Please wait a minute...

当期目录

2024年 第55卷 第1期    刊出日期:2024-01-12
特约综述
加快我国高分子材料高端化步伐
曹湘洪
2024, 55(1):  1-6. 
摘要 ( 266 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
概述了我国高分子产业的发展现状,指出我国高分子产业存在产品结构类同、低端产品结构性过剩、技术支撑能力不足等问题,必须加快高端高分子材料的研究与开发。分析了三大通用高分子材料的消费趋势,预测了近中期市场需求有较快增长、长期市场需求可能保持稳定的十一类高端高分子材料。提出了高分子材料高端化的研发思路:一是既要重视特种材料的研究开发,也必须高度重视高端通用材料的研究开发;二是深入研究高分子材料结构与性能的关系,尽快实现从定性分析向定量建模的深化;三是重视高分子材料高端化的技术路径的优化与选择,实现低能耗、低投资和低成本的高端化;四是突破高端分子材料的单体制约;五是加强加工应用技术及装备的研究开发。
我国炼油工业转型发展的技术策略
李大东
2024, 55(1):  7-17. 
摘要 ( 268 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
简要分析了我国炼油工业现状和新形势下所面临的挑战,阐述了转型发展的必要性,指出开发和应用清洁交通运输燃料生产技术、基本有机化工原料低成本生产技术、高价值特种化学品生产技术和降低二氧化碳排放量技术是支撑转型发展的关键,介绍了生产高辛烷值汽油组分的C4固体酸烷基化技术、生物喷气燃料生产技术、柴油超深度加氢脱硫(RTS)技术、低硫船用燃料油生产技术、全馏分石脑油正构烷烃吸附分离技术、催化丙烯(SHMP)技术、重油高效催化裂解(RTC)技术、催化裂化柴油定向加氢和选择性催化裂化集成生产芳烃和汽油(LTAG)技术、以渣油为原料多产低碳烯烃和轻质芳烃的化工型双向组合(RICP)技术、高端针状焦生产技术、低黏度聚α-烯烃(PAO)生产技术、过程降碳的选择性催化裂化工艺集成(IHCC)技术和低能耗柴油加氢(SLHTDR)技术等新技术的试验或实际应用效果。
空心钛硅分子筛催化材料:从理性设计到工业应用
夏长久 杨焯 林民 朱斌 彭欣欣 汪燮卿 舒兴田
2024, 55(1):  18-27. 
摘要 ( 287 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
针对传统钛硅分子筛存在选择性差、活性低和合成重现性差等问题,从“钛状态”和“晶内孔结构”入手,中国石油化工集团有限公司开发了具有自主知识产权的系列空心钛硅分子筛(HTS)催化材料,支撑国内首套环己酮氨肟化和丙烯环氧化技术实现了工业化。由于模板剂四丙基铵阳离子(TPA+)无法进入分子筛晶内,推测分子筛晶内缺陷溶解和溶解的硅钛物种沿着分子筛外表面再结晶是产生晶内空心和形貌变化的根本原因。综述了近年来HTS在结构设计、催化性能强化和催化氧化应用方面的研究进展,重点归纳总结了HTS在工业中的应用情况。
生物基对二甲苯:低廉木质纤维素通往绿色聚酯的桥梁
储昊东 冯心强 宋建婷 李梦迪 申春 谭天伟
2024, 55(1):  28-41. 
摘要 ( 148 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
对二甲苯(PX)是我国聚酯产业的龙头原料和化工产业的重要大宗产品,其主要用途是用于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的生产。随着我国“双碳”战略的普及,化学品制造业的原料逐渐从不可再生资源(石油、煤炭)向可再生资源转型。以木质纤维素生物质为原料生产生物基PX的工艺开发,既促进了木质纤维素这一可再生资源的综合利用,又推动了PET聚酯单体绿色低碳制造的发展。基于此,综述了多种制备生物基PX的工艺路线研究现状,对比分析了其优劣势。结合工艺流程模拟和经济性分析,指出生物基PX工艺存在生产成本高、产能较低等问题,并初步提出了解决这些问题的主要思路。
电解水制氢耦合有机物氧化研究进展
夏天 栗振华 邵明飞 段雪
2024, 55(1):  42-51. 
