Ag-Ga/ZSM-5催化剂对沙特中质原油的催化性能和产物中轻质芳烃的形成机制

以商业ZSM-5分子筛为载体,通过等体积浸渍法制备负载双金属Ag和Ga的重油改质催化剂,采用X-射线衍射、氮气吸附脱附、吡啶吸附红外和NH3程序升温脱附等手段对样品进行表征,考察所制备催化剂在不同反应温度(380~420℃)下甲烷和氮气气氛中对沙特中质原油改质效果和产物轻质芳烃的影响。结果表明,Ag-Ga/ZSM-5催化剂上Ag、Ga等负载金属高度分散,且B酸性位减少和L酸性位增加;高度分散的负载金属物种及其产生的L酸性位和载体上的B酸性位协同作用可以取得良好的原油改质效果;适度提升温度(380~400℃)有利于油品改质,但过高温度(410~420℃)会降低产物油液体收率并严重结焦;当反应温度为400℃时取得最佳改质效果,在此温度下产物油性质明显改善,轻质芳烃质量分数增加11.32%;催化剂上高度分散的Ag、Ga等负载金属物种及B酸性位减少和L酸性位增加能有效活化甲烷,同时参与汽油馏分共芳构化和烷基化及柴油馏分裂解并促进轻质芳烃的生成。

基于非晶态Fe/Al_(2)O_(3)催化剂的乙烷催化裂解高效制备碳纳米管

通过共沉淀法和浸渍法分别制备了非晶态和晶态的Fe/Al_(2)O_(3)催化剂。采用X射线衍射、N_(2)吸附-脱附、H_(2)程序升温还原、扫描电镜-元素分布扫描等分析方法对催化剂样品进行表征,并通过固定床反应器评价了各催化剂上乙烷催化裂解合成碳纳米管(CNT)的反应性能。结果表明:非晶态催化剂具有更大的比表面积和更多的活性位点;在反应温度为700℃、催化剂装载量为1.5 g、乙烷进气量为90 mL/min的反应条件下,Fe/Al摩尔比为1/2的非晶态催化剂的碳纳米管产率可达27.7 g CNT/g CAT;非晶态催化剂合成的碳纳米管纯度高,管径集中分布在14~22 nm,石墨化程度高;相比于晶态催化剂,非晶态催化剂的无定形结构促进了活性组分的均匀分散,可在更大范围内调节金属原子组成,拥有更多的活性中心,具有更高的反应活性和碳纳米管产率。

催化裂化反应深度的研究与应用

由于流化催化裂化(FCC)原料组成、产品收率、目的产品组成与性质均已发生巨大变化,原料转化率已不能准确地反映现代FCC的实际反应深度。在研究催化裂化一次反应和二次反应的基础上,把催化裂化反应分为3类:即分子数量增加但相对分子质量减小的化学反应、分子数量减少但相对分子质量增加的化学反应和分子数量与相对分子质量基本不变的化学反应。提出了催化裂化反应深度指数的定义和计算方法,并用其计算了6套大型工业FCC装置的反应深度指数。结果表明,反应深度指数涵盖了裂解反应、缩合反应和中间产物二次反应进行的程度,反应深度指数比原料转化率或重油转化率能更显著地衡量催化裂化反应深度的变化。

高效液相色谱法测定柴油多环芳烃含量的关键影响因素

准确测定多环芳烃含量对于清洁柴油的生产以及环境保护至关重要。针对影响高效液相色谱法测定柴油多环芳烃含量的关键因素,依次考察色谱柱类型、系统平衡时间、基线的划分、模型化合物的选择对柴油中多环芳烃含量测定结果的影响。结果表明:部分氨基键合的液相色谱柱存在单环芳烃和双环芳烃分界点不明确的问题,会影响多环芳烃测定结果的准确性,不建议采用;为获得准确的反冲洗时间,需要在样品分析前,采用系统性能验证标准溶液测试系统状态,待反冲洗时间波动在0.2 min内方可进行样品测试;对于芳烃含量较高的催化裂化柴油以及部分加氢精制柴油,推荐采用SH/T 0606—2019方法(质谱法)进行多环芳烃含量的测定。

