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当期目录

2023年 第54卷 第12期    刊出日期:2023-12-12
加工工艺
油脂加氢生产生物喷气燃料(SRJET)技术及工业应用
周建华 葛泮珠 黄爱斌 聂红 习远兵 丁石 渠红亮 胡鸿飞
2023, 54(12):  1-5. 
摘要 ( 528 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
为了保障中国航空业市场对生物喷气燃料的需求,中国石化镇海炼化分公司(简称镇海炼化)采用中石化石油化工科学研究院有限公司开发的油脂加氢生产生物喷气燃料(SRJET)技术新建一套100 kt/a以餐饮废油为原料的生物喷气燃料生产装置,该装置一次开车成功,生产的生物喷气燃料产品满足《3号喷气燃料》(GB6537—2018)附录C 酯类和脂肪酸类加氢改质工艺生产的煤油组分标准中各项指标的要求,成功获得可持续生物材料圆桌会议颁发的可持续认证证书和中国民用航空局审定的生物喷气燃料适航证书,并成功实现商业飞行。
国内首套加工低硫高氮渣油的固定床加氢装置运行分析
方强 邵志才 戴立顺
2023, 54(12):  6-13. 
摘要 ( 151 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
A装置为国内首套加工低硫高氮渣油的固定床加氢装置,其原料S质量分数较低(为1.38%)、N质量分数较高(为0.68%),与以往高硫渣油固定床加氢装置的原料性质显著不同。为了分析这种原料的加氢反应特性,在实验室进行了与高硫渣油加氢处理对比试验,也比较了两者工业装置运行数据。在实验室中型装置上,采用相同催化剂级配,在反应温度375.5 ℃、氢分压15.0 MPa、体积空速0.23 h-1、氢油体积比700的条件下,进行了这两种典型原料的固定床加氢试验,结果表明,处理低硫高氮渣油时降残炭率为49.83%,处理高硫渣油时降残炭率高达69.10%。A装置加工残炭为11.32%的低硫高氮渣油时,降残炭率为48.14%;B装置加工残炭为11.50%的高硫渣油时,降残炭率为55.39%。实验室和工业装置的试验结果均说明低硫高氮类渣油中残炭前身物的加氢转化较为困难。A装置自建成以来已完成6个周期的运行,每周期原料的S质量分数(平均值)均不大于1.51%,N质量分数(平均值)均不小于0.62%。对运行情况分析发现:高压换热器结垢导致其在运行中后期时提高反应温度较困难;原料中减压渣油的比例对该装置运行周期的长短影响较大,减压渣油比例高时运行周期较短,反之亦然;消除装置运行瓶颈的措施为进行高压换热器及反应器系统的改造。
大型逆流连续重整技术开发及工业应用
王婷
2023, 54(12):  14-19. 
摘要 ( 136 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以某2.6 Mt/a逆流连续重整装置设计为例,通过对再生流程的升级,优化了氧氯化条件,提升了催化剂再生效果和操作便捷度;压缩机级间流程优化解决了级间凝液循环耗能问题。再生控制技术升级使再生过程更简单、安全、易于操控。耦合节能技术的开发进一步降低装置能耗。对反应器、加热炉等关键装备,平面布置及管道应力等方面进行一系列优化,提升了大型化重整性能和安全性。对中国石油化工集团有限公司逆流连续重整技术大型化开发进行总结,为超大规模重整装置设计提供了工程经验。
沸腾床渣油加氢未转化油电场净化防结焦技术研究
蒋兴家 王雪 李立权 赵颖
2023, 54(12):  20-25. 
摘要 ( 99 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
沸腾床渣油加氢未转化油中富含沥青质和甲苯不溶物的重质不稳定组分是影响未转化油二次加工性能的重要因素。基于这些组分的极性和带电特性,提出施加电场进行脱除的方法,并以未转化油为原料,考察了温度、时间、电压对脱除效果的影响。结果表明:在电场作用下,提高温度和电压、延长时间有利于不稳定组分的脱除;温度、电压越高,不稳定组分中正庚烷不溶物和甲苯不溶物含量越高,净化油中甲苯不溶物越少。在试验条件下,不稳定组分最大析出率为1.4%左右;净化油中甲苯不溶物脱除率最大为96.32%;不稳定组分中正庚烷不溶物质量分数最高为54.66%、甲苯不溶物质量分数最高为51.55%;电场处理对未转化油的族组成影响不大。不稳定组分的脱除能够大幅缓解未转化油的结焦倾向。
溶剂脱沥青装置工艺条件研究及工业应用
夏伟健
2023, 54(12):  26-31. 
