中国石油天然气集团公司清洁燃料生产发展战略和基地优选模型

在对中国石油天然气集团公司(CNPC)炼油业实际情况进行分析的基础上,给出了CNPC清洁燃料油的发展战略,并建立了基地优选模型。结果表明,油业的投资应以价值最大、成本最低为原则,采取分层次、分阶段与新建和扩建并举的方式。CNPC生产清洁燃料油需要炼化业从科技入手,加快技术改造力度,更需要政府从政策上引导、扶持,以创造良好的消费环境,确保炼油企业持续、稳定、快速发展。该评价结果可为CNPC清洁燃料生产基地的发展提供决策依据。

石油重质组分制备碳功能材料的研究进展

原油重质化趋势日益严重,超过原油总量10%的极重组分无法通过现有技术转化为轻质组分,因此将这部分碳氢比较高的重质组分脱氢制备碳材料成为其高效利用的一个重要途径。本文介绍了目前国内外采用石油重质组分制备碳材料的方法,包括重质油直接脱氢碳化制备碳材料、采用气相或液相沉积法制备碳材料。所得碳材料主要为活性炭、泡沫炭、碳纤维、碳纳米材料,以及多功能复合、掺杂材料等。分析了采用石油重质组分制备碳材料的优点、难点和今后需要开展工作的方向。

石油沥青质中杂原子化合物的高分辨质谱分析

使用傅里叶变换离子回旋共振质谱研究沥青质及其亚组分的分子组成。结果表明,重质油及其沥青质中杂原子化合物分子组成十分复杂,负离子电喷雾结合高分辨傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)鉴定出了N1、N1O1、N1O1S1、N1O2、N1S1、O2、O2S1、O2S2、O2S3、O3、O3S1、O4等多种杂原子类型,含氧化合物和分子中存在多个杂原子的化合物在沥青质中相对富集。加拿大油砂沥青减压渣油(VTB)C7沥青质较C5沥青质中化合物缩合度更高;不同原油沥青质组成差异很大,VTB沥青质中杂原子类型多,分子缩合程度较高,而苏丹VR沥青质中含氧化物丰度较高。分子缩合度的微小变化也能对沥青质的溶解度产生较大影响,通过对不同极性亚组分分析,从分子层次证明了高缩度和多杂原子化合物最容易在低极性或非极性溶剂中沉淀出来。通过对非碱性氮化合物和酸性化合物的分子组成分析,获得了沥青质分子组成的重要信息,尽管在实验选用的仪器条件下仅能对沥青质中部分化合物进行分析,但是可以确定沥青质中存在很多小分子化合物。

离子液体用于催化裂化汽油烷基化脱硫的实验室研究

将离子液体用于催化裂化汽油烷基化脱硫实验,考察了不同阳离子、阴离子、阴阳离子比例对催化裂化汽油脱硫率的影响。研究结果表明,在离子液体作用下,FCC汽油中噻吩类硫化物与烯烃发生烷基化反应,生成了沸点更高的烷基化产物。由于叔胺盐阳离子在具有Lewis酸性的同时还有Br(?)nsted酸性,由它形成的离子液体酸性较强。与CuCl、SnCl_2相比,由AlCl_3提供阴离子合成的离子液体的酸性最强,更适合做烷基化催化剂。由AlCl_3与Et_3NHCl按摩尔比为2:1合成的离子液体作用于FCC汽油,脱硫率在70%以上,汽油收率在95%以上,辛烷值基本无变化。

煤与FCC油浆共处理重质产物对道路沥青改性作用的评价

依据美国ASTM D5710-95和英国BSI BS 3690对Trinidad湖沥青(TLA)的评价标准,以及中华人民共和国行业标准JTG F40-2004《公路改性沥青路面施工技术规范》对改性沥青混合料和SBS类(I类)改性沥青储存稳定性的技术要求,对比同样试验条件下TLA改性沥青的特性,评价了煤与FCC油浆共处理所得重质产物对道路石油沥青的改性作用。结果表明,在400℃、10 MPa H2压力条件下所得的重质产物(CSA)对试验用90#基质沥青的改性作用与TLA的改性作用相似,满足上述各标准的指标要求;CSA改性沥青的混合料具有较高的极限拉伸应变值,即具有较好的弯曲性能,显示了更加优良的低温抗裂性能。

