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当期目录

2016年 第18卷 第1期    刊出日期:2016-03-31
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Content
2016, 18(1):  0-0. 
摘要 ( 810 )   PDF (252KB) ( 2008 )  
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Content of The Issue

Process Research
Study on the effect of catalyst properties on residue oil hydroconversion
童凤丫 杨清河 李大东 戴立顺 邓中活
2016, 18(1):  1-7. 
摘要 ( 1054 )   PDF (438KB) ( 2460 )  
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在高压釜中,在400℃,10MPa氢初压,反应时间4h下研究了催化剂性质对浆态床渣油加氢的影响。实验结果表明:催化剂的酸性能促进渣油和MCR(残炭)转化,但是会带来高生焦量。渣油转化是热诱导的反应,但催化剂的酸性改变了反应路径。在高金属负载量、高加氢活性及合适尺寸催化剂下,加氢脱硫、加氢脱金属和加氢脱MCR活性较高,结焦率较低。工业废加氢催化剂AS1和DS1的活性低于其对应新鲜催化剂,但是仍然具有较高渣油转化活性。催化剂在渣油加氢过程中的作用是活化氢气产生活性氢,活性氢与渣油裂化产生的大分子自由基作用,一方面促进自由基生成轻质烃,一方面阻止自由基缩合生焦。
重油催化裂化装置旋风分离器器壁上的结焦过程研究
李晓曼 宋健斐 孙国刚 严超宇 魏耀东
2016, 18(1):  8-14. 
摘要 ( 1032 )   PDF (2228KB) ( 2743 )  
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针对取自重油催化裂化装置(RFCCU)沉降器旋风分离器器壁4个不同区域的结焦样品,利用扫描电子显微镜(SEM)对其微观结构和性能进行了分析,并以此对结焦过程进行了研究。研究结果表明,结焦是流动油气混合物中夹带的一些重质非挥发性油滴由于重力沉降或湍流扩散作用沉积在在旋风分离器器壁上,然后逐渐凝脱氢缩合反应形成的。同时,一些较细的催化剂颗粒也沉积在结焦中。根据结焦的性质、成分和微观结构,可分为硬焦和软焦。在油气混合物的滞留区域中,油滴和催化剂颗粒自由沉降在器壁上,形成软焦。软焦非常松散,含有大量的催化剂颗粒。在油气混合物的流动区域中,油滴和催化剂颗粒扩散到壁面上,形成了硬焦。这种硬焦致密,坚硬,含有少量的催化剂微粒。因此,流动油气混合物不仅携带油滴和催化剂颗粒,而且影响其在器壁上的沉积,从而影响沉积结焦的组成和特性。
Experimental Study of UDS Solvent for Purifying High Sour Natural Gas at Industrial Side-stream Plant
柯媛 沈本贤 孙辉 刘纪昌 刘露 许慎艳
2016, 18(1):  15-21. 
摘要 ( 668 )   PDF (687KB) ( 2299 )  
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Desulfurization performance of UDS solvent was investigated at an industrial side-stream plant and was compared with that of MDEA solvent. A mass transfer performance model was employed for explaining COS absorption into different solvents. Meanwhile, the regeneration performance of UDS solvents was evaluated in side-stream test. Results indicate that under the conditions of absorption temperature of 40 oC, pressure of 8.0 MPa, and gas to liquid volume ratio (V/L) of around 230, the H2S contents in purified gas can be reduced to 4.2 mg/m3 and 0 by using solvents UDS-II and UDS-III, respectively. Moreover, the total sulfur contents in both purified gases are less than 80 mg/m3. As a result, UDS-III solvent shows 30 percentage points higher COS removal efficiency than MDEA. In addition, the total volume mass transfer coefficient of UDS solvent is found to be twice higher than that of MDEA. Furthermore, UDS solvent exhibits satisfactory thermal stability and regeneration performance.
利用1,2-萘醌-4-磺酸钠增强反硝化脱硫脱硫工艺的运行效能
刘春爽 韩康 赵东风 国亚东 刘丽红 刘芳 赵朝成
2016, 18(1):  22-28. 
