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    2022年 第38卷 第2期    刊出日期:2022-03-10
    本期封面、目录及封底
    2022年第38卷第2期封面、目录及封底
    2022, 38(2):  0-000. 
    摘要 ( 32 )   PDF (13977KB) ( 71 )  
    相关文章 | 计量指标
    研究报告
    第二代LTAG技术开发
    唐津莲, 龚剑洪, 习远兵, 鞠雪艳, 张久顺
    2022, 38(2):  227-233.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.001
    摘要 ( 174 )   PDF (1419KB) ( 132 )  
    相关文章 | 计量指标
    为进一步提高汽油辛烷值并降低氢耗,通过色质联用技术与实沸点切割分析相结合的方法研究催化裂化轻循环油(LCO)轻、重馏分切割方案,并进一步考察LCO不同馏分的加氢和裂化性能;开发了LCO轻、重馏分切割后LCO轻馏分直接催化裂化回炼而LCO重馏分定向加氢后再回炼的第二代LTAG技术(LTAG-Ⅱ)。工业应用结果表明:第二代LTAG技术LCO轻馏分与加氢后的LCO重馏分催化裂化回炼的表观转化率达到74.12%,汽油+液化气表观选择性达到88.00%;与LCO全馏分加氢回炼的第一代LTAG技术相比,汽油研究法辛烷值(RON)、马达法辛烷值(MON)分别提高0.6、0.7个单位,且LCO加氢的氢耗降低22.70%,经济效益显著。
    MCM-22分子筛溶胀处理对四氢萘加氢裂化性能的影响规律
    孙立杰, 董松涛, 邢恩会, 龙湘云, 罗一斌, 李大东
    2022, 38(2):  234-244.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.002
    摘要 ( 108 )   PDF (8546KB) ( 95 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用溶胀法对实验室制备的MCM-22分子筛进行剥层处理后制得RZMCM分子筛,分别以MCM-22分子筛和RZMCM分子筛作为酸性组分,制备了2种加氢裂化催化剂(NiMo/MCM-22和NiMo/RZMCM)。采用氮气吸-脱附、X射线衍射、吡啶吸附红外、透射电镜、扫描电镜元素分布扫描等物化表征手段对2种分子筛及加氢裂化催化剂样品进行表征,并使用高压固定床微型反应装置对加氢裂化催化剂的反应性能进行评价。结果表明:溶胀处理后,RZMCM分子筛外比表面积增加了258.9 m2/g。在氢分压4 MPa、氢/油体积比500、质量空速5.9 h-1、反应时间2 h的反应条件下,以四氢萘为模型化合物,与NiMo/MCM-22催化剂相比,NiMo/RZMCM催化剂作用下四氢萘具有更高的反应活性;在相同转化率下,四氢萘的开环选择性提高,而烷基苯断侧链选择性降低。以四氢萘和正癸烷的混合油作为反应原料时,在C6~C10芳烃收率相近的前提下,NiMo/RZMCM催化剂作用下的液体收率更高。
    低钠合成纳米β分子筛及其液相烷基化性能
    童伟益, 沈震浩, 王煜瑶, 祁晓岚
    2022, 38(2):  256-265.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.004
    摘要 ( 93 )   PDF (7300KB) ( 95 )  
    相关文章 | 计量指标
    为了得到适用于高效液相烷基化反应需求的β分子筛材料,通过调变钠/硅摩尔比(简称钠/硅比)条件,水热合成得到不同的β分子筛样品,采用XRD、ICP、FT-IR、TG-DTA、UV-Raman、SEM、N2吸附-脱附、NH3-TPD和29Si、27Al MAS NMR等表征手段对分子筛样品进行分析,考察了不同钠/硅比对产物晶相组成、晶体尺寸、孔结构与酸性质等的影响。结果表明:无钠合成的产品结晶度较低;而过高的钠/硅比则容易诱导杂相的形成;相对低含量的碱金属钠离子作为助剂,可以充分协同发挥微量L-赖氨酸中活性氨基的络合限域效用,大幅增强模板剂季铵根阳离子在β合成中的结构导向作用,有效促进更多的Si、Al原子进入分子筛骨架,提升晶体结构的可控性和稳定性,并具有高产率、高结晶度和良好分散性等优点。钠/硅比0.02合成的纳米β分子筛具有更高孔体积和多级孔贯通性好的优势,在床层温度为160 ℃、反应压力为3.5 MPa、质量空速为6.0 h-1n(苯)/n(乙烯) 为 3条件下,催化苯与乙烯液相烷基化制乙苯反应,反应时间为12 h时,该H-β催化剂上的乙烯转化率达到82.3%,产物中乙基、乙苯的选择性达到99.9%、73.2%,展现出优异的低温活性和产物选择性。
