船舶尾气监测无人机系统设计与应用

为监测珠江水域在航船舶的燃油合规性,设计了一套用于监测船舶尾气的微型嗅探无人机系统,该系统利用无人机搭载微型嗅探传感器,可实时监测在航船舶尾气中的二氧化硫(SO_(2))和二氧化碳(CO_(2))浓度,进而监管船用燃油硫含量的合规情况,筛查违规使用高硫油的船舶。经过现场测试与应用,成功查实多艘违规使用高硫燃油的船舶。通过对比分析船舶燃油硫含量的监测值和实际值,验证了船舶尾气嗅探无人机技术的可靠性。船舶尾气嗅探无人机监测系统的应用可以为海事执法提供便捷手段和技术支撑,提高海事执法效率。

燃油硫含量对尾气颗粒物理化特征的影响分析

文章以一台排量为4.5L的柴油机为试验对象,使用三种不同硫含量的柴油,探究了燃油中硫含量对颗粒物的微观形态、纳米结构、颗粒尺寸、石墨化程度、表面化学特性,以及化学组成等物理化学特性的影响。使用透射电子显微镜分析颗粒物的微观形貌和纳米结构,利用拉曼光谱仪对颗粒物的石墨化程度进行表征,运用傅里叶红外光谱仪分析颗粒物的表面官能团,同时运用热重分析仪和等离子体发射光谱仪进行颗粒物组分和元素组成的分析。基于低倍电镜图像发现,颗粒物表现为不规则的团聚体结构,由几十甚至上百个球形或近球形的基元颗粒团聚而成,且随着燃油硫含量的增加,基元颗粒堆叠更加明显,颗粒物微观形貌从链状结构转变为团状。基于高倍电镜图像发现,颗粒物基元颗粒物表现为典型的核-壳结构,且随着燃油硫含量的增加,基元颗粒外缘非晶态物质的厚度和基元颗粒粒径也随之增加。此外,随着燃油硫含量的增加,研究发现:形态方面,基元颗粒微晶平均曲率增加,但平均长度变短;石墨化程度方面,颗粒物石墨化程度降低;成分组成方面,有机组分及S元素占比增加。

SOME ANALYTIC PROBLEMS FOR CLEAN FUEL PRODUCTION

Sulfur contents olefins, aromatics, octane number and cetane number are very important indicators of clean fuel. The analytical methods of these indicators proposed by Research Institute of Petroleum Processing (RIPP) were introduced in this article. These methods possess the advantages of fast, convenient and precise, and have been used in R&D work and production process control as well.

高光谱成像的船舶燃油硫含量遥测技术

在港口运输领域,船舶燃油中硫含量检测一直是海事部门的监管重点。随着我国港口贸易飞速发展,一种简单高效的船舶燃油硫含量检测手段对我国海洋环保事业具有重要意义。现有的检测方法普遍存在时效性差,应用范围窄等问题,难以实现船舶尾气的大范围快速遥测。利用高光谱成像技术实现船舶尾气中CO_(2)和SO_(2)的遥测,充分发挥高光谱成像技术信息丰富、检测距离远、检测范围广等优势,发展傅里叶变换干涉型高光谱成像技术与高光谱成像三维低秩优化技术,解决了开放光路下的低浓度检测问题和复杂环境干扰问题,成功计算出船舶燃油中的硫含量,为我国船舶燃油中硫含量监测提供有效工具。研究主要包括:在天津港东疆码头开展昼、夜时段固定船舶硫含量检测试验以及随机船舶硫含量检测试验,采集大量船舶尾气高光谱图像,建立船舶尾气数据库;发展针对复杂开放光路气体远距离检测的傅里叶变换干涉型高光谱成像技术,具有高通量、高光谱分辨率、高信噪比等优点,可以将检测距离扩增至1200 m,单次检测用时小于3 s;设计基于高光谱成像三维低秩优化技术对高光谱数据进行预处理,以低秩作为约束对高光谱图像进行三维重建,去除复杂环境对高光谱图像的干扰,实现高光谱图像信噪比的进一步提升;利用偏最小二乘法化学计量技术实现SO_(2)和CO_(2)气体浓度的准确解析,并依据真实大气辐射情况,建立辐射传输模型,从而实现对昼、夜环境下加注高硫油的固定船舶以及随机船舶中的准确识别,并在高光谱图像中SO_(2)气体浓度过高的部分进行主动标识。所述技术已在天津港进行了实地应用,成功检测出Xinchunshun号排放尾气中SO_(2)气体浓度超标,检测结果与海事部门掌握的数据相符,验证了基于高光谱成像技术的远程被动测量船舶尾气及燃油中硫含量检测的可行性。