摘要 ( 903 )   PDF (596KB) ( 2396 )  
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反硝化脱硫工艺基于自养和异养反硝化微生物的协同作用能够实现硝酸盐、硫化物和乙酸盐的高效同步转化为N2、单质硫和二氧化碳。本研究结果表明:硫化物氧化为单质硫的速率在1,2-萘醌-4-磺酸钠存在时能够显著增强。1,2-萘醌-4-磺酸钠的存在调节了硫化物对反硝化菌的抑制作用,与此同时,硝酸盐和乙酸盐氧化为氮气和二氧化碳的反应速率在1,2-萘醌-4-磺酸钠存在时被促进,从而,增强了反硝化脱硫颗粒污泥工艺的效能。本文还讨论了利用1,2-萘醌-4-磺酸钠增强反硝化脱硫脱硫工艺的运行效能的优势和不足。
Catalyst Research
Y型分子筛/介孔氧化铝核壳结构复合物的制备及其在重油裂化中的应用
袁程远 汪正武 张海涛 谭争国 潘志爽 高雄厚
2016, 18(1):  29-35. 
摘要 ( 720 )   PDF (575KB) ( 1844 )  
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制备了核-壳结构Y型分子筛/介孔氧化铝复合物,所制备复合物具有Y型沸石分子筛核心和虫洞状介孔氧化铝壳层。以所制备复合物为活性组分的催化裂化催化剂具有大比表面、大孔体积以及良好的大分子酸性位可接近等物理结构特性,从而显示了优良的重油催化裂化性能。与以单纯Y型沸石为活性组分的催化剂相比,所制备催化剂重油转化率增加了2.73个百分点,重油产率和焦炭产率分别下降了2.23和1.28个百分点。
应用于C9石油树脂催化加氢的高性能Ni2P/SiO2催化剂研究
蒋琳 丰枫 江大好 官正宇 李小年
2016, 18(1):  36-43. 
摘要 ( 785 )   PDF (911KB) ( 2229 )  
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催化加氢是提高C9石油树脂产品质量的有效手段。本文采用程序升温还原法(TPR法)制备了Ni2P/SiO2催化剂并应用于C9石油树脂加氢反应中,考察了温度、压力、液时空速的影响。结果表明,该体系的最佳反应条件分别为:250℃, 6 MPa, 和1 h-1。其中,加氢产物可以在300小时内保持较低溴值(~250 mgBr/100g),表明Ni2P/SiO2催化剂具有高活性和稳定性。随后,采用XRD、BET、SEM、TEM和红外—吡啶吸附等手段对反应前后催化剂进行表征,以考察其高活性和稳定性的原因。结果表明,相比于NiWS的层状结构,Ni2P是类球形结构,使其暴露出更多的活性位,这可能是Ni2P具有高活性的原因。Ni2P/SiO2催化剂具有高稳定性可能由于Ni2P具有抗硫、抗烧结、抗结焦和抗积碳的性能,这些性能又进一步归因于Ni2P在含硫杂质下可能形成Ni-P-S晶相,Ni2P纳米颗粒具有高热稳定性以及Ni2P催化剂表面弱酸性。
硅改性对Zn-IM5分子筛及其丁烷芳构化性能的影响
于磊 仪得志 卢衍楠 孟璇 施力
2016, 18(1):  44-50. 
摘要 ( 903 )   PDF (645KB) ( 2200 )  
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本文研究了硅改性对于Zn-IM5催化剂表面性质及其丁烷芳构化性能的影响。NH3-TPD表征发现,硅改性不仅减小了强酸以及弱酸的量,而且减弱了催化剂上原有弱酸的强度。硅改性处理削弱了催化剂的酸性、收缩了孔道,因此裂解反应得到抑制,BTX选择性得以提高。本文还研究了硅负载温度以及负载量,最佳条件为50℃,二氧化硅负载量为4.0wt%。
Performance comparison of two newly developed bimetallic (X-Mo/Al2O3, X=Fe or Co) catalysts for reverse water gas shift reaction
Abolfazl Gharibi Kharaji Ahmad Shariati
2016, 18(1):  51-58. 