摘要 ( 126 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对某炼化企业1.6 Mt/a溶剂脱沥青装置计划加工原料的性质相对装置原始设计时有较大变化的实际情况,为了探索适合目前原料的工艺操作条件和生产方案,与中石化石油化工科学研究院有限公司合作开展中型试验研究,找到了合适的工艺操作条件和产品利用方案。工业装置采用该工艺条件后,成功生产出质量较好的轻脱沥青油和重脱沥青油产品。脱沥青油产品作为二次加工装置的原料,替代了价格较高的常压渣油等原料,在优化企业生产流程的同时为企业创造了较好的经济效益。
常减压蒸馏装置塔顶注水工业实践
廖芝文
2023, 54(12):  32-38. 
摘要 ( 171 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
塔顶注水作为常减压蒸馏装置“一脱三注”防腐措施的重要一环,已在大部分炼油厂得到推广和应用,并在实践中总结提升,取得良好效果。由于塔顶注水不仅可以改变露点温度,提高露点区域的pH以缓解露点腐蚀,还可以减少系统中的盐及垢物沉积,从而减少垢下腐蚀。为了保证注水的最佳效果,需要考虑多方面因素,主要包括注水水质、注水点的选择、注水量的优化等。对优化注水相关因素逐一分析,结合工业实践经验给出最佳指导意见。实际案例分享表明,通过优化注水来源、动态调整注水量、改变注水点等措施,能产生明显的经济效益并改善防腐效果,减少安全隐患。
沸腾床渣油加氢裂化装置投产对蜡油加氢装置的影响
严钧
2023, 54(12):  39-42. 
摘要 ( 90 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
某炼化公司沸腾床渣油加氢裂化(H-oil)装置投产后,溶剂脱沥青装置的原料由常减压蒸馏装置洗涤油和减压渣油调整为H-oil未转化油,脱沥青油(DAO)性质由此发生变化,从而该炼化公司将DAO直接用作了重油催化裂化装置原料,而不再进2.0 Mt/a蜡油加氢装置进行掺炼。对蜡油加氢装置掺炼DAO及停止掺炼DAO时的装置原料油、主要操作参数、产品性质、加氢反应器床层压差等进行了对比,结果表明,DAO停进蜡油加氢装置可明显改善装置原料性质,提高硫、氮等杂质脱除率,改善加氢蜡油产品性质,同时可降低加氢反应器床层压差,延长装置运行周期。
基础研究
逆流连续重整催化剂表观烧焦动力学研究
董晨 王杰广 张新宽 刘彤
2023, 54(12):  43-47. 
摘要 ( 77 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以逆流连续重整装置催化剂为研究对象,利用固定床反应器,在消除外扩散影响的条件下,系统考察了反应温度、氧分压以及碳含量等因素对催化剂烧焦速率的影响规律,并建立了幂级数形式的表观烧焦动力学方程。结果表明:烧焦速率随着反应温度、氧分压以及碳含量的增大而增大,动力学方程中氧的反应级数为0.78,碳的反应级数为0.68,表观反应活化能为9.98×104 J/mol。根据该方程可以准确计算不同条件下的催化剂烧焦速率,进而优化再生器的设计参数和操作条件,为逆流连续重整技术的进步奠定了理论基础。
原油蒸馏曲线单调递增指数函数样条插值方法研究
陈宏 范钦臻 程丽华 梁朝林 谢颖
2023, 54(12):  48-54. 
