以多产化工原料为目的的加氢裂化催化剂级配研究与工业应用

分析炼化化工行业面临的挑战与机遇,为加氢裂化工艺的发展提供了方向。对比了不同种类加氢裂化、不同加氢催化剂级配方案试验阶段的反应效果与工业应用结果。研究结果表明:加氢裂化催化剂级配可以实现目标产品选择性与部分产品性质的提升,同时可以一定程度地降低装置能耗。在保持航空煤油收率为20%时,通过催化剂的级配重石脑油的收率可提升3~4个百分点,同时催化剂级配使用后,装置能耗降低4.78 kgEO·t^(-1),表明装置级配催化剂的应用能够有效降低装置能耗。

石油焦应用及脱硫技术进展

随着电动革命的兴起及“双碳”目标的确立,石油焦在锂电负极材料及高等级预焙阳极等高附加值应用领域获得长足发展,但是新兴石油焦高附加值的应用对石油焦中硫质量分数有严苛的要求。石油焦中硫质量分数过高,会对石油焦的高价值应用产生负面影响。对主要的石油焦脱硫技术,包括溶剂萃取脱硫法、高温煅烧脱硫法、氧化脱硫法、碱金属化合物脱硫法、加氢脱硫法、微生物脱硫法及过程强化辅助脱硫法等的研究现状进行了归纳与总结。研究发现,过程强化辅助脱硫法的脱硫率可以达到93.6%,可将石油焦中硫质量分数由7.57%降至0.48%。石油焦脱硫技术应遵循最大程度保持脱硫后石油焦本体结构不被破坏的原则,因此氧化脱硫法耦合过程强化辅助脱硫法是具有工业应用前景的石油焦脱硫技术。

油包水乳状液体系中水合物生长行为研究进展

油包水乳状液中水合物生长行为的差异会影响水合物的生长速率和生成量,为多相管道的安全运行和流动保障策略的制定带来挑战。本文结合国内外关于油包水乳状液中水合物生成行为的实验及理论研究成果,系统阐述了水合物生成实验研究方法及水合物生长过程常用量化指标,总结了油水体系中油相组成、含水率等因素对水合物生长行为的影响规律,分析了油包水乳状液中水合物的生长机理和量化模型的研究进展。文章指出,油包水乳状液中水合物生成方法和量化指标已较为完善,对影响因素和生长机理的认识正日趋深入。未来应进一步探明多组分复杂体系下的水合物生长动力学行为,并从微观角度深入对油水体系中水合物壳体结构及生长机理的理解,最终建立适用于实际多相管道的水合物生长速率模型。

直馏柴油最大量生产重石脑油两段加氢裂化技术研究

开展了以直馏柴油为原料最大量生产重石脑油的两段加氢裂化工艺及配套催化剂的研究。结果表明:在不同转化深度下,采用催化剂B时重石脑油收率最高,催化剂A次之,催化剂C最低。一段加氢裂化催化剂与二段加氢裂化催化剂均选择活性适宜的灵活型加氢裂化催化剂B时重石脑油选择性最佳,一段转化深度60%、二段转化深度50%的工艺条件下,重石脑油收率达到73.15%,同时芳烃潜含量为49%,可作为优质的催化重整装置原料。通过工艺优化在二段反应器引入部分柴油原料,进一步提升重石脑油选择性,优化后重石脑油收率由73.15%提升至73.34%,同时液体产品收率由92.20%提高至92.25%。

并联永磁同步风电机组小干扰稳定性分析

采用平均磁链定向控制多台永磁同步风电机组进而构造分频发电系统是未来陆上尤其是海上风电的汇集方案之一,但对该模式下多台风电机组间稳定性的研究鲜有文献涉及。针对此问题,基于特征值分析法,研究了平均磁链定向控制的永磁同步风电机组之间的小干扰稳定性。首先,基于高压大容量直驱式永磁同步风电机组的分频集电系统拓扑结构,建立了适用于小干扰稳定分析的风电系统的数学模型;其次,通过辨识振荡模态并分析模态参与因子确定了影响系统振荡的主控因素,通过绘制根轨迹分析了主控因素参数变化对系统振荡的影响,并发现系统振荡受发电机电感、电阻和直流电容参数的影响最大;最后,通过时域仿真验证了研究结论的正确性。