摘要 ( 1097 )   PDF (1037KB) ( 2265 )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
The performances of the two newly developed bimetallic catalysts based on the precursor, Mo/Al2O3, were compared for reverse water gas shift reaction. The precursor, Fe-Mo/Al2O3 and Co-Mo/Al2O3 catalysts were synthesized using impregnation method. The structures of the precursor and the catalysts were studied using X-ray diffraction (XRD), Brunauer–Emmett–Teller (BET), Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES), CO chemisorption, temperature programmed reduction of hydrogen (H2-TPR) and scanning electron microscope (SEM) techniques. Activities of Fe-Mo and Co-Mo catalysts were compared in a fixed bed reactor at different temperature. It is shown that the Co-Mo catalyst has higher CO2 conversion at all temperature level. Based on the process results and XRD tests, it is clear that the CoMoO4 phase in Co-Mo catalyst is more active site than Fe2(MoO4)3 in Fe-Mo catalyst for RWGS. The time-on-stream (TOS) analysis of the activity for the RWGS reaction was carried out for a continuous period of 60 h for both catalysts. The Fe-Mo/Al2O3 catalyst exhibits good stability within a period of 60 h, however, the Co-Mo/Al2O3 is gradually deactivated after 50 h of reaction time. Existence of Fe2(MoO4)3 phase in Fe-Mo/Al2O3 catalyst makes it reasonable that this catalyst to be stable for RWGS reaction. In this catalyst, Fe2(MoO4)3 phase has low reducibility and remains in structure through 60 h of reaction time.
Scientific Research
碰撞诱导解离技术研究减压渣油四组分中芳环结构的连接方式
王威 刘颖荣 刘泽龙 侯焕娣 田松柏
2016, 18(1):  59-65. 
摘要 ( 968 )   PDF (995KB) ( 2695 )  
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The linkage of aromatic ring structures in vacuum residues was important for the refining process. Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS) combined with collision-induced dissociation (CID) was a powerful method to characterize the molecular structures. In this work, model compounds with different aromatic ring structures were measured by CID FT-ICR MS. The cracking of the parent ions and the generated fragment ions were able to distinguish different linkage of the model compounds. Then, vacuum residues were separated into saturates, aromatics, resins and asphaltenes fractions (SARA), and each fraction was characterized by CID technology. According to the experiment results, the aromatic rings in saturates and aromatics fractions were mainly island-type structures, while the aromatic rings in resins and asphaltenes fractions had a significant amount of archipelago-type structures.
用于二氧化碳捕集的新混合吸收剂的吸收和再生性能研究
高洁 殷俊 朱菲菲 陈欣 仝明 康万忠 周彦波 鲁军
2016, 18(1):  66-72. 
摘要 ( 1030 )   PDF (571KB) ( 2716 )  
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近来,一种混合吸收剂乙醇胺-甲醇吸收剂相比于MEA吸收剂有较好的CO2捕集性能。然而,甲醇的挥发是对其应用的最大的阻碍,所以在吸收和再生过程中减少甲醇的挥发是很有必要的。在本研究中,研究了两种混合吸收剂(乙醇胺/三乙醇胺/甲醇和乙醇胺/丙三醇/甲醇),并且和MEA水溶液吸收剂和MEA-甲醇吸收剂进行了比较。乙醇胺/丙三醇/甲醇的吸收性能在一定的反应时间内好于乙醇胺水溶液吸收剂的吸收性能,而乙醇胺/三乙醇胺/甲醇吸收剂的吸收性能很差,不适于作为CO2的吸收剂。吸收剂中加入三乙醇胺,减少乙醇胺,其对CO2的吸收速率,捕集效率和吸收量均降低。在吸收剂中加入丙三醇,则会降低其对CO2的循环吸收量,增加再生温度,同时吸收剂的密度和粘度也会显著地增加。所以在乙醇胺-甲醇吸收剂中添加三乙醇胺或丙三醇,并不能提高其对CO2的捕集性能。
石蜡 / 苯乙烯-二乙烯基苯微胶囊的粒径和形貌的调控方法
王丽丽 赵天波 李洋 丁洪晶
2016, 18(1):  73-82. 
摘要 ( 748 )   PDF (1540KB) ( 2094 )  
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相变材料微胶囊因为其广泛应用在储蓄和释放能量中而受到特殊的重视。以熔点为55°C的石蜡为芯材,苯乙烯-二乙烯基苯为壁材,运用类悬浮聚合法合成相变材料微胶囊。通过FTIR, DSC, TG表征方法证明石蜡成功被微胶囊化,微胶囊中芯材的含量在49.8~58.5 wt%之间。详细讨论了以不同种类的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂对微胶囊的影响。结果表明,微胶囊的平均粒径随着PVP分子量的增加而减小。采用交联剂后添加的方法可以提高微胶囊的形貌,SEM表明交联剂DVB在反应开始两小时后添加制备的微胶囊形貌最佳,这可能是因为交联剂后添加避免了交联剂对成核期的影响。
树枝状长链酯的合成及其作为原油流动改性剂性能研究
李翠勤 孙鹏 施伟光 王俊
2016, 18(1):  83-91. 
