在多重发展压力的持续叠加下，传统炼油行业转型升级迫在眉睫。为了充分发挥石油中不同结构分子及组分的最大价值，经济高效生产高附加值产品，组分炼油成为帮助石化行业快速转型升级以及迈向分子炼油的重要方向。通过与传统馏分炼油对比，对组分炼油挖掘原油特定组分与目标产品间的重要关系，以及组分炼油的实施步骤和关键支撑技术进行了分析，并对其在提高原油资源利用率与产品附加值、降低生产成本与碳排放、新材料开发等方面的作用进行了深入研究。在组分炼油方案中，乙烯产品收率和吨原油效益可分别提高约12.7%和160.12元，吨原油二氧化碳减排量约为19.83 kg。本研究可为分离技术和关键炼油技术未来发展与应用提供重要参考，助力石化行业实现低碳转型升级目标。

轻烃异构化一般以C₅和C₆烃为原料，C₇及C₇以上烃类在异构化过程中由于存在较为剧烈的裂化反应，致使异构化油收率较低。作为一种新型低温轻烃异构化催化剂，离子液体对大分子烃类原料的适应性不佳。因此，在大分子烃类异构化过程中，抑制副反应、提高异构化油收率一直是研究的难点和重点。基于离子液体催化烷烃异构化反应机理，通过异丁烷循环抑制副反应、促进异构化反应的进行，进而降低异构化产物中C₄烷烃的含量，提高异构化油的收率。系统考察了异丁烷引入量、反应温度、反应时间、搅拌速率以及酸烃比等工艺条件对氯铝酸离子液体催化正庚烷异构化反应的影响规律。结果表明，体系中大量异丁烷的循环提高了氢转移速率，抑制了裂化、歧化等副反应，使副产物C₄组分的含量大幅降低。在异丁烷引入量为正庚烷体积的30%、反应温度为50 ℃、反应时间为1 h、搅拌速率为1500 r/min和酸烃比（离子液体与正庚烷体积比）为1的条件下，正庚烷转化率达到91.0%，异构烷烃选择性和液体收率分别达到87.2%和93.5%；与未引入异丁烷体系相比，正庚烷转化率相近时，引入异丁烷体系的异构烷烃选择性和液体收率分别提高了16.0百分点和14.8百分点。

催化裂化外甩油浆（简称油浆）中的催化剂固体颗粒是影响其理化性质和高值化利用的瓶颈，因而油浆脱固技术成为油浆高值化深加工的关键突破口。鉴于目前主流的油浆脱固方法——药剂沉降法对高黏度油浆的脱固效果并不理想，以国内某炼油厂的油浆Z为研究对象，通过调节温度、引入稀释组分、加入黏度改性剂等方式改变油浆黏度，从而有效实现了高黏度油浆脱固。结果表明，将温度升高到130 ℃或加入质量分数0.1%的黏度改性剂，可将油浆脱固率提高到80%以上；通过加入柴油或芳烃溶剂油等稀释组分，可将油浆脱固率提高到95%以上。

为实现资源利用效益最大化，某公司根据催化裂解柴油和蜡油加氢裂化装置进料性质的特点，开展了2.1 Mt/a环烷基劣质蜡油加氢裂化装置掺炼质量分数5%催化裂解柴油的工业试验。结果表明：环烷基劣质蜡油加氢裂化装置掺炼催化裂解柴油后，喷气燃料产品收率增加1.93百分点，有效提高了喷气燃料的收率；喷气燃料烟点上升1.2 mm，加氢柴油十六烷值升高1.9，改善了喷气燃料、柴油的性质；掺炼催化裂解柴油后，装置精制反应器温升明显增加，氢耗和电耗增加。经测算，掺炼催化裂解柴油后，原来作为燃料油调合组分的催化裂解柴油，转化为附加值较高的重石脑油、喷气燃料及柴油组分，产生利润 467.2元/t（以掺炼1 t裂解柴油计），可获得4 036.8万元/a的经济效益。

