流化床中造纸黑液催化石油焦气化特性

利用实验室规模流化床气化反应器,考察了造纸黑液对石油焦水蒸气气化反应的催化效果,并分析了其催化反应机理。结果表明,造纸黑液不仅能显著提高石油焦的气化反应活性,还能大幅提高气化气中H₂的含量。脱水黑液添加量为黑液与石油焦质量之和的10%时催化效果较好,达到相同气化反应速率时的反应温度比纯石油焦气化低200℃左右;在相同反应温度下提高气化反应速率5倍左右,可提高气化气中H₂体积分数约8百分点。黑液中的碱金属活性组分能够破坏石油焦中的C=C芳香结构,同时与石油焦中的碳结合生成活性较高的碳氧复合物C(O),从而提高气化反应速率;碱金属还促进了水煤气变换和CH₄水蒸气重整反应,使得H₂的生成量增多。因此,造纸黑液是一种有效的石油焦气化生产富氢合成气的催化剂。     

污泥与石油焦共成浆性的研究

 采用萘系阴离子表面活性剂作为分散剂，分别考察了剩余污泥和脱水污泥改性前后与石油焦的成浆性。结果表明，加入剩余污泥和脱水污泥可降低水焦浆的成浆质量分数；相同成浆质量分数时，剩余污泥制的污泥焦浆比脱水污泥制的污泥焦浆表观黏度低；经强碱改性后，两种污泥与石油焦的成浆成浆质量分数均有提高，脱水污泥的成浆质量分数提高更为明显。随着剪切速率的增大，两种污泥焦浆的表观黏度降低，属于假塑性流体。污泥的加入提高了水焦浆的稳定性，起到了稳定剂的作用。     

炼油厂含油污泥与高硫石油焦的共成浆性

利用炼油厂产生的含油污泥和高硫石油焦,采用萘系分散剂制成油泥焦浆。分别考察了含油污泥处理前后与石油焦的成浆性能。结果表明,未经处理的含油污泥可与石油焦共成浆,但成浆浓度远低于石油焦浆;加入硫酸铁后油泥焦浆表观黏度和流动性得到改善,成浆浓度提高;电解质对浆体的降黏效果优于表面活性剂。含油污泥的加入改变了石油焦浆体的流变类型,随着剪切速率增大,油泥焦浆的表观黏度降低,属于假塑性流体;含油污泥的加入提高了石油焦浆体的稳定性,起到了稳定剂的作用。     

污泥与石油焦的共成浆性

采用萘系阴离子表面活性剂作为分散剂,分别考察了剩余污泥和脱水污泥改性前后与石油焦的成浆性。结果表明,加入剩余污泥和脱水污泥可降低水焦浆的成浆质量分数;相同成浆质量分数时,剩余污泥制的污泥焦浆比脱水污泥制的污泥焦浆的表观黏度低;经强碱改性后,两种污泥与石油焦的成浆质量分数均有提高,脱水污泥的成浆质量分数提高更为明显。随着剪切速率的增大,两种污泥焦浆的表观黏度降低,属于假塑性流体。污泥的加入提高了水焦浆的稳定性,起到了稳定剂的作用。     

草浆黑液半焦与石油焦水蒸气共气化特性

采用热重分析仪和管式炉在850℃下进行草浆黑液半焦与石油焦水蒸气共气化实验,并采用气相色谱、X射线衍射和扫描电镜等分析手段,从热失重、气体产物和残余固体特性角度探究了二者在共气化过程中的相互作用规律。结果表明,二者在共气化过程中存在协同效应;与二者单独气化的加权平均相比,其气化反应速率加快,产气热值和碳转化率增大,燃气品质和能源效率得到提高。当石油焦质量分数由25%增至75%时,协同效应加强,Na2CO3对石油焦气化的催化效果以及石油焦对Na2CO3损失的抑制作用均愈加显著。当石油焦质量分数为75%时,共气化残余固体的熔融现象得以抑制。     

钾基复合催化剂对高硫石油焦气化性能的影响

以高硫石油焦为研究对象,探讨了水蒸气气氛下不同钾基催化剂、铁基催化剂以及K-Fe、K-Ca复合催化剂对高硫石油焦气化性能的影响。在1023 K、0.1 MPa下,钾基催化剂中KOH催化活性最高,而铁基催化剂中FeSO₄催化活性最高;在KOH基础上添加铁基催化剂后其催化性能有所降低;在K-Ca复合催化剂中,5%KOH和3%CaO(质量分数)复配时,催化剂的催化性能最好,石油焦碳转化率达到最高值61.33%,继续增加CaO添加量,K-Ca复合催化剂的催化性能降低。采用BET和XRD对K-Ca复合催化剂的催化作用机理进行研究,发现CaO的造孔作用以及石油焦气化反应过程中生成的双金属碳酸盐K₂Ca(CO₃)₂共同促进了气化反应的进行。而在压力增大的条件下,由于K-Ca复合催化剂中双金属碳酸盐K₂Ca(CO₃)₂的晶型发生转变,导致其催化活性相比添加KOH催化剂时降低。     

