中低温煤焦油转化利用技术研究进展

随着煤焦油深加工技术的发展,中低温煤焦油的综合利用受到关注。介绍了国内外中低温煤焦油利用的研究现状,对中低温煤焦油的分离、加氢改质利用,制燃料油、特种油品和高值化学品,煤焦油掺混加氢以及煤沥青利用的研发进行了综述和分析。基于中低温煤焦油馏分的构成特性,提出了中低温煤焦油“分质分级转化利用”技术路线,充分利用其分子特征结构,研究高效催化剂使煤焦油定向转化为目标产品。这为煤焦油高效清洁利用提供了多元化、高值化和精细化的途径。

计及CLHG-SOFC碳捕集的多能源系统低碳优化调度

为了响应碳达峰、碳中和的发展目标,实现对能源的高效利用,减少CO_(2)的排放,多能源系统引入基于化学链制氢-固体氧化物燃料电池(CLHG-SOFC)的碳捕集技术,以实现在供电供热的同时完成对CO_(2)的捕集。首先,对CLHG-SOFC碳捕集模块的运行机理与能量流动关系进行分析,推导出其净输出功率模型和电碳特性关系。其次,建立计及基于CLHG-SOFC碳交易与碳封存成本的多能源系统低碳优化调度模型。最后,通过算例分析验证了所提模型能够在不同电碳特性运行下实现系统运行的经济性和低碳性。

炼化企业“油产化”加工流程与低碳排放研究

以20 Mt/a原油最大化生产化工品为例,对“油产化”的加工路线和降碳措施进行了深入研究。采用“常减压+加氢裂化+催化裂解+蒸汽裂解+丙烷脱氢”加工路线,20 Mt原油可以生产芳烃产品768.27万t、低碳烯烃(乙烯、丙烯和丁二烯)669.61万t,化工品总产量达到原油加工量的76%,实现了最大化生产化工品;方案税后财务内部收益率为14.19%,高于行业基准值,具有较好的经济效益;通过采用绿电、绿氢和核能供热供电以及热泵技术等降碳措施后,碳排放量最终可降低到7 Mt/a以下,契合了国家碳达峰碳中和战略低碳发展的要求。

生物质利用新途径:多元醇催化合成可再生燃料和化学品

日益严重的全球性能源和环境问题促使开发利用可再生的生物质资源成为当前研究的一个热点。本文概述了生物质基多元醇合成燃料和化学品来实现生物质转化利用的一些最新进展,特别是集中介绍了甘油和山梨醇等多元醇催化水相重整合成氢气和液体烃等燃料、催化选择氢解和氧化合成高附加值化学品或化学中间体等方面的进展,分析了存在的问题和可能的解决措施以及今后的发展趋势,指出生物质基多元醇将成为今后合成可再生燃料和化学品的新型平台分子。

柴油低温流动性改进剂的改性化学研究概况

对柴油低温流动性改进剂的发展进行了系统的调研。通过对国内外近三十年来柴油低温流动性改进剂的专利和文献的对比分析 ,从配骨、接枝、换枝、复配等几方面来概括了柴油低温流动性改进剂的几乎所有类型。介绍了国内外已商品化的柴油低温流动性改性剂。

刍议煤中低分子化合物的研究对煤加氢液化的影响

通过介绍煤中低分子化合物的存在形式 ,结合煤加氢液化的反应机理 。

小分子化合物在离子阱质谱中的分子离子反应研究

利用离子阱质谱的原理和特点 ,研究了小分子醇、醚、胺、醛、酮等有机化合物 (分子量小于 2 0 0 )在离子阱里的分子离子反应 ,总结了反应特点和规律 ,并把它归类为自身化学电离 (SCI)反应 .以丁酮、丙烯醇为例 ,采用FTMS对反应产物离子进行准确质量测定 ,验证了它们各自的分子离子反应结果 .另外 ,把该类化合物 (30个 )SCI反应的质谱图与NIST98库中的标准EI质谱图进行了比较 ,建立了SCI质谱图库 ,提高了在离子阱质谱上对这类小分子化合物定性分析的准确率 .

