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    2019年 第35卷 第4期    刊出日期:2019-07-25
    本期封面、目录及封底
    2019年第35卷第4期封面、目录及封底
    2019, 35(4):  0-0. 
    摘要 ( 18 )   PDF (741KB) ( 10 )  
    相关文章 | 计量指标
    研究报告
    两类典型渣油原料加氢过程中脱金属催化剂运转初期失活研究
    韩坤鹏,戴立顺,聂红
    2019, 35(4):  621-627.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.001
    摘要 ( 611 )   PDF (992KB) ( 555 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用碳硫元素分析(CS)、催化剂氮含量分析(CAT-N)、热重质谱联用分析(TG-MS)以及低温静态N2物理吸附等技术手段,分别对在中型固定床渣油加氢实验装置上运转0(硫化后)、162、262、562 h后的卸出加氢脱金属催化剂进行表征,以研究高氮低硫类渣油加氢过程运转初期催化剂失活快的原因。结果表明:在相同催化剂级配体系和相同工艺条件下,与加工高硫低氮类沙特阿拉伯轻质原油的渣油原料(沙轻渣油)的脱金属催化剂相比,加工高氮低硫类仪长管输原油的渣油原料(仪长渣油)的脱金属催化剂上形成了更多的积炭,沉积的硫化物略少,而氮化物较多;加工仪长渣油的脱金属催化剂上形成了更多的高温型积炭,且相比加工沙轻渣油的脱金属催化剂上形成的高温型积炭更难氧化燃烧;积炭对加工仪长渣油的脱金属催化剂的孔结构性质影响更大,比表面积、孔体积均低于加工沙轻渣油的脱金属催化剂,大孔占比更低。
    Ni-W-P非晶态合金催化剂的制备及催化硝基苯液相加氢性能
    程庆彦,王明明,张凯,王延吉
    2019, 35(4):  628-637.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.002
    摘要 ( 506 )   PDF (2172KB) ( 570 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用化学还原法制备镍-钨-磷(Ni-W-P)非晶态合金催化剂,通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、物理吸附仪(BET法)、差示扫描量热仪(DSC)等技术对催化剂结构与性能进行了表征。考察了催化剂中W含量和反应工艺条件对硝基苯液相加氢制苯胺性能的影响。结果表明,随着助剂W的加入,Ni-W-P非晶态合金的无序程度增大,比表面积增大,颗粒粒径减小,热稳定性得到提高;硝基苯的转化率随W含量的增加先增大后保持不变,苯胺的选择性先增大后减小,当W的添加量为6%(摩尔分数)时,硝基苯转化率和苯胺选择性均为100%。在优化的反应条件下:催化剂用量75%(催化剂相对于硝基苯的用量),H2压力1.0 MPa,反应温度100 ℃,反应时间90 min,硝基苯转化率和苯胺选择性均达到100%。催化剂循环使用5次后,硝基苯转化率高达99%,苯胺选择性保持在97%以上。
    硅烷修饰SBA-15与固载聚醚离子液体化催化剂的制备与性能
    赵文凯,陈亚辉,崔钟艺,金先超,郭立颖
    2019, 35(4):  638-643.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.003
    摘要 ( 449 )   PDF (2025KB) ( 556 )  
    相关文章 | 计量指标
    将3种聚醚离子液体,即Cl[PECH-MIM]-OH、Cl [PECH-MIM]-COOH和Cl [PECH-MIM]-NH2,分别与助催化剂ZnBr2反应制得复合型聚醚离子液体,再用硅烷(CPTES)修饰分子筛SBA-15,并将其固载复合聚醚离子液体,制得固载化催化剂SCP-OH/[ZnBr2]、SCP-COOH/[ZnBr2] 和 SCP-NH2/[ZnBr2]。利用红外光谱仪、热重分析仪、电镜扫描仪对SBA-15及3种固载化催化剂进行化学结构、热性能和表观形貌的表征,并研究其催化环氧丙烷(PO)与CO2合成碳酸丙烯酯(PC)反应的性能。结果表明,复合型聚醚离子液体成功固载于硅烷分子筛上,实现了离子液体的相态转变及其高效的非均相转化CO2。对于3种固载化离子液体催化环氧丙烷与CO2的羰基化反应SCP-COOH/[ZnBr2 的催化性能最佳,在CO2压力3.0 MPa、反应温度130  ℃、液时空速为0.5 h-1的反应条件下,PO转化率为83.8%、产物PC选择性为94.1%,并且连续使用80 h后仍保持良好的催化性能。
    γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂及其对MTO反应的催化性能
    陈莎,刘飞,罗兰,曹建新
    2019, 35(4):  644-652.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.004
    摘要 ( 445 )   PDF (2773KB) ( 593 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用介孔γ-Al2O3对微孔SAPO-34分子筛进行复合改性,利用水热包覆技术制备了γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂,研究了复合催化剂物化性质及其对甲醇制低碳烯烃(MTO)反应的催化性能。采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、氨气程序升温脱附法(NH3-TPD)和物理吸附仪(BET)等手段对不同γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、表面酸性及孔结构进行分析表征。结果表明,与物理共混催化剂相比,水热包覆法制得γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂形成了包覆相和微-介孔结构(微孔比表面积123 m2/g,介孔比表面积95 m2/g)。在常压、催化剂装载量1 g、水/醇摩尔比2/1、原料进料体积空速2 h-1、N2流速20 mL/min、反应温度380  ℃条件下,复合催化剂表现出优越的催化性能和反应寿命,甲醇转化率和低碳烯烃选择性分别达到100%和88%,催化剂寿命达到990 min,与物理共混催化剂相比,复合催化剂寿命延长了640 min。
    不同Pt前躯体对Pt/KL催化剂芳构化性能的影响
    刘航,范景新,臧甲忠,郭春,洪鲁伟,季超
    2019, 35(4):  653-659.  doi:10.3969/j.issn.1001-87109.2019.04.005
    摘要 ( 463 )   PDF (2316KB) ( 574 )  
    相关文章 | 计量指标
    为考察不同Pt前躯体对Pt/KL催化剂芳构化性能的影响,分别以Pt(NH3) 4 (NO3) 2和Pt(NH3 )4 Cl2为Pt前躯体,KL分子筛为载体,制备了TN-Pt/KL和TC-Pt/KL芳构化催化剂,其对应的再生剂为R-TN-Pt/KL和R-TC-Pt/KL。采用XRD、XRF、TGA、BET、TEM、H2-TPR等分析手段对上述催化剂进行了表征,并以正庚烷为原料,在500  ℃、0.4 MPa、MHSV=1.5 h-1n(H2)/n(n-Heptane)=3的条件下分别对新鲜剂和再生剂的芳构化性能进行评价。结果表明:2种不同的Pt前躯体对新鲜剂上Pt的粒径、比表面积和孔体积影响不大,但 TC-Pt/KL 催化剂上芳构化活性中心更多,且该催化剂上的Pt2+与KL分子筛载体之间的相互作用力更强,有利于提高其芳构化活性,减缓Pt颗粒聚集长大;与新鲜剂相比,2种再生剂Pt粒径均明显增大,比表面积和孔体积也明显降低,但R-TC-Pt/KL的物化性质优于R-TNPt/KL;以Pt(NH 3 ) 4 Cl2为前躯体制备的催化剂具有较优异的芳构化活性和稳定性,2种催化剂的再生性能均较差, TC-Pt/KL催化剂比TN-Pt/KL的再生性能略好。
    H4SiW12O40@MIL-100(Fe)的制备及催化正丁醛自缩合反应性能
    史雅玫,李步卫,安华良,赵新强,王延吉
    2019, 35(4):  660-668.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.006
    摘要 ( 398 )   PDF (1180KB) ( 501 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用原位合成法制备了H4SiW12O40@MIL-100(Fe)催化剂,通过电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、X射线衍射技术(XRD)、红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附技术对催化剂进行了表征,并考察了其催化正丁醛自缩合反应性能,适宜的硅钨酸负载量为13.7%(质量分数)。利用单因素实验确定了正丁醛自缩合适宜的反应条件:催化剂用量为15% (质量分数),反应温度为120℃,反应时间为6 h。在此条件下,辛烯醛收率和选择性分别为60.9%和83.5%。在对反应产液进行GC-MS分析的基础上,建立了H4SiW12O40@MIL-100(Fe)催化正丁醛自缩合反应网络。利用ICP-OES、N2吸附-脱附和FT-IR等技术探讨了H4SiW12O40@MIL-100(Fe)催化剂失活原因及再生方法。催化剂失活的主要原因是有机物堵塞孔道,经无水乙醇回流条件下洗涤3次后催化剂活性得以恢复。