    Pt-SO42-/ZrO2催化正丁烷异构化反应的性能
    宋紫君, 于中伟, 刘洪全, 唐俊, 张诚
    2022, 38(2):  266-274.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.005
    摘要 ( 143 )   PDF (1474KB) ( 97 )  
    相关文章 | 计量指标
    通过沉淀法和水热合成法制备了固体超强酸催化剂Pt-SO42-/ZrO2,采用N2吸附、X射线衍射(XRD)、吡啶红外光谱(Py-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、高通量反应评价等技术对Pt-SO42-/ZrO2的结构、表面性质和正丁烷异构化性能进行了研究,并考察了反应条件对正丁烷异构化反应的影响规律。结果表明:与沉淀法制备的催化剂相比,水热法制得的催化剂具有更大的比表面积、孔体积和孔径,四方晶相氧化锆的晶相更加纯净且结晶度更高、硫含量更高、酸性更强、六价S的电子结合能更高,并且具有更高的正丁烷异构化活性;优化了水热法制备的Pt-SO42-/ZrO2催化剂催化正丁烷异构化反应条件,在反应温度190 ℃、压力1.8 MPa、正丁烷质量空速2 h-1、氢/烃摩尔比0.1的条件下,正丁烷转化率和异丁烷选择性分别达到43.7%和86.4%。
    KAUST-8晶体尺寸的调控及其吸水性能
    李楠, 王晓东, 黄伟
    2022, 38(2):  275-281.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.006
    摘要 ( 175 )   PDF (4589KB) ( 91 )  
    相关文章 | 计量指标
    通过采用向合成液中加入醇类添加剂的方法调控MOFs材料粒径,成功制备了纳米级金属有机骨架材料KAUST-8。采用X射线衍射(XRD)、热场发射扫描电子显微镜(SEM)及粒度分析等检测手段对KAUST-8的晶体结构、形貌和尺寸进行了表征,并探索了不同尺寸KAUST-8晶体的吸水性能。结果表明:随着介质中乙醇的体积分数从0增加到91%,KAUST-8晶体的粒径从10μm减小到500 nm;将乙醇替换成正丁醇,且正丁醇在介质中的体积分数为91%,KAUST-8晶体粒径进一步减小至约300 nm。KAUST-8晶体对水的吸附性能随着其晶体粒径的减小而增强。在25 ℃下,纯水中粒径300 nm的KAUST-8晶体对水的吸附性能最好,达581.7 mg/g,优于常见的吸水剂3A、4A、5A及13X分子筛的吸水性能。
    无有机胺模板剂法制备ZSM-5@Silicalite-1核壳材料
    沈宏宇, 刘民, 李俊杰, 李秀杰, 谢素娟, 陈福存, 郭新闻, 朱向学
    2022, 38(2):  282-291.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.007
    摘要 ( 76 )   PDF (13453KB) ( 46 )  
    相关文章 | 计量指标
    ZSM-5@Silicalite-1核壳材料由于其表面纯硅Silicalite-1分子筛能够有效覆盖ZSM-5分子筛表面的酸性位,从而抑制外表面积炭反应,提高其在甲醇转化、烯烃裂解、烷基化等反应中的稳定性及特定产物选择性。但是,ZSM-5@Silicalite-1核壳材料合成需使用有机胺模板剂导向合成,且合成体系采用较高的H2O/SiO2摩尔比(n(H2O)/n(SiO2)>120),带来成本高、产量低、废水多等难题。因此,提出了一种无有机胺模板剂绿色合成ZSM-5@Silicalite-1的新策略,该方法以ZSM-5沸石分子筛为晶种,以乙醇作为孔道填充剂,采用研磨的方法成功制备ZSM-5@Silicalite-1核壳材料;采用XRD、SEM、物理吸附、XPS等表征手段进行分析,并考察了n(Na2O)/n(SiO2)、n(C2H5OH)/nSiO2)、晶种类型以及晶化时间等参数对合成ZSM-5@Silicalite-1的影响。结果表明,无有机胺模板剂法合成的ZSM-5@Silicalite-1分子筛不仅样品收率高且具有较高的结晶度和规整的形貌。当n(Na2O)/n(SiO2)=0.035、n(C2H5OH)/nSiO2)=1.62、晶化时间为48 h时,ZSM-5@Silicalite-1核壳材料的结晶度最高。
