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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11期 刊出日期:2023-11-12
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加工工艺
模块化分布式甲醇制氢系统开发和站内制氢实践
徐润 栾学斌 夏国富 宋烨 林伟
2023, 54(11): 1-7.
摘要
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356
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参考文献
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相关文章
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计量指标
为了适应未来加氢站的需求,在分析现有供氢技术优缺点的基础上,对分布式制氢系统催化过程和化工过程进行“流程再造”。通过开发新型甲醇制氢催化剂 ,提高了甲醇制氢的反应效率,减少反应器体积。新型催化氧化催化剂具有低温活性好、高温稳定性好的优点。采用微通道技术对分布式制氢系统中的换热过程进行强化,实现了装置的小型化。甲醇重整-催化氧化耦合体系充分利用吸热-放热反应特性,实现了系统能量的闭环利用。所开发的分布式甲醇制氢系统在国内首次开展了加氢站制氢加氢一体站示范,分布式甲醇制氢示范装置占地仅64 m2,生产1 kg燃料电池级氢气消耗7.37 kg甲醇,为我国加快构建安全、稳定、高效的氢能供应网络提供了可复制、可推广的经验,对降低氢气成本、大规模推广应用具有积极意义。
产品结构多样性的催化裂解技术
魏晓丽 龚剑洪 袁起民 朱金泉 谢朝钢 张久顺 刘宪龙
2023, 54(11): 8-15.
摘要
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182
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相关文章
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计量指标
随着燃料型炼油厂加速向炼油化工一体化转变,催化裂解技术已经成为炼油厂转型发展的核心技术之一。介绍了中石化石油化工科学研究院有限公司自主研发的具有产品结构多样性的系列催化裂解技术,重点分析了技术创新性、技术特征、应用场景与工业实践效果。催化裂解技术实现了从应用基础研究到反应器技术研发再到成果转化的创新链。系列催化裂解技术可以根据应用场景为炼油企业“油转化”实现炼油厂对轻质馏分油到重质馏分油,乃至原油的高效利用,提供技术解决方案和具体实践参考。
后精制反应温度对加氢裂化产物分布和性质的影响研究
莫昌艺 赵广乐 任亮 赵阳 胡志海
2023, 54(11): 16-21.
摘要
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144
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参考文献
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相关文章
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计量指标
采用中间基蜡油原料在串联一次通过流程下考察后精制反应温度对加氢裂化产物分布和性质的影响,并进行反应热力学计算。结果表明:在 320~385℃ 范围内,后精制反应温度对产物分布影响不大,提高后精制反应温度对改善喷气燃料烟点、柴油十六烷指数和尾油BMCI有利,但产品溴指数和硫含量均相应升高,反应热力学数据表明高温不利于烯烃加氢饱和反应和硫醇生成反应,推测烯烃和硫化氢在试验装置的低温系统中生成硫醇是产品硫含量增加的主要原因。
催化裂化油浆富芳烃组分热转化制备中间相沥青的研究
杨贝 喻韬 江鹏 周晓龙
2023, 54(11): 22-28.
摘要
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108
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相关文章
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计量指标
利用催化裂化油浆富芳烃组分(FCC-KQ)制备中间相沥青,探究反应温度、反应时间和反应压力对热缩聚残余物软化点和收率的影响。通过光学显微镜、热重分析、核磁共振氢谱等研究反应温度、反应时间和反应压力对FCC-KQ热转化行为的影响,提出中间相沥青的形成机理。结果表明:在低温或短反应时间下,热缩聚残余物软化点升高缓慢而收率减小迅速;在高温或长反应时间下,热缩聚残余物软化点升高较快而收率减小缓慢;加压使热缩聚残余物软化点降低,收率增大;中间相小球的生长和融并是快速过程,此过程中热缩聚残余物的软化点迅速升高。由FCC-KQ 在390 ℃、2 MPa下反应8 h制得软化点为 121 ℃的各向异性中间相沥青 C120,其性能与美国A240沥青相似,同时具备更高的残炭和更低的杂原子含量。
对二甲苯装置实现芳烃资源最大化利用的改造策略
周彬
2023, 54(11): 29-33.
摘要
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128
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参考文献
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计量指标
某炼油厂为优化全厂产品结构,对其对二甲苯装置进行换剂适应性改造,异构化路线从乙苯转化型改为脱乙基型,在减少芳烃损失的同时,将芳烃资源最大化转化为对二甲苯和苯,提高芳烃资源利用率,同时回收副产的富乙烷气体作为高附加值的乙烯原料,实现效益最大化。改造策略包括催化剂功能优化、工艺流程调整、热联合等,以期为同类装置的改造提供一些借鉴。
基础研究
烯烃对5A分子筛吸附剂吸附分离性能的影响
刘伟强 王红超 杨彦强 乔晓菲 王辉国
2023, 54(11): 34-40.