    碱液浓度对1,4-丁炔二醇加氢Raney-Ni催化剂结构和性能的影响
    张瑞玉,莫文龙,马凤云,钟梅,刘景梅,武洪丽
    2019, 35(4):  669-675.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.007
    摘要 ( 500 )   PDF (5058KB) ( 561 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用不同质量分数(5%~20%)NaOH溶液浸取商品Ni-Al合金粉(粒径180~250 μm)制备Raney-Ni催化剂。通过XRD、TEM、N2吸附-脱附、EDS等表征手段和1,4-丁炔二醇(BYD)加氢制1,4-丁烯二醇(BED)评价实验,考察不同碱液浓度对Raney-Ni催化剂结构和性能的影响。结果表明:10%质量分数碱液浸取制备的催化剂试样RN10%在2θ为44.3°、51.7°、76.1°处出现了活性组分Ni的特征峰,分别对应于Ni(111)、Ni(200)和Ni(220),即生成了面心立方晶格结构的Ni,且晶粒尺寸较小;比表面积大,为58.07 m2/g;对Al的浸取量较为适中。评价结果表明,试样RN10%加氢性能最好,BYD转化率为37.46%,BED选择性为91.73%,收率为34.36%。这与该试样活性组分Ni晶粒尺寸小,残余的Ni2Al3相充当“结构促进剂”,比表面积大,浸取Al含量适中有关。
    CoMo/MgO催化剂的制备及其对4,6-二甲基二苯并噻吩的加氢脱硫性能
    郑世富,张磊,何明阳
    2019, 35(4):  676-684.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.008
    摘要 ( 424 )   PDF (1853KB) ( 575 )  
    相关文章 | 计量指标
    以高比表面积的纳米氧化镁(MgO)为载体,分别以四硫代钼酸铵、钼酸铵为Mo源,采用浸渍法制备了MgO负载的催化剂CoMo/MgO-S和CoMo/MgO-O;并对硫化后的催化剂进行了N2吸附-脱附、XPS、TEM等系列表征;以4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)为模型化合物,考察了CoMo/MgO-S和CoMo/MgO-O的加氢脱硫活性。结果表明:与CoMo/MgO-O催化剂相比,CoMo/MgO-S具有比表面积大、Mo物种的硫化程度高、活性相堆垛层数多等特点;以CoMo/MgO-S为催化剂,4,6-DMDBT的转化率为70.8%,分别高于CoMo/γ-Al2O3-O和CoMo/MgO-O催化剂的59.8%和52.3%;进一步消除传质的影响,得到CoMo/MgO-S催化剂的催化转化频率(TOF)为2.2 h-1,优于CoMo/MgO-O催化剂。
    TiO2/ACF复合材料吸附耦合光催化去除甲苯的研究
    戴业欣,李雨薇,齐学进,李孟,薛明,刘芳,赵朝成,王永强
    2019, 35(4):  685-695.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04..009
    摘要 ( 476 )   PDF (3973KB) ( 565 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用超声辅助溶胶-凝胶浸渍法制备二氧化钛/活性碳纤维(TiO2/ACF)复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、N2吸附-脱附等温线、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱(PL)等方法对TiO2/ACF复合材料进行表征。在自制的反应器中进行了紫外光激发下甲苯的动态去除实验,考察了不同因素对TiO2/ACF复合材料吸附耦合光催化去除甲苯效果的影响。结果表明:TiO2/ACF复合膜具有吸附和光催化协同效应,在穿透点之前,对于甲苯的去除可保持100%;在穿透点之后,浸渍3次的TiO2/ACF复合材料对甲苯的去除率可达80%。