液化石油气标准现状及发展趋势

液化石油气(LPG)是一种低碳清洁燃料和多用途的化工原料,具有体积热值高、可常温低压液化、储存运输方便、易于用做分布式能源、全生命周期的逃逸泄漏少、全球暖化潜势(GWP)低等优点,也具有在空气中的爆炸浓度下限低、泄漏时易发生爆燃事故的缺点,常需通过加臭的方式确保用气安全。介绍了国内外主要LPG标准现状,结合中国LPG的生产和使用情况,探讨修订LPG标准的适用范围、项目指标及试验方法;尤其是在工业和民用LPG燃料、车用LPG燃料和化工原料用LPG领域,对气味、二甲醚、硫含量、烃组成、蒸发残留物、硫化氢含量和游离水等项目指标进行分析;并对中国LPG标准的发展进行展望。

基于便携式近红外光谱仪的柴油硫质量分数检测

柴油中的硫是机动车排放造成大气污染的主要成分之一,目前各国政府制定了限定柴油硫质量分数的措施,因此研究对柴油中硫质量分数的快速检测方法具有重要意义.应用便携式近红外光谱仪采集不同硫质量分数柴油的光谱,共采集261份柴油的近红外光谱数据,利用Kennard-Stone(K-S)算法以3∶1比例将样本划分为校正集和预测集.对原始光谱在全谱区间采用去中心化、归一化、多元散射校正和15点2次平滑等多种预处理.实验结果表明,去中心化预处理方法对建立柴油硫质量分数的偏最小二乘回归(PLSR)模型效果最优,其决定系数(R2)为0.894和预测均方根误差(RMSEP)为89.17,相对分析误差(RPD)为3.089.比较了蒙特卡罗无信息变量消除(MCUVE)和竞争性自适应加权抽样(CARS)两种波长选择算法,最终使用CARS算法提取得到35个特征波长点进行高斯过程回归(GPR)建模的结果最佳,其R2为0.967,预测均方根误差为45.378,相对分析误差为5.616.结果表明,利用便携式近红外光谱技术建立柴油硫质量分数定量预测模型,实现对柴油中硫质量分数快速和无损的近红外定量检测具有可行性.

从2003年NPRA年会看清洁燃料及其清洁生产技术的发展

介绍了2003年NPRA年会上交流的有关清洁燃料及其清洁生产技术的内容,重点介绍了汽油、柴油脱硫,包括使硫含量降至10μg/g的成果以及降低催化裂化烟气中SOx、NOx和粉尘排放的技术。

燃料特性对车用柴油机有害排放的影响

研究了车用柴油机燃用不同品质燃油时,其排气烟度、颗粒PM、氮氧化物NOx、碳氢HC和一氧化碳的排放特性,采用了五种不同硫含量、芳烃含量和十六烷值的柴油,进行了发动机台架实验和模拟整车NEDC循环实验。结果表明,随着燃油硫含量的减少,柴油机排气烟度、HC、CO、SO2排放有所下降;模拟整车NEDC循环的PM排放显著降低;NOx排放的变化幅度很小。随着燃油芳烃含量的降低,柴油机排气烟度、PM、NOx、HC、CO排放的降幅显著。随着燃油十六烷值的升高,柴油机的排气烟度大都呈持续下降趋势;PM、HC排放显著降低;NOx、CO排放的变化幅度较小。