    Amide-AlCl3类离子液体催化苯与苯酐酰基化反应
    王圆超, 王桂荣, 闫云, 赵新强, 王延吉
    2022, 38(2):  292-301.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.008
    摘要 ( 55 )   PDF (2880KB) ( 34 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用催化剂筛选和单因素实验及红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱等表征手段,对amide-AlCl3类离子液体催化苯与苯酐(PHA)酰基化合成邻苯甲酰苯甲酸(BBA)的反应性能及机理进行了研究。结果表明,类离子液体N,N-二甲基乙酰胺2AlCl3(DMA-2AlCl3)为苯与苯酐酰基化反应的较优催化剂,其制备条件为n(AlCl3)∶n(DMA)=2∶1、100 ℃下反应3 h。DMA-2AlCl3催化合成BBA反应的较优条件为n(Benzene)∶n(DMA-2AlCl3)∶n(PHA)=10∶2∶1、40 ℃、反应5 h,该条件下BBA收率达98.2%。DMA-2AlCl3催化苯与苯酐酰基化反应机理为:DMA-2AlCl3中的Al2Cl-7进攻苯酐中的醚键氧及一个羰基氧得到酰基正离子;DMA-2AlCl3中的[AlCl2·n(DMA)]+与苯环的π-环电子相互作用,使苯环上的π电子活化;酰基正离子作为亲电试剂进攻活化的苯环大π键,从而完成亲电取代反应生成BBA。
    水力空化改质对减压渣油性质的影响
    李康, 韩海波, 雷杰, 陈建民, 王有和, 阎子峰
    2022, 38(2):  312-319.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.010
    摘要 ( 172 )   PDF (6215KB) ( 129 )  
    相关文章 | 计量指标
    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8MPa、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0.9802g/cm3、660.5 mm2/s、15.31%、3.3%降低至0.9711 g/cm3、569.4 mm2/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。
    稻壳成型颗粒化学链气化过程中机械强度演化特性
    徐家乐, 王深, 沈来宏
    2022, 38(2):  320-328.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.011
    摘要 ( 89 )   PDF (9702KB) ( 54 )  
    相关文章 | 计量指标
    生物质成型颗粒相对较小的比表面积和较大的颗粒尺寸使其在化学链气化过程中的破碎行为直接影响挥发分脱出速率和碳转化率。为研究稻壳成型颗粒在化学链气化过程中的机械强度演化,建立能够控制气化时间的鼓泡流化床反应器,分别在不同气化温度、流化风量等条件下收集到15~180 s气化后的稻壳焦炭样品,对其表面形貌及机械强度进行了表征。结果表明:稻壳焦炭样品表面形貌呈现由孔隙到不规则裂痕的演化趋势,剧烈传热传质下,稻壳成型颗粒内外因挥发分快速释放形成巨大压力差,载氧体由裂痕向颗粒内部渗透,显著促进了颗粒结构的破坏;此外,减小成型颗粒质量,热量传递和挥发分脱出速率得到改善,但体表面积的减小限制了成型颗粒与床料的碰撞和磨损,机械强度相应提高。
    鼓泡流化床内木屑成型颗粒混合化学链气化特性
    程鑫, 王深, 沈来宏
    2022, 38(2):  329-339.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.012
    摘要 ( 74 )   PDF (6892KB) ( 47 )  
    相关文章 | 计量指标