    反应精馏合成乙酸异丙酯过程的强化与动态控制
    闫森,李海英,徐鹏飞,张青瑞
    2019, 35(4):  696-707.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.010
    摘要 ( 618 )   PDF (2066KB) ( 565 )  
    相关文章 | 计量指标
    为了解决传统反应精馏难以得到高纯度乙酸异丙酯的难题,将反应精馏与萃取精馏工艺耦合在一个塔中,打破产物间的共沸,得到高纯度的乙酸异丙酯。同时采用萃取剂循环物流对异丙醇进行预热,以降低反应萃取精馏塔的再沸器热负荷。利用Aspen Plus模拟软件对该流程模拟,得到乙酸异丙酯的摩尔分数可达99.5%,在此基础上以年度总费用(TAC)最小为优化目标,得到最优的操作参数。基于经济最优流程,对反应萃取精馏合成乙酸异丙酯流程进行控制结构的设计,采用相对增益矩阵(RGA)判据获得不同的操纵变量与控制变量匹配关系,提出了3种动态控制结构并对其动态特性进行了分析。结果表明,Q/F温度串级控制结构可有效抵抗扰动,稳定后产品纯度偏差较小,且回稳时间相比温差控制更短,可以保证生产的平稳运行。
    喷雾干燥过程中雾滴内传质与传热方面的数值求解
    张同旺,张翊,朱丙田,刘凌涛,韩颖,何广湘,陈海英
    2019, 35(4):  708-713.  doi:10.3969/j.issn.1001-87109.2019.04.011
    摘要 ( 521 )   PDF (1286KB) ( 652 )  
    相关文章 | 计量指标
    将广义Navier-Stokes方程应用于喷雾干燥过程中雾滴内的传质与传热过程,简化后建立了雾滴内传质与传热模型。由于雾滴表面的边界条件为第三类边界条件,不能显式求解,将边界条件与雾滴内传递模型相结合,并采用中心差分格式将空间项离散,将传质、传热模型化为每个空间节点上关于时间的常微分方程组,再应用龙格-库塔法求解,建立了快速求解雾滴干燥模型的方法,与某特殊条件下解析解的比较表明,前述方法准确、可靠。将其应用于实际雾滴内浓度、温度变化过程的求解,结果合理。
    基于分子模拟的铁表面含酯燃油油膜吸附特性分析
    陈挑挑,梅德清,任吴越,王恒全,袁银男,郭锐
    2019, 35(4):  714-720.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.012
    摘要 ( 448 )   PDF (2280KB) ( 553 )  
    相关文章 | 计量指标
    将肉豆蔻酸甲酯(C14)、棕榈酸甲酯(C16)、硬脂酸甲酯(C18)、油酸甲酯(C18:1)、亚麻油酸甲酯(C18:2)及蓖麻油酸甲酯(C 18:1OH)添加至柴油中,基于Materials Studio软件建立酯/正十四烷在铁表面吸附构型,分析含酯油膜的能量构成。结果表明:对于C14酯/正十四烷混合物,随着酯体积分数增加,油膜的吸附能大幅增加,而内聚能总体差异较小;对于5%(体积分数)酯/正十四烷混合物,含不同酯油膜的吸附能总体上较为接近,但内聚能随着碳链长度、不饱和程度及极性基团等因素变化较大,其由大到小的顺序为C18:1OH、C18:2、C18:1、C18、C16、C14。对比酯体积分数与组分引起的油膜吸附能变化可见,酯体积分数是更重要的因子,但酯组分变化可引起内聚能显著的差异。酯体积分数增加和酯组分改变均为提升低硫柴油润滑性能的有效措施。
    天然气中硫化氢超声速凝结特性
    曹学文,孙文娟,王春智,牟林升
    2019, 35(4):  721-729.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.013
    摘要 ( 400 )   PDF (2327KB) ( 607 )  
    相关文章 | 计量指标
    基于欧拉-欧拉双流体模型,结合凝结相变理论建立气体自发凝结数值模型,对所设计Laval喷管内硫化氢气体的自发凝结特性进行模拟研究,分析入口压力、温度及背压对凝结过程的影响。结果表明:气体高速膨胀产生的低温效应使天然气中硫化氢气体发生自发成核及液滴生长现象,气相中硫化氢含量随之降低;增大入口压力或降低入口温度将使凝结发生位置前移,促使更多的硫化氢从气相中凝结出来,过低的入口压力或过高的入口温度将使硫化氢气体无法在喷管内完成自发成核过程。随着背压的升高,激波在喷管内产生并逐渐前移,激波的产生会破坏凝结所需冷凝环境,造成凝结液滴的再蒸发,应合理选择背压以避免激波对硫化氢气体凝结过程的影响。
    高硫重馏分油中碳钢的腐蚀
    牛鲁娜,张超,兰正贵,韩磊,屈定荣