摘要
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126
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参考文献
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相关文章
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计量指标
通过动态脉冲试验和模拟移动床试验对5A分子筛吸附剂进行正/异构烷烃分离性能研究,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、N2吸附-脱附等方法对5A分子筛吸附剂样品进行表征,考察样品中烯烃种类和含量对5A分子筛吸附剂分离性能的影响规律。脉冲试验结果表明,吸附进料中不同种类烯烃对5A分子筛吸附剂的分离性能影响程度不同,异构烯烃和环烯烃对5A分子筛吸附剂的分离性能影响较大,而正构烯烃对5A分子筛吸附剂的分离性能影响较小。模拟移动床试验结果表明,质量分数约2%的环己烯使正构烷烃收率下降5.6百分点。异构烯烃或环烯烃由于在5A分子筛表面上发生反应,堵塞了部分介孔孔道,导致5A分子筛吸附剂对正构烷烃的吸附/脱附速率明显降低,分离性能明显变差。
溶剂分子烃基结构对噻吩催化氧化的影响
宁浩宇 朱忠朋 郑伟平 吴明清 李涛
2023, 54(11): 41-46.
摘要
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84
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计量指标
油品催化氧化法脱硫的难点是噻吩硫的脱除,而目前针对油品的组成对噻吩氧化反应深度影响的研究较少。以不同烃类和醇类化合物作为微量噻吩的溶剂,以H
2
O
2
作为氧化剂,以钛硅分子筛(TS-1和改性TS-1)为催化剂,开展了溶剂分子中烃基结构对微量噻吩氧化规律的研究。结果表明,在相同的反应条件下,溶剂分子中的烃基结构是影响噻吩氧化程度的重要因素,溶剂分子中烃基的异构化程度越高,噻吩的氧化程度也越高。
催化剂
MCM-22分子筛用于二甲苯异构化的性能研究
周末 盖月庭 岳欣 康承琳
2023, 54(11): 47-52.
摘要
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117
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参考文献
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相关文章
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计量指标
以六亚甲基亚胺(HMI)作为模板剂,采用动态水热合成法合成不同硅铝比的MCM-22分子筛;以MCM-22分子筛作为酸性组分,负载铂制备转化型二甲苯异构化双功能催化剂(Pt/MCM-22)。通过X射线衍射(XRD)、比表面积测试法(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等测试手段对分子筛样品的形貌和性质进行表征。使用微型活塞流反应器对催化剂的反应性能进行评价,并与采用丝光沸石(MOR)分子筛制备的催化剂进行性能对比。结果表明,MCM-22分子筛用于二甲苯异构化反应具备优秀的异构化活性和反应选择性,且分子筛酸性质会影响其反应性能。
载体改性对Ru/MCM-49催化剂金属粒径及分布的影响
张杰 张少平 李峰 郑家军 李瑞丰 李文林
2023, 54(11): 53-59.
摘要
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107
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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MCM-49分子筛为前体,经Ca、Mg金属改性后浸渍负载金属Ru,制备得到Ru-Ca/H-MCM-49和Ru-Mg/H-MCM-49催化剂,探索了碱土金属改性对Ru/H-MCM-49分子筛催化剂中Ru粒径大小的影响。对所制备催化剂进行了XRD、FT-IR、SEM、XPS、CO脉冲吸附和CO原位红外漫反射分析,并通过探针分子反应评价其催化性能。结果表明:改性金属对金属Ru在分子筛中的分布特性影响不大,两种催化剂上的Ru都主要分布于分子筛内部,但是Ca改性的Ru催化剂存在微孔堵塞现象;改性金属种类可以显著影响催化剂中Ru粒子的粒径,与Ca改性催化剂相比,Mg改性可以更好分散金属Ru,Ru粒子粒径约为2.7 nm,Ru-Mg/H-MCM-49具有更好的催化探针分子加氢性能。Ru-Mg/H-MCM-49催化剂对CO的吸附方式为多分子线性吸附,其对反应物分子的吸附和活化作用较强,有利于提高催化剂的加氢活性。
双有机结构导向剂合成高硅MCM-22分子筛及其催化性能
刘闯 王振东 杨为民
2023, 54(11): 60-66.
摘要
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178
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参考文献
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计量指标
采用六亚甲基亚胺(HMI)和N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵(TMAdaOH)为双有机结构导向剂(OSDA),通过对晶化时间、OSDA用量和投料硅铝比等参数的考察,优化了高硅铝比、高结晶度MCM-22分子筛的合成条件。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理吸附-脱附、氨程序升温脱附(NH
3
-TPD)、热重分析(TGA)等手段表征其物化性质,同时考察其催化三异丙苯(TiPB)裂解的性能。结果表明:在双有机结构导向剂的作用下,以宽投料硅铝比合成的MCM-22分子筛具有晶相纯、固体收率高、酸性质可调的优点;投料
n
(SiO
2
)/
n
(Al
2
O
3
)
为60~100的高硅MCM-22分子筛催化三异丙苯裂解的性能比投料
n
(SiO
2
)/
n
(Al
2
O
3
)=30的常规MCM-22分子筛更好。
复合型催化剂MIL-101@PIL催化CO
2
环加成反应
李云肸 刘少青 徐爱浩 董丽辉 范闽光
2023, 54(11): 67-75.
