煤/重油加氢共炼残渣中甲苯可溶物制备中间相沥青的可行性研究

以煤/重油加氢共炼残渣中的甲苯可溶物(TS)为原料,研究了在直接热缩聚基础上添加共炭化剂制备中间相沥青的可行性。探索了反应温度、反应时间2个直接热缩聚条件,以及在优化的直接热缩聚条件下添加四氢萘(共炭化剂)对产物中间相含量、晶体结构以及组成的影响,并通过热沉降对中间相沥青产物中的各向异性组分进行富集,以期获得不同中间相含量的中间相沥青。结果表明,TS的直接热缩聚产物中,各向异性组分极少,中间相质量分数最高仅为9.0%,而在直接热缩聚基础上添加四氢萘可有效促进中间相的形成。TS在反应温度400℃、反应时间6 h和添加10%(质量分数)四氢萘条件下,可制备出中间相质量分数为42.8%的中间相沥青。该中间相沥青在热沉降温度340℃、热沉降时间5 h条件下,可有效富集各向异性组分,得到从热沉降产物底部(中间相质量分数96.2%)到顶部(中间相质量分数3.9%)等不同中间相含量的中间相沥青。

CO_(2)加氢制甲醇Cu/CeO_(2)催化剂实验研究

考察了第二金属Ni改性对CO_(2)加氢制甲醇Cu/CeO_(2)催化剂活性的影响,并通过XRD、BET、XPS、H_(2)-TPR等手段对改性前后催化剂结构进行了表征。结果表明:金属负载量为20%时,Cu/CeO_(2)的比表面积最大;Cu与Ni质量比为3∶1时,催化剂碱度最大,氧空位含量最高,Cu-Ni协同作用最强;该催化剂在反应温度240℃、反应压力3 MPa、液时空速2400 mL/(g·h)、H_(2)与CO_(2)体积比为3∶1时催化CO_(2)加氢制甲醇效果较优,CO_(2)转化率为18.5%,甲醇时空产率为40.43 g/(kg·h)。

石油化工与装备国家级虚拟仿真实验教学中心的构建与实践

虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设的重要组成部分,可以实现石油化工与装备相关专业传统实验教学无法完成的教学功能。石油化工与装备虚拟仿真实验教学中心本着"实践教学为主体、以科研开发为依托,教学科研一体化建设"的发展方针,依托虚拟现实、仿真装备与多媒体技术,融合多种互动硬件与数据库,对石油化工工艺流程及装备的各个真实环节进行模拟仿真,构建了中心独具特色的"三模式、四梯度、五结合"虚拟仿真实验教学体系,能够虚实结合,提高大学生工程实践能力及创新精神,并实现广泛资源共享,扩大辐射范围。

不同等级煤与油共炼的转化率差异及残渣分析

选取安徽褐煤、辽宁褐煤和贵州烟煤三种煤为原料,以油溶性环烷酸钼为催化剂,分别与马瑞常渣(MRAR)、克炼常渣(KAR)以及催化裂化油浆(FCCS)在高压釜内模拟悬浮床加氢共炼反应。结果表明,不同的油体系下,两种褐煤都能达到83%以上的转化率,而对于贵州烟煤,转化率最高的FCCS体系与最低的KAR体系分别为67.75%和50.31%,相差很大。采用FT-IR和SEM分析反应后固体残渣,计算了固体残渣中脂肪族和芳香族中各个基团的相对含量,并对比了不同体系反应后固体残渣的微观形貌。结果表明,KAR体系的固体残渣脂肪链较长,支链化程度高,取代度较低。转化率较高的褐煤反应后固体残渣结构松散,分散度高;转化率较低的烟煤固体残渣随着转化率降低,残渣颗粒逐渐变大,表面更加光滑,板结程度加深。

重油加氢催化剂用于中/低温煤焦油加氢改质的中试研究

在3×400 mL固定床加氢中试装置上评价了重油固定床加氢催化剂(包括重油加氢保护剂、重油加氢精制催化剂和芳烃饱和催化剂)用于中/低温煤焦油加氢改质的效果。中试条件为:原料体积空速0.8 h-1(按加氢精制催化剂计算),反应压力12.0 MPa和13.5 MPa,氢油比1 200∶1,保护剂床层平均反应温度270℃,精制催化剂床层平均反应温度350℃,芳烃饱和催化剂床层平均反应温度360℃,在2个操作压力下各运转120 h。结果表明:提高煤焦油加氢改质反应压力,有利于杂原子的脱除。煤焦油经过加氢改质后,残炭、杂原子、芳烃含量大大降低,各馏分产品性质明显改善。产物中石脑油馏分含量增加,芳烃潜含量高,可作为优质的催化重整原料;柴油馏分含量基本不变,硫、氮含量低,凝点低,可作为优质的柴油调合组分;蜡油馏分含量明显降低,残炭和金属含量少,可作为优质的催化裂化原料。上述结果表明将重油固定床加氢催化剂用于煤焦油加氢改质在技术上是可行的。