    2019, 35(4):  730-735.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.014
    摘要 ( 446 )   PDF (2453KB) ( 528 )  
    相关文章 | 计量指标
    结合化学反应机理分析,采用电位滴定法和质谱法分别测定了高硫重馏分油中的总活性硫含量、硫化物的类型和分布,并模拟高温侧线实际工况,开展了20#钢和16MnR钢等2种典型碳钢材质在重馏分油中的腐蚀行为研究,利用挂片法、扫描电镜和XRD等手段对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌观察和腐蚀产物组成分析。结果表明,高硫重馏分油中硫化物以噻吩类的非活性硫为主,活性硫所占总硫的比例均不足1%。在实验环境下,20#钢和16MnR钢发生高温硫腐蚀,生成的FeS腐蚀产物膜松散,附着力较差,对基体不能起到良好的保护作用。20#钢和16MnR钢的耐蚀性相近,随着介质中硫含量增加,腐蚀速率随之增加,但实验腐蚀速率均明显低于采用修正的McConomy曲线估算的理论腐蚀速率。根据研究结果,将McConomy方法获得的理论腐蚀速率进行校正,为指导企业合理选材,制定检维修计划提供支持。
    菌糠炭与微生物协同吸附-降解石油烃类污染物
    张博凡,徐文斐,王加华,熊鑫,韩卓,张秀霞,张钊,刘会娥,顾莹莹
    2019, 35(4):  736-743.  doi:10.3969/j.issn.1001-87109.2019.04.015
    摘要 ( 620 )   PDF (1834KB) ( 568 )  
    相关文章 | 计量指标
    以菌糠为原材料,在不同热解温度(250~650 ℃)下限氧热解制备菌糠炭,通过分析菌糠及菌糠炭结构的差异,探究其对微生物、石油烃的吸附性能及固定化菌株苍白杆菌Q1对石油烃的降解效果。结果表明:随着热解温度升高,菌糠炭对微生物吸附效果提高,其中550 ℃菌糠炭吸附固定化量最高为1.582×1010 CFU/g,SEM扫面电镜结果显示菌株主要吸附在材料表面。高温炭对石油烃吸附较好,其中550 ℃菌糠炭对胶质、沥青质吸附率最高,分别为36.33%、25.59%;吸附效果均与孔结构、芳香性相关显著,其协同微生物对石油烃四组分总体降解效率高,均优于其他热解温度下制备的菌糠炭组,pH值和有机碳含量对微生物吸附降解影响较明显,550 ℃菌糠炭对微生物降解石油烃具有强化作用。
    研究报道
    HY分子筛酸密度对催化异丁烷-丁烯烷基化反应性能的影响
    侯雅聪,张成喜,李永祥
    2019, 35(4):  744-750.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.016
    摘要 ( 676 )   PDF (2850KB) ( 517 )  
    相关文章 | 计量指标
    通过对Y分子筛进行铵交换,获得了分子筛孔道相似、酸密度在2.87~12.99 mmol/g范围内的一系列分子筛。在控制变量的前提下,考察了这一系列分子筛在异丁烷-丁烯烷基化反应中的催化性能,研究了分子筛酸密度对其催化烷基化反应活性的影响规律。结果表明,分子筛总酸密度越大,其相对氢转移活性越高,催化烷基化反应单程寿命越长,越有利于烷基化目标产物的生成。
    沥青质分子聚集体中π-π相互作用的研究
    任强,龙军,代振宇,周涵
    2019, 35(4):  751-758.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.017
    摘要 ( 584 )   PDF (1843KB) ( 581 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用量子力学与分子动力学相结合的方法对形成沥青质分子聚集体的分子间π-π相互作用进行了研究。结果表明:沥青质分子间的π-π相互作用能随着分子芳香环数的增加而增大;分子中含有的杂原子显著增加了沥青质分子间的π-π相互作用能;沥青质分子的支链长度及类型能够影响π-π相互作用能的大小;当沥青质分子聚集体中含有多个π-π相互作用时,其分子间的聚集作用力会大大增加;沥青质分子间形成π-π相互作用的过程中,分子间有少量的电子转移;色散作用是π-π相互作用中的主要作用。
    甲醇制丁烯反应机理研究
    贺振富
    2019, 35(4):  759-765.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.018
