形成的MoS2催化剂比表面积高且MoS2片晶长度集中在3~6 nm、堆叠层数主要为1~3层。以凉水井原煤(LSJR)及其惰质组富集物(LSJ-I)和镜质组富集物(LSJ-V)为原料煤,催化裂化(FCC)油浆为原料油,研究煤显微组分与重油共加氢的反应特性。结果表明,与MS相比,OT-MS在LSJR与FCC油浆共加氢反应中表现出更高的催化活性,干基无灰煤转化率提升至77.1%,固体残渣收率降低至8.3%;对于OT-MS催化的煤/油共加氢反应体系,随着原料煤中镜质组含量的增加,反应的转化效率和液体收率明显增大,液体产物中饱和分含量逐渐增加,胶质、沥青质含量减少;当采用LSJ-V与重油进行反应时干基无灰煤转化率达到90.3%,固体残渣收率低至3.4%,共加氢液体产物中沥青质含量最低,H/C原子比最高。
加氢裂化尾油在不同结构催化剂上催化裂解制烯烃研究
李凤岭 周微 孙志国 王嘉辰 杨晓宇
2023, 54(9):  84-92. 
摘要 ( 107 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为了明确分子筛孔道结构与酸性质对加氢裂化尾油催化裂解制备低碳烯烃的构效关系,寻找最优催化剂,实现加氢裂化尾油的高效转化,挑选了BEA,FER,TON,FAU,AEL,AFI,MFI等7种拓扑结构的分子筛,考察了加氢裂化尾油在不同孔道结构分子筛上的催化裂解反应性能,并通过以正己烷为探针的脉冲微反试验进一步分析了分子筛酸性对催化裂解反应过程中尾油反应性能及低碳烯烃产物分布的影响。加氢裂化尾油的催化裂解试验结果表明,反应转化率受孔径大小与孔道结构共同作用,具有尺寸为0.40 nm×0.65 nm的椭圆形一维孔道结构的SAPO-11分子筛为催化裂解反应最优催化剂。脉冲微反试验结果表明:分子筛弱酸酸量及中强酸酸量越大,越有利于目的产物乙烯和丙烯生成。
煤-油共炼微纳米复合催化剂的工业应用
黄传峰 霍鹏举 李伟 杨涛 杨天华
2023, 54(9):  93-97. 
摘要 ( 101 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
煤-油共炼微纳米复合催化剂于2021年4月在延长石油集团油煤新技术开发公司450 kt/a煤油共炼工业装置上成功应用。标定结果表明,以减压渣油和榆林魏墙煤为原料,在煤浆含量(w)为26.87%、压力为20 MPa、温度为466 ℃、氢/油煤浆比为1 500 m3/t、催化剂加入量(w)为0.66%的工况下,装置运行平稳,煤转化率为90.16%,轻油收率为68.51%,总油(小于360 ℃馏分)收率为76.86%,石脑油、柴油产品的硫、氮质量分数远低于10 μg/g,各项指标均达预期目标,表明该催化剂性能优异。
节能减排
制氢原料对轻烃蒸汽重整制氢过程的影响
刘铉东 苗小帅 张颖超 杨宏喜 牛丛丛 徐润
2023, 54(9):  98-104. 
摘要 ( 104 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为了指导炼油厂优化制氢原料的选择,利用Aspen Plus流程模拟软件建立了制氢工艺模型,对采用不同制氢原料的蒸汽重整制氢装置的物耗、综合能耗、碳排放强度和H2成本进行了研究。结果表明,采用不同制氢原料时,制氢装置的原料单耗、综合能耗和碳排放强度(以生产单位质量H2计)分别为2.75~3.36 t/t,1 031.24~1 494.25 kgOE/t(1 kgOE≈41.8 MJ),7.75~11.28 t/t,与制氢原料的碳含量成正相关。采用不同制氢原料时H2生产成本介于11 884~20 597元/t之间,由高到低的顺序为石脑油>>加氢干气≈变压吸附(PSA)解吸气≈芳烃干气>天然气≈焦化干气。随着碳交易价格不断上涨,炼油厂不宜选用石脑油作为制氢原料,碳含量较低的炼厂气(芳烃干气、加氢干气和PSA解吸气)较天然气和焦化干气更具优势。
催化剂制备过程及使用寿命对喷气燃料生产工艺碳排放的影响
李娜 聂红 于博 渠红亮 黄卫国 王鲁强 张锐 陶志平
2023, 54(9):  105-113. 
