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当期目录

2023年 第54卷 第10期    刊出日期:2023-10-12
综述
电解水钌基酸性析氧催化剂的研究进展
王成 杨雪 林伟
2023, 54(10):  1-10. 
摘要 ( 311 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
质子交换膜电解水(PEMWE)可以与可再生能源产生的绿电耦合,高效制备高纯度绿氢。其中,阳极的酸性析氧反应(OER)由于其缓慢的动力学过程、高氧化性和腐蚀性,仍是影响整体电解水效率的瓶颈。目前,阳极催化剂极度依赖资源有限且价格昂贵的铱基催化剂,极大限制了质子交换膜(PEM)电解槽的大规模商业化应用。钌作为最廉价的铂族金属,具有优良的酸性析氧活性,但稳定性仍然需要进一步研究,因而迫切需要开发新型的钌基酸性析氧催化剂。首先,综述了酸性OER的微观反应机理及其稳定性分析;然后,从组成/结构-活性-稳定性等方面重点介绍了该领域的研究进展;最后,总结了该领域在未来的研究中需要重点关注的一些重要问题,以促进对钌基酸性析氧催化剂的进一步研究。
废塑料分选技术研究进展
李程皓 邹亮 王树青 徐润
2023, 54(10):  11-16. 
摘要 ( 127 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
废塑料分选技术是实现废塑料高效循环利用的重要环节,也是实现废塑料原料的均质化,保证后续工艺稳定运转和产品稳定性的关键步骤。介绍了分选技术的研究进展,重点综述了密度分选、光学分选、电分选、溶剂分选技术的研究成果。提出了未来研究方向,包括开发集成化、智能化分选系统,加大溶剂分选研究,开发梯级分选技术,对废塑料分选技术的研究、开发,提高废塑料资源化利用具有积极意义。
原位加氢在重油处理领域的应用概述
曹勃 于清泉 徐松 刘凯祥
2023, 54(10):  17-21. 
摘要 ( 98 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
简要介绍了原位加氢(或称催化转移加氢)反应的原理,并综述了催化转移加氢反应在重油处理领域中的应用,特别是在供氢热裂化与临氢-供氢热裂化技术中的应用,并对相关专利的申请进行了分析,归纳简述了反应中所用供氢剂和催化剂对反应的影响。该反应在重油处理领域的研究仍然较少,在供氢剂、催化剂及工艺流程的选择上未来还应进一步优化,以形成能够长周期运行的重油处理工艺,为我国炼油行业提供新的技术方案。
简析中美石化行业泄漏检测与修复(LDAR)标准
李凌波
2023, 54(10):  22-29. 
摘要 ( 135 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
设备泄漏是石化工业最主要的挥发性有机物(VOCs)无组织排放源,其最佳实用控制技术是泄漏检测与修复(LDAR),相关法规和标准是LDAR实施的基础和依据。简要介绍了中美两国石化工业LDAR相关标准体系,总结了中美两国国家及代表性地方LDAR标准的主要内容及特点,分析了存在的问题及发展趋势,供石化设备泄漏VOCs无组织排放管控、LDAR标准升级、企业内控指标优化及技术研发应用参考。
双峰孔材料的制备及其在催化反应中的应用研究进展
郭传奎 贾燕子 杨清河 户安鹏 赵新强 胡大为
2023, 54(10):  30-38. 
摘要 ( 132 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
双峰孔材料由于可在同一催化剂上构建适宜大分子扩散的通道和高的反应活性表面而在催化领域中引起广泛关注。综述了双峰孔材料的结构特点和构建机理,总结了双峰孔材料的制备原理及方法,并着重对其在电催化、光催化、油品加氢催化处理等领域的应用及催化剂性能提升原理进行了概述。在此基础上,对双峰孔材料的未来研究方向进行了探讨。
加工工艺
FCC油浆浆态床加氢预处理制备针状焦原料的研究
王秋生 董明 王廷 侯焕娣 王子军
2023, 54(10):  39-44. 