结构参数对固体氧化物电解槽性能的影响

SOEC(固体氧化物电解槽)的流道结构及电极厚度等结构参数对其性能具有重要影响。基于SOEC三维计算流体力学模型建立预测电流密度与温差的ANN(人工神经网络)模型,研究结构参数对SOEC电化学性能和温度场的影响规律。结果表明:ANN代理模型具有较高的精度和低的计算成本;温度分布均匀性与电解性能负相关;减小节距、肋宽和电极厚度会引起欧姆损耗的降低,电解槽的电流密度提高。与阳极肋宽相比,阴极肋宽对电流密度的影响更为显著,导致两者对温差的影响规律有所不同。当阳极厚度<40μm,阳极厚度减小导致反应活性面积急剧减小,电流密度因此降低。在参数研究范围内,当节距为1.8 mm,电解质厚度为8μm,阳极肋宽为0.6 mm,阴极肋宽为1.2 mm,阴极厚度为600μm时,能够保持高电流密度(>3700 A/m^(2))的同时获得最佳的温度均匀度。研究结果为固体氧化物电解槽的结构优化设计提供一种便捷可行的方法,具有重要指导意义。

超亲氮化碳-硅藻土复合滤层油包水乳液快速破乳

目的实现高黏度油品油包水乳液的快速高效破乳。方法以三聚氰胺为原料,通过热聚法制备超亲水材料氮化碳,采用制备的氮化碳混合硅藻土制备复合滤饼,通过抽滤实现高黏度油包水乳液快速破乳。结果含质量分数为1.5%氮化碳的0.5 cm氮化碳-硅藻土滤饼可实现水含量在6%(w)以内,乳滴粒径在2.32μm及以上,油包水乳液完全破乳,20 kPa真空度的破乳速率可达3.57 L/min,破乳效率为97.36%,油回收率为99.72%以上;增大破乳用滤饼厚度,可用于更高含水量乳液的破乳;破乳基于超亲氮化碳对水的强吸引力和硅藻土微孔破碎共同作用。结论氮化碳-硅藻土滤饼可实现油包水乳液快速高效破乳,具工业实用前景。

核壳质量比对β@SBA-15复合分子筛加氢裂化性能的影响

制备一系列不同核壳质量比(以下简称核壳比)的β@SBA-15复合分子筛,并对复合分子筛壳层材料进行酸性位的构建,以构建酸性位后的β@AlSBA-15复合分子筛为主要裂化组分制备催化剂,考察复合分子筛核壳比对催化剂加氢裂化性能的影响,并在200 mL固定床反应装置上对催化剂进行性能评价。结果表明:β@SBA-15复合分子筛的最佳核壳比为6∶4,高核壳比合成的复合分子筛核壳结构不完整,低核壳比会导致合成的复合分子筛分相严重。以中东减压蜡油为原料,在相近转化率条件下,当核壳比为6∶4时,催化剂的加氢裂化性能最优,中间馏分油选择性最高(84.9%),航空煤油馏分冰点和柴油馏分凝点最低,分别为-61,-5℃。

不同工况下渣油加氢脱金属催化剂的剖析研究

分析了不同工况下渣油加氢脱金属催化剂上沉积金属的分布形式,比较了不同工况下运转后试样的物相结构、元素组成、孔结构、热解行为等。结果表明:工况条件及原料性质是影响催化剂性质的主要因素。对于原料性质一般,运转周期较长的催化剂来说,Ni、V的沉积最终均呈现出较为明显的里低外高趋势。而对于原料性质较差,运转周期较短的催化剂来说,Ni的沉积自内而外均衡分布,V依然呈现较为明显的里低外高趋势。在1 000℃时,A工况试样A-1的质量保留率为92.4%,而B工况试样B-1的质量保留率为68.1%,两者相差约24%。

固体氧化物电解池电解水制氢效率影响因素数值分析

常用电解水制氢技术包括碱性电解水制氢、质子交换膜电解水制氢及固体氧化物电解水制氢3大类。SOEC(固体氧化物电解池)电解水制氢方法在电能消耗、制氢效率和能量利用率等方面相对其他2种电解水制氢方法具有一定的优势。基于固体氧化物电解池电解水制氢过程中的电化学、热力学和动力学理论,运用Aspen Plus软件建立了SOEC电解水制氢系统的热力学流程模型,与文献结果进行对比验证,分析电解反应温度、反应压力、阴极水蒸气的含量、阳极空气的流量和电流密度等因素对制氢系统电解电压和制氢效率的影响,并在多因素影响条件下进行寻优,得到最佳反应条件。研究内容对于进一步优化提升SOEC电解水制氢系统的制氢效率以及能量利用效率具有一定的指导意义。