摘要 ( 57 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对以虚拟组分法表征原油及其馏分油复杂组成时,常因蒸馏数据不足而导致蒸馏曲线不连续、不光滑,结果可靠性差,而传统二次、三次样条插值方法存在难以保证蒸馏曲线单调递增的问题,设计了一种包含3个参数的指数函数插值方法,从理论上保证了蒸馏曲线单调递增。进而,对52种原油的实沸点蒸馏数据进行插值验证,结果表明:指数函数插值法能够保证插值后的原油蒸馏曲线单调递增;在52种原油的插值结果中,指数函数插值与校验值拟合决定系数(R2)大于0.99的有37种,占比71.2%,三次样条插值结果R2大于0.99的仅有21种,占比40.4%;而指数函数插值结果的准确度高于三次样条插值结果的有50种,说明指数函数插值方法效果明显优于三次样条插值方法。因此,基于指数函数插值方法,采用虚拟组分法模拟计算原油加工过程的精确度明显提高。
催化剂
多级孔择形分子筛催化裂解催化剂的工业应用
万涛 周翔 朱根权 冯勤勇 李强 邓杨清
2023, 54(12):  55-60. 
摘要 ( 145 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
中海油东方石化有限责任公司催化裂解装置由于原料偏重、生焦增加使加工负荷较低,限制了运行经济性。基于此情况,该公司决定投入使用由中石化石油化工科学研究院有限公司基于低生焦技术平台研发的新一代高丙烯、乙烯收率的多级孔择形分子筛催化裂解催化剂OMT-Ⅱ(R)。工业应用结果表明,当OMT-Ⅱ(R)催化剂占系统藏量的质量比例达到85%以上后,可使乙烯、丙烯和液化气的收率分别提高0.44,1.99,5.02百分点,使生焦率降低0.18百分点,同时汽油、柴油和油浆收率均显著降低,实现了显著提高重油裂化能力、降低生焦率的预定目标,成功提高装置的综合效益。
控制与优化
不确定条件下炼油厂氢气网络系统的柔性设计与优化
陈莹 秦康 吴昊
2023, 54(12):  61-73. 
摘要 ( 84 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对炼化企业的氢气网络长周期运行受外部市场变化、原油性质波动、操作条件改变等多种不确定因素影响的问题,采用融合柔性设计的两阶段随机规划建模方法建立数学规划模型,以集成优化策略应对生产过程中的多种不确定性,在优化经济效益的同时确保操作过程的鲁棒性;继而对所构建的含有大量双线性项的混合整数非线性规划模型,提出一种基于多参数分解技术的全局优化算法,以加速收敛;并以某炼油厂氢气网络柔性设计与优化案例验证了该模型的普适性和算法的高效性。结果表明,该集成优化模型可以在复杂的氢气网络结构之间进行氢气资源的灵活回收和梯级匹配,多情景柔性操作策略实现了不确定环境下氢气网络经济效益的最大化。
基于CAPE-OPEN标准的SINOALKY烷基化反应器模块开发与全流程模拟
顾景玉 蒋配其 陈玉石 李峰 向杰 欧阳福生
2023, 54(12):  74-82. 
摘要 ( 115 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
基于SINOALKY烷基化工艺,建立了二十集总反应动力学模型和反应器模型,并在此基础上开发了符合CAPE-OPEN标准的SINOALKY烷基化反应器模块,模块包含符合CAPE-OPEN标准的6个物流接口、数值求解器以及可视化的交互界面。将该反应器模块加载于Aspen Plus平台中,搭建了某0.2 Mt/a的SINOALKY烷基化装置全流程模型,模型的模拟效果较好;进而,考察了反应工艺参数对烷基化产品组成和性质的影响,结果表明,模型模拟值与实际烷基化工艺相符,获得了适宜的烷基化反应工艺参数。表明包含SINOALKY烷基化反应器模块的烷基化全流程模型可为SINOALKY烷基化装置的模拟优化提供重要参考。
焦化分馏塔多喷头喷淋脱除焦粉模拟研究
高有飞 赵远方 杜招鑫
2023, 54(12):  83-89. 