摘要 ( 154 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以中国石化茂名分公司2号催化裂化装置的油浆为研究对象,采用分散型Co-Mo催化剂,通过高压釜反应模拟浆态床加氢反应过程,考察氢初压、反应时间、催化剂浓度和反应温度对产物的影响。结果表明:在氢初压3 MPa、反应时间120 min、催化剂质量分数5 000 μg/g、反应温度400 ℃的条件下,产物的硫、氮质量分数分别为0.44%和0.14%,可满足针状焦原料的需求;且重油馏分收率及三环和四环芳烃总质量分数分别为73.8%和48.9%,相比于现有工业预处理技术分别提高3.8百分点和12.9百分点,表明本研究提出的催化裂化油浆浆态床加氢预处理工艺能制备出满足高品质针状焦指标要求的原料,同时具有减压馏分收率高、三环和四环芳烃损失率低的技术优势。
配方原油技术在炼油厂原油加工中的应用
许育鹏 章群丹 房韡 时圣洁 李宏亮 李志松
2023, 54(10):  45-51. 
摘要 ( 102 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为减少炼油厂加工原油性质波动、降低对某些原油品种的过度依赖,采用先进计算方法,在原油评价数据库和原油近红外光谱数据库基础上,通过原油品种和数量的优化配伍,开发了以稳定原油为主要目标的配方原油技术;针对某炼油厂加工原油的性质和特点,以该炼油厂加工的卡宾达原油作为目标原油,进行了配方原油的配方设计及筛选,并对目标原油和选定配方原油进行了两次加工试验及标定。结果表明:两种配方原油与目标原油的相似度均超过90%,加工时各侧线馏分收率和馏分油性质也相近,说明配方原油完全满足装置对加工原油性质稳定的要求,且加工配方原油比目标原油具有更好的经济效益。
固体超强酸C5/C6异构化技术工业应用实例
刘洪全 于中伟 张秋平 孙义兰 任坚强
2023, 54(10):  52-57. 
摘要 ( 100 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
中石化石油化工科学研究院有限公司开发的固体超强酸C5/C6异构化成套技术以Pt/SO42--ZrO2型催化剂RISO-C及配套的开工、异构化反应、原料预处理和催化剂再生等单元技术构成,其工业应用实例表明:该成套技术适应性强,既可应用于改造装置,也可应用于新建装置,并可与分离技术结合,进一步提高异构化产品的辛烷值,可以生产研究法辛烷值为80~90的异构化油,满足不同用户的需求,是汽油标准升级的重要支撑技术。
半再生重整装置改造为固体超强酸C5/C6异构化装置工业实践
陈家岭 刘洪全 兰勇 张会兵 于中伟 张欣 苏燕飞 梁尚坤
2023, 54(10):  58-64. 
摘要 ( 82 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为生产符合国ⅥB汽油标准的高辛烷值汽油,某炼油厂采用中石化石油化工科学研究院有限公司开发的固体超强酸C5/C6异构化催化剂及配套工艺技术,将闲置的190 kt/a半再生催化重整装置技改为C5/C6异构化装置,加工富含苯和C7的重整拔头油。工业实践结果表明:将半再生催化重整装置改造为固体超强酸C5/C6异构化装置不但在技术上可行,且装置利旧率高、投资低;在水含量合格的条件下,即使加工苯质量分数高达4%~8%、C7质量分数高达10%~18%的C5/C6异构化原料,RISO-C仍具有优异的异构化活性和稳定性,同时具有较好的苯加氢活性,使异构化汽油研究法辛烷值增加4~8,达到 82以上,且苯质量分数低于0.8%;将固体超强酸C5/C6异构化装置与C7+重整装置配合,可降低重整汽油苯含量,生产符合国ⅥB汽油标准的高辛烷值汽油,具有显著的经济效益和社会效益。
S Zorb脱硫过程中硅酸锌的生成规律研究
姜宝丰 朱凯 王磊
2023, 54(10):  65-72. 