摘要 ( 891 )   PDF (746KB) ( 2530 )  
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以低代树状聚酰胺-胺和系列丙烯酸长链酯为原料,通过分子设计合成了6种具有树状结构的原油流动改性剂。采用傅里叶红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析对其结构进行了表征,并研究了系列树枝状长链酯对原油流动性能的影响,主要分析了树状长链酯对原油凝点和流变性能的影响。结果表明,树枝状长链酯对原油流动性的影响不仅与其端基烷基链长度有关,而且与其代数也有关。端基烷基链越长,添加树状长链酯原油体系的凝点和表观粘度降低的越明显;含有8 个支化长链的1.5代树状长链酯对降低原油凝点和表观粘度的效率高于含有4个支化长链的0.5代树枝状长链酯。相同条件下,添加1.5代树状十八酯原油体系的原油凝点和表观粘度高于添加其它1.5代树枝状长链酯的原油体系。
Simulation and Optimization
裂解C5热二聚反应本征动力学模型研究
过良 王铁峰 李东风 王金福
2016, 18(1):  92-99. 
摘要 ( 1019 )   PDF (632KB) ( 2107 )  
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本文研究了用于反应精馏工艺的裂解C5热二聚反应本征动力学模型。在1000 ml的高压反应釜中,研究了不同反应温度、时间对热二聚反应的影响。采用加权最小二乘法方法分析了动力学实验数据,建立了裂解C5热二聚反应本征动力学模型,获得热二聚反应的指前因子A和活化能Ea,如环戊二烯二聚反应的指前因子A= 4.39×105,活化能Ea=6.58×104 J/mol。利用动力学模型计算结果与实验结果相吻合,证明该模型准确可靠,可用于反应精馏工艺设计。
催化裂化干气组分在沸石Y上吸附的分子模拟
丁雪 刘熠斌 杨朝合 山红红 陈方文
2016, 18(1):  100-107. 
摘要 ( 720 )   PDF (1297KB) ( 2198 )  
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Adsorption of catalytic cracking dry gas components, hydrogen (H2), nitrogen (N2), methane (CH4), ethane (C2H6) and ethylene (C2H4) in zeolite Y was studied by performing the Grant Canonical Monte Carlo (GCMC) simulations at 298 and 823K and a pressure range up to 10MPa. Simulation results were analyzed using Langmuir model and it presented fitting of dry gas components adsorption suggesting monolayer adsorption. C2H4 presented most single adsorption amount, which reached 7.63mol/kg at 298K under 200kPa. Thermodynamic parameters of Gibbs free energy change, enthalpy change and entropy change were analyzed based on adsorption equilibrium constant obtained from the GCMC simulations. The results suggested that it was more favorable for C2H4 to adsorb in zeolite Y. Adsorption molecules were in ordered arrangement in zeolite, and C2H4 exhibited more orderly arrangement than other components. Additionally, it was found that there was a competition between dry gas components for mixture adsorption, supercages were prior adsorption space. The competition was favorable to CH4 and C2H6, and competitive power was affected by temperature.
空气喷嘴对直流式加热炉弥散燃烧影响的数值研究
刘波 王元华 徐宏
2016, 18(1):  108-122. 
摘要 ( 724 )   PDF (930KB) ( 2375 )  
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通过三维数值模拟研究了直流式加热炉弥散燃烧的性能,以将该技术推广到炼化管式加热炉。采用涡耗散概念模型(EDC)并耦合反应机理DRM-19模拟炉内甲烷燃烧,模拟结果与测量值吻合良好。详细研究了空气喷嘴分布直径(D),空气喷嘴直径(d),空气喷嘴数量(N)及空气预热温度(Tair)对炉内流场,温度场,组分场和CO、NO污染物的影响。结果表明,根据H2CO和OH浓度分布,炉内分为中心射流区、点火区、燃烧反应区和高温烟气区等4个区域。随着D增加,在加热炉上游,中心射流能卷吸更多烟气,但在加热炉下游,D的影响并不明显;随着d减小或Tair增大,空气射流动量增大,能卷吸更多烟气;N对炉内参数的影响主要集中在燃烧器出口附近。减小d或者增加N均能强化辐射室传热并减少排烟损失;在多数情况下,烟气中CO浓度小于50 ppm,NO小于10 ppm。