摘要 ( 111 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以不同类型喷气燃料为研究对象,搭建典型炼油厂或工艺包装置的石油基喷气燃料(以直馏煤油加氢制喷气燃料为代表)、F-T合成油加氢异构化制喷气燃料、油脂加氢制生物喷气燃料(简称HRJ喷气燃料)的生命周期评价模型,并开展能耗及碳排放清单分析,测算中国典型喷气燃料产品的生命周期碳排放强度。在此基础上研究喷气燃料生产过程中所涉及的催化剂制备过程、使用寿命对喷气燃料生产过程碳排放的影响。结果表明,在生产环节,石油基喷气燃料的能耗及碳排放强度均最低,HRJ喷气燃料则由于其生产过程特殊以及其液体馏分收率较低而能耗及碳排放强度最高。催化剂的制备过程及使用寿命是影响喷气燃料生产工艺碳排放强度较为关键的因素。催化剂制备过程碳排放强度由大到小的顺序为烷烃异构催化剂>补充加氢精制催化剂>加氢处理催化剂;以催化剂最长使用寿命预测,由催化剂带来的碳排放强度为0.06~6.29 kg/t(以生产单位质量喷气燃料产品计),占不同喷气燃料产品生产过程碳排放强度的比例为0.09%~1.05%。与使用寿命为3年的催化剂相比,使用寿命为4年的催化剂的碳排放强度约减少33.3%~50.2%。降低催化剂制备过程的碳排放强度和延长催化剂使用寿命可以降低喷气燃料生产过程的碳排放强度。
酸性水旋流-聚结除油脱固中试研究
王刚 孙立梅 谷丽梅 于滨 代品一 吴和平 卢浩
2023, 54(9):  114-118. 
摘要 ( 104 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
酸性水的除油脱固预处理是后续汽提工艺稳定及装置安全运行的重要保障,随着酸性水中乳化油和细微固体悬浮物杂质含量的提高,当前预处理系统普遍存在预处理效果不佳的问题。以酸性水进入汽提塔前预处理流程为基础,提出了一种旋流-聚结组合的除油脱固技术并开展了中试试验,该技术对酸性水除油率平均可达98.78%,悬浮物去除率平均可达89.87%,同时,试验设备可降低酸性水的化学需氧量。
油气田余热的低碳化综合利用
常小虎 陈祺锚 徐梦瑶 吕晓芳 郭靖 李艺超
2023, 54(9):  119-124. 
摘要 ( 113 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
在“双碳”目标的背景下,石化企业需要不断提高生产过程中的能源利用效率,尤其是对其中低品位余热的合理回收与利用。通过对中国石化集团某石油、天然气处理工作站的主要热物料热量回收情况进行分析,通过冷热物流匹配分析得到最佳夹点温度为7 ℃左右,合理夹点温度范围为5~32 ℃,而工作站20 ℃以上物流夹点温差为44.1 ℃,总体传热温差偏高,余热有较大的回收潜力。采用压缩式热泵技术对可利用余热进行回收与利用的结果表明:全站可以降低能耗约10.62×106 kgce /a (1 kgce=29.3 MJ),减少CO2排放约13 525 t/a;通过节约天然气用量,预计每年创造收益685万元,通过减少CO2排放,每年可创造收益67.6万元。
油品与添加剂
基于Arrhenius方程的电动汽车减速箱油寿命预测
雷凌 张国茹 李成
2023, 54(9):  125-130. 
摘要 ( 119 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为了准确预测润滑油的剩余使用寿命,指导润滑换油周期的制定,对电动汽车减速箱油在高温热氧化条件下的酸值变化进行了考察;并基于Arrhenius动力学方程,绘制润滑油酸值随温度变化率的线性回归曲线,计算润滑油的氧化反应活化能和频率因子;进而建立不同温度下润滑油的理论寿命模型,并利用该模型评估了电动汽车减速箱高速和高负荷实际耐久应用试验后的油品使用寿命。结果表明:随着氧化温度的升高,润滑油酸值会迅速增大;氧化温度每升高20 ℃,油品的寿命会缩短65%~85%。经高速实际耐久应用试验和高负荷实际耐久应用试验后,电动汽车减速箱油仍有90%以上的理论寿命。基于Arrhenius方程建立的润滑油寿命模型预测值与试验测试值吻合较好,可用于评估润滑油剩余使用寿命。
控制与优化
基于数据驱动的催化重整装置产品质量预测
潘艳秋 张超阳 李鹏飞 俞路
2023, 54(9):  131-136. 
摘要 ( 139 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
通过基于过程机理和经验的变量初筛、拉依达法则的显著误差处理、MIC最大信息系数法的变量相关性分析,提出了一种实时数据处理规则,可提高建模数据的质量。基于催化重整装置苯产品中甲苯和非芳烃含量的生产管控需求,采用BP神经网络算法,建立了苯产品中非芳烃和甲苯含量预测模型,所建模型对两个产品预测的均方根误差分别为0.012 4和0.046 3,平均相对误差分别为1.036%和3.312%。采用遗传算法NSGA-II求解,可使苯中非芳烃和甲苯质量分数分别降低24.38%和82.58%,所建模型可为装置生产优化方案分析提供支持,所提出的建模方法可用于相关装置的智慧化平台建设。
分析与评定
重质燃料油稳定性测定仪的研制及应用
程世刚 王群威 奚中威
2023, 54(9):  137-142. 
摘要 ( 157 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
基于重质油样品用正十六烷稀释后能产生沥青质絮凝的检测原理,自主研制出一套测定重质油品P值的测定仪,并建立使用该仪器测定重质油品P值的检测方法——压力-光阈值法。在控制十六烷滴加速率及间隔的情况下,以滴加正十六烷产生的压力、透射光透光率和背向散射光强度的变化均超过设置的阈值来确定检测的终点。压力-光阈值法通过使用较成熟的检测系统,简化操作,保证了测试的精度,减少了样品及试剂的用量和检测次数,同时使用3种指标判断模式,保证了检测结果的准确性和精密度。