摘要 ( 354 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
利用可再生能源(太阳能、风能)驱动的电解水制氢技术是获取“绿氢”的必经之路,是实现碳中和的重要战略措施。然而,目前电解水制氢技术仍面临电解效率低和能耗高等问题。其原因之一在于阳极析氧反应(OER)动力学过程缓慢,制约了阴极产氢,并且阳极产物氧气的附加值较低。利用电解水过程中阳极产生的“活性氧”物种催化有机物选择性氧化(替代OER),被证明是能够降低电解水反应电压、提高产氢效率的有效策略,并且利用阳极得到高附加值化学品可以进一步分摊并降低制氢成本,最近受到科研界和产业界的广泛关注。基于此,总结了近年来电解水制氢耦合有机物氧化方面的研究进展,包括:阳极表面水活化产生活性氧的种类及其催化有机氧化反应机理、反应物吸附过程强化提升反应速率相关策略、电解水制氢耦合氧化反应器设计和产物分离等技术。最后,对该领域的未来发展前景和面临的挑战进行了总结和展望。
单原子催化剂催化生物质衍生物选择性加氢的研究进展
王璐琳 刘会贞 韩布兴
2024, 55(1):  52-61. 
摘要 ( 114 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
生物质是以碳源形式存在的可再生资源,其平台化合物及衍生物的升级利用可得到能源和精细化工产品。多相催化剂在生物质资源的转化中起到重要作用,其中不乏纳米催化剂和单原子催化剂的参与。由于木质纤维素的含氧量较高,不能直接作为工业应用原料,因此需要还原反应来降低其含氧量。加氢反应是降低木质纤维素衍生分子中O/C比、提高H/C比的重要方法。本研究将综合讨论单原子催化剂在呋喃类、α,β–不饱和醛酮和木质素类平台化合物选择性加氢中的应用。
我国石化产业碳中和路径展望
戴宝华 赵祺
2024, 55(1):  62-67. 
摘要 ( 170 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
我国石化产业碳排放比例高,产业仍处于增长期,有增碳需求,实现“双碳”目标面临重大挑战,必须明确发展思路,积极稳妥推动产业低碳转型和高质量发展。当前,石化产业面临交通领域替代能源快速发展、化工品需求仍将增长、氢能载体作用凸显、“双碳”政策持续发力等形势,需要在推动产业升级、开展节能降碳、推进清洁替代、突出创新引领、加强保障措施等方面持续发力。通过对产业结构调整、实施绿氢炼化、与CCUS融合发展等关键路径的分析和研判,在碳中和目标下提出一种可能的路径组合和趋势展望,分析不同阶段的发展特征并提出建议。
我国绿色化工技术现状与发展建议
吴长江
2024, 55(1):  68-81. 
摘要 ( 235 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
化学工业的快速发展,促进了全球的经济增长,提高了人民的生活质量,但随着化工生产过程中化石能源的大量消耗,也带来无法忽视的环境污染和气候变化等问题。中国主动提出“双碳”目标,要求各行各业走绿色高质量发展之路,促进我国化工行业的绿色转型。绿色化工应包括从化工原料、催化剂、反应工程、能源到产品的全产业链和创新链的绿色化,是行业发展的大势所趋。建议加强对绿色化工技术应用基础研究导向性支持,提倡将绿色指标纳入技术先进性评价标准,推动绿色发展理念融入化工产业技术开发与应用全过程,加速我国化工行业通过数字化转型和一体化发展,早日实现更多绿色化工技术革新和行业的可持续发展。
绿氢产业链安全风险与防控技术研究进展
杨哲 吴倩 马梦白 刘欢 单广斌 王世强 于安峰
2024, 55(1):  82-88. 