发动机燃用不同硫含量柴油的排放特性研究

研究了1台轻型柴油机燃用5种不同典型硫含量柴油时的排放特性。结果表明,随燃油硫含量的降低,柴油机颗粒质量和烟度排放均明显下降,低负荷下燃油硫含量对柴油机烟度值的影响较大,表明燃油硫含量对柴油机排气颗粒和烟度有直接影响。柴油机氮氧化物排放随燃油硫含量降低的变化很小,而一氧化碳和未燃碳氢排放则降幅明显。二氧化硫排放随柴油机负荷增加显著上升,随燃油硫含量降低而显著下降,表明了燃油硫含量与柴油机二氧化硫排放之间的高度相关性。

燃油含硫量对柴油机排放特性影响的研究

在一台直喷式涡轮增压柴油机上分别燃用4种不同含硫量的柴油,研究了燃油含硫量对柴油机排放特性的影响。研究结果表明,随着燃油含硫量的降低,柴油机的HC、CO和烟度排放按所列顺序明显下降;NOx排放也随燃油含硫量的降低而下降,但变化很小;SO2排放随柴油机负荷的增加显著上升,随燃油含硫量的降低而显著下降,表明燃油含硫量与柴油机SO2排放之间有高度相关性。

汽柴油质量升级及相关技术的发展趋势——2004年NPRA年会综述

概述了2004年NPRA年会上介绍的有关成品油下一步质量升级技术的发展趋势,分别从清洁燃料生产技术、高辛烷值组分生产技术、催化裂化新技术、催化裂化装置清洁生产技术、重油加工新技术、氢气资源优化技术等方面进行了阐述。

喷气燃料中硫含量在馏分中的分布

对喷气燃料油进行体积窄馏分切割,采用紫外荧光测硫法对各窄馏分中的硫含量进行测定。结果表明,馏出体积从10%到70%时窄馏分硫含量数值渐次变大且数值变化平缓,馏出体积从70%到100%时硫含量曲线有明显突跃;馏分油硫含量平均值与70%窄馏分油中硫含量数值相近;90%～100%窄馏分段中硫含量占整个馏分油中硫含量的21.4%～23.4%。

FH-DS柴油深度加氢脱硫催化剂的研制

FH-DS柴油深度加氢脱硫催化剂是抚顺石油化工研究院为配合我国炼油企业生产硫含量小于300 μg/g低硫清洁柴油而开发的高活性新催化剂。通过添加助剂对氧化铝进行改性、优化催化剂制备方法及活性组分的优化组合等改进手段,使得FH-DS催化剂具有优良的加氢脱硫和加氢脱氮活性。低压下其加氢脱硫相对活性比目前市场上通用的国内对比剂提高50%左右,略优于国外对比剂;中压下生产硫含量小于30μg/g超低硫清洁柴油时,其脱硫相对活性比国外对比剂高46%,是加工科威特、沙特等进口高硫原油生产低硫清洁柴油的良好催化剂。

近红外光谱法测定喷气燃料的总硫含量

采用ZX440型近红外多组分油料分析仪建立了喷气燃料总硫含量的校正模型,对校正模型的准确性进行了验证,实际分析结果表明,近红外光谱分析可以实现对喷气燃料总硫含量的快速、准确测定。

FCC柴油中硫、氮化合物的馏分和类型分布

分别对石油大学胜华炼油厂和齐鲁石化公司胜利炼油厂的FCC柴油进行了实沸点切割,采用硫、氮分析仪和GC-PFPD、GC-MS测定了各窄馏分的硫、氮含量,同时测定了齐鲁FCC柴油中各窄榴分的硫、氮化合物的类型分布。结果表明,FCC柴油中的硫、氮含量主要集中在240℃以上的馏分中。其氮化物的类型分布为:在小于200℃的馏分中主要是砒啶类和胺类氮化物,占总氮含量的3.2％;在200～300℃的馏分中主要是吲哚及其衍生物,占总氮含量的26.6％;300℃以上的馏分中主要以咔唑及其衍生物为主,占总氮含量的70.2％。其硫化物的类型分布为:在小于200℃的馏分中主要是硫醇和噻吩类硫化物,占总硫含量的3.2％;在200～300℃的馏分中主要是苯并噻吩类硫化物,占总硫含量的49.5％;300℃以上的馏分中主要以二苯并噻吩类硫化物为主,占总硫含量的47.3％。