分散剂对水焦浆性质的影响

为提高水焦浆(PCWS)的稳定性,分析了不同分散剂对石油焦成浆性及制备的水焦浆的流变性和稳定性的影响。结果表明,石油焦的成浆性较好,定黏浓度较高,其中KY33分散剂的分散降黏效果最好,定黏质量分数为69%左右,用量仅为07%;随着分散剂用量的增加,水焦浆的表观黏度先增大后减小,流动特性指数n值则先减小后增大,最佳药剂量对应的浆体黏度最小,胀塑性最强。分散剂的种类对于水焦浆的流变性和稳定性的影响不同。采用KY33和腐植酸系分散剂时,稳定性均较差;采用木质素系分散剂制备的水焦浆屈服应力最大,K值和胀塑性居中,析水率低,沉降区的焦粉颗粒聚结程度低,底部产生硬沉淀时间晚,稳定性相对较好。     

氯化铁对高硫石油焦-CO2气化的催化作用

 以FeCl3•6H2O为催化剂,采用热天平考察了催化剂添加量、温度、添加方法对高硫石油焦-CO2气化活性的影响,并对石油焦催化气化残渣进行X射线衍射（XRD）分析。实验发现,在本文试验范围催化气化反应速率随温度、催化剂添加量的增加而增大,随转化率的增加而减小,与非催化石油焦气化的单峰动力学曲线不同;离子交换法的催化效果优于浸渍法。XRD分析表明反应初始阶段铁主要以Fe3C形式存在,随着反应的进行大部分Fe3C与石油焦中的S结合形成FeS,导致催化剂活性降低。采用四种动力学模型对石油焦-CO2催化气化动力学曲线进行拟合,拟合结果表明随机孔模型效果最好,相关系数在0.96以上。     

碱、表面活性剂对新疆稠油乳状液稳定性及流变性的影响

研究了Na_2CO_3、甜菜碱表面活性剂、NaCl加量对水包油型乳状液稳定性和表观黏度的影响,利用TURBISCAN LAB稳定分析仪,哈克流变仪采用控制变量法分析了碱、表面活性剂、盐含量对乳状液稳定性和流变性的影响机理。结果表明,在活性剂体积分数为0.3%的条件下,Na_2CO_3质量浓度为500mg/L时形成的乳状液最稳定,稳定分析仪扫描1h试样平均背散射光强值变化值约为2.17%,且体系表观黏度较低,40℃下为96.3mPa·s,碱加量在500~4 000mg/L时,随着Na_2CO_3质量浓度增加,乳状液的稳定性降低,体系表观黏度增加;在Na_2CO_3质量浓度为500mg/L的条件下,随着表活性剂体积分数的增大,体系稳定性增强,当活性剂体积分数为0.3%时,体系表观黏度最低,40℃下为98.2mPa·s,活性剂体积分数在0.3%~0.7%时,随着活性剂体积分数增大,乳状液的稳定性增强,体系表观黏度增加;加入NaCl使乳状液的稳定性降低,且NaCl质量浓度越高、稳定性越差。     

原煤与石油焦共气化反应特性

采用固定床反应器,以水蒸气为气化介质,研究了金山石油焦和3种不同煤阶原煤（小龙潭褐煤、神府烟煤、高平无烟煤）的共气化反应特性,考察了不同煤阶原煤对煤 石油焦共气化反应活性和产物气组成的影响,以及含碳物料的气化反应活性与其CO2吸附量的关系。结果表明,向石油焦中添加一定量的原煤,可在一定程度上改善石油焦的气化反应活性,提高气体产物中H2含量,如小龙潭褐煤的添加量为40%时,其与石油焦共气化反应活性约为石油焦单独气化时的2~3倍,气体产物中H2含量提高了12%;煤与石油焦共气化的反应活性、气体产物中H2以及合成气(H2+CO)含量均按小龙潭褐煤、神府烟煤、高平无烟煤的顺序依次降低;由于3种原煤中活性金属组分含量的不同,其对应的CO2吸附量表现出一定差异。此外,含碳物料的气化反应速率与CO2强吸附量呈线性关系,拟合强度范围为097～099, CO2吸附量可作为表征含碳物料气化反应活性大小的一项指标。     