为实现渣油加氢柴油的高附加值利用，发挥加氢裂化装置在压减柴油产量方面的作用，开展了加氢裂化装置加工渣油加氢柴油的工业试验。加氢裂化装置负荷率为56%，掺炼21.4%的渣油加氢柴油后，部分渣油加氢柴油可以转化为非柴油组分，表观转化率为48.34%；加氢裂化柴油产品的硫、氮质量分数未受明显的影响，分别为1.3 μg/g和低于0.3 μg/g，相对于柴油加氢改质装置的柴油产品性质略有改善；加氢裂化柴油产品十六烷值为62.7，提高了17左右；柴油总产量降低14.09 t/h。采用加氢裂化装置加工渣油加氢柴油，优化了渣油加氢柴油加工路线，有效压减柴油组分，提高了柴油产品质量，为渣油加氢柴油的高附加值利用提供工业案例。

采用引进工艺技术的国内单体设计规模（3.0 Mt/a）最大的浆态床渣油加氢裂化装置在某公司首次开工，经连续运行期间（177 d）的工艺条件摸索，在实际加工负荷86%条件下开展了装置72h性能测试。结果表明：装置加工残炭为23.68%、金属（镍＋钒）质量分数为138μg/g、硫质量分数为4.82%、C₅沥青质质量分数为17.65%的减压渣油与催化裂化油浆混合原料；在新鲜原料油进料量为307.2 t/h、反应器压力为15.7 MPa、平均反应温度为428 ℃、新鲜原料油与减压塔塔底循环油渣的质量比为1.21、混合进料钼质量分数为1650 μg/g、持气率为26.0%～27.5%的条件下，渣油转化率为90.0%，产物减压分馏塔（简称减压塔）塔底油渣中四氢呋喃不溶物质量分数为7%～8%，钼质量分数为2678μg/g，装置能耗为1906.50 MJ/t；减压塔下部填料床层结焦等导致标定期间的总压降为9.53kPa，是设计值的25.1倍，提高装置负荷困难。解决减压塔填料床层压降升高、油渣中蜡油组分拔出不足等问题，可以通过调整减压塔操作及技术改造等方式尝试解决。

JP-10燃料主要成分挂式四氢双环戊二烯（exo-THDCPD）一般通过双环戊二烯（DCPD）加氢及异构化合成，DCPD的饱和加氢是关键步骤，因此DCPD加氢催化剂的合成尤为重要。基于此，以六水合硝酸镍和硅溶胶为原料，分别通过蒸氨法、沉积法、凝胶法、浸渍法制备出镍质量分数为30%的Ni@SiO₂催化剂，应用于DCPD加氢制备四氢双环戊二烯（endo-THDCPD）的反应中。表征分析发现通过蒸氨法制备层状硅酸镍结构的前躯体，再经焙烧还原得到的Ni@SiO2催化剂，具有L酸酸量高、Ni纳米级分散、介孔丰富的特点，这使其在DCPD加氢反应中展现出优异的催化活性。当反应温度为25℃时，DCPD 加氢转化率为99.9%，endo-THDCPD收率高达99.9%。

利用固定床反应装置，系统考察了氧氯化条件对连续重整催化剂中Pt晶粒再分散规律的影响。结果表明：提高氧氯化温度和降低水氯分子比有利于促进Pt晶粒再分散，提高催化剂的金属分散度；同时，金属分散度的改善效果还与Pt晶粒初始粒径有关，当Pt晶粒粒径大于100nm时，金属分散度很难改善。基于上述规律，对某工业装置的氧氯化条件进行了优化，优化9个月后催化剂的金属分散度从0.46恢复至0.81，外观呈均匀白色，催化性能显著提高，芳烃产率提高2.3百分点。

分别采用不同方式在Y分子筛上负载相同量的稀土元素镧（La），制备得到了Y2、Y3、Y4分子筛样品，系统考察了La引入方式对Y分子筛理化性质和微反活性的影响。结果表明：在采用浸渍法负载La得到的Y2分子筛中，La以离子态存在，且在焙烧过程中La离子更易于迁移到分子筛内部结构中，并更多进入分子筛的α笼；在采用沉淀法负载La得到的Y3和Y4分子筛中，La以非离子态存在，且在焙烧过程中La物种较少向分子筛内部迁移，更多存在于分子筛表面上；与Y2分子筛相比，采用La与草酸先沉淀后负载到分子筛上的方式制备的Y3分子筛具有更好的水热稳定性和微反活性，说明赋存在分子筛表面上的La可以更好地改善分子筛的抗钒性能。