水力空化对沙特重质原油性质的影响

基于水力空化过程能够产生局部的高温、高压、高射流、强大的剪切力等极端物理条件,提出利用水力空化装置改质处理沙特重质原油(沙重原油)的设想,考察了常温下水力空化压力和处理次数对沙重原油性质的影响;并通过理化性能分析、实沸点蒸馏实验和减压渣油延迟焦化反应考察了水力空化处理前后原油的性能。结果表明:当水力空化压力为4MPa,处理1次时,沙重原油改质效果最佳:其20℃时密度、40℃时黏度、残炭、相对分子质量分别由0.8967g/cm^3、13.61mm^2/s、7.16%、467降低至0.8710g/cm^3、7.22mm^2/s、6.48%、443;经过空化处理的原油中减压渣油质量分数降低约1.0百分点;减压渣油延迟焦化的焦炭产率降低1.85百分点,液相和气相产品的收率分别增加1.52和0.33百分点。

催化裂化系统压力对产品分布及能耗的影响

在中型提升管催化裂化试验装置上,考察了反应压力对产品分布的影响;根据不同压力下的产品分布,基于2015年实际价格体系,计算了催化裂化装置的基准能耗及不考虑一次性投资情况下的综合经济效益,分析反应压力对装置基准能耗及综合经济效益的影响。结果表明:随着反应压力的提高,汽油收率下降、辛烷值降低,基准能耗和综合经济效益均下降;当反应压力从0.125MPa提高至0.247MPa时,汽油收率降低2.4百分点,基准能耗下降245 MJ/t,综合经济效益下降147元/t。

水力空化改质对减压渣油性质的影响

利用水力空化过程产生局部的高温、高压、高射流以及强大的剪切力等极端化学物理条件改质处理减压渣油,改质处理后减压渣油的密度、黏度、残炭等理化性能均得到改善。通过APPI FT-IR、沥青质粒径分布技术和多重光散射技术进一步研究了减压渣油水力空化改质机理。结果表明:水力空化改质后减压渣油相对分子质量分布、芳烃类化合物缔合作用变小;沥青质对低DBE化合物吸附性能降低,沥青质分子相互团聚作用力减弱;沥青质胶束粒度分布降低,当水力空化压力为8 MPa、处理1次时,减压渣油改质效果最佳,其20℃时密度、40℃时黏度、残炭、沥青质质量分数分别由0.9802 g/cm^(3)、660.5 mm^(2)/s、15.31%、3.3%降低至0.9711 g/cm^(3)、569.4 mm^(2)/s、14.76%、2.6%;经过水力空化处理后,减压渣油延迟焦化的焦炭产率降低2.12百分点,液体产率和气体产率分别增加1.86和0.26百分点。

常减压蒸馏装置塔顶系统缓蚀剂的评价方法与应用

针对常减压蒸馏装置塔顶系统,建立了一套缓蚀剂筛选与评价方法。参考相关标准,采用静态挂片失重法评价缓蚀剂的缓蚀效率;采用硫酸铜饱和溶液评价缓蚀剂的成膜性能;以乳化液的稳定程度来评价缓蚀剂的乳化倾向;以水、石脑油馏分为溶剂,考察缓蚀剂在油品和水中的溶解或分散性能;上述4项性能最优的缓蚀剂为适合的缓蚀剂。采用本方法对5种缓蚀剂进行了筛选,其中EPR81的性能最优,现场应用结果也验证了其性能优良,可见评价方法准确且有效。

柠檬酸/Fe^(2+)活化过硫酸钠对石油烃污染土壤的修复

以现场污染土壤为污染土壤,采用柠檬酸(CA)和活化过硫酸钠(PS)对土壤进行修复,考察了CA,Fe^(2+),PS加入量、温度、水土质量比、初始pH等对土壤中石油烃脱除效果的影响,并进行了自由基淬灭研究。实验结果表明,采用CA/Fe^(2+)活化PS可有效处理土壤中的石油烃污染物,当PS加入量为3.8 mmol/g、Fe^(2+)/PS摩尔比为3∶4、CA/Fe^(2+)摩尔比为1∶2、反应温度为45℃、水土质量比为3、初始pH为3.0时,土壤中石油烃的脱除率达最佳,为88.89%。自由基淬灭实验结果表明,CA/Fe^(2+)/PS体系主要的自由基为硫酸根自由基。