摘要 ( 152 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
发展大规模绿氢产业是推动我国能源结构转型和实现“双碳”目标的战略选择。利用可再生能源制备绿氢,将规模性替代化石能源制氢,有效降低能源生产消费过程碳排放,支撑构筑新型能源体系。绿氢产业链主要包括上游绿氢制取、中游绿氢储运和下游绿氢应用。通过分析绿氢制取、储存、运输及应用过程的技术发展现状,总结了绿氢生产各环节存在的安全风险;并基于系统安全及保护层安全防护理念,从技术、标准、政策法规、创新平台等方面提出了相应的风险防控建议,为筑牢大规模绿氢利用安全基础,保障绿氢产业安全高质量发展提供参考思路。
环保橡胶填充油的研究与应用进展
胡正海 王宁
2024, 55(1):  89-97. 
摘要 ( 163 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
概述了橡胶填充油(简称橡胶油)的分类、发展现状及国内外环保橡胶油的生产工艺和研究进展。环保橡胶油主要有处理芳烃油、重质环烷基油、浅度溶剂抽提油、残余芳烃抽提油以及调合油5大类。以润滑油精制装置副产抽出油、催化裂化油浆、渣油等为原料,环保橡胶油的生产工艺主要有溶剂精制工艺、复合溶剂抽提工艺、加氢精制-溶剂抽提复合工艺、加氢精制工艺等,这些工艺通过选择性脱除原料中的多环芳烃、保留低环芳烃和烷基芳烃来生产环保橡胶油,国内目前存在产能低、产品芳碳率低等问题,影响了环保橡胶油在国内的大规模应用,也影响环保型橡胶轮胎质量的提高。在原有技术方案上开发新的环保橡胶油生产工艺,探索新的加工路线迫在眉睫。
微藻生物固碳技术在碳中和中的应用及潜在价值
莫壮洪 朱俊英 荣峻峰 宗保宁
2024, 55(1):  98-111. 
摘要 ( 151 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
在“双碳目标”背景下,碳中和将对未来30年人类的经济、社会、科技开发和生活方式产生深远的影响。碳捕集、利用与封存(CCUS)作为碳达峰、碳中和技术的重要组成部分,是减少CO2排放的关键措施和技术。微藻CCUS技术通过光合作用固定CO2并生成高附加值产品,具有环境友好及资源可持续利用的优势。基于碳捕集、利用技术现状,重点阐述了微藻生物固定CO2技术的应用潜力,分析了CO2在养殖体系内的溶解传输及转化过程,深入讨论了提高微藻固碳效率的有效手段,包括强化CO2传质、高效反应器的优化调控等,并对信息化技术助力微藻高效养殖生产进行了介绍;此外,还总结了微藻生物质在生物能源、蛋白替代及高价值产品等领域的多元化利用途径;最后,系统探讨了微藻生物固碳技术的经济可行性、市场前景及成本优化的策略,以期推动微藻CCUS技术在碳中和中发挥更多作用。
特约研究报告
两步干凝胶转化法制备UiO-66膜并用于己烷异构体的高效分离
王宇轩 花敬贤 潘宜昌 徐南平
2024, 55(1):  112-121. 