为了解决中小规模常规含硫天然气H2S脱除问题，以尿素（UREA）和FeCl₃.6H₂O为原料合成了一种FeCl₃/UREA低共熔溶剂（DES），并向其中加入CuCl₂得到FeCl₃/UREA-CuCl₂脱硫剂。分别对该DES的结构和热稳定性进行了测定，通过脱硫试验考察了原料配比、CuCl₂浓度、H₂S气体流速及温度对脱硫性能的影响，并对其再生过程进行了探究。结果表明：该DES在80℃下可稳定存在，FeCl₃/UREA摩尔比1:1的DES具有更为优异的脱硫性能；CuCl₂的引入可使其脱硫性能得到大幅提升，最高硫容达9.64g/L。该脱硫剂更适用于较低气体流速时脱硫使用，且可通入O₂进行再生，脱硫剂经多次循环使用后性能变化不大。脱硫所得产物为高纯度斜方硫（α-硫）。该脱硫剂原料成本低廉，合成简单，可高效氧化吸收H₂S并将其转化为高纯度硫磺，为工业天然气脱硫提供了参考。

为了进一步提高HZSM-5分子筛在甲醇与丁烯耦合转化制丙烯反应中的催化性能，采用浸渍法对HZSM-5分子筛进行Ce改性，得到了一系列具有不同Ce负载量的xCe/HZSM-5催化剂。考察了Ce负载量和反应条件（甲醇与丁烯物质的量之比、反应温度和空时）对催化性能的影响，并结合催化剂表征结果，分析了Ce改性对催化性能和物化性质的影响，探讨了xCe/HZSM-5催化剂的构效关系。结果表明，在温度550 ℃、压力0.1 MPa、甲醇与丁烯物质的量之比0.8、空时2.3 (g_cat.h)/mol_CH2的最佳反应条件下，Ce负载量（w）为2.5%的2.5Ce/HZSM-5催化剂具有最高的丙烯收率，为41.9%。Ce与HZSM-5分子筛上羟基官能团（OH）发生相互作用，降低了B酸酸量，同时生成新的L酸中心Ce(OH)²⁺，调变了催化剂表面酸中心密度和酸类型分布，提高了丙烯选择性和收率。

Beta分子筛由于具有独特的三维十二元环孔道结构，可提供更多活性组分附着位点，是在实际应用中具有优异性能的工业催化剂。在工业使用中，蜂窝整体式催化剂具有通量高、流场均匀、压降小、不易堵塞的优点，是气固或者液固催化反应的最优解决方案。但由于Beta分子筛吸水率高，收缩率大，导致蜂窝成型困难，严重限制了Beta分子筛的工业应用。基于此，选择拟薄水铝石（SB粉）为黏结剂、硝酸为胶溶剂、田菁粉为助挤剂，在水粉比为0.6的条件下制备一系列蜂窝整体式成型Beta分子筛催化剂，基于响应面法，评价了各原料的配比对蜂窝整体式催化剂机械强度的影响，得到了催化剂的机械强度与3个因素（黏结剂用量、胶溶剂用量、助挤剂用量）之间关系的二阶多项式近似模型函数。将试验结果与预测值进行对比，证明了预测模型的可靠性，并利用该模型找到最优的Beta分子筛蜂窝成型条件为SB粉质量分数36.1%、硝酸质量分数8.4%、田菁粉质量分数4.7%。

为实现减油增化、降低柴汽比、拓宽乙烯原料来源，从而提高炼化企业经济效益，可将直馏柴油加氢改质后用作乙烯原料。考察了催化剂的分子筛含量在不同反应温度下对改质柴油收率与性质的影响。结果表明：随着分子筛含量增加，催化剂总酸量增大，且弱酸占比增加；提高分子筛含量和提高反应温度均有利于降低改质柴油的芳烃指数（BMCI），但其收率也会降低；在收率为50%的情况下，改质柴油BMCI最低可降至8.6，与原料相比降低25.7，得到的改质柴油是优质的乙烯原料。