摘要
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74
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计量指标
针对CO
2
与环氧化物反应制备环碳酸盐需要高性能、低成本、易于回收的催化剂,制备了一种基于金属有机框架(MOF)的非均相催化剂(MIL-101@PIL)用于催化CO
2
转化为环碳酸酯。首先采用水热法制备MIL-101-Cr,然后在其孔道中负载具有较大分子体积的双季鏻盐离子液体1,4-双三苯基膦基丁烷溴盐。通过一系列对比试验考察,结果表明,MIL-101@PIL催化剂在无溶剂和助催化剂的情况下,具有较高的催化环加成反应生成环碳酸酯的活性。以合成碳酸丙烯酯为例,在优化条件下(MIL-101@PIL 80 mg,CO
2
压力1.4 MPa,环氧丙烷17 mmol,反应温度90 ℃,反应时间3 h),可获得较高的碳酸丙烯酯收率(95%)和选择性(99%),MIL-101@PIL催化剂较高的催化活性主要是由于配位不饱和Cr与Br阴离子之间具有协同催化作用。基于此,提出了MIL-101@PIL催化剂催化环加成反应的可能机理。
节能减排
汽油特征组分的自燃特性和火焰传播速度
舒亦桥 陶志平 王俊 郭莘 李娜
2023, 54(11): 76-85.
摘要
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108
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参考文献
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计量指标
筛选了多种汽油中的特征组分和不同种类的含氧化合物,利用定容燃烧弹对其自燃特性和火焰传播速度进行了对比研究,从燃烧学的角度为汽油的调合和替代燃料的选择提供了理论依据。由研究结果得出了有意义的结论:呋喃类燃料在低当量比情况下仍能保持较高的火焰传播速度,稀薄燃烧(稀燃)边界条件较宽,是极具潜力的适合稀燃模式的燃料组分。
控制与优化
基于神经网络的渣油浆态床加氢产物分布预测模型
郗荣荣 赵飞 李吉广 侯焕娣 申海平
2023, 54(11): 86-95.
摘要
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93
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参考文献
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计量指标
采用Pearson相关系数法对渣油浆态床加氢试验数据样本中的变量进行特征选择,优化得到相关性小的17个输入变量,建立了结构为17-14-7的BP神经网络预测模型,用以模拟加氢产物(裂化气、汽油、柴油、蜡油、残渣、不溶物)分布和氢气消耗;同时,针对试验数据样本少、数据不平衡的问题,利用关联式模型进行数据扩充。结果表明:数据扩充后,改进的BP神经网络模型为17-15-7结构,其预测精度大幅提升,最大平均相对误差从66%降至6.57%;为了提高预测精度和计算效率,基于扩充后的数据样本建立卷积神经网络(CNN)模型,其预测最大平均相对误差降至5.38%;进一步将遗传算法(GA)与CNN模型结合以提高模型预测精度,发现GA优化后CNN模型预测的最大平均相对误差小于2%。
正丁烷芳构化九集总反应动力学模型研究
陈永浩 董晨 王杰广 王子健
2023, 54(11): 96-100.
摘要
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83
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参考文献
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计量指标
以正丁烷为模型化合物进行芳构化,考察其在不同条件下芳构化的产物分布规律;根据其芳构化反应机理和产物分布特点,建立了包括8个虚拟反应路径的九集总反应动力学模型方程组,进而基于Python平台求解模型方程组,计算获得了正丁烷芳构化反应的动力学参数,并利用试验数据验证九集总动力学模型的预测效果。结果表明,产物分布模型的预测值与试验实测值间的最大绝对误差小于5.0%,表明该模型准确可靠,能较好地反映轻烃芳构化的反应规律,可用于对实际生产过程的模拟优化。
油品与添加剂
壳聚糖-膨润土吸附剂的制备及其对变压器废油的再生性能
黄琬祎 任乔林 黄文涛 汤迎春 黄旦莉 任贝婷 蔡世腾
2023, 54(11): 101-108.