摘要 ( 202 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
己烷异构体是石化行业重要的基础原料,对其进行高效低能耗分离具有重要的战略意义。金属-有机骨架(MOF)材料由于其精准可调的孔道结构和表面功能,在解决挑战性的己烷异构体分离方面备受关注。本文报道了一种以两步干凝胶转化策略制备连续致密UiO-66薄膜的方法。对UiO-66膜的形成过程与微结构的表征结果表明,两次引入锆凝胶是形成致密膜的关键,一方面锆凝胶和晶种的混合相作为前躯体层为膜的初步生长提供了均匀且丰富的多尺度成核位点,另一方面锆凝胶的二次自转化可以密封UiO-66膜的晶间缺陷。渗透汽化试验证实了两步干凝胶转化法制备的UiO-66膜能够优先渗透直链和单支链烷烃而排阻双支链烷烃。
从基础研究到工业转化应用的实践—甲醇制烯烃SMTO催化技术开发
刘红星 丁佳佳 申学峰 王传明 齐国祯 王仰东 谢在库
2024, 55(1):  122-129. 
摘要 ( 121 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
煤基甲醇制烯烃(MTO)是煤炭清洁利用的关键技术之一,对于保障国家能源安全具有重要的战略意义。中国石油化工集团公司经过20余年的研究,在催化反应机制、高性能分子筛催化剂以及反应-再生工艺技术等方面持续创新,开发了高效甲醇制烯烃SMTO工艺技术,实现了从导向性基础研究到工业应用的贯通式创新。
中国石化双氧水法制环氧丙烷工业开发及关键科技问题
夏长久 于佳元 林民 朱斌 彭欣欣 舒兴田
2024, 55(1):  130-134. 
摘要 ( 177 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
为克服现有环氧丙烷(PO)生产技术弊端,中国石化采用表面富硅空心钛硅分子筛为活性组元的催化剂,开发了新型双氧水法制备环氧丙烷(HPPO)成套技术,建成了国内首套100 kt/a HPPO工业装置。催化剂以表面富硅多空心钛硅分子筛为活性组元,采用高效羟基偶联黏结剂,提高了活性组元含量和催化剂强度。开发了器内低温原位复活技术。以复合助剂调控双氧水与骨架钛形成“五元环”过渡态,大幅提升PO选择性。开发出PO低温分离、萃取蒸馏和化学脱杂耦合的产品分离精制技术,提升产品质量。将PO废水作为炼油厂催化裂化装置的终止剂,使有机物裂解成乙烯、丙烯等低碳烃。与国外先进技术相比:双氧水转化率高3.3%,PO选择性高3.6%;产品中杂质总醛含量低80%,水分低50%;产品纯度达99.99%,优级品率达到100%。
双碳”目标下基于多能融合的炼化高质量发展路径研究
孙丽丽 吴群英
2024, 55(1):  135-144. 
摘要 ( 117 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
炼化工业是以化石原料为主的流程工业,能源消耗量大,CO2排放量多,“双碳”目标下亟需加快推进多能融合发展,高效支撑行业绿色低碳转型。基于炼化生产工艺特点和新能源属性特征,提出我国炼化工业多能融合高质量发展思路,建立以“电、热、氢”为载体的能源属性融合和以“碳、氢、氧”为载体的资源属性融合的两种模式,研究构建炼化新型动热力系统、新型氢气系统和新型生产工艺系统,为我国炼化工业高质量发展、多领域产业融合和技术创新等提供指导。多能融合案例研究结果表明:新能源与炼化企业耦合在助力炼化过程的降碳转型中发挥重要作用,应加快工程技术的开发应用,进一步降低成本,推进绿电绿氢替代,实现降碳减污协同增效目标。
非噻吩类硫化物吸附剂制备及烯烃对吸附效果影响
张国豪 李海争 赵亮 高金森 徐春明
2024, 55(1):  145-151. 