采用Benson基团贡献法对菲（PH）、芘（PY）及2-甲基菲（2-MP）加氢反应网络中欠缺的化合物标准摩尔生成焓、绝对熵和定压摩尔热容进行估算；并以物性数据为基础，计算PH，PY，2-MP加氢反应网络中各反应的反应焓变、反应吉布斯自由能变、平衡常数和转化率。计算结果表明：PH，PY，2-MP加氢反应网络中的脱氢反应均为吸热反应；PH，PY，2-MP加氢反应网络中脱氢反应的平衡转化率均存在反应温度敏感区，调节反应温度可以使各脱氢反应的平衡转化率均趋近于100%；对于加氢程度相同的稠环芳烃加氢产物，甲基支链的存在使得脱氢反应更容易进行；对于加氢程度和甲基支链数相同的稠环芳烃加氢产物，芳环数量越多，脱氢反应越容易进行；在0~2MPa和300~800K的反应条件下，高温低压有利于PH，PY，2-MP加氢反应网络中脱氢反应的进行。

显微计算机断层扫描技术（Micro-CT）是一种无损检测方法，可以快速准确地建立分析对象的3D结构和组成。以工业运转后的渣油加氢保护剂为研究对象，创造性地引入Micro-CT对渣油加氢保护剂的微观结构进行了3D重构研究。通过比对Micro-CT切片数据离散图与扫描电镜元素离散图分布，对保护剂中孔隙、金属沉积物进行了识别与确认，并采用3D重构技术重建了孔隙及沉积物的三维分布模型。结果表明，利用Micro-CT可以从微米到纳米尺度构建保护剂的3D结构模型；发现工业运转后的渣油加氢保护剂内部还有大量未被使用的封闭孔，增加孔道的连通性是提高保护剂效率的关键。这种全新的渣油加氢保护剂微观结构分析方法能为渣油加氢保护剂的开发提供指导。

针对气含率和浆液循环流速两个关键流体力学参数，系统研究了气升式浆态床外环流反应器的流体力学特性，掌握了气含率与浆液循环流速的变化规律。验证了体积膨胀法、压差法和电导探针法测量气含率的方法准确性。研究了气体分布器结构对气升式浆态床外环流反应器流体力学特性的影响，结果表明开孔向下双环管分布器的综合性能最优。气含率与浆液循环液速之间存在线性关系，建立了预测浆液循环流速的计算式，计算误差基本小于20%。

为探究石化行业挥发性有机化合物（VOCs）的排放特征、规律及其影响，以华北地区某石化园区为研究对象，监测其典型装置周边环境空气中的VOCs，并评估其环境风险和人体健康风险。结果表明：该石化园区环境空气中的VOCs以烷烃、烯烃为主，多数采样点的VOCs含量较低，组成相似，无明显特征污染物；部分采样点(如气浮池、乙烯装置周围)的VOCs含量较高，其VOCs组成明显受到装置排放的影响。总体看来，乙烷、丙烷、丁烷等低碳烷烃以及乙烯、丙烯等低碳烯烃是该石化园区的主要污染物。环境风险评估结果显示，烯烃对臭氧生成的贡献率最高，其中丙烯、乙烯、丙烷、甲苯、间/对二甲苯等化合物为关键活性物种。芳烃是二次有机气溶胶生成的主要贡献组分，甲苯、间/对二甲苯、苯、邻二甲苯是二次有机气溶胶生成贡献率较高的化合物。健康风险评估结果显示，该石化园区环境空气中的VOCs对石化园区工作人员不存在高致癌风险，且非致癌风险较低。

常减压蒸馏装置能耗在整个炼油厂中最高，优化其换热网络是节能的有效手段。考虑到所加工油品会发生变化，以往针对特定原油设计的换热网络在处理其他原油时表现不再最优。提出一种多周期柔性优化方法：首先对不同原油周期进行流程模拟，随后模拟现行换热网络，辨识夹点位置偏移，发现不合理用能发生位置，通过改变管路结构并调节换热匹配，提高换热网络柔性，消除部分共有的跨夹点传热。在某炼油厂的应用结果表明，多周期柔性设计可在周期1、周期2、周期3、周期4分别节约1 421，880，3 842，3 421 kW的加热炉热负荷和等量的冷却负荷。对多周期换热网络用能变化规律的深入研究和柔性设计，可为炼油厂节能降耗做出更大贡献。