摘要 ( 64 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
针对延迟焦化装置分馏塔中脱过热段人字形挡板脱除焦粉效果差,导致大量焦粉进入焦化蜡油和焦化柴油,造成产品不合格的问题,分别以水-空气-焦粉和焦化蜡油-油气-焦粉体系为对象,模拟3个喷头喷淋水滴和油滴脱除油气焦粉效果。结果表明:3个喷头布置方式以喷头与塔中心距离r和塔半径R之比为0.56的正三角形布置最佳;液相喷淋密度为2 m3/(m2·h)、高气相负荷工况下,单层多喷头单向(S-T-S)喷淋水滴比单层单个喷头单向(S-S-S)喷淋水滴焦粉脱除率高约3%;S-T-S和S-S-S喷淋油滴焦粉平均脱除率均大于98.4%,二者相当;而S-T-S喷淋油滴和S-S-S喷淋油滴的焦粉最低脱除率分别比相应喷淋水滴时的焦粉最低脱除率高10.57%和11.43%,说明喷淋油滴洗涤脱除焦粉效果明显优于喷淋水滴;工业应用结果表明,采用喷淋技术可明显改善焦化分馏塔侧线产品质量。
油品与添加剂
油溶性降黏剂的分子动力学模拟及合成
崔雅芳 王云龙 崔秀国 李汉勇
2023, 54(12):  90-99. 
摘要 ( 61 )   PDF  
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为了降低稠油黏度,改善其流动性,通过分子动力学模拟结合正交试验的方法,以甲基丙烯酸十八酯(SMA)、N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)和乙酸乙烯酯(VA)为单体,共聚合成了油溶性降黏剂(SNV)。模拟结果表明:加入SNV后稠油密度降低,势能提高,证明SNV能够破坏胶质沥青质之间的三维网状结构,抑制胶质沥青质缔合,达到稠油降黏的目的。试验结果表明:SNV最佳合成条件为单体SMA,N-PMI,VA的物质的量配比为10:1:6、引发剂质量分数0.5%、反应时间6 h、反应温度50 ℃;此合成条件下的稠油降黏率可达43.76%,降黏效果优于部分商用降黏剂。
聚醚-咪唑啉絮凝剂的合成及其脱固性能评价
王哲 赵福利 黄占凯 韩恩山
2023, 54(12):  100-105. 
摘要 ( 83 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
随着“油转化”趋势发展,原油直接制化学品技术迅速发展,但产生了含碱性催化剂的油浆,现有沉降剂无法对其中的固体颗粒进行有效脱除。采用聚醚为主体,在主链上引入羧基进而引入咪唑啉结构对聚醚的官能团进行修饰,合成了聚醚-咪唑啉絮凝剂,并通过核磁共振氢谱以及红外光谱对产物的结构进行了验证。以聚醚-咪唑啉絮凝剂为主剂与破乳剂复配为油浆沉降剂,通过油浆沉降试验考察聚醚-咪唑啉絮凝剂的构效关系以及复配沉降剂的脱固性能,确定最佳沉降条件为:主剂质量分数40%,加剂量(w) 400 μg/g,沉降温度100 ℃,沉降时间48 h,在此条件下的油浆脱固率不低于90%。该絮凝剂合成方法安全,复配条件简单,原料廉价易得,适合工业生产及应用。
分析与评定
柴油十六烷值测定方法现状及结果的比对
胡晓明 王俊 杨鹤 张然 郝丽春 李昂
2023, 54(12):  106-113. 
摘要 ( 151 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
十六烷值是衡量柴油着火特性的关键指标,反映了柴油在发动机中的燃烧特点。目前,测定柴油十六烷值的方法主要分为发动机直接测试法和定容燃烧模拟测定法,每类方法下又涵盖了多种测定方法。从方法原理和精密度等多方面对比了各种方法的测试特点,并进行了多种十六烷值测定方法的比对试验,总结了各种方法的优缺点和适用性。最后归纳了十六烷值测定领域目前存在的问题,并对未来的发展方向进行了展望。
设备及防腐
基于挂片法的铝溶胶腐蚀性能研究
秦鹏飞 周含 徐冬翔 孙敏 刘新
2023, 54(12):  114-118. 