摘要 ( 71 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
为了开发非噻吩类硫化物高效吸附脱硫吸附剂,采用浸渍法分别制备了CuY,CrY,CoY,NiY吸附剂,并用相关表征技术考察了不同金属对吸附剂形貌和酸性质的影响,并与吸附剂吸附脱硫效果相关联。结果表明:负载金属Cu和Ni使得吸附剂Lewis酸性位明显增加,有利于形成硫与金属配位的S—M键,从而具有更优的吸附脱硫效果;但金属Ni易团聚堵塞吸附剂孔道,影响硫化物扩散,使得其吸附脱硫效果弱于CuY;当 Cu的负载量(w)为10%时,Cu10/Y样品的穿透吸附硫容最大(14.24 mg/g)。此外,还考察了烯烃对非噻吩类硫化物吸附脱除的影响,随着烯烃含量的增加,吸附剂的穿透吸附硫容呈下降趋势。由偶极矩和静电势计算可知,1-己烯和硫化物均可与金属形成配合物,从而产生竞争吸附,影响吸附脱硫效果。
纳米LEV分子筛的简易合成
付文华 赵胜利 张铁柱 王振东 杨为民
2024, 55(1):  152-157. 
摘要 ( 54 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以异丙基三甲基铵为结构导向剂制备了不同硅铝比的纳米LEV分子筛,考察铝源种类、碱金属离子、硅铝比、碱度等合成条件对产物性能的影响。研究发现:以偏铝酸钠为铝源、氢氧化钠为碱源有利于纳米LEV分子筛的合成;通过调控碱度可以在n(SiO2)/n(Al2O3)为20~150的范围内制备得到纳米LEV分子筛;随着硅铝比升高,LEV分子筛总酸量降低,而酸强度则逐渐升高。合成的纳米LEV分子筛具有高比表面积和微孔体积,总孔体积可达1.0 cm3/g以上,有望在吸附分离及有机物选择性催化转化方面实现应用。
催化剂喷雾成型雾化过程分步式模拟技术及验证
张络明 焦阳 苑志伟 梁维军 杨振钰 赵经伟 刘安鼐 达志坚
2024, 55(1):  158-163. 
摘要 ( 70 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
雾化过程是催化剂喷雾干燥成型技术中的关键控制步骤,雾化结果直接影响最终产品的粒径分布等性质。针对瞬态雾化过程难以采用试验方法测定其中间过程,且因过程复杂导致无法有效模拟计算的问题,采用将雾化过程分为一级雾化和二级雾化两部分进行分步模拟的方法,分别采用流体体积(VOF)模型对一级雾化的液膜撕裂过程进行模拟,采用流体体积-可变形组件模型(VOF-to-DPM)对二次雾化进行模拟,大幅降低了模拟计算量。结果表明:进料压力为4 MPa以上时,一次雾化足够充分,雾化液滴粒径基本不变;雾化液滴粒径呈双峰分布,较小粒径主要集中于40 μm左右,较大粒径主要集中于95~100 μm;进料压力越高,一次雾化越充分、雾化液滴初始速度越大,二次雾化产生的小粒径雾滴更多。对比模拟结果与试验结果可知,二者一致性较好,说明模拟计算结果具有较好的准确性。
加氢裂化理论创新与实践
范思强 张通 王继峰 方向晨 侯栓弟
2024, 55(1):  164-170. 
摘要 ( 88 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
中石化(大连)石油化工研究院有限公司通过深入研究烃类分子多相催化反应过程,发现烃分子的诱导偶极矩和反应中间体碳正离子的稳定性是影响烃类分子吸附和反应的关键因素,并在此基础上提出渐次反应理论,用于指导加氢裂化工艺与催化材料的开发与升级。渐次反应理论的应用避免了低效无秩序反应的发生,使得加氢裂化反应过程科学有序,从而在低能耗、低氢耗的反应环境下提升了加氢裂化过程的产品选择性与产品质量,有效推进中国炼油结构调整,实现科学有序的“油转化”、“油转特”转型发展。
“双碳”目标下石油炼制技术研发策略与工业实践
许友好 李浩天 刘昌呈
2024, 55(1):  171-179. 