    木屑成型颗粒的大尺寸、非球形等特点,使其在流化床内的混合特性显著影响化学链气化中三相产物的分布。为研究成型颗粒流化及化学链气化特性,分别在冷态和热态工况下进行了颗粒混合实验和化学链气化实验,研究了不同流化速度下成型颗粒在轴向的浓度分布特性和三相产物组分分布规律。冷态混合实验表明:低流化速度下,成型颗粒浓度分布不均匀,在中上层形成堆积,流化速度适当增加,颗粒与床料混合更充分;热态气化工况中,在隔绝外部蒸汽的条件下,硫化气体体积流量的增加有利于颗粒与载氧体的接触,从而降低了焦炭产量,但缩短了挥发物的停留时间,三相产物中大分子焦油产量上升,合成气有效组分相应下降。
    衣康酸三元共聚物的合成及阻垢分散应用
    高鹤, 蒋双双, 朱凯, 毛连山
    2022, 38(2):  340-347.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.013
    摘要 ( 84 )   PDF (4406KB) ( 62 )  
    相关文章 | 计量指标
    以衣康酸(IA)、烯丙氧基羟丙基磺酸钠(AHPS)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为单体,合成了IA-AHPS-APEG无磷多用途衣康酸三元共聚物,利用FT-IR、GPC、TGA对衣康酸三元共聚物的化学结构、相对分子质量和热稳定性进行了表征。通过静态阻垢测试,考察了衣康酸三元共聚物作为阻垢剂使用时的最佳合成条件为:n(IA)∶n(AHPS)∶n(APEG)=1.5∶1∶0.25,当引发剂用量为单体摩尔总量的4%、聚合温度80 ℃、反应时间4.5 h时,其对CaCO3的阻垢率可达91.37%;当CaCO3质量分数为50%时,添加质量分数0.5%的IA-AHPS-APEG,分散得到的CaCO3浆液最低黏度(25 ℃)为46 mPa·s。使用SEM、XRD手段分析了CaCO3垢的形貌和晶体结构的变化;使用黏度仪、Zeta电位及粒径分析仪、SEM探究了添加衣康酸共聚物的CaCO3浆液性质,结果表明,其具有低黏性和良好的稳定性。
    基于能量及原油物性定量分析的油-水混合液黏度预测模型
    文江波, 罗海军
    2022, 38(2):  348-356.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.014
    摘要 ( 104 )   PDF (4567KB) ( 48 )  
    相关文章 | 计量指标
    高含水油-水混合液往往不能形成稳定的乳状液,而是原油将其中一部分水乳化,形成了油包水(W/O)乳状液液滴和游离水的掺混体系。传统的乳状液黏度模型并不适用于这种非稳定乳化的油-水混合体系。采用搅拌测黏法测定并研究了搅拌转速、含水率及温度对油-水混合液表观黏度的影响。结果表明:油-水混合液的表观黏度随着搅拌速率的增大、含水率的增加及温度的升高而逐渐减小。提出采用乳化过程消耗的机械能来表征油-水混合液受到的剪切作用。以实验数据为基础,并对乳化过程消耗的机械能及原油物性进行定量分析,建立了适用于高含水油-水混合液的黏度预测模型。该模型预测偏差分析结果显示,模型计算表观黏度值与实测表观黏度值之间的平均相对偏差为5.6%。
    空冷入口管NH3-HCl-H2S结晶特性预测及注水混合数值模拟
    金浩哲, 赵宏利, 俞晨炀, 范志卿, 偶国富, 王超, 栗雪勇, 肖树萌
    2022, 38(2):  357-366.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.015
    摘要 ( 78 )   PDF (7048KB) ( 58 )  
    相关文章 | 计量指标
    加氢空冷器是炼油化工企业的关键设备之一。近年来中国进口原油以高硫高酸原油为主,原油种类超过150种,加工过程中还存在原油掺炼的情况,工况弹性大、风险突出,因此研究铵盐结晶规律以及注水工艺防护措施成为维护空冷器设备安全运行的重要内容。以某石油化工厂加氢空冷系统入口集合管为对象,依据质量守恒,基于逆序倒推法,建立烃、水两相交互的多组分流体工艺仿真计算模型,形成了基于热力学的铵盐结晶温度预测方法;构建了含注水结构的入口集合管离散模型,使用欧拉双流体模型和Ranz-Marshall相间传热模型对管内多组分流体的流动特性进行数值模拟,获得了变工况条件下管道出口水流量、管道出口多相组分温度的分布规律。研究结果表明:氯离子质量分数大于1.5 mg/kg的管道内有NH4Cl结晶,NH4Cl结晶温度随着氯离子含量的上升而增加,注水质量流量30 t/h可以满足NH4HS含量和液态水含量标准规定的限制。水相分率和流速的乘积是影响水流量分布的关键物理量,多点注水的水流量均匀性比单点注水具有一定优势,单点注水和多点注水所有出口截面的平均温度差别并不明显。在管道出口各相物料的温度均衡性对比中,多点注水由于各相物料换热时间短,因此管道出口各相物料温差相比于单点注水均匀性较差。