双亲分子头部官能团对石油沥青质胶团分散性的影响 Ⅰ.石油沥青质胶团尺寸

为认识含有不同头部官能团的双亲分子对沥青质胶团分散性的影响,测定了添加十二烷基苯磺酸(DBSA)、十二烷基苯酚(DP)和十二醇的沥青质甲苯溶液的黏度变化规律,通过线性拟合得到其特性黏度[η],进而计算得到无限稀释情况下沥青质胶团直径。同时,对比了添加双亲分子前后沥青质甲苯溶液的比浓黏度随沥青质浓度的增加速率和胶团直径的变化。结果表明,酸性较强的十二烷基苯磺酸易于在沥青质表面吸附,在高浓度时,甚至可以明显增加沥青质胶团的直径。十二烷基苯酚吸附量较小,不能明显改变沥青质胶团的大小,而十二醇较难在沥青质表面吸附,对沥青质溶液的黏度几乎没有影响。由此可以初步推断,双亲分子头部官能团的酸性越强,其与沥青质的作用越强,在沥青质表面吸附的越多,其抑制沥青质聚并的能力越强。

重质高酸原油酯化脱酸催化剂的研究

高酸原油的加工是炼油厂面临的一大难题。笔者开发了一种用于高酸原油酯化脱酸的固定床酯化催化剂,使高酸原油中的环烷酸与甲醇反应生成环烷酸甲酯以降低原油的酸值和腐蚀性。结果表明,SnO是催化酯化脱酸催化剂的有效活性组分,适当增大催化剂的孔径可提高原油的酯化脱酸率。该催化剂应用于中海绥中36-1高酸原油,可有效降低原油的酸值,在反应温度300℃、醇/油质量比0.02,体积空速1.0 h-1时,可使原油的酸值由2.8 mgKOH/g降低到0.34 mgKOH/g,能够满足炼油厂加工的需要。

双亲分子与石油沥青质作用的zeta电位

为认识双亲分子与沥青质作用的机理,采用电泳光散射法测定了添加双亲分子前后沥青质溶液和渣油溶液zeta电位的变化,并由此计算了不同条件下胶团的电性斥力位能。实验结果表明,不同沥青质在甲苯溶液中的zeta电位的大小和电荷的正负性并不相同。zeta电位除与沥青质的表面官能团组成有关外,双亲分子A在沥青质表面的吸附也会改变沥青质胶团的zeta电位。可以推断,沥青质胶团在有机溶剂中所带的电荷来自电荷转移作用。双亲分子对不同渣油热反应的影响并不相同,说明沥青质胶团zeta电位与双亲分子端基官能团之间需要一定的匹配性。胶团间电性斥力位能不是影响沥青质胶体稳定性的主要因素。

重质油悬浮床加氢技术新进展

综述了重质油悬浮床加氢工艺的最新进展,并对分散型催化剂的开发进展进行了系统的总结。重质油悬浮床加氢催化剂经历了非均相固体粉末催化剂和均相分散型催化剂两个过程,均相分散型催化剂又分为水溶性分散型催化剂和油溶性分散型催化剂两类。非均相固体粉末催化剂催化活性较低,而且致使尾油中含有大量的固体颗粒,处理和利用困难较大。分散型催化剂分散度较高,比表面积大,催化活性高,性能优越,是一种较为理想的催化剂。简要介绍了中国石油天然气股份有限公司和中国石油大学联合开发的新型重油悬浮床加氢技术。

我国石油替代燃料发展研究

石油替代燃料包括天然气和气态烃以及一些二次能源,如生物质能(乙醇、生物柴油)和煤基燃料(煤制油)、氢能等,开发石油替代燃料并使之形成一个新兴的能源产业是解决石油资源枯竭的主要方法之一。分别阐述了各种石油替代燃料的开发现状、存在问题和开发前景。