克拉玛依常压渣油悬浮床加氢裂化反应胶体性质

利用质量分数电导率法研究了克拉玛依常压渣油悬浮床加氢裂化在不同反应时间和反应温度下的胶体稳定性,并验证Yen T F渣油胶体结构模型。结果表明,克拉玛依常压渣油悬浮床加氢裂化体系的胶体稳定性在生焦诱导期内下降迅速,在生焦诱导期后下降趋于缓慢;反应温度的升高使体系胶体稳定性下降。从反应后产物的族组成及其数均相对分子质量探讨了体系胶体稳定性变化的原因。研究表明,随着反应的进行,克拉玛依常压渣油体系中作为分散介质的饱和烃和轻芳烃含量逐渐上升,作为胶溶剂的胶质含量显著下降,其可溶质相对分子质量均呈下降趋势;而作为分散相的沥青质质量分数及数均相对分子质量在生焦诱导期内上升,在生焦后开始下降。胶体体系族组成及数均相对分子质量的变化破坏了该体系原有的稳定结构,导致了体系胶体稳定性的下降。

基于复合相变材料储热单元的储热特性

对基于复合相变材料储热单元的储热性能进行了研究。建立了复合材料和储热单元体内部的二维传热模型,考察了复合材料物性和结构尺寸及传热流体操作条件(流体流速)对单元体储热性能的影响,对比了两种不同结构单元体的储热性能,并搭建实验平台进行了实验对比研究。对比结果表明,模型结果与实验结果趋于一致,验证了模型的准确性。复合材料物性和结构尺寸及传热流体操作条件对单元体储热性能有较大的影响。相比较单管储热单元体,同心管储热单元体有着更优的储热特性,在相同的操作条件下,同心管储热单元体的储热、放热时间较单管储热单元体分别减少10%和15%。

表面活性剂对渣油沥青质体系分散性质的影响

通过流变学参数法研究十二烷基磺酸钠(SDS)、十六烷基-三甲基溴化铵(CTAB)、油酸(OA)和椰子胺(CA)对轮古常渣(LGAR甲)-苯溶液中沥青质分散性质的影响。结果表明,LGAR甲-苯溶液中,沥青质存在形态为流体力学意义上的球形,表面活性剂能促进沥青质溶剂化,使沥青质颗粒不规则程度增大。表面活性剂促进沥青质溶剂化能力大小顺序为CA>OA>SDS>CTAB;SDS、OA和CA具有沥青质解缔作用,且解缔能力大小顺序为CA>OA>SDS,而CTAB则在一定程度上促进沥青质缔合。

表面活性剂对渣油胶体性质影响的初步研究

以轮古常压渣油(LGAR)为原料,分别加入不同质量分数的表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)、十六烷基-三甲基溴化铵(CTAB)和油酸(Oleic acid),考察了它们对LGAR的80℃运动黏度、体系胶体稳定性、四组分含量及数均相对分子质量的影响。实验结果表明,随着加入的SDS质量分数的增加,LGAR的80℃运动黏度先减小后增大,在0.7%时达到最小值,体系胶体稳定性增强,沥青质含量和数均相对分子质量的变化与80℃运动黏度变化规律一致;随着加入的油酸质量分数的增加,LGAR 80℃运动黏度持续下降,体系胶体稳定性增强,芳香分含量增加,沥青质含量和数均相对分子质量持续下降;随着加入的CTAB质量分数的增加,LGAR的80℃运动黏度增加,体系胶体稳定性减弱,组分分布有所变化,但无明显变化规律。因此,SDS和油酸对渣油有较好的降黏作用,是较好的沥青质稳定剂;而CTAB不能降低LGAR黏度,对渣油胶体体系无明显的稳定作用。