典型炼化一体化企业生产低硫船用燃料油的重油加工方案比较

基于低硫重质船用燃料油生产需要以及炼厂最大化生产重整原料和乙烯裂解原料转型升级背景,本文针对典型炼化一体化企业生产低硫船用燃料油,分别采用沸腾床和浆态床的不同重油加工方案从产品分布、产品性质及后续加工路线等进行经济性分析。结果表明,相比于浆态床加氢方案,尽管沸腾床渣油加氢转化率低于浆态床,但由于转化后的产品中干气收率低、各种馏分油的氮含量显著低于浆态床方案,且可以直接生产低硫船用燃料油、不存在废渣处理等优势,此外,耗氢较低,同时航煤、石脑油及芳烃产量增量明显,以50美元效益测算价测算,沸腾床方案扣消费税毛利较浆态床方案高16.13亿元。可见,对于有低硫船用燃料油生产需求的炼化企业,采用沸腾床重油加工路线在经济性方面更具竞争力。

CBC-SO爪形低温流动性改进剂的合成与表征

以1,3-丁二醇、柠檬酸为原料,甲苯为溶剂,在120℃油浴中搅拌反应,当达到理论出水量的95%以上时,合成了柠檬酸-1,3-丁二醇柠檬酸（CBC）爪状物小分子,收率为73.3%。CBC进一步与硬脂酸、十八醇分别在140℃和180℃接枝,合成了多元酯类爪形大分子柠檬酸-1,3-丁二醇柠檬酸硬脂酸十八醇（CBC-SO）,收率72.4%。用核磁共振波谱及红外光谱对合成的两种化合物进行了结构表征,确定CBC和CBC-SO均为爪形结构,与所设计的分子结构吻合。元素分析确定了CBC和CBC-SO的化学组成依次为C16H22O14和C106H200O15。在实验室评价和10 t柴油工业应用放大实验中,将CBC-SO按600-1 000μg/g添加到不同的轻柴油中,柴油的冷滤点可降低4-6℃。

低分子燃料/化学品加工过程的能量系统优化

综述了低碳时代有机化工原料/产品的新格局,介绍了能量利用的原理和系统优化方法。针对不断涌现的由煤、生物质或轻烃生产低碳燃料/化学品的新工艺、新装置反应/分馏过程温度低、传热性能好等特点,提出并阐明了采用降低工艺总用能和过程(?)损耗、多塔热集成以及采用循环热媒水系统利用邻近大型炼化企业中、低温余热等"温度对口、梯级利用"的科学用能方法,进行能量系统优化,可使系统能耗大幅降低。

石化产品生产技术的开发设计

低分子聚丁二烯是一种精细化工产品,用途广泛。本文就该技术的开发过程进行总结。

低温太阳热与甲醇化学链整合能量释放机理实验初探

本文在低温太阳热能与CH_3OH-Fe2O_3化学链燃烧相结合控制CO_2分离动力系统的基础上,进一步探讨了低温太阳热能品位提升的内在规律,分别揭示出辐照强度与CH_3OH-Fe_2O_3反应特性、低温太阳热能品位提升的关联关系,本文采用溶胶凝胶法制作了Fe_2O_3反应颗粒,在热重反应器中进行了模拟太阳热能与甲醇化学链实验的初步研究,通过电镜,分析了反应前后金属氧化物的表面形貌特征。研究成果将为低温太阳热能与化学链燃烧整合能量释放新机理的研究提供理论依据和基础实验数据．

2,6,10-三甲基十二烷的详细化学反应机理构建

2,6,10-三甲基十二烷作为极具潜力的可再生燃料而得到广泛的关注.为了深刻认识该燃料的燃烧过程,本文采用反应类的机理构建方法,为2,6,10-三甲基十二烷构建了详细化学反应机理.该详细反应机理对着火延迟时间的验证结果表明,新反应路径的加入能够提高低温区域的预测精度.同时,对该机理的流动反应器重要组分浓度和层流火焰传播速度也进行了验证.模拟值与实验值吻合良好,证明了该化学反应机理的有效性,也为实现燃料反应流模拟研究创造了条件.

低温煤焦油的综合利用

随着国内煤低温干馏的发展,低温煤焦油的产能也随之不断增加.为综合高效利用低温煤焦油,解决其燃烧过程中的环境问题,对低温煤焦油性质和组成、加工工艺及两种主要工艺路线(燃料型和燃料-化工型)的经济性进行了研究.结果表明:低温煤焦油加工应选择先提酚类,而后加氢的燃料-化工型路线.该路线有效地利用了低温煤焦油中的高附加值组分,工艺合理,投资回收期短,是产业化前景较为广阔的路线.

PRF90低温重整产物对发动机燃烧和排放的影响

通过一台耦合了外置燃料重整器的单缸发动机,系统研究了温度对PRF90燃料低温重整产物及发动机燃烧特性的影响,并结合Chemkin软件进行了相关化学动力学计算和分析.结果表明:随着重整温度升高,重整混合气中甲醛、CO和CO2增多,重整混合气活性下降;PRF90燃料的重整产物导入到发动机中,燃烧相位改变;当重整温度<650 K时,燃烧相位随着重整温度的升高而提前,而当重整温度>650 K时,发动机发生失火现象;重整气的导入对发动机的燃烧稳定性影响有限;合理控制外置燃料重整器重整边界条件,可在降低有害排放的同时改善发动机的指示热效率(2%).