摘要 ( 169 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
百年石油炼制行业面临着“双碳”目标和第三次能源转型带来的燃料需求量持续减少的双重挑战,而传统石油炼制技术追求高转化率,造成石油资源碳氢利用效率低,CO2排放高,与“减排增效”的转型发展目标相悖。为此,基于石油分子管理理念,以产品高选择性为石油炼制技术研发策略,开发出变革性的小分子烷烃加工、重油加工和低碳烯烃生产技术并进行工业实践,实现源头降碳和过程降碳,满足石油炼制行业向绿色低碳、减油增化、清洁生产方向转型日益迫切的需求。
基于人工神经网络的工质基础物性预测
林美金 董轩 洪小东 廖祖维 孙婧元 杨遥 王靖岱 阳永荣
2024, 55(1):  180-188. 
摘要 ( 94 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
烃类及卤代烃是制冷及余热发电等热力学循环系统潜在的理想工质,但其数量繁多且多数物性参数未知,建立准确的物性预测模型对新型工质的开发至关重要。从多个公开数据库中收集了2 500多种烃类及卤代烃分子(含C,H,F,Cl)的基础物性参数,包括正常沸点(Tb)、临界温度(Tc)、临界压力(pc)、偏心因子(ω),构建了一个工质物性数据库;进一步,通过改进基团贡献-人工神经网络(GC-ANN)的方法,模型的输入参数除基团外,还加入相对分子质量、Tb、约化维纳指数,建立了预测烃类及卤代烃分子 Tb,Tc,pcω的神经网络模型,所开发模型的预测误差小于传统的GC-ANN的误差。
富产化学品的绿色高效石油碱催化新技术
吴青
2024, 55(1):  189-201. 
摘要 ( 214 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
近年来,碱催化技术和原油直接制化学品技术越来越受到人们的关注。本文报道中国海洋石油集团有限公司开发的原油直接催化转化制化学品(DPC)碱催化技术,包括催化剂性能、工业试验效果、碱催化技术与分子筛酸催化技术的比较以及碱催化反应特点、反应机理等。DPC碱催化技术开发的关键是在发现可大幅减少焦炭和干气产率的催化新材料基础上,合成制备出高水热稳定性的介孔材料及具有高碱活性稳定性的碱催化剂,并开发出配套的反应-再生新工艺。处理劣质重油原料时,DPC技术比延迟焦化技术和催化裂化(FCC)技术更具优势,而与处理常压渣油或减压渣油的加氢处理工艺,即常压渣油加氢脱硫(ARDS)或减压渣油加氢脱硫(VRDS)技术相比,DPC技术也具有更多的优势。DPC技术在大幅降低干气和焦炭产率的同时,还能大幅提高化学品收率,是目前唯一适用于原油、蜡油、常压渣油、减压渣油、油砂沥青等各类原料的新技术。经初步证实,DPC碱催化技术遵循负碳离子反应机理,几乎不发生氢转移和芳烃缩合反应,但也表现出一定的裂解和异构化反应能力,是当前对用分子筛固体酸催化处理重油技术的颠覆性技术,可以取代延迟焦化、FCC、ARDS或VRDS工艺,为原油直接制化学品提供理论与技术指导、支撑与引领。
尼龙-6单体己内酰胺绿色生产技术
赵俊琦 孙斌 王诗晴 温朗友 马东强 林民 杨克勇 谢丽 张晓昕 慕旭宏 宗保宁
2024, 55(1):  202-207. 
摘要 ( 111 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
中石化石油化工科学研究院有限公司历经30年持续创新,成功开发尼龙-6单体己内酰胺绿色生产技术,主要包括:环己烯酯化加氢制环己酮绿色合成新途径,空心TS-1分子筛与浆态床集成用于环己酮氨肟化,S-1分子筛与移动床集成用于环己酮肟气相贝克曼重排,非晶态镍催化剂与磁稳定床集成用于己内酰胺精制。与引进己内酰胺生产技术相比,碳原子和氮原子利用率明显提升,三废排放显著减少,无副产低价值硫酸铵,装置投资大幅下降,生产成本明显减少。
催化裂化再生器二氧化碳原位富集工艺研究
黎春霖 赵云鹏 石孝刚 蓝兴英 高金森
2024, 55(1):  208-217. 