分散型环烷酸钴催化剂的制备及其在重油悬浮床加氢裂化中的应用

采用皂化反应和复分解反应合成了适用于重油悬浮床加氢裂化反应的分散型环烷酸钴催化剂,并优化了合成条件;通过光学显微镜、激光粒度仪、XRD和SEM方法对硫化后的催化剂进行了表征;通过釜式反应评价了该催化剂在委内瑞拉380号燃料油悬浮床加氢裂化反应中的性能。实验结果表明,合成分散型环烷酸钴催化剂的优化条件为:在皂化反应中,NaOH质量分数15%,环烷酸与NaOH摩尔比1∶0.995,皂化温度95℃,皂化时间3 h;在复分解反应中,CoSO4溶液质量分数15%,以滴加方式加入CoSO4溶液,复分解反应温度90℃,复分解反应时间2 h。该催化剂硫化后颗粒分散度较大,团聚不明显,表面粗糙,有较大的比表面积,主要以立方晶系Co9S8晶型存在,并对重油悬浮床加氢裂化反应有较好的抑焦效果。

碳纳米管负载Co-Mo催化剂在孤岛减压渣油加氢裂化反应中的应用

采用等体积浸渍法制备了一系列不同Co/Mo原子比的碳纳米管(CNT)负载Co-Mo催化剂。将该系列催化剂用于孤岛减压渣油加氢裂化反应,评价其催化效果,并在相同反应条件下与γ-Al2O3负载Co-Mo催化剂的催化性能进行比较。结果表明,Co-Mo/CNT催化剂的催化效果略低于Co-Mo/γ-Al2O3催化剂。Co/Mo原子比对Co-Mo/CNT催化剂的催化效果有较大的影响。与相同载体的催化剂相比,当Co/Mo原子比为0.50时,Co-Mo/CNT催化剂具有最佳的催化效果,而Co-Mo/γ-AlO催化剂在Co/Mo原子比为0.35时具有最佳的催化效果。

活性剂对轮古常渣Zeta电位的影响

通过ZetaPlus电位仪及90Plus粒度仪考察十二烷基磺酸钠(SDS)、椰子胺(CA)及油酸(OA)对轮古常渣(LGAR)Zeta电位、胶粒粒度以及胶粒间电性斥力位能的影响。结果表明,三种活性剂对沥青质具有解缔作用,能使LGAR四组分分布、胶粒Zeta电位、电量、胶粒粒度和胶粒间电性斥力位能发生明显的变化;随着SDS和CA浓度的增加,胶粒Zeta电位、电量和胶粒间电性斥力位能先增大后减小,胶粒粒度先减小后增大,极值分别在活性剂质量分数为0.7%(SDS)和0.5%(CA)处;随着OA浓度的增加,胶粒Zeta电位、电量和胶粒间电性斥力位能持续增加,胶粒粒度持续减小;渣油沥青质胶粒间电性斥力的大小,是抑制沥青质缔合的一个重要因素。

委内瑞拉常压渣油悬浮床加氢裂化尾油循环反应实验研究

以委内瑞拉常压渣油为原料,分别采用3种加氢裂化反应产物(>500℃馏分、>400℃馏分、>350℃馏分)作为循环尾油,在高压釜中进行了425℃、14 MPa下的悬浮床加氢裂化尾油循环反应研究,考察了循环尾油馏程以及尾油外甩比对循环反应体系生焦量、沥青质含量和液体产物分布的影响,并采用SEM、1 H-NMR测定了焦炭形貌和沥青质结构参数,以探索重油悬浮床加氢裂化尾油循环工艺的可行性。结果表明,相对于一次通过反应,尾油循环反应能有效提高原料转化率;采用>500℃馏分作为循环尾油时,体系生焦量随循环反应次数的增加而持续增加,而采用>400℃馏分或>350℃馏分作为循环尾油时,循环反应4次后,体系生焦量、焦炭形貌、液体产物分布、沥青质含量和结构均基本保持不变。说明当选择合适馏分作为悬浮床加氢裂化循环尾油时,重油悬浮床加氢裂化尾油循环工艺可行。此外,当反应温度和压力一定时,降低循环尾油的初馏点或减小外甩尾油比可提高原料的转化率,同时会使新鲜原料空速降低。因此,为保证较高的新鲜原料空速和转化率,必须采用合适的循环尾油馏程和尾油外甩比。

碳酸锂钠共晶盐复合相变材料的储放热特性

对以碳酸锂钠共晶盐为相变材料,氧化镁颗粒为陶瓷基体和石墨为导热增强剂的复合相变材料模块储放热性能进行实验研究,并与纯相变材料进行了对比。结果表明,对于储热过程,添加有导热增强剂的复合材料模块储热性能明显高于纯相变材料,且其储热性能随着导热增强剂含量的增加而提高。当石墨质量含量从5%提高到30%时,材料模块整体的储热时间缩短29%。对于放热过程,实验考察了两种放热条件—自然对流和强制对流。结果表明,强制对流条件下材料模块的放热性能要优于自然对流条件下的放热性能。对比纯相变材料,复合材料模块的整体放热速率提高了近33%。