摘要 ( 66 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对S Zorb装置运行过程中出现不同程度的催化剂失活、破碎等问题,进行了S Zorb催化剂中硅酸锌生成规律的研究。制备锌源固定、硅源不同的系列催化剂以及硅源固定、锌源不同的系列催化剂,并在井式老化炉中采用不同温度、气氛条件对催化剂进行老化试验,结合X射线衍射物相全谱拟合(Rietveld)方法定量分析,模拟考察硅源形态及其SiO2含量和ZnO粒径大小对S Zorb催化剂中硅酸锌生成的影响。结果表明:无定形SiO2比有晶体结构的SiO2更容易与ZnO反应生成硅酸锌,并且当硅源中的SiO2为无定形状态时,硅酸锌的生成量与硅源中的SiO2含量呈正相关关系;在温度800 ℃下,以无定形SiO2作为硅源时硅酸锌收率(w)高达68.7%,而有晶体结构的纯SiO2与ZnO反应时的硅酸锌收率(w)为10.3%;小粒径的ZnO更容易与硅源发生反应生成硅酸锌,ZnO的粒径越大,越不容易生成硅酸锌。通过对比不同气氛环境中硅酸锌的生成情况,发现水蒸气和SO2的存在均会促进硅酸锌的生成,且当SO2和水蒸气共同存在时,会进一步加快硅酸锌生成。
变压器废油加氢再生工艺研究
任乔林 王延臻 张伟 蔡世腾 李钟灵
2023, 54(10):  73-77. 
摘要 ( 63 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对变压器废油因高温氧化和高压电场作用而产生的酸值升高、颜色变深、安定性和电气性能变差、耗电量增加等问题,使用自制Ni-Mo-W加氢催化剂,对变压器废油进行了直接加氢再生研究,考察了加氢反应条件对变压器废油性质和组成的影响。结果表明,采用直接加氢法对变压器废油进行再生后,其颜色变浅,安定性提高,电气性能变好,金属、多氯联苯和抗氧剂检不出,稠环芳烃含量降低,闪点略有降低,最佳反应条件为:反应压力4.0 MPa,体积空速2~3 h-1,反应温度220~260 ℃,氢油体积比300~500。加氢后的变压器废油基本满足变压器油的使用性能要求,说明该催化剂具有较高的选择性和较好的催化性能。
催化剂
环己酮肟气相贝克曼重排S-1分子筛催化剂研究
赵俊琦 张晓昕 慕旭宏 宗保宁
2023, 54(10):  78-84. 
摘要 ( 171 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用水热法合成S-1分子筛,并引入助剂Fe调节分子筛不同硅羟基的比例,经含氮化合物缓冲溶液后处理后获得S-1催化剂;采用X射线衍射、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱、等离子体电感耦合原子发射光谱、扫描电子显微镜等手段对合成分子筛进行表征,进而考察了助剂Fe含量和含氮化合物缓冲溶液后处理对分子筛物化性质及其催化环己酮肟气相贝克曼重排制ε-己内酰胺性能的影响。结果表明:助剂Fe最佳质量分数为254 μg/g,经过含氮化合物缓冲溶液处理后,合成分子筛的相对硅羟基总量和巢式硅羟基比例显著增加,其催化环己酮肟气相贝克曼重排转化率和己内酰胺选择性最高,分别达到99.9%和95.0%。
Cu2O/MnCo2O4异质结纳米光催化剂还原CO2的研究
郭振莲 李新 王文静 王小燕 董松祥 王兴之 牟庆平
2023, 54(10):  85-91. 