高硫柴油加氢处理生产低硫、低芳烃柴油的研究

利用中型试验装置对中东原油生产的高硫直馏柴油进行加氢处理生产低硫、低芳烃柴油的工艺研究。考察了反应温度、氢分区、空速、氢油比等工艺参数以及原料油性质和循环氢中Ｈ２Ｓ浓度等操作条件对深度脱硫、脱芳烃效果的影响。研究结果表明：利用ＲＮ－１加氢处理催化剂，对含硫量（质量分数）１．３％左右的高硫直馏柴油的加氢脱硫（ＨＤＳ），可以在缓和的条件（ＰＨ＝３．２ＭＰａ，ＬＨＳＶ＝３．０ｈ－１）下生产出硫含量低于０．０５％的低硫柴油；在中等压力（ＰＨ＝６．４ＭＰａ）和降低空速的条件下生产出低硫、低芳烃（Ｓ＜０．０５％、芳烃（体积分数）＜２０％或１０％）柴油。

喷气燃料加氢精制银片腐蚀不合格原因及对策研究

加氢精制生产喷气燃料中的微量硫化氢和元素硫是造成银片腐蚀不合格的原因。在实验室选出常温液相精脱硫剂NC2000型脱硫剂2个,侧线试验和工业应用结果表明:该脱硫剂能够脱除喷气燃料中的微量硫化氢和元素硫,彻底解决银片腐蚀不合格问题,并具有使用温度低(20～50℃)、空速大(7～10h^(-1))、使用寿命长的特点。

新一代催化裂化柴油加氢改质催化剂的工艺条件及工业应用

就改善催化裂化柴油新一代加氢改质催化剂FC-4512应用的工艺条件在实验室进行了考察,并在600kt/a柴油加氢工业装置上进行了应用试验。实验室考察结果表明,最佳的工艺条件为体积空速0.8～1.5h^(-1),反应温度350～380℃,氢油体积比600～800,反应氢分压6.0～8.0MPa。工业应用可根据装置自身特点,利用工艺条件的互补性,调整操作参数,工业试验结果表明,该催化剂的脱硫活性好,可由原料中的7 000μg/g降到产品的5.8μg/g;降凝效果明显,凝点可由-4℃降至-7℃;十六烷值提高10.9个单位,柴油收率大于95％。该催化剂对原料具有广泛的适应性。

煤中不同形态硫分在高温下的析出特性研究

燃煤中硫的赋存形态极为复杂 ,不同形态的硫在高温下具有不同的析出特性 ,研究它们在高温中的行为是有效控制煤中硫排放的基础。利用ZCS智能定硫仪研究了不同形态的硫分在 12 0 0℃和12 5 0℃不同加热方式下的析出特性及其与钙基固硫剂氧化钙、石灰石、白泥、电石渣的反应特性。选择FeS、噻吩分别代表煤中的无机硫和有机硫 ,并对全硫含量小于 0 .5 %的煤中主要硫分 ,含硫氨基酸的析出规律进行了研究。

超低硫柴油的润滑性研究与性能评定

提出了超低硫柴油燃料的暂定技术指标，并规定了对其润滑性的要求。研制了一种柴油润滑性添加剂HR3903，将其加入到采用深度加氢工艺生产的基础柴油中，得到一种环保型超低硫柴油，该燃料具有馏分窄、闪点高、氧化安定性好、低温性能优异、硫含量超低、润滑性能好等特点。考察了HR3903加剂量与柴油润滑性的关系，合适的加剂量为150～250μg／g，对研制柴油进行台架试验的结果表明，500h全尺寸台架试验前后负荷特性完全符合试验发动机规定的要求；800h试验后开机检查，发现燃料对发动机部件无明显腐蚀，燃烧室表面清洁。