原油直接催化裂解UPC工艺过程模拟与反应参数多目标优化

原油直接催化裂解技术可以实现从原油到三烯(乙烯、丙烯、丁烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)的一步跨越,对我国炼化行业的转型升级具有重要意义。以全馏分石蜡基中原原油(159~780℃)为原料,采用混合馏分结构与分子组成集总建模策略,对原油直接催化裂解制烯烃(UPC)反应过程进行建模与工艺参数校准,并基于工业试验数据验证了其准确性。以多产烯烃、控制焦炭生成为目的,利用NSGA-Ⅲ多目标优化算法对模型进行了优化,得到优化后的操作参数。采用优化后的操作参数,即在第一段预热闪蒸温度为194.32℃、第二段预热闪蒸温度为228.16℃、第一段提升管反应器出口温度为615.73℃、第二段提升管反应器出口温度为622.59℃的条件下,UPC工艺得到的乙烯和丙烯收率之和为53.367%,焦炭收率为8.311%。此外,由于现行税费体系燃料型工艺路线税收贡献明显高于化工型工艺路线,UPC工艺参数优化后,烯烃收率大幅度提升,燃料油收率大幅度下降,原油生产总值降低44.30元t。

剪切作用对加剂原油凝点影响的数学模型

剪切作用是影响加剂原油流动性的主要因素之一。现场测试数据及实验室数据表明 ,剪切作用引起的加剂原油凝点上升幅度与剪切前加剂原油的降凝幅度 (加剂原油的凝点与空白原油凝点的差值 )之间有很好的相关性。基于对加剂原油剪切效应实验规律的分析 ,建立了对不同原油具有一定通用性并能较好地描述剪切后加剂原油凝点与剪切过程粘性流动熵产关系的数学模型。借助该模型 ,只须知道空白原油的凝点以及剪切前加剂原油的凝点 ,即可确定经过一定熵产的剪切后 ,加剂原油的凝点。对于加剂大庆原油、加剂新疆混合原油以及加剂中原原油的 2 94组数据 ,模型计算结果与实验测结果偏差小于 1℃的占 5 0 %,偏差小于 2℃的占 86 8%,平均偏差仅为 1 12℃。

含蜡原油蜡晶形态和结构的定量表征

为了建立含蜡原油流变性的机理模型 ,必须对蜡晶形态和结构的特征进行量化描述。首先 ,采用分块二维熵图像阈值法进行蜡晶图像的自动阈值分割 ;然后 ,采用统计学方法分别对蜡晶的粒度、形状和连续相原油的形态进行特征提取。考虑到蜡晶形状分析中的离散误差 ,提出采用改进的离散圆度算法进行蜡晶形状统计 ,采用计算蜡晶生长区域的数学形态学方法对连续相原油区域进行统计描述 ,从而实现了对蜡晶形态和结构的定量描述。

南阳减压渣油生产道路沥青的研究

针对南阳石蜡基原油其减压渣油不符合道路沥青标准要求，减压渣油经溶剂脱沥青后，也不能直接生产出合格的道路沥青的情况，利用减压渣油中掺入部分催化裂化油浆，经溶剂脱沥青可使脱油沥青的质量得到明显改善。当掺入的油浆量达到适当比例时，利用溶剂脱沥青工艺，可直接生产出各种牌号的道路沥青，并且利用溶剂脱沥青得到的高软化点脱油沥青与糠醛抽出油进行调合，也可以生产出合格的道路沥青。

剪切作用与加剂原油粘度关系的数学模型

分析了剪切作用对加剂大庆原油粘度的影响规律 ,建立了剪切后加剂原油粘度与剪切过程中粘性流动熵产关系的数学模型。根据剪切效应的一般规律及机理 ,提出了近似确定模型中参数的简易方法。按照此方法 ,只须测定一定温度下空白原油的粘度或表观粘度、未剪切时加剂原油的粘度或表观粘度 ,及在某一个剪切温度下及某一个粘性流动熵产条件下原油的粘度或表观粘度 ,即可近似确定该数学模型中的参数 ,从而预测在不同温度时剪切后的原油在该温度下的粘度或表观粘度。结合含蜡原油粘度与温度关系机理模型 ,还可以预测同一加剂原油经受剪切后在其他温度下的粘度。对中原原油和加剂轮南 丘陵混合原油加剂试验数据的验证结果表明 。

应用正交实验设计法研究石蜡基高蜡原油微波破乳规律

原油脱盐、脱水是石油工业中不可缺少的环节。我国开采的原油以石蜡基高蜡原油居多,石蜡基高蜡原油具有含蜡高、黏度大、凝点高和低温流动性差等特点,形成的原油乳状液异常稳定,破乳难度极大。在石蜡基原油体系中添加乙酸钠,可以增加体系对微波的吸收能力,加大油、水密度差,进而提高微波辐射处理的脱水率。采用正交实验设计法,研究了乙酸钠存在下大庆石蜡基高蜡原油的微波辐射破乳规律。结果表明,添加极少量的乙酸钠就能显著提高石蜡基高蜡原油乳状液的破乳效果。利用SH9402微波反应系统,在微波功率225W、系统压力0.7MPa、恒压时间12min、剂/油质量比0.05的条件下,含水质量分数50%的大庆石蜡基高蜡原油乳状液脱水率可达95.83%。

