重质油国家重点实验室专刊:重质油化学

密度或黏度较大的天然石油或常规石油中的重质组分在石油工业界通常被称为＂重质油＂.重质油是未来世界石油能源的主要来源之一,也是非常重要的化工资源,高效利用重质油是国家石油资源发展战略的重要方向.重质油国家重点实验室是一个以重质油加工利用为主要研究内容的国家重点实验室.

建设重质油加工国家重点实验室的初步体会

根据我国科技发展方针,做好科学技术的储备,加强基础和应用基础研究,促进新技术领域的探探索,培养和稳定优秀科技人才,国家决定有重点、有步骤地建设和装备一批国家重点实验室,使其逐步发展成为能代表国家学术水平、实验水平和管理水平的实验研究基地、人才培养基地和学术活动中心。

提高国家重点实验室仪器设备利用率的探索与实践

以重质油国家重点实验室仪器分析室为实例，探讨了影响仪器使用率的几个关键因素。实践表明，在运行机制上，应重视实行“开放、流动、联合”的方针；在仪器的使用和维护方面，应重视仪器分析人员的聘任和培养；在经费保障上，建立分析测试开放基金，是提高仪器设备利用率的重要基础。

基于银型苯基磺酸键合硅胶分离及高分辨质谱分析石油中不同形态含硫化合物

建立一种基于银型苯基磺酸键合硅胶(Ag+-SCX)分离石油中不同形态含硫化合物的方法,分离得到的含硫化合物组分进行甲基化反应和高分辨质谱(HRMS)分析,得到不同形态含硫化合物分子组成。通过模型化合物证明该分离方法的可行性,硫醚类、噻吩类含硫化合物被有效分离。该方法对石油馏分、原油和二次加工油均有良好的适用性,并将其应用于一套原油及其馏分中含硫化合物的分离及分析,详细表征了不同形态含硫化合物在原油和各馏分段的分子组成特点和分布规律。

发挥国家重点实验室的作用 促进科技发展

实验室基本情况 石油大学重质油加工国家重点实验室是中国石油天然气集团公司唯一的完整的国家级重点实验室。该室于1989年6月经国家计委和世界银行批准立项,1991年6月开始实施。经四年建设,于1995年10月通过国家验收,于1998年5月通过了国家教委的评估,并将于今年接受国家正式评估。

克拉玛依环烷基减四线馏分油溶剂精制过程中的性质关联与预测

密度和折光率是油品的基本物性,也是油品溶剂精制设计过程所需的基础数据。采用二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂精制克拉玛依环烷基减四线馏分油,考察了萃取温度和剂油比的影响,并对溶剂精制过程中密度与折光率间的关系模型及二者与温度之间的定量关系进行探讨检验,验证不同关联式对油品性质预测的准确性。结果表明,DMSO可使萃取油芳香烃质量分数达到80%以上,改进后的二次方型关联式可较好地描述环烷基油品的密度与折光率间的关系。不同温度下密度和折光率比值基本呈正比,但随着温度的升高正比变化关系的准确性变差;Yarranton等提出的密度、折光率与温度的关系式可准确地预测萃余油密度和折光率随温度的变化。

建构主义教学观在重质油改质研究型实验改革的应用

本文介绍《石油化学》课的重质油改质研究型实验课程在创新人才培养过程中的教学改革,将建构主义教学观的教学理念运用到本科生的实践教学中,引进贴近科研方向的实验设计方案,进行教学与科研相结合的研究型实验教学实践探索。

建立过程装备拆装实验室的必要性

过程装备与控制工程专业涉及压力容器、流体机械、过程仪表等一系列过程装备的教学,是一个应用型专业,具有很强的工业应用背景。但在专业课的理论教学中受到学时和实习条件的限制,难以直接到工业应用现场观察这些装备的内部结构。因此,通过在过程装备拆装实验室进行相关设备的拆装实训教学环节,使学生获得了实物模型的认知机会,加深了对理论教学的了解,获得了较好的教学效果。同时配合对拆装实训过程中的实验室建设、教学建设、拆装实施、成绩考核与评定、教学效果等进行探索和实践,对提高教学质量和培养工程应用型人才发挥了积极作用。

掺混劣质原油对电脱盐污水水质特征的影响

劣质原油掺炼是提升炼油企业成本效益的有效策略,但对其电脱盐污水水质的影响仍鲜有报道。实验以沙特原油为大宗原油,纳波重质原油为劣质掺混原油,研究掺混比分别为0、25%、50%和100%时电脱盐污水的水质特征。结果表明不同掺混比条件下电脱盐污水的主要极性有机物均为脂类(24.5%~44.4%)、脂肪族类(17.2%~37.5%)和木质素/富羧基脂环分子结构化合物(24.2%~56.8%),主要非/弱极性有机物为酚类(12.4%~33.2%)和含氮化合物(11.2%~21.8%)。电脱盐污水COD、总油、电导率、总氮和NH4+-N的浓度与纳波重质原油掺混比呈正相关。纳波重质原油掺混促进含氮非/弱极性化合物和O3S1类极性化合物的溶解,含量高于纳波重质原油和沙特原油电脱盐污水。