高温填充床相变储热球的储热特性

基于高温相变材料,对填充床储热系统中储热单元球体的储热性能进行了模拟研究。研究了不同传热流体温度和球体直径对球体储热性能的影响规律,对导热为主的相变储热过程与导热和自然对流共同作用的相变储热过程进行了比较分析,同时还探讨了高温辐射换热的影响。结果表明,相变时间随球体直径的增大而增大,随传热流体温度的增大而减小。当考虑相变区域自然对流时,总的相变时间显著减少,和单纯导热相比,完全相变时间缩短了近16%。在导热和自然对流的基础上加上辐射传热后可以看出,辐射换热强化了球体内的传热过程,加快了相变材料的熔化速度,强化了自然对流的作用。

高温复合相变材料储热电暖器的储热性能

本文研究了基于高温复合相变材料的相变储热电暖器,对其储热性能、内部流场和温度分布及温度调控机制进行了实验和模拟研究,并与镁砖显热电暖器的储热性能进行对比。结果表明这类相变储热电暖器的储热平均温度高、平均温差小、出风口温度高,整体性能要优于镁砖显热电暖器。相同体积下两种电暖器储热量相当,但相变储热电暖器的重量可减轻1.6倍;在相同储热时间和储热温度下,同等重量的相变储热电暖器较镁砖电暖器可多储热68%。结果也展示了这类储热电暖器温度控制测点选择的重要性,当选取距离加热单元10 mm处的测点作为温度调控点时,电暖器内的平均温度和储热砖体的最高温度均能满足安全要求,而且加热单元电源在谷电8 h储热过程中只需启停两次。

提高石油化工类专业英语课程教学质量的探讨

专业英语是我院化学工程与工艺专业学生的一门限选课程,对提高学生科技论文阅读能力,掌握先进科技知识具有重要的意义。本文阐述了在课程教学过程中,我们对教学内容、教学方法和考试方式等方面的一些探索及体会。

Mo/CNT催化剂在渣油加氢裂化反应中的应用

利用等体积浸渍法制备了不同金属含量的碳纳米管(CNT)和γ-Al2O3负载Mo金属催化剂,并在孤岛减压渣油(GDVR)加氢裂化反应中评价其催化效果;比较了两种催化剂在渣油加氢裂化条件下的催化效果,探讨了复配金属Co对催化剂催化效果的影响。结果明:在GDVR加氢裂化反应中,Mo/CNT金属催化剂具有很好的加氢、脱硫及抑焦效果,而催化活性随催化剂中金属含量的增加而增强;在相同反应条件下,Mo/CNT催化剂的催化效果要优于Mo/γ-Al2O3催化剂;复配金属Co的加入,能明显的促进Mo/CNT催化剂在GDVR加氢裂化中的催化效果。

油酸对轮古常压渣油胶体流变性的影响

在轮古常压渣油(简称轮古常渣)中加入一定量的油酸,采用Rheostress300型流变仪测定油酸对轮古常渣流变特性曲线、黏-温曲线以及触变曲线等流变性质的影响,并采用柱色谱法、饱和蒸气压渗透法(简称VPO法)、流变性参数法、Zeta电位法和小角X光散射法(SAXS法)分析了油酸对轮古常渣沥青质的含量、数均相对分子质量、缔合度和胶粒大小的影响,从而揭示油酸对轮古常渣胶体流变性影响的机理。结果表明,油酸能使轮古常渣沥青质的含量和数均相对分子质量降低,并使沥青质缔合度和胶粒平均半径减小,从而有效地改善轮古常渣的流动性能,使其黏度减小,触变程度降低,并在较低温度下呈牛顿流体状态流动。

渣油悬浮床加氢裂化与热裂化反应过程中胶体稳定性的比较

考察克拉玛依常压渣油热裂化和悬浮床加氢裂化在不同反应时间的生焦量与生焦诱导期以及反应后产物的六组分质量分数及其数均相对分子质量,并利用质量分数电导率法研究了热裂化和悬浮床加氢裂化不同反应时间的胶体稳定性。结果表明,渣油悬浮床加氢裂化和热裂化两种反应体系在生焦诱导期内的胶体稳定性下降迅速,在生焦诱导期后的胶体稳定性下降趋于缓慢。在氢与加氢催化剂的作用下,渣油悬浮床加氢裂化在相同反应条件下比热裂化的生焦诱导期长,胶体稳定性好。