高含蜡的沈北原油尿素脱蜡生产变压器油的研究

在实验室用高含蜡的沈北原油柴油馏分为原料，在常温常压下经异丙醇尿素脱蜡可得到凝点＜－２５℃和＜－４５℃的脱蜡油和正构烷烃＞９０％的蜡，脱蜡油经精制，除去非理想组分，闪点、粘度、酸值和电性质符合２５号和４５号变压器油国家标准的技术指标。

为管输应用的原油降凝剂效果评价的研究

添加降凝剂处理的含蜡原油的低温流动性受处理后降温过程中的剪切作用及降温速率的影响很大，这种影响因原油及管道运行条件而异，因此为管道设计及运行提供数据的含蜡原油降凝剂效果评价，必须综合模拟管输的降温及剪切条件。现行的测试标准在这方面存在明显缺陷。本文在总结多年研究经验的基础上，讨论了管输过程中泵剪切和管流剪切及其与降温条件的综合模拟方法，提出了评价管输过程中加剂原油动态及静态稳定性的方法，以及为管输提供数据的加剂原油凝点及流变性的评价方法。

石油羧酸盐和大庆原油间的界面张力

石油羧酸盐活性剂可以在很宽的矿化度范围内和大庆原油达到10^(-3)mN/m的超低界面张力,但其体系中增溶的油相在测定界面张力过程中和原油油样相互渗透、混溶,给测定界面张力的准确值带来困难。研究表明,油样体积大小是准确测定界面张力的关键因素,以0.1～0.4μl为宜。另外,仅用碱水不能和大庆原油达到油水间超低界面张力,但当有低浓度的石油羧酸盐存在时,能得到很低的初始界面张力,并能看到类似碱驱中常见的那种动态界面张力现象。

凝点附近含蜡原油的粘弹性研究

使用控制应力流变仪 ,在原油凝点附近温度区域对大庆原油和胜利原油进行了线性粘弹性应力范围内的小振幅振荡剪切实验。以原油开始出现线性粘弹性应力区间的最高温度作为基准温度定义了相对温度 ,对粘弹性参数进行了分析对比。研究表明 ,大庆原油及胜利原油在各自凝点以上 4℃时 ,均表现出明显的粘弹性特征 ,其损耗角分别为 37.6 6°和 76 .5 5°。在相同的相对温度下 ,大庆原油的弹性特征明显好于胜利原油 ,大庆原油的粘弹性参数对温度的敏感性也明显好于胜利原油。两种原油粘弹性不同的主要原因是其胶质、沥青质含量和析蜡特性不同。凝点温度附近的原油流变性及其随温度的变化规律应该作为确定输油管道进站温度的重要依据 ,目前 ,仅以原油凝点作为确定进站温度的主要依据是不合理的。

埋地热含蜡原油管道的非稳态传热问题

我国生产的原油大多为含蜡原油 ,加热输送是含蜡原油的主要输送方式。埋地热含蜡原油管道的运行中涉及若干复杂的非稳态传热问题。从管内原油传热 (内部传热 )和管道与外部环境的传热 (外部传热 )两方面 ,分析和总结了含蜡原油管道非稳态传热问题的研究现状 ,介绍了管道在土壤中传热的影响因素 ,比较了其各种解析和数值解法 ,阐述了管道停输状态下管内含蜡原油相变传热的规律及研究方法 ,讨论了非稳定流动状态下管内油流的水力—热力耦合问题及求解方法 ,指出了埋地热含蜡原油管道的非稳态传热方面需进一步研究的问题。

易凝高粘原油管输技术及其发展

我国所产原油 80 %以上为凝点较高的含蜡原油和粘稠的重质原油 ,其节能、安全输送一直是我国油气储运界面临的主要技术难题。简要介绍了这两类原油的流动特性及机理 ,概括了原油降凝减阻输送技术研究和应用的现状 ,分析了其发展趋势 ,提出了进一步研究需重点解决的问题。预计化学降凝剂改性仍将是含蜡原油节能安全输送技术的发展方向 ,目前需重点攻克大庆原油改性的难关 ;稠油乳化降粘减阻技术将得到更多的应用 ,在我国目前应重点针对海上油田的油水混输管道开展研究。现有技术的提升、新技术的涌现 ,有赖于基础研究的突破、技术路线的大胆创新和相关学科研究人员的协同攻关。