    研究报道
    沥青质分子结构与沥青材料性能关系的分子模拟
    叶正扬, 樊小哲, 龙军, 代振宇
    2022, 38(2):  367-379.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.016
    摘要 ( 166 )   PDF (8920KB) ( 165 )  
    相关文章 | 计量指标
    沥青是一种分子组成多样且介观相态构成复杂的黏弹性材料,其骨架结构为沥青质组成的高贮能模量相,常温环境在外力作用下以弹性响应为主。为了研究分子结构对沥青材料性能的影响,利用分子动力学模拟方法研究不同结构的沥青质在沥青工作温度(250~353 K)区间内的相态,并近似地用剪切模量和杨氏模量分别对各相的切向与正向应力-应变关系进行描述。通过测量不同结构沥青质堆积相模型的密度和模量随温度变化的关系,确定玻璃化转变温度和黏流温度,并描述模量随温度的变化趋势。不同结构要素均不同程度影响沥青质聚集体的相态变化和力学性能。迫位缩合沥青质分子聚集体的玻璃化转变温度高于渺位缩合沥青质,模量随温度変化更小。饱和侧链会显著降低沥青质的相转变温度和较高温度下的强度,同时使沥青质聚集体模量对温度更加敏感。含硫沥青质的玻璃化转变温度小于烃类和含氮沥青质,模量随温度的变化也远小于其他两者。通过以上结论,可以估计不同沥青质对沥青整体材料性能的贡献,从理论层面指导沥青材料的开发。
    填料毛细管精馏分离乙酸乙酯-乙醇混合溶液
    李飞, 裴东号, 阮锦程, 曹军
    2022, 38(2):  380-387.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.017
    摘要 ( 119 )   PDF (4099KB) ( 42 )  
    相关文章 | 计量指标
    选用活性氧化铝、分子筛等多种具有毛细管结构的多孔介质填料,比较不同毛细管填料对乙酸乙酯-乙醇混合溶液的分离效果,发现分离效果最佳的毛细管填料为活性氧化铝;以活性氧化铝为填料,分析了乙酸乙酯-乙醇原料溶液中乙酸乙酯的质量分数(wF)、回流比(R)、填料高度(H)、精馏温度等操作参数对分离效率的影响规律,寻找出单因素最佳的操作条件为wF=69%、R=3、H=0.45 m,为开发适合工业应用的填料毛细管精馏分离混合溶液技术提供参考。
    K和Cs碱金属助剂对CuZnO催化剂CO加氢合成乙醇性能的影响
    刘晶, 杨登辉, 弓洁, 樊金串, 黄伟
    2022, 38(2):  388-396.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.018
    摘要 ( 95 )   PDF (4851KB) ( 51 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用完全液相法制备了一系列碱金属K和Cs改性的铜/锌催化剂,利用XPS、XRD、NH3-TPD、H2-TPR等手段对催化剂的物化性质进行表征,并于浆态床反应器中评价其催化CO加氢合成乙醇的能力,考察了K和Cs助剂及其用量对催化剂结构和性能的影响。结果表明:碱金属K和Cs的引入增加了CO加氢反应产物中甲醇在总醇中的占比,降低了副产物低碳烷烃的生成;其中K助剂的效果优于Cs,且当K助剂摩尔分数为1.64% 时,在4 MPa、280 ℃反应条件下,催化剂总醇选择性达40%,乙醇在总醇中的质量分数达40%以上,催化性能最佳;XRD和NH3-TPD表征结果表明,K助剂能明显降低Cu晶粒尺寸,其中等强度的碱性能较好地调节催化剂表面的弱酸酸量,从而有利于降低副产物低碳烷烃的选择性。
    固定床反应器内构件-溢流型分配器的数值模拟与结构优化
    薄守石, 张旭, 刘敬敬, 雷瑞星, 孙兰义
    2022, 38(2):  397-403.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.019