高比例掺炼催化裂化油浆对延迟焦化装置的影响

为进一步解决催化裂化油浆出路问题,中石油云南石化有限公司利用延迟焦化装置进行了高比例掺炼催化裂化油浆的试验。结果表明,油浆掺炼比例(w)由25%上升至29%时,石油焦收率明显下降,蜡油收率有所提高,轻油收率、总液体收率均有所升高,石油焦的挥发分、灰分分别提高了1.90百分点和0.04百分点,石油焦的硫质量分数降低了0.10百分点,高比例掺炼前后石油焦均满足企业4A级标准。同时发现,高比例掺炼加速了加热炉进料泵管线的腐蚀,但对焦化装置的工艺操作条件影响较小,加工每吨原料产生的经济效益提高67.0元,表明在优化方案下高比例掺炼催化裂化油浆具有可行性。     

延迟焦化装置掺炼重油催化裂化油浆

在中国石油乌鲁木齐石化公司1.2Mt/a延迟焦化装置中,以常减压渣油为原料,同时掺炼经脱除固体催化剂粉尘(以下简称脱固)工艺处理的重油催化裂化油浆,考察了脱固后油浆对产品分布及性质的影响。结果表明,油浆经脱固工艺处理后,平均总固体物质量浓度由6.5 g/L降至0.8 g/L,平均灰分质量分数由3 010×10-6降至210×10-6,二者脱除率分别为87.69%,93.02%。当脱固后重油催化裂化油浆掺炼量(质量分数)为5%时,在总加工量基本不变的情况下,与掺炼前相比,掺炼后干气收率提高,总液体收率下降,石油焦收率相当;掺炼前后汽油、柴油和蜡油馏程分布接近,石油焦中挥发分、灰分和含硫质量分数基本相同。     

复配助剂对渣油悬浮床加氢裂化反应的抑焦作用

以辽河常渣(LHAR)为原料,水溶性催化剂Catl作为悬浮床加氢裂化主催化剂,表面活性剂SAN和SAP以不同质量比(m(SAP)/m(SAN))复配作为助剂进行釜式反应,考察了助剂在渣油中的质量分数为600 μg/g时,m(SAP)/m(SAN)对反应产物分布和生焦率的影响.当助剂的re(SAP)/m(SAN)=1时,其对体系的抑焦作用效果最为显著.因此将m(SAP)/m(SAN)=1的复配物SA作为反应助剂,考察了不同SA用量对加氢裂化产物分布、生焦率和沥青质平均相对分子质量的影响.结果表明,随着SA在渣油中质量分数的增大,生焦率先减小后增大,沥青质含量及平均相对分子质晕先增大后减小,w(SA):300μg/g是变化的拐点.SA对渣油胶体体系中的沥青质具有稳定作用,能抑制沥青质的缔合,阻滞第二液相的出现,使更多的大分子沥青质存在于反应体系中.     

Effects of the physical and chemical properties of petroleum coke on its slurryability

In this study,the effects of particle size distribution (PSD),chemical composition and pore structure of petroleum coke on the slurryability of petroleum coke water slurry (PCWS) were investigated.Four...     

高苛刻度延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的工业实践

针对延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的问题,采用重油微型热反应装置,研究了催化裂化油浆的热反应特性。结果表明：尽管催化裂化油浆的残炭低于减压渣油,但在相同反应条件下,油浆的焦炭产率和气体产率均高于减压渣油;反应时间由2 h延长至4 h后,减压渣油的产品分布变化很小,而催化裂化油浆的焦炭产率降低了3.07百分点,表明催化裂化油浆热反应需要更多的热量和更高的反应苛刻度。通过工业装置焦化炉改造,进行了高苛刻度掺炼催化裂化油浆的工业实践。改造后在掺炼油浆条件下,焦化炉出口转化率由8%提高至12%,装置石油焦收率下降了1.1百分点,石油焦的挥发分质量分数降低了2.1百分点,表明原料的热转化程度有所提高,高苛刻度条件有利于油浆的深度转化。     

多元料浆气化技术在石油炼制行业中的应用分析

通过分析石油炼制行业存在的缺乏廉价氢源、高硫石油焦品质下滑和炼油废水处理困难等问题,提出将传统石油加氢工艺与新型多元料浆气化技术结合并分析这一方式的可行性。结果表明,多元料浆气化技术应用于石油炼制行业可以解决石油炼制过程中廉价氢来源问题,以及石油炼制副产物石油焦品质恶化、常规利用易造成环境污染、炼油废水量大且处理困难的问题。以石油焦和废水为原料的多元料浆气化技术成熟,易于实现与炼化装置的对接。     

渣油加氢裂化反应中炭黑作载焦剂的研究

以炭黑为载焦剂，在高压釜中按照时间序列法进行重质油悬浮床加氢裂化反应，考察添加炭黑对反应的影响，并分析了渣油组成的变化及其缩合产物的性质。结果表明，具有较高比表面积的超细微颗粒炭黑，可为反应产生的焦炭提供沉积场所，减少反应体系中生焦前驱物的融并及缩合，还可吸附含大量金属及硫、氮等杂原子的烃类物质，并作为焦炭沉积场所随产物排出，减少反应器器壁结焦，有利于装置平稳操作，延长运转周期。