催化油浆预加氢及中间馏分与高沸点馏分共炭化实验研究

采用缓和预加氢对某催化油浆(SO)进行稳定化处理,通过多种分析表征对加氢前后SO的结构组成、热稳定性、蒸馏收率和于蒸馏过程中的生焦行为进行研究,并对加氢后SO(HSO)中间馏分(350−500℃)和高沸点馏分(500−550℃)的炭化性能以及两者的共炭化性能进行考察。结果表明,HSO的环烷烃和氢化芳烃含量增多,而不稳定组分烯烃含量显著降低,由2.71%降低为0.97%。由此,HSO的热稳定性显著增强,并且其中间馏分和高沸点馏分的蒸馏收率较SO分别提高了25.8%和23.1%。更为重要的是,HSO蒸馏过程中无明显生焦现象。炭化实验结果表明,HSO中间馏分所得焦炭的光学纹理结构最优,为广域流线型,CTE值最低,为2.25×10^(−6)℃^(−1)。HSO高沸点馏分炭化性能相对较差,而与中间馏分共炭化可以显著改善其炭化性能。当高沸点馏分与中间馏分调配质量比例不高于2∶1时,组合馏分所得焦炭为广域流线型结构,CTE值低于2.30×10^(−6)℃^(−1)。

重质油梯级分离新工艺的工程基础研究

利用自行开发的重质油超临界精密分离新方法对国内外多种重质油进行分析,结果表明重质油超临界精细分离窄馏分的重要物理和化学性质随溶解度(分离收率)的增加而变化,通过萃取可以使重质油中的重金属、沥青质等浓缩在萃取残渣中,而萃取馏分性质得到明显改善,据此提出了'重质油梯级分离'新工艺。为此在1kg.h-1及10kg.h-1连续式溶剂梯级分离实验装置上,以戊烷C5为溶剂,进行了大港减渣及辽河减渣的深度梯级分离脱除残渣的实验室研究和中试研究,考察了溶剂比、温度、压力等因素对脱残渣油收率和性质的影响规律。得到了超临界萃取的优化工艺参数:萃取温度160～170℃,一、二段温差5～15℃;萃取压力4.0～5.0MPa;溶剂比4.0～4.5(质量比)。确定了合适的超临界回收条件:温度200～220℃,压力4.0～4.5MPa,可使溶剂和油得到有效的分离。根据萃取塔底所处的温度、压力条件及物料组成,创造性地提出了利用超临界条件下喷雾造粒技术,实现了硬沥青喷雾造粒并与萃取过程的耦合,并对硬沥青颗粒流化与输送性能进行了研究。研究结果为'重质油梯级分离'新工艺的工业放大奠定了工程基础。

煤焦油重组分沥青质性质分析及对加氢裂化生焦影响的推测

从中/低温煤焦油中切取重组分,提取了重组分C7-沥青质,并以此重组分为原料进行了高压釜加氢实验,通过1H-NMR、XRD、FT-IR、SEM、元素分析和相对分子量测定等手段对重组分沥青质结构参数、官能团、表观形态等方面进行了分析,并将其与加氢过程中生焦情况进行了关联。结果表明,C7-沥青质基本结构单元以稠环芳烃为中心,周围分布少而短的侧链,侧链以小于3个碳的短直链正构烷基为主,相对分子量小,芳香片层没有堆积结构。O是该沥青质中氢键主要来源,大多分布在环氧烷烃和醚类结构中,外围的O数量低,分子间氢键更难形成,结构单元之间缔合性弱,沉积聚合慢而均匀。沥青质中短侧链不易断裂,在反应过程中产生的稠环芳烃自由基少,缩合能力小,使该馏分油生焦能力低,具有较高的加氢潜质。

离子液体用于催化裂化汽油烷基化脱硫的实验室研究

将离子液体用于催化裂化汽油烷基化脱硫实验,考察了不同阳离子、阴离子、阴阳离子比例对催化裂化汽油脱硫率的影响。研究结果表明,在离子液体作用下,FCC汽油中噻吩类硫化物与烯烃发生烷基化反应,生成了沸点更高的烷基化产物。由于叔胺盐阳离子在具有Lewis酸性的同时还有Br(?)nsted酸性,由它形成的离子液体酸性较强。与CuCl、SnCl_2相比,由AlCl_3提供阴离子合成的离子液体的酸性最强,更适合做烷基化催化剂。由AlCl_3与Et_3NHCl按摩尔比为2:1合成的离子液体作用于FCC汽油,脱硫率在70%以上,汽油收率在95%以上,辛烷值基本无变化。