摘要 ( 73 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
Z型异质结光催化剂具有导带和价带电荷分离能力强、氧化还原能力强等优点,被光催化研究者所青睐。采用水热法制备了Z型Cu2O/MnCo2O4异质结纳米光催化剂,并对其物理化学性质进行了详细表征,评价了其光催化CO2还原性能。结果表明:Cu2O/MnCo2O4异质结纳米光催化剂相比MnCo2O4纳米颗粒,改善了可见光吸收性能,降低了带隙,有效延缓了电子-空穴对的复合,降低了电子-空穴对转移运动电阻,从而提高了催化剂的光催化活性;15%(w)Cu2O含量的异质结纳米光催化剂具有最优的光催化CO2还原性能,CO产率为98.6 μmol/g,CH4产率为68.4 μmol/g,重复使用6次后其催化活性基本无变化。
介微孔复合材料Beta-MCM-41的制备及其正庚烷临氢异构催化性能
高荔 石志远 吴保玉 赵澎 赵宁 王文静
2023, 54(10):  92-101. 
摘要 ( 107 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用纳米组装法将经NaOH溶液处理后的HBeta沸石与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组装制得介微孔复合材料Beta-MCM-41(记作BM-41),将BM-41与NH4Cl进行离子交换,得到氢型复合材料HBeta-MCM-41(记作HBM-41),以HBM-41为载体制得Pt负载量(w)为0.4%的催化剂Pt/HBM-41,并应用于正庚烷临氢异构化反应。利用X射线衍射、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱等手段对样品进行表征。在温度为240 ℃、压力为常压、质量空速为2.46 h-1 的反应条件下对催化剂进行评价。反应结果表明,在Pt负载量相同的3种催化剂Pt/HBeta,Pt/MCM-41,Pt/HBM-41中,Pt/HBM-41表现出较高的异构化选择性(87.01%)和较高的正庚烷转化率(78.75%),并具有最高的异庚烷收率(68.52%)。这归结于Beta-MCM-41集合了MCM-41二维六方介孔结构优良的扩散性能和Beta沸石优越的酸性质。
铈基催化剂催化聚乙烯低温燃烧性能
董奥 赵柳 周浩 宋成功 乔惠敏 侯旭
2023, 54(10):  102-109. 
摘要 ( 78 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为了改善高分子固体废物的燃烧过程,采用浸渍法制备了6种不同载体的铈基催化剂(Ce-Al2O3,Ce-SiO2,Ce-Fe2O3,Ce-NiO,Ce-ZrO2,Ce-La2O3),并通过XRD、SEM、N2吸附-脱附和O2程序升温脱附(O2-TPD)等方法分析其物理化学性质,进而用聚乙烯低温燃烧反应评价其催化性能。结果表明:在Ce-Al2O3表面形成了CeO2颗粒,其表现出较强的氧吸附、活化能力;与无催化剂的聚乙烯燃烧相比,Ce-Al2O3催化聚乙烯燃烧同时提高了其燃烧速率和燃烧效率,从而提高了其燃烧过程的放热量;其中,Ce-Al2O3将聚乙烯燃烧的速率提高了2倍,CO和CO2选择性提高了2.6倍。Ce-Al2O3循环使用6次,仍保持较好的催化性能,其催化聚乙烯燃烧反应的燃烧速率以及CO和CO2选择性均高于无催化剂的聚乙烯燃烧过程。
节能减排
生物质喷气燃料可持续性及生命周期碳足迹评价研究
蔡立乐 聂红 吴昊 于博 解增忠 李娜 渠红亮
2023, 54(10):  110-116. 