摘要
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81
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参考文献
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计量指标
为了解决变压器废油的再生问题,以壳聚糖(CS)和膨润土(BT)为原料制备了一种复合吸附剂,并考察其对变压器废油的再生脱色除杂性能。结果表明:当CS添加量(CS/BT质量比)为5%、焙烧温度为300 ℃时,制备的C5/BT-300复合吸附剂的脱色除杂性能最佳;以C5/BT-300复合吸附剂吸附处理变压器废油的最佳工艺条件为:吸附剂质量分数4%,吸附温度50 ℃,吸附时间90 min。经C5/BT-300复合材料一次吸附处理后,变压器废油的透光率提高至99.5%,色号降至1号,击穿电压提高了60.2%,介质损耗因数、水质量浓度、酸值分别降低了80.7%,68.7%,74.1%。相较于常见的膨润土、活性炭等吸附剂,C5/BT-300复合材料表现出了更好的吸附再生性能。此外,为了提高吸附剂的处理效率,开发了便捷、高效、智能、绿色的变压器废油再生装置,并优化了变压器废油的再生流程和处理后吸附剂的再生流程。
分析与评定
石油焦中微量元素含量的测定
吴梅 侯小敏 章群丹
2023, 54(11): 109-116.
摘要
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107
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参考文献
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相关文章
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计量指标
采用能量色散X射线荧光光谱仪建立石油焦中微量元素含量的快速测定方法。考察制样方式、基质影响、定量曲线拟合方式等因素对测定结果的影响。石油焦中高含量的硫元素是最大的基质干扰因素,采用基本参数法和α经验系数法均可较好地进行基质校正,使所建方法可以在10 min内准确测定石油焦中S,Fe,Ni,V,Ca元素的含量。该方法对于各元素的定量曲线在相应的测试范围中均具有良好的线性相关性,决定系数R
2
大于0.99。该方法对于S元素质量分数的定量限为0.040%,对于Fe,Ni,V,Ca元素质量分数的定量限分别为5.4,1.4,2.1,2.8 μg/g。
设备及防腐
泄漏工艺物料对循环水系统运行的影响及解决方案
王金华 傅晓萍
2023, 54(11): 117-121.
摘要
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68
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参考文献
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计量指标
泄漏工艺物料对循环水系统运行危害巨大。通过实验室模拟现场泄漏物料条件研究了泄漏物料对循环水水质及微生物繁殖的影响,制定了包括泄漏物料检测,腐蚀、结垢和微生物控制的循环水处理方案。30个月的连续运行结果表明:碳钢监测试管的平均腐蚀速率为0.018 6 mm/a,黏附速率为7.85 mg/(cm
2
/月),异养菌总数为4.85×10
4
个/mL,平均生物黏泥量为1.01 mL/m
3
,循环水处理效果可满足生产装置安全稳定运行的要求。
综述
C
4
烃氧化制备甲基丙烯醛催化剂的研究进展
危长城 蒋文军 慕旭宏
2023, 54(11): 122-130.
摘要
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112
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参考文献
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相关文章
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计量指标
甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一种重要的有机化工原料,被广泛用于制备表面涂层、合成树脂、油漆涂料和高分子材料等。随着我国石化工业的不断发展,特别是大型乙烯装置的建成,将会副产大量的C
4
烃(异丁烷和异丁烯等),经C
4
烃氧化法生产MMA清洁工艺表现出明显的经济和技术优势。其中,C
4
烃氧化制备甲基丙烯醛(MAL)是C
4
烃生产MMA的关键步骤。综述了C
4
烃氧化制备MAL的催化剂(Mo-Bi系,Mo-Sb系,Mo-V-Te系,杂多酸系及V系等催化剂)的研究现状,并提出了未来催化剂的重点研究方向。
生物质基乙醇酸催化合成进展
周子淇 马晟焱 张东培 史会兵 严文娟 金鑫
2023, 54(11): 131-137.
摘要
(
180
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参考文献
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计量指标
乙醇酸是一种结构最为简单的α-羟基羧酸,广泛用于材料、医学和环保等领域。然而当前乙醇酸合成技术存在工艺复杂和产品脱杂质成本高等问题。在“双碳”背景下,开发全新生物质基乙醇酸合成技术具有重要意义。生物质基乙醇酸合成的研究于30年前开始兴起,在近5年成为研究热点。从合成方法和技术路线两个方面,详细比较了纤维素直接转化法、糖类液相氧化法等不同合成方法的特点。指出未来的研究重点在于积极探索新型催化剂设计方法和生物质基乙醇酸合成新工艺。
稀释诱导沥青质沉淀影响因素的研究进展
孟佳
2023, 54(11): 138-142.
摘要
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108
)
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参考文献
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相关文章
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计量指标
稀释诱导沥青质沉淀能显著降低原油黏度,提升原油流动性。综述了有关沥青质研究的现状,并结合Smoluchowski聚集模型,对沥青质沉淀的影响因素进行了理论分析。结果表明沥青质沉淀受热力学因素和混合条件的影响。另外,介绍了微流体新技术,在此基础上,对进一步探究稀释诱导沥青质沉淀动力学进行了展望。