重质油宏观尺寸表征的初步研究

列举了几种表征重质油宏观尺寸的方法，阐述了特性粘度法确定重质油宏观尺寸的基本原理。利用超临界流体萃取精密分馏技术（ＳＣＦＥ）从沙特轻质原油的减渣中切取了１４个窄馏分，实验测定了编号为双数的ＳＣＦＥ窄馏分的平均相对分子质量（ＶＰＯ法）和特性粘度，得到的平均相对分子质量为６５９～８６３的七个窄馏分的平均等效球体，分子直径为１．３～１．５ｎｍ。

重质油窄馏分的HDS和HDN反应动力学特性

用破碎的工业加氢裂化催化剂 Ni-Mo/Al2 O3 ,在 1 0 0 ml的高压反应釜内 ,对 3种不同渣油的超临界流体萃取分馏的窄馏分进行加氢处理 ,建立了釜式反应器内渣油催化加氢脱硫和加氢脱氮反应的扩散 -反应动力学模型 。

煤与FCC油浆共处理重质产物对道路沥青改性作用的评价

依据美国ASTM D5710-95和英国BSI BS 3690对Trinidad湖沥青(TLA)的评价标准,以及中华人民共和国行业标准JTG F40-2004《公路改性沥青路面施工技术规范》对改性沥青混合料和SBS类(I类)改性沥青储存稳定性的技术要求,对比同样试验条件下TLA改性沥青的特性,评价了煤与FCC油浆共处理所得重质产物对道路石油沥青的改性作用。结果表明,在400℃、10 MPa H2压力条件下所得的重质产物(CSA)对试验用90#基质沥青的改性作用与TLA的改性作用相似,满足上述各标准的指标要求;CSA改性沥青的混合料具有较高的极限拉伸应变值,即具有较好的弯曲性能,显示了更加优良的低温抗裂性能。

重质油炼化污水生化处理出水的污染特征分析

将傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)与气相色谱-质谱(GC-MS)结合,实现了对有机污染物微观组成的全分析,在此基础上形成了炼化污水水质剖析方法。对重质油炼化污水系统生化工艺出水进行污染物组成分析发现,其有机负荷基本由难降解的大分子极性有机污染物构成,不可生物降解的非极性大分子烷烃类也有一定贡献。极性有机污染物总数量达到376种,Ox、NxOx与SxOx是主要类型;推测为有机酸类、酯类与杂环化合物,分子结构复杂且不饱和,普遍带有芳香环、稠环以及杂环。含N杂环化合物还与硝酸盐氮一起构成了高浓度的总氮。根据生化工艺出水的污染特性,优化生化工艺的COD降解与脱氮效能,并利用臭氧催化氧化技术深度处理,将有助于实现全面达标排放。

重质高酸原油酯化脱酸催化剂的研究

高酸原油的加工是炼油厂面临的一大难题。笔者开发了一种用于高酸原油酯化脱酸的固定床酯化催化剂,使高酸原油中的环烷酸与甲醇反应生成环烷酸甲酯以降低原油的酸值和腐蚀性。结果表明,SnO是催化酯化脱酸催化剂的有效活性组分,适当增大催化剂的孔径可提高原油的酯化脱酸率。该催化剂应用于中海绥中36-1高酸原油,可有效降低原油的酸值,在反应温度300℃、醇/油质量比0.02,体积空速1.0 h-1时,可使原油的酸值由2.8 mgKOH/g降低到0.34 mgKOH/g,能够满足炼油厂加工的需要。

重质油悬浮床加氢技术新进展

综述了重质油悬浮床加氢工艺的最新进展,并对分散型催化剂的开发进展进行了系统的总结。重质油悬浮床加氢催化剂经历了非均相固体粉末催化剂和均相分散型催化剂两个过程,均相分散型催化剂又分为水溶性分散型催化剂和油溶性分散型催化剂两类。非均相固体粉末催化剂催化活性较低,而且致使尾油中含有大量的固体颗粒,处理和利用困难较大。分散型催化剂分散度较高,比表面积大,催化活性高,性能优越,是一种较为理想的催化剂。简要介绍了中国石油天然气股份有限公司和中国石油大学联合开发的新型重油悬浮床加氢技术。

原油减压渣油馏分的油-水界面性质I.伊朗重质减渣馏分的油-水界面张力

采用超临界萃取分离技术对伊朗重质减压渣油按相对分子质量进行了分割。所得伊朗重质减渣馏分按馏分的先后 ,其平均相对分子质量逐渐增大 ,H/C原子比逐渐下降 ,芳香共轭成分含量逐渐升高。对各减渣馏分的油 水界面张力研究表明 ,伊朗重质减渣馏分具有高的界面活性 ,随着减渣馏分在油相中质量分数的增大 ,油 水界面张力显著下降。通过改变减渣馏分的界面吸附状态和吸附量 ,油相组成、水相中盐的含量及 pH值的变化会影响油