    摘要 ( 132 )   PDF (4145KB) ( 62 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用计算流体力学(CFD)软件作为研究工具,以真实的反应液相和气相为物系,利用欧拉欧拉多相流模型及标准的k-ε湍流模型建立了固定床反应器内构件-溢流型分配器的数学模型。在与文献中实验数据对比验证数学模型正确的基础上,从气相入口结构、液相入口排布方式和碎流板结构等方面对溢流型分配器进行结构优化和性能分析。结果表明,在模拟工况条件下,优化后的新溢流型分配器与基本构型相比,分布不均匀度降低了9.4%,喷洒面积增加了69.2%,分配器分配效果得到了有效提升。
    双场耦合分离装置锥段结构对油-水分离的影响
    邱值, 龚海峰, 陈凌, 余保, 彭烨, 廖治祥
    2022, 38(2):  404-413.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.020
    摘要 ( 91 )   PDF (7731KB) ( 41 )  
    相关文章 | 计量指标
    单一的工艺方法很难实现乳化油的高效破乳脱水,通过在旋流离心装置内嵌入高压电场,得到双场耦合分离装置,实现乳化油脱水净化处理。双场耦合装置的锥段结构对其分离性能产生重要影响,于是考察了四种不同锥段结构对乳化油油水分离的影响。结果分析表明,复合曲锥型耦合装置相对于直面双锥型耦合装置、双球面相切型耦合装置和双椭圆相切型耦合装置:静压力分布更大,能耗更低;油中液滴受到离心力更大且滞留时间长,分离更彻底;在轴心区域涡度较大,流场更稳定,装置的油水分离效率可达97.0%,展现出良好的油水分离性能,为双场耦合分离装置结构的选型设计提供了指导。
    气相色谱-飞行时间质谱分析焦化柴油中氮化物组成
    史得军, 陈菲, 周婧, 霍明辰, 何京
    2022, 38(2):  414-424.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.021
    摘要 ( 58 )   PDF (2303KB) ( 33 )  
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    采用固相萃取法分离富集焦化柴油中的含氮化合物组分,然后通过气相色谱/场电离-飞行时间质谱(GC/FI TOF MS)及气相色谱/四级杆-飞行时间质谱(GC/Q TOF MS)对含氮化合物类型进行定性分析。结果表明,焦化柴油中除了常见的苯胺类、吲哚类、喹啉类、苯并喹啉类、咔唑类、苯并咔唑类氮化物外,还发现了四氢异喹啉类、苯基吡啶类、苯基喹啉类3种含氮化合物的存在。以模型化合物为研究对象,考察了不同类型及不同烷基取代含氮化合物在GC/FI TOF MS上的响应情况并建立定量分析方法。基于所建立的定性定量分析方法分析了5种不同来源焦化柴油中含氮化合物组分。结果表明,焦化柴油中的含氮化合物碳数分布在C8~C23之间,碱性含氮化合物质量分数为54.8%~59.5%,中性含氮化合物质量分数为40.5%~45.2%,同一类型氮化合物碳数分布基本一致,其中苯胺类化合物碳数分布呈双峰分布,四氢异喹啉类、喹啉类、咔唑类氮化物碳数分布呈γ分布。

    油田化学驱用部分水解聚丙烯酰胺环境基准值研究
    王晓燕, 蔡明俊, 王贵江, 李金波, 李小峰, 严曦, 王伟, 林泽宇
    2022, 38(2):  425-435.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.022
    摘要 ( 43 )   PDF (5285KB) ( 40 )  
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    为明确油田化学驱用聚合物是否会对矿区生态环境产生影响,依据国际构建环境基准所需最低毒性数据和实验选种准则,引入部分水解聚丙烯酰胺为环境本底引物,筛选出具有大港油田矿区特征的三门八科全覆盖的环境生物毒理受试物种,开展受试物种毒性实验,构建环境基准理论数值模型。结果表明,受试物种的环境生物急/慢性毒理值比为9.98,利用物种敏感度分布曲线法推导在用聚合物(部分水解聚丙烯酰胺)对矿区急/慢性环境基准值分别为672.93、7.43 mg/L时,其急/慢性环境基准值具有很高的安全边际承受浓度,大规模应用不会对油田矿区造成较大的环境安全风险。
    综述
    聚合物/微纳米复合含蜡原油降凝剂的研究进展
    夏雪, 杨飞, 李传宪, 窦泽康, 代抒彤, 孙广宇, 姚博
    2022, 38(2):  436-448.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.023