摘要 ( 65 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
在催化裂化、甲醇制烯烃等催化剂的制备过程中,作为黏结剂的铝溶胶溶液会对设备造成腐蚀,因此有必要对铝溶胶的性能及其对工业装置的腐蚀速率进行测定。而目前市售的腐蚀性能评价仪存在转速失真、温度延迟不准确、空泡效应等问题,从而影响试验数据的准确性。本研究基于挂片法开发了一套新型四通道高效铝溶胶腐蚀性能评价仪,该仪器采用泵循环铝溶胶液体与原位加热控温相结合的方式,确保了测试体系内无显著温度梯度,优选了铝溶胶对20号碳钢挂片的腐蚀强化条件,最大相对误差仅2.3%,数据重复性良好。采用计算流体力学数值模拟方法研究了铝溶胶速度梯度对挂片腐蚀速率的影响,建立了预测腐蚀速率的计算式,为工业装置腐蚀防护提供了试验数据与模型支持。
石化企业循环冷却水系统腐蚀结垢预测模型的研究
翁新龙 焦云强 欧阳福生 王建平 邸雪梅
2023, 54(12):  119-126. 
摘要 ( 66 )   PDF  
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以某石化企业循环冷却水系统的运行数据为基础,通过预处理获得了899组有效数据样本;采用最大互信息系数和Pearson相关系数法,筛选出针对目标变量腐蚀速率(FSSL)和黏附速率(NFSL)预测模型的输入变量;分别运用BP神经网络、KNN回归和XGBoost机器学习算法建立了循环冷却水系统的FSSL和NFSL预测模型。对3种模型进行预测精准度和预警效果评价结果表明:3种模型的预测平均相对误差(MAPE)均在9%以下,都具备较好的拟合效果和泛化能力;其中基于XGBoost方法所建模型的性能最佳,其对FSSL和NFSL的MAPE均在5%以下,决定系数R2均大于0.9,预警准确率分别在91.5%和97.3%以上。
静电吸附净油反应器的设计优化及应用性能
石荣雪 刘克成 张立军 孙东平 王浩然 孙墨杰
2023, 54(12):  127-134. 
摘要 ( 61 )   PDF  
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针对变压器油运行过程中受外界因素影响而老化导致性能下降的问题,基于静电吸附原理,利用Ansoft Maxwell有限元仿真软件对“波浪”形曲面极板构造梯度非均匀电场,对变压器油中电中性杂质和带电杂质在梯度非均匀电场中的运动规律及模式进行了探究,进而研制了静电吸附净油反应器;在此基础上,设计了正交试验方案以检验该静电吸附净油反应器对油品品质的提升效果,并优化了净油反应器的工作条件。结果表明,该静电吸附净油反应器的最优工作条件为:电压12 kV、温度45 ℃、流速0.1 m/s;经该反应器净化处理后,变压器油的介质损耗因数由0.042 58降至0.003 76,说明研制的净油反应器可有效提升老化变压器油的品质。
渣油加氢空气冷却器NH4Cl结晶影响因素分析及沉积特性预测研究
顾友杰 金浩哲 张艺骞 偶国富
2023, 54(12):  135-142. 
摘要 ( 78 )   PDF  
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渣油加氢装置因原料劣化腐蚀性强,设备长期处于极端运行工况下,导致冷换设备铵盐腐蚀性风险大。以沸腾床渣油加氢系统空气冷却器(简称空冷器)为研究对象,采用NRTL-RK模型构建多组分体系下反应流出物系统化学离子-平衡模型,并通过工艺过程关联分析和数值模拟分析相结合的方式,对系统内铵盐结晶腐蚀风险进行评估。计算结果表明,空冷器存在NH4Cl腐蚀风险,结晶温度为169~187 ℃,且铵盐结晶速率随着温度降低不断增加,极限工况下为0.22 kg/h。空冷器对流换热模型通过组分运输方程和冷凝模型构建,数值模拟结果表明,随着流动的持续,最大的传质系数(1.52×10-4 m/s)和腐蚀速率(0.43 mm/a)出现在出口集合管底部。
综述
1,2-丙二醇合成技术进展
马东强 彭欣欣 罗一斌
2023, 54(12):  143-148. 
摘要 ( 364 )   PDF  
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介绍并对比了环氧丙烷水合法、酯交换法、甘油氢解法和丙烯双氧水法合成1,2-丙二醇技术,其中丙烯双氧水法的原料廉价易得,两步反应集成在一个反应器中进行,1,2-丙二醇收率高,不需要投资环氧丙烷产能,技术经济性好,可以实现1,2-丙二醇的清洁化生产,具有良好的工业化应用前景,建议将开发稳定、高效的非均相催化氧化催化剂作为该技术未来的重点研发方向。