对原油流变学研究的若干思考

我国生产的原油大多为流变性复杂的易凝高粘原油 ,原油流变学及其应用一直是我国输油管道领域的重要研究课题。总结了我国原油流变学及其应用研究的成果 ,论述了进一步深入开展原油流变学研究的必要性。提出我国原油流变学研究的发展和突破需要加强创新 ,大力进行系统和扎实的基础研究 ,流变学研究应与相关的基础科学及工程科学密切结合。指出了未来5～

原油降凝剂的研制

Two series of pour point depressants(PPD) for crude oils were synthesis. One was acrylic acid esters (C\-\{18\} and C\-\{18-30\})-maleic anhydride copolymer aminolysed by successively reacting with C\-\{18\}-C\-\{30\} amine. The other was a maileic anhydride-alpha-olefins copolymer aminolysed by successively reacting with C\-\{18\}-C\-\{30\} amine. Adding 100ppm of PPD to Daqing crude oil combined with heat treating resulted a pour point depression of 19 to 22 ℃. When samples 100×10\+\{-6\} were added to Liaohe, Renqiu, Xinjiang, Daqing crude oil, results show that they have very good pour point depressing effects.

烃汽相氧化反应制备表面活性剂的条件优化

以大庆常三线油、常四线油为原料，用正交试验法优选烃汽相氧化反应的适宜条件，以提高氧化产物中的氧化物含量、酸值和皂化值．分析表明，常三线油的适宜反应条件为：反应温度３５０℃，氧烃摩尔比２．２０，水烃摩尔比１９；常四线油的适宜反应条件为：温度３２５℃，氧烃摩尔比２．２０，水烃摩尔比可在试验范围内任意变动。试验还探索了加催化剂对氧化产物性能的影响，结果表明催化剂有助于提高氧化物合量、酸值和皂化值。

低锌高压抗磨液压油的研究

以石蜡基原油深度精制的高粘度指数中性油为基础油，添加评选的低锌复合配方添加剂复合物，制备了粘度等级为４６和６８的高压抗磨液压油系列产品。研制油品经实验室理化性能评定和国内高压泵台架试验，油品质量全部符合液压油攻关组制定的高压抗磨液压油技术要求。在大连阳宇塑料制品有限公司的高压叶片泵和大连港务局的高压柱塞泵的应用试验表明，可作为中、高压叶片泵（１７．５ＭＰａ）和高压柱塞泵（３４．５ＭＰａ）液压系统的传能介质，用于使用性能要求苛刻的大型工程机械的液压设备。

中间-石蜡基原油生产石油沥青的研究

通过对中间-石蜡基原油所产生的脱油沥青、脱油胶质、减压渣油和催化油浆等组分进行沥青调合研究,发现脱油沥青作为硬组分,催化油浆作为软组分,温度控制在165-175℃,软、硬组分进行沥青调合,可生产出符合SH 0522-2000标准要求的60号和100号道路石油沥青。

浅析掺炼石蜡基原油对炼厂生产的影响

以中海石油炼化有限责任公司惠州炼化分公司为例,对比了原设计加工环烷中间基原油的炼厂在掺炼石蜡基原油前后相关装置、产品的变化情况,分析了掺炼石蜡基原油后对常减压装置产品分布,芳烃联合装置的产品分布,重整生成油的性质,煤柴油加氢柴油产品的凝点、十六烷值,煤柴油加氢裂化装置和汽柴油加氢装置的工况,以及柴油的油品调和等各方面的影响,指出调整中间物料走向和产品生产方案、投用柴油降凝剂是较好的应对措施。

液压支架安全阀校阀油的研制及应用

以深度精制的石蜡基馏分油为基础油，添加具有改善油品性能的添加剂研制了液压支架安全阀校阀油。研制油品经实验室的质量评定、储存试验和开滦矿务局等单位的充气及试验装置的使用试验，表明该油品的质量达到国外同类产品水平，填补了国内空白。

含蜡原油-柴油顺序输送中柴油对蜡沉积物的冲刷作用

针对含蜡原油成品油在顺序输送中管壁上会产生蜡沉积物的问题 ,利用管流实验环道模拟了 0号柴油对管壁处蜡沉积物的冲刷实验。结果表明 ,柴油对靠近油流 1/ 3厚度的蜡沉积物的冲刷速率远大于对其余 2 / 3厚度的蜡沉积物的冲刷速率 ,说明这两层沉积物的性质和强度明显不同。但在一定油温和油流剪切应力下 ,每层中柴油对蜡沉积物的冲刷速率变化不大。对两层蜡沉积物分别建立了冲刷速率与油流温度及剪切应力关系的经验模型。利用该模型和壁面蜡沉积模型 ,以库尔勒鄯善输油管道为例 ,计算了 0号柴油与原油顺序输送时管道末端受污染超标的柴油的量 ,说明原油批次输送时 ,在管道末段必须采取清管措施 ;否则 ,蜡沉积物对后输柴油的污染相当严重。