    摘要 ( 125 )   PDF (15926KB) ( 71 )  
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    含蜡原油中蜡分子的结晶析出会使原油的低温流变性显著恶化,降低原油管输的安全性和经济性。添加少量的聚合物型降凝剂能够改变蜡分子的结晶习性,改善原油的宏观流动性。加降凝剂原油的凝点越低、低温黏度越小,意味着输送的能耗越低、安全性越高,因此人们对原油降凝剂的降凝降黏效果追求是无止境的。利用不同的微纳米颗粒,研制高效的聚合物/微纳米复合原油降凝剂已成为近年来石油化工领域的研究热点,但复合降凝剂的开发仍存在盲目性。基于降凝剂的发展历程、作用机理及影响因素,对以不同微纳米基材制得的聚合物/微纳米复合降凝剂的结构、效果与机理进行了综述。分析表明,微纳米颗粒的引入使传统聚合物降凝的作用效果得到了显著提升,聚合物/微纳米复合原油降凝剂拥有巨大的发展潜力。
    石油分子重构技术的研究进展
    田旺, 秦康, 胡元冲, 褚小立, 李明丰
    2022, 38(2):  449-466.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.024
    摘要 ( 179 )   PDF (11242KB) ( 230 )  
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    石油分子重构是目前炼油装置建模的热点。其旨在从分子层面认识石油分子结构与其物理化学性质以及加工特性之间的关系,优化生产工艺,预测石油产品的性质,提高每个分子的价值。笔者针对键电矩阵法、结构导向集总法、结构单元耦合原子拓扑矩阵法、分子同系物矩阵法、伪化合物矩阵法、状态空间表示法6种石油分子的表示方法和随机重构法、最大信息熵法、随机重构-最大信息熵法3种石油分子的构建方法进行了分析讨论,总结了各种方法在不同石油馏分分子重构中的优缺点和适用范围,并结合石油炼制领域的发展现状,提出展望:以当前最先进的石油分子水平表征平台为依托,构建更为全面且准确的石油原料和产品的分子库以及物性库,将是未来石油分子重构技术进一步发展的重要基础。
    乙炔选择性加氢催化剂的结构及性能调控
    周静, 徐龙玉, 黄伟民, 王清涛, 张群峰, 李小年
    2022, 38(2):  467-479.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.025
    摘要 ( 133 )   PDF (1503KB) ( 80 )  
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    催化加氢可以有效去除乙烯原料气中微量的乙炔。通过综述近年来国内外以Pd基催化剂为主的关于调控乙炔选择性加氢催化剂结构及反应性能方面的相关研究和进展,探讨了活性组分粒径、形貌对催化剂吸/脱附乙烯性能的影响;评述了添加助剂形成的合金或者金属间化合物,利用其几何效应提高活性中心分散度,利用电子效应优化电子性质使反应关键步骤的吸脱附行为发生改变;阐述了通过调控载体对金属原子锚定,使金属的分散度提高进而获得优异的催化性能;叙述了不同制备方法对催化剂结构及催化性能的影响。指出提高催化剂性能是当今研究的重中之重,未来负载型催化剂的研究方向依旧是构建高乙烯选择性和良好稳定性的高分散乃至单原子催化剂。
    吸热型碳氢燃料热稳定添加剂研究进展
    吴盼茜, 雷全, 张思怡, 戴怿童, 方文军, 郭永胜
    2022, 38(2):  480-492.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.026
    摘要 ( 100 )   PDF (1776KB) ( 76 )  
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    吸热型碳氢燃料在储存、运输、换热等过程中受到热、溶解氧、催化等作用,会发生氧化沉积和裂解结焦。燃料的这种热稳定问题严重影响其使用性能,为此人们开发了多种抑制燃料热沉积的技术,其中热稳定添加剂的应用最广。综述了国内外为解决吸热型碳氢燃料热稳定问题而开发的多种添加剂,对用于抑制燃料氧化、裂解2个不同阶段热沉积过程的添加剂进行了分类阐述,整理归纳不同添加剂作用于燃料的科学信息,希望为吸热型碳氢燃料添加剂的发展和燃料热稳定性能的改善提供思路。