摘要 ( 66 )   PDF  
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针对中国石油化工集团有限公司开发的以餐饮废油为原料生产生物质喷气燃料(简称生物喷气燃料)两段加氢(SRJET)技术,基于生命周期的评价分析,确定核算边界,分析了生物喷气燃料生命周期碳足迹(单位产品生命周期过程中所导致的直接和间接的CO2排放总量)。通过对比生物喷气燃料与石油基喷气燃料的生命周期碳足迹评价了生物喷气燃料替代石油基喷气燃料的碳减排效果,通过不确定性分析及各环节参数因子敏感性分析,明确了生命周期模型参数对碳足迹评价的影响水平。结果表明,生物喷气燃料的生命周期碳足迹总量为0.55 kg/kg,在模型预测结果90%置信区间内,相比于石油基喷气燃料,生物喷气燃料生命周期碳排放总量(以CO2计)降低80.9%~93.2%。生物质喷气燃料技术推广和产业链构建对助力我国“碳达峰、碳中和”战略目标实现具有重要意义。
基于HIPS和夹点技术的芳烃联合装置火炬减排优化与实施
远战红 张建华 张方方 马智超 高中金
2023, 54(10):  117-121. 
摘要 ( 55 )   PDF  
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以某采用吸附法模拟移动床技术新建的单系列1.5 Mt/a对二甲苯芳烃联合装置(其公用工程依托企业原有设施)为举例装置,针对全厂事故停电时,原有火炬系统的接收能力仅有500 t/h,不能满足需求的问题,分别对装置中二甲苯塔、抽出液塔、重整油分馏塔实施高完整性保护系统(HIPS)措施,并对抽余液塔采用夹点设计优化,从而大幅度降低装置的火炬排放量。结果表明,应用HIPS和夹点技术后,装置火炬排放量从常规时的3 790 t/h降低到438 t/h,满足了项目全厂事故停电时的火炬排放要求。
控制与优化
计算机辅助催化剂效率因子的模拟计算
董松涛 董天诺 焦博阳
2023, 54(10):  122-131. 
摘要 ( 66 )   PDF  
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催化剂的形貌对其效率因子具有较大的影响,催化剂中活性中心距边界的距离对效率因子的大小有较大影响,通过计算机辅助技术,可以模拟计算催化剂截面图形上任意点到边界的距离,并基于该模拟计算结果绘制等距点的几何分布。基于等距点的计数和效率因子,得到了催化剂的整体效率因子,从而实现复杂形状催化剂效率因子的模拟计算。
海上平台强引射放空火炬结构优化研究
马家乐 王宗明 马卓群 赖金鑫
2023, 54(10):  132-137. 
摘要 ( 42 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对海上平台油气生产过程中放空火炬产生黑烟的问题,采用三级引射结构对基本型火炬燃烧器进行结构优化探究,并应用FLUENT软件对新型火炬的燃烧和黑烟产生情况进行了模拟研究。结果表明,当火炬头扩张角为7°、防风罩间隙为207 mm、文丘里引射器数量为8、火炬气主排放管深度为242 mm时,碳烟质量分数的峰值从2.2 mg/g下降到1.5 mg/g,在火焰面外侧已观察不到黑烟现象。新型火炬燃烧器结构在降低碳烟含量方面有明显的效果。研究结果可对海上平台放空火炬技术改进提供参考。
设备及防腐
提高俄罗斯原油掺炼量对常减压蒸馏装置的影响及对策
李云广 张志平 王万军 杨垠秋
2023, 54(10):  138-142. 
摘要 ( 71 )   PDF  
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国际市场俄罗斯原油价格下行,部分炼化企业为实现创效目标,增加常减压蒸馏装置的俄油加工量,导致俄油掺炼比例超出设计条件,装置设备腐蚀问题亟待解决。通过对比某常减压蒸馏装置俄油掺炼比例调整前后原料中有害成分变化数据,分析了原油中硫、氯、盐等有害物质对常减压蒸馏装置潜在的腐蚀威胁,并结合该装置近年发生的设备腐蚀问题,从工艺、设备、管理等角度出发,制定了超设计条件工况下增加俄油掺炼量的防腐管控措施,解决了俄油中腐蚀性物质造成的常减压蒸馏装置设备腐蚀问题。同时,为设计条件为俄油低掺炼比例的常减压蒸馏装置提供了增炼俄油的腐蚀分析方法及防控对策。