离子阱中有机小分子的分子离子反应

利用离子阱质谱原理和内离子源的特点,确定了小分子醇、醚、胺、醛、酮等有机物在离子阱里的反应为自身化学电离(SCI)反应;总结了反应特点和规律;比较了质谱图与NIST98库中的标准EI质谱的不同;建立了有助于在离子阱中对有机物小分子定性分析的SCI质谱图库.

低碳经济是煤基能源化工发展的战略方向

阐述了低碳经济的具体含义,认为应该平衡可控地排碳,创新发展"低碳高技术"(新型煤化工多联产等技术),实施低碳经济战略,发展替代石油、天然气的煤基醇醚燃料,保障国家能源安全。

气体大分子燃料高精度理论热化学研究综述

由于日益严重的能源和环境问题,越来越多的研究者开始致力于提高发动机燃烧性能的研究.研究燃烧化学反应机理的目的是为了精确地预测和控制燃烧过程,从而提高燃烧效率,控制火焰稳定性以及优化排放.对于大分子燃料,通常采用类比的方法来估测其反应速率常数以构建其燃烧反应模型,但是这将会为模型带来较大的计算误差.为了更好地将大分子燃料应用在发动机中,对其进行高精度化学反应动力学研究是十分必要的.但是,由于目前广泛使用的高精度电子结构理论计算方法(如CCSD(T)/CBS和QCISD(T)/CBS)在处理这些大分子燃料上存在着巨大的困难,因此文章关注了目前可适用于大分子体系的高精度量化计算方法,并详细地介绍了其中一种适用于大分子体系的高精度量化计算方法ONIOM[QCISD(T)/CBS:DFT].该方法的提出不仅为研究大分子燃料体系的能量计算提供了准确与可行的计算方法,并有助于得到高精度的反应速率常数,对大分子燃料高精度理论热化学研究具有重要意义.

增产化工原料的重油加工方案研究

对示例类型企业进行增产化工原料的转型发展方案研究,从经济效益、CO_(2)排放量、征收碳税等方面分析了重油加工采用沸腾床加氢裂化、浆态床加氢裂化和灵活焦化方案对企业的影响。结果表明:重油加工选择灵活焦化方案时经济效益最优,但其CO_(2)排放量高,征收一定碳税后,经济效益仍为最优;虽然灵活焦化技术有利于解决全厂燃料平衡问题,并能带来较好的经济效益,但在CO_(2)排放量配额受限的地区,宜优先考虑沸腾床加氢裂化方案,该方案经济效益较好,CO_(2)排放量较小,还可兼顾生产低硫船用燃料油;重油加工采用加氢裂化技术时,其转化率高,增产优质乙烯裂解原料多,CO_(2)排放量小,随着绿色能源发展,绿氢成本逐渐降低,加氢路线的优势将更加凸显。

煤燃烧过程中燃料型NO_(x)生成及还原机理研究进展

燃料型NO_(x)是煤燃烧烟气中氮氧化物的主要组成部分,抑制燃料型NO_(x)的生成是低氮燃烧技术中降低NO_(x)排放初值的关键手段。燃料型NO_(x)的生成实属非常复杂的物理化学过程,涉及许多相互竞争的机制,受多个因素的综合影响。煤燃烧过程中燃料型NO_(x)的生成主要包括煤热解过程中挥发分N的释放过程、挥发分燃烧过程中NO_(x)的生成及还原过程、焦炭燃烧过程中NO_(x)的生成及还原过程。综述煤燃烧过程中燃料氮的迁移转化规律的研究结果,对煤燃烧中均相和非均相氮化学反应的详细机制进行整理并分析燃料型NO_(x)形成的内在机理,发现煤热解过程中煤中氮迁移形成挥发分N和焦炭N,迁移过程由煤种和热解条件共同决定。热解条件不仅影响挥发分N的释放,还影响焦炭的反应活性,从而影响焦炭燃烧及焦炭N的转化过程。挥发分N主要以HCN和NH;的形式存在,通过详细的均相氮化学机理建立挥发分NO_(x)的生成预测模型,以期较为准确地预测煤燃烧过程中挥发分NO_(x)的形成过程。焦炭N的转化过程主要涉及焦炭N-O;和焦炭-NO 2个反应,焦炭NO_(x)的形成是受煤种、温度、氧气浓度、矿物组分、焦炭粒径、焦炭反应活性等因素交互影响的综合结果,研究焦炭N的转化需综合考虑各因素的影响。