催化柴油回炼多产汽油工艺研究

为了满足国内炼油企业多产优质汽油、压减劣质柴油的需求,开发了催化柴油和加氢催化柴油进FDFCC-Ⅲ装置第二提升管多产汽油工艺技术。对催化裂化装置自身回炼平衡柴油、另一套装置柴油及加氢催化柴油的裂化性能进行了系统的研究。结果表明,在反应温度530℃条件下,第二提升管回炼加氢催化柴油,柴油转化率为65.45%,汽油产率可达51.5%,生成汽油RON为99.9。

ADCP工艺研究及经济效益浅析

中国石化炼化工程集团洛阳技术研发中心和中国石化洛阳工程有限公司采用重油裂解性能评价实验装置和新研制的减黏-焦化-连续蒸馏联合实验装置,以劣质重油为原料进行浅度热裂化反应以及浅度热裂化反应与深度热裂化反应联合(ADCP工艺)的研究,并分析了ADCP工艺的经济效益。结果表明,浅度热裂化反应的反应温度和反应时间之间具有一定的互补性,但在较低反应温度下即使延长反应时间也得不到较高的减黏率,只有采取较高的反应温度才能得到较高的减黏率。在工业生产中,为了避免或减缓炉管和反应器结焦,当反应温度较高时不宜采取较长的反应时间。与常规延迟焦化工艺相比,ADCP工艺在焦炭塔非绝热条件下,降低了气体和焦炭产率,液体产品产率提高了1.57百分点,尤其是柴油馏分产率提高了2.15百分点。对于年加工能力为1.0 Mt的延迟焦化装置,采用ADCP工艺的改造费用大约1300万RMB,但年增利润总额和年均净利润分别在4552万RMB和3414万RMB以上,具有显著的经济效益。

FDFCC-Ⅲ工艺的先进性及工业应用

介绍了FDFCC-Ⅲ工艺及其关键技术特点。该工艺采用双提升管反应器技术,为不同原料的裂化提供单独可优化的空间;通过催化剂混合降温技术,实现“低温接触、大剂油比”的技术理念。工业应用结果表明,该工艺显著提升了液化气和丙烯的产率,改善了的汽油性质。

对二甲苯悬浮结晶与晶体流动分布特性研究

为深入研究对二甲苯悬浮结晶过程与晶体流动分布特性,明确影响结晶的关键因素,将欧拉-欧拉多相流模型与粒数衡算方程(PBM)耦合,关联晶体成核速率和生长速率方程,模拟求解了对二甲苯的结晶与分布情况。结果表明:随着流动时间的增加,结晶器内的混合程度逐渐增加,30 s后流场基本保持稳定。流体在结晶器内主要为内循环流动与局部涡流并存,各区域温度差异很小,晶体在涡流区域的体积分数大于涡流区域附近的体积分数。粒度分布最大位置位于结晶器下挡板以及底部,随着区域流速的增大,晶体体积分数逐渐减小,流速大于1.40 m/s时不利于晶体生长,在工业生产时应避免结晶器内流速大于1.40 m/s。结晶器内0.01 mm晶体的不均匀度为0.0007,随着晶体粒径增大,大粒径晶体不均匀度逐渐增加;晶体粒度分布整体呈正态分布,其中0.03~0.05 mm粒径的晶体数量最多,占晶体总量的44.5%。本文实现了复杂流场下的结晶过程模拟仿真,所得结果揭示了结晶器内对二甲苯的成核生长规律,为优化创新对二甲苯结晶分离提供了依据和理论指导。

流化床异丁烯催化裂解制取丙烯的工艺研究

在中型循环流化床催化裂解试验装置上,对异丁烯在择型分子筛催化剂上的裂解性能进行了研究。考察了反应温度、空速、蒸汽稀释比等操作参数对目的产物丙烯的影响。结果表明,丙烯产率随反应温度、空速、蒸汽稀释比的增加,均呈现先增加后下降的趋势。在反应温度560℃、空速2 h^(-1)、蒸汽稀释比20%时,丙烯产率达到最大。