针对炼化企业污水特征复杂多变、简单粗放的工艺运行模式难以适应日趋严格的出水排放标准等问题，提出了“大污水场”一体化管理新模式，通过污水场间“污水、活性污泥、废气”三联通、“药剂集中管理、操作集中控制”两集中等现代化创新管理新方式，统筹企业环保资源，最大化延展污水场的环保辐射边际，实现了污水系统统一管理、污染物负荷动态调配及内部资源化利用，进而实现环保及经济效益双赢。

对某炼化企业加热炉采用高效超净余热回收（95+）技术的方案路线和实际应用效果进行了介绍。该技术核心在于燃料气精制系统和燃料气、空气双并联换热系统，以及两段式空气预热器布置。在多套装置中的应用结果表明，95+技术可满足设计指标要求，并且具有可观的经济效益和社会效益，为今后同类型装置或其他加热炉节能减排提供借鉴和参考。

由于环状结构物质的环状张力，使其低温性能较长链烷烃更优异。以多种环状酸酐与醇（醚）为原料，经酯化反应合成系列单酯化产物，并分别对其抗磨效果和低温性能进行分析。结果表明：在所研究的多种环状二元酸单酯产物中，甲基六氢邻苯二甲酸酐与乙二醇单丁醚（2-B）反应制备的甲基六氢邻苯二甲酸单乙二醇丁醚酯兼具良好的抗磨性能和低温性能，在超低硫柴油中的加剂量仅为200 μg/g时就能显著提高柴油的润滑性能，平均磨斑直径减小242μm，且平均摩擦因数降低51%，平均油膜覆盖率提高10%；2-BM的凝点为﹣42℃，在低温环境条件下具备一定的应用前景。

采用甲醛缩合法制备了芳胺低聚物型润滑油抗氧剂，考察了不同催化条件（酸催化和碱催化）对产物结构和性能的影响，优选得到碱性催化剂三乙胺。在该催化剂作用下N-辛基苯基-1-萘胺与甲醛发生缩合反应的位置主要在芳环上，产物的抗氧化性能良好；考察了反应条件对合成产物性能的影响，优化得到最佳合成条件为：反应温度65 ℃、N-辛基苯基-1-萘胺与多聚甲醛的摩尔比1:0.75、反应时间40 h。

溶解氧会对原油、燃料、化工原料等油品的使用性质或加工性能产生不良影响，而现行检测方法存在操作繁琐、适应性差或数据精密度不佳等问题。为了弥补现行方法的不足，应用液相快速萃取法，以氧传感器为检测器对油品中溶解氧含量进行测定。研究结果表明，该方法测定时间在3 min以内，加标回收率为94%~104%，5次平行测定的平均标准偏差小于3%，检出限小于1.5 mg/L。

建立了单一酸密闭消解-电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）分析方法，测定催化重整（简称重整）生成油脱烯烃催化剂中的Pt、Pd含量。研究了前处理和消解条件对催化剂消解的影响，对比了单一酸消解法和常规混合酸消解法的消解效果，系统讨论了Pt和Pd分析谱线选择依据、Al基体对测定元素影响的原因、杂质元素和Pt、Pd元素间干扰对测定结果的影响。确定了单一酸消解的前处理和消解条件为：在空气气氛下，将催化剂样品于550 ℃灼烧4 h后研磨至粒径120 μm以下；称取样品0.2g，加3 mL浓盐酸，在密闭消解罐内于180℃消解6 h。所建立的方法与常规混合酸消解法相比，简便快捷，结果准确，同时还具有用酸量少、对实验人员和环境友好的优点，可应用于重整生成油脱烯烃催化剂中Pt质量浓度为2.08～12500μg/g、Pd质量浓度为2.67～12500 μg/g范围内Pt、Pd含量的精准测定。

石油中金属元素会对石油加工造成不利影响，有些金属元素可以通过电脱盐等方式除去，而金属卟啉化合物则很难脱去，金属卟啉化合物结构复杂，一般都富集在胶质和沥青质中，随着分析技术的发展，逐渐对金属卟啉化合物有了全面的认识。系统总结了金属卟啉化合物分析方法的研究进展，概述了各种分离和表征方法的特点，并对新的分析方法对金属卟啉分子结构的研究方向进行展望。