    摘要 ( 571 )   PDF (1216KB) ( 545 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以杂化轨道理论和关于含Si、Al元素催化剂酸中心的认识为理论依据和研究方法,从反应物与催化剂B酸中心相互作用为切入点,分析相互作用过程中甲醇与B酸中心分子结构变化,揭示甲醇制烯烃反应机理本质。结果发现,中间体H-form C↑↓oH2结构中碳原子外层有1对孤对电子和1个空轨道,是构成不同碳数、不同结构烯烃分子的基本结构单元。甲醇在B酸中心作用下反应生成丁烯分3步:(1)B酸中心释放出H+攻击甲醇分子C-O键,C-O键断裂生成甲基碳正离子CH 3+和H2O,B酸中心失去活性;(2)失活B酸中心从CH3+获得H+恢复活性,CH3+反应生成中间体H-form C↑↓oH2;(3)C↑↓oH2是构成烯烃的基本结构单元,4个C↑↓oH2可以生成不同结构丁烯分子。
    ZSM-5/MgO质量比对复合催化剂物化性质及合成甲硫醇反应的影响
    刘飘,刘飞,杨凯旭,曹建新
    2019, 35(4):  766-774.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.019
    摘要 ( 494 )   PDF (2693KB) ( 642 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用介孔碱性MgO对微孔酸性ZSM-5分子筛进行复合改性,利用液相沉淀包覆技术制备了ZSM-5/MgO复合催化剂,研究了ZSM-5与MgO质量比对复合催化剂物化性质和合成甲硫醇催化性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积及孔隙分析仪(BET)和化学吸附分析仪(CO2/NH3-TPD)等手段对不同复合催化剂的晶相组成、微观形貌、孔结构及表面酸碱性进行分析表征。结果表明:ZSM-5/MgO质量比对ZSM-5/MgO复合催化剂的物化性质和催化性能影响较大。过高或过低ZSM-5/MgO质量比制得复合催化剂中MgO结晶度都有所降低,且未形成包覆相结构;ZSM-5/MgO质量比为1/3时制得复合催化剂形成了均匀包覆相结构和微介孔结构(总比表面积为162 m2/g,总孔体积0.46 cm3/g),同时具有酸碱特性;在反应压力1.0 MPa、反应温度370  ℃、H2S/CH3OH摩尔比2/1、N2流速80 mL/min、H2S流速4.9 mL/min反应条件下合成甲硫醇,复合催化剂表现出优越的催化性能、稳定性及寿命,CH3OH转化率、CH3SH选择性和CH3SH收率分别达到90.48%、90.04%和81.47%,催化剂寿命达到18 h。与单一ZSM-5分子筛相比,复合催化剂寿命延长了7 h,CH3SH收率提高了13.97百分点。
    C6H11NO/2TsOH型低共熔溶剂的制备及其催化氧化脱硫性能
    王鑫博,李秀萍,赵荣祥
    2019, 35(4):  775-782.  doi:10.3969/j.issn.1001-87109.2019.04.020
    摘要 ( 460 )   PDF (1004KB) ( 537 )  
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    通过加热溶解己内酰胺和对甲苯磺酸的混合物制备CC6H11NO/2TsOH型低共熔溶剂(DESs),并对 C6H11NO/2TsOH进行红外和氢谱分析。以C6H11NO/2TsOH为萃取剂和催化剂,H2O2为氧化剂,催化氧化脱除模拟油中的硫化物。考察了反应温度、n(H2O2)/n(S)、C6H11NO/2TsOH用量和不同硫化物类型对脱硫效果的影响。结果表明:在低共熔溶剂加入量为1.0 g、温度为60 ℃、n(H2O2)/n(S)=4、模拟油体积为5 mL的反应条件下,C6H11NO/2TsOH对二苯并噻吩(DBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)和苯并噻吩(BT)的脱除率分别为97.32%、86.60%、77.80%;C6H11NO/2TsOH循环使用5次,催化活性无明显下降;动力学分析表明,作用下的氧化脱硫过程符合一级反应动力学。
    水力空化对沙重原油性质的影响
    陈辉,韩海波,李康,雷杰,陈建民,崔树旗,刘雪东
    2019, 35(4):  783-789.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.021
    摘要 ( 506 )   PDF (731KB) ( 607 )  