石油焦燃烧器烧焦管内固体颗粒的停留时间分布实验研究

采用脉冲磷光颗粒示踪法,对一套新型内混式石油焦燃烧器烧焦管内固体颗粒的停留时间进行了实验测试,分析了烧焦管内固体颗粒的扩散特性。实验结果表明,在烧焦管轴向上距示踪剂注入位置为1.0 m的截面上,不同径向位置测得的颗粒停留时间分布呈较对称的单峰分布,从烧焦管轴心向边壁靠近,其峰高差别较大。而在示踪剂注入位置以上的4.0 m及9.4 m截面上,不同径向位置测得的颗粒停留时间分布曲线由一个尖而高的前峰和长拖尾所组成,曲线的峰高基本一致,表明颗粒沿轴向以弥散颗粒和颗粒团的形式扩散,颗粒沿径向的混合较均匀。分别对1.0 m和4.0 m及以上检测距离内的颗粒扩散行为建立了径向扩散模型和轴向两组分叠加模型,模型预测的颗粒浓度值与实验值吻合较好。

双亲分子头部官能团对石油沥青质胶团分散性的影响Ⅱ.石油沥青质胶团形状、溶剂化程度与相互作用

为理解双亲分子对石油沥青质甲苯溶液中沥青质胶团形状、溶剂化程度以及颗粒间相互作用的影响,测定了其甲苯溶液的黏度,采用Pals-Rhodes方程、Eiler方程、Kuhn-Kuhn方程和Leighton-Acrivos方程关联了黏度与体积分数之间的关系。由Pals-Rhodes方程得到的形状参数α和溶剂化参数K表明,在沥青质甲苯溶液中沥青质胶团为球形,添加双亲分子后其溶剂化程度增加,但其形状仍为球形。由Eiler方程分析表明,沥青质甲苯溶液添加双亲分子后,沥青质最大堆积体积分数φm增加,说明沥青质胶团的分散度增加。由Kuhn-Kuhn方程计算所得沥青质甲苯溶液中沥青质颗粒的形状因子严重偏离球形,因未考虑溶剂化效应和颗粒间的相互作用,故与Pals-Rhodes方程得到的结果差别较大。由Leighton-Acrivos方程得到的相互作用系数表明,沥青质甲苯溶液添加双亲分子后,沥青质胶团之间的相互作用程度增加。

RFCC沉降器内油浆重组分结焦反应过程的实验模拟

利用自制的热转化生焦实验装置和热重分析仪,考察了反应条件和油浆的性质对油浆重馏分热转化生焦的影响。结果表明,油浆的n(H)/n(C)、残炭值、结构族组成等性质对其生焦率的影响要远大于反应时间、反应温度和油浆中催化剂含量等反应条件的影响。油浆中重组分馏分沸点的高低不能有效反映其生焦倾向,而重组分中的沥青质和胶质是生焦的主要前驱物,其芳碳率与生焦率有较好的线性对应关系。改变沉降器的操作条件可以缓解沉降器的结焦程度,但防止结焦的根本途径是通过调节主提升管的反应条件,从而减少进入沉降器的油气中的结焦前驱物胶质和沥青质的含量。

复合催化剂上催化裂化汽油催化改质的正交实验研究

将LBO-A和LBO-16催化剂进行复合,在小型固定流化床实验装置上,对催化裂化汽油进行了催化改质的正交实验研究,考察了反应温度、重时空速、剂油比和催化剂复合比例对反应的综合影响。

胶质气体泡沫的制备及其在重油悬浮床加氢水溶性催化剂分散上的应用

以悬浮床加氢水溶性催化剂前体水溶液作为溶剂、以起泡剂作为溶质,制备胶质气体泡沫(CGA),并对其结构和稳定性进行了探讨;以辽河常压渣油和委内瑞拉常压渣油为原料油,对CGA分散水溶性催化剂的分散效果进行了光学显微镜观察,并评价了其悬浮床加氢反应的性能。结果表明,与催化剂前体水溶液直接分散相比,CGA分散的辽河常压渣油悬浮床加氢的生焦率由2.33%降至1.67%,委内瑞拉常压渣油的生焦率由2.74%降至2.05%;馏分油收率有所提高。