摘要 ( 109 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
催化裂化装置的碳排放占炼油厂全部碳排放的30%~50%,再生烟气作为二氧化碳(CO2)的主要来源,具有烟气流量大、CO2浓度低的特点,导致传统的再生燃烧后捕集工艺操作成本高。为高效低成本捕集CO2,结合再生烟气处理流程特点,提出了再生器CO2原位富集工艺。采用计算流体力学模拟和流程模拟对该工艺的可行性进行了详细分析,并讨论了新工艺对原有设备的潜在影响。研究结果表明,CO2原位富集工艺可以保证再生器内气固两相的正常流化,并将再生烟气中CO2体积分数富集到85%以上,理论干烟气CO2体积分数可达到93%以上。再生烟气组分浓度的改变对后续余热锅炉、烟机、省煤器、脱硫脱硝塔等关键设备影响较小,无需更换现有设备。该研究将为再生烟气CO2富集和捕集提供新的工艺思路。
以吗啉与环氧乙烷为原料的无催化剂连续快速合成吗啉乙醇工艺研究
吴东鑫 王洪鹏 梁作飞 张利雄
2024, 55(1):  218-225. 
摘要 ( 50 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
针对以吗啉和环氧乙烷为原料合成吗啉乙醇的反应路线收率不高、反应时间长、安全性不好和需使用催化剂的问题,在以SIMM-V2微混合器和不锈钢管组成的微通道反应器中,进行了连续快速制备吗啉乙醇的工艺研究,考察了反应温度、停留时间、体系压力、物料配比和流量等因素对产物收率的影响。结果表明:利用该反应器,在无催化剂条件下和更短的反应时间内可获得与釜式反应器相当的收率;产物收率随着反应温度、停留时间、环氧乙烷配比的增加均呈现先升高再降低趋势,且相互之间会有影响;存在一个较宽泛的反应条件操作窗口,即在给定某一个条件时,可以通过调节其他条件获得相同的产物收率。在典型的反应条件下,如温度为150 ℃、吗啉与环氧乙烷摩尔比为1:1.08、停留时间为3 min、总流量为1 mL/min、体系压力为2.5 MPa时,吗啉转化率可达99.55%,吗啉乙醇的选择性为97.1%,远高于釜式反应的结果。
原油直接催化裂解UPC工艺过程模拟与反应参数多目标优化
周鑫 张智博 杨诗棋 纪晔 闫昊 冯翔 赵辉 刘熠斌 陈小博 杨朝合
2024, 55(1):  226-232. 
摘要 ( 282 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
原油直接催化裂解技术可以实现从原油到三烯(乙烯、丙烯、丁烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)的一步跨越,对我国炼化行业的转型升级具有重要意义。以全馏分石蜡基中原原油(159~780 ℃)为原料,采用混合馏分结构与分子组成集总建模策略,对原油直接催化裂解制烯烃(UPC)反应过程进行建模与工艺参数校准,并基于工业试验数据验证了其准确性。以多产烯烃、控制焦炭生成为目的,利用NSGA-Ⅲ多目标优化算法对模型进行了优化,得到优化后的操作参数。采用优化后的操作参数,即在第一段预热闪蒸温度为194.32 ℃、第二段预热闪蒸温度为228.16 ℃、第一段提升管反应器出口温度为615.73 ℃、第二段提升管反应器出口温度为622.59 ℃的条件下,UPC工艺得到的乙烯和丙烯收率之和为53.367%,焦炭收率为8.311%。此外,由于现行税费体系燃料型工艺路线税收贡献明显高于化工型工艺路线,UPC工艺参数优化后,烯烃收率大幅度提升,燃料油收率大幅度下降,原油生产总值降低44.30元/t。