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    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4 MPa,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0.8967 g/cm3、13.61 mm2/s、7.16%、467降低至0.8710 g/cm3、7.22 mm2/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。
    集成制氢提纯单元的氢气系统优化
    刘建,朱美倩,邓春,冯霄
    2019, 35(4):  790-797.  doi:10.3969/j.issn.1001-87109.2019.04.022
    摘要 ( 485 )   PDF (865KB) ( 561 )  
    相关文章 | 计量指标
    为解决炼油厂加氢工艺氢气的亏缺问题,优化氢气系统,提高氢气的有效利用率,对集成制氢提纯单元的氢气系统进行详细的物料衡算分析,提出两种氢气提纯回用案例,利用改进问题表法确定氢气公用工程、中变气和制氢原料天然气的流率优化值。结果表明,在集成制氢提纯单元的氢气系统中,直接利用提纯中变气并对氢气系统进行整体优化,可以减少33.0%的制氢天然气用量和66.3%的氢气公用工程的用量。
    重质油与长焰煤共加氢反应性能
    胡发亭,李军芳,颜丙峰
    2019, 35(4):  798-806.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.023
    摘要 ( 459 )   PDF (1263KB) ( 538 )  
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    我国石油比较短缺,对数量可观的劣质重油和低阶煤进行共加氢生产燃料油和精细化学品具有重要意义。以煤衍生油和催化裂化油浆为原料,与低阶煤进行共处理试验,考察了试验条件对共处理反应性能的影响。综合分析共处理条件对原料油转化率、油产率、气产率和沥青质产率的影响规律,得到较合适的试验条件为:催化剂添加量1%,重质油和长焰煤质量比2:1,反应温度450℃,反应压力10MPa,反应时间120min。对煤油共处理产物进行蒸馏特性分析,煤衍生油共处理产物主要集中在<230℃馏分,收率为35.14%,催化裂化油浆共处理产物主要集中在170~370℃和370~500℃馏分。
    基于人工智能算法的催化裂化装置汽油收率预测模型的构建与分析
    杨帆,周敏,戴超男,曹军
    2019, 35(4):  807-817.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.024
    摘要 ( 559 )   PDF (1543KB) ( 618 )  
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    基于某石化企业的LIMS(Laboratory information management system)及DCS(Distributed control system)系统中的工业生产数据,结合工业经验中已知的影响催化裂化产品收率的重要因素,通过分析监控指标与实际汽油收率的相关性,筛选出与汽油收率的正负相关性较高的分析指标。在此基础上,基于梯度提升决策树GBDT算法构建了催化裂化汽油收率的预测模型,并预测了相应的汽油产率。结果表明:由GBDT算法构建的汽油收率预测模型预测结果的准确率为98.9%,R2系数为0.236,平均绝对误差为0.531%;模型预测结果与实际汽油产率相比,误差率小于1%,表明构建的模型能精确预测催化裂化装置中汽油等产品收率,有助于在实际生产中优化催化裂化装置的操作条件,从而进一步提升催化裂化装置的经济性能。
    油田油泥热解焦掺混微藻渣燃烧实验研究
    王振通,巩志强,王振波,房佩文,孟凡志,韩东
    2019, 35(4):  818-825.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2019.04.025
    摘要 ( 535 )   PDF (1568KB) ( 490 )  
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    热解能够实现油泥资源化利用,热解后的热解焦可以通过焚烧实现能量的梯级利用。利用热分析仪研究不同掺混比(φ)及不同升温速率(β)下的油泥热解焦与微藻渣混合燃烧实验,TG和DTG曲线表明,混合燃烧过程分为结晶水挥发、挥发分析出和燃烧、固定碳燃烧和矿物质燃烧分解。采用KAS和OFW等转化率法进行动力学参数求解。结果表明,添加微藻渣提高了混合燃料燃烧特性;β的增加促使传质阻力增大,质量损失段向高温区移动;活化能(Ea)值增大,燃烧稳定性提高。