CaO调质含油污泥干燥特性及数学模型

热干化技术是一种污泥预处理技术,为提高干燥效率,降低能耗,向含油污泥中添加CaO,观察微观结构变化,分析温度和添加剂CaO对含油污泥干燥特性的影响,建立CaO调质含油污泥的干燥模型。结果表明:添加的CaO集中于含油污泥孔隙结构内,使含油污泥孔道结构增加,水分更容易从孔道中析出;水分蒸发主要集中在快干阶段,干燥温度100℃能最大限度保留CaO调质含油污泥中有机物质;添加CaO后总干燥时间显著降低,CaO最佳添加比例为10%~12%;Page模型可用于描述CaO调质含油污泥干燥过程,通过Fick第二定律得到有效水分扩散系数Deff为0.9581×10^(-8)~3.3395×10^(-8)m^(2)/s,在CaO含量10%时达到最大;综合考虑含油污泥干燥速率和经济效益,干燥温度100~120℃,CaO添加量10%~12%是CaO调质含油污泥干燥的最佳条件。

重质油分子组成和结构的质谱分析方法进展

综述了近年来国内外采用质谱法对重质油结构进行研究的最近进展,重点介绍了不同电离源对重质油结构分析的适用范围,指出了不同分析方法的优缺点。得出了质谱分析方法对于重质油分子组成研究的重要意义。

劣质重油脱碳改质接触剂上焦炭气化反应规律

采用微型固定床反应器,研究了劣质重油流化脱碳改质接触剂上焦炭与O2、H2O(g)和O2-H2O(g)混合气的气化反应,考察了反应温度、气化剂组成、反应时间对气体产物组成以及焦炭转化率的影响。结果表明,采用O2为气化剂时,焦炭气化反应的主要产物CO与CO2的摩尔比(n(CO)/n(CO2))随反应温度提高先升高后降低。采用H2O(g)为气化剂时,焦炭气化产物主要由H2、CO、CO2及微量CH4组成;在1025～1149K范围,反应温度对气化产物组成的影响较小,反应温度1025K、反应时间多于25min时,气体产物中CO+H2的体积分数在87%以上,反应温度高于1049K时,焦炭转化率明显提高。采用O2-H2O(g)混合气作为气化剂,且气化剂中O2体积分数较低时,焦炭气化反应产物组成与采用H2O(g)作为气化剂时的类似,但随着O2体积分数增加,产物中H2体积分数大幅下降;气化剂中O2体积分数大于10%时,产物中H2体积分数几乎为零,产物组成与采用O2作为气化剂时的类似;焦炭转化率随着O2体积分数和反应温度的升高而增加。

乙烯焦油重质馏分合成缩合多核芳香烃树脂(英文)

以价廉量广的乙烯焦油的重馏分油(>250℃)为原料,以三聚甲醛为交联剂合成耐热性优异的缩合多核芳香烃树脂(COPNAR)。基于1H-NMR分析,采用改进的B-L法对重馏分油和乙烯焦油的平均分子结构进行解析。采用FT-IR、1H-NMR、TGA和元素分析等研究了所制COPNAR的基本性质和合成机理。结果表明,乙烯焦油的重馏分油可用来合成具有优异耐热性的COPNAR。对乙烯焦油进行蒸馏,可显著提高所制树脂的耐热性。反应机理为酸催化阳离子缩聚反应。

槐糖脂用于含油砂质土壤处理及石油资源回收

模拟了以生物型表面活性剂槐糖脂配制水溶液和微乳液对原油污染土壤进行处理并回收原油的实验,通过对比证明槐糖脂微乳液对含油土壤的原油脱除效果优于其水溶液,分析了槐糖脂、NaCl、丙三醇的添加量对原油脱除效果的影响,并筛选出3种微乳液配方。将原始原油、土壤与3种配方微乳液回收的原油、土壤进行理化性质对比发现:回收土壤的pH略高且大致呈中性,黏粒体积分数减少,zeta电位无明显变化,微乳液处理对土壤的理化性质影响较小;回收原油中饱和分含量升高,芳香分、胶质和沥青质含量降低,灰分含量增加,密度增大,黏度降低,表明回收原油具备一定的经济使用价值。将3种配方微乳液进行温度和循环利用实验以检验原油脱除效果的稳定性,结果表明:随着温度的升高,微乳液对含油土壤的原油脱除率先升高后趋于稳定,微乳液循环使用5次,对含油土壤的原油脱出率仍在60%以上,其中配方槐糖脂10%、丙三醇3.5%、NaCl 2.5%、柴油19.2%的微乳液处理含油土壤的稳定性最好。