Influence of the thermolysis conditions of heavy cycle oil on the group composition and mesophase content of petroleum pitches

The influence of temperature and duration of heat treatment of heavy cycle oil on the group composition, coking value, softening temperature, and mesophase content of petroleum pitches has been studied. The onset temperature of mesophase transformations during the heat treatment of isotropic pitch obtained from the heavy cycle oil has been established. The possibility of producing fiber-forming pitches with a plastic liquid-crystalline phase content of more than 90% from heavy cycle oil has been shown.     

低温煤焦油分子结构和组成对中间相沥青结构的影响

以低温煤焦油(LCT)为原料,通过糠醛萃取得到不同分子结构和组分分布的萃取油;通过液相炭化工艺,考察了不同炭化温度和炭化时间制备的中间相沥青的碳质结构演化规律。结果表明：萃取温度和剂/油比的提高增加了萃取油中的芳烃含量和烷基侧链长度,并对三环芳烃和四环芳烃起到了一定程度的富集作用。烷基侧链长度的增加在热缩聚过程中提供了更多的烷基自由基和活性位点,三环芳烃和四环芳烃相对含量的提高更有利于各向异性广域型中间相结构的形成。     

合成参数对均四甲苯亚甲基齐聚物的组成结构及其衍生中间相沥青性能的影响

以均四甲苯为原料合成以亚甲基桥连接的芳烃齐聚物，进一步热处理制取可纺性中间相沥青，详细考察了反应温度和停留时间对均四甲苯亚甲基齐聚物的组成结构及其衍生中间相沥青性能的影响。结果发现，随着反应温度的升高，齐聚物的收率和软化点先提高，后降低。过高的反应温度使齐聚物的分子量分布变宽和杂原子含量增加，不利于在进一步热处理时制取高光学各向异性的优质可纺性中间相沥青；随着停留时间的延长，齐聚物的平均聚合度缓慢上升，直至达到反应平衡。不同停留时间得到的齐聚物有进一步炭化过程中均可制得光学各向异性发达的中间相体，只是收率稍有差异。     

富芳烃重油组分结构调变对中间相沥青形成的影响机制

对重油富芳烃组分转化为次生沥青及其氢化改性沥青的热转化行为进行了比较，并对热转化过程中体系化学结构组成特征对中间相形成的影响进行了研究。采用红外光谱及氢核磁共振波谱，对比分析了次生沥青及其氢化改性沥青的化学结构组成特征；借助偏光显微镜、X射线衍射，考察了两体系中间相沥青的形成过程。结果表明：控制体系短烷基侧链含量可有效抑制过度炭化的发生，提高炭化产物的微观有序度；短烷基侧链可以持续稳定释放出小分子自由基，对大分子自由基反应进行调控，显著提升炭化产物微观结构的均一性。     

富芳烃油馏分组成对中间相沥青形成的影响

中间相沥青是制备新型碳材料的优良前躯体,其品质与原料的结构性质密切相关。采用减压蒸馏工艺对富芳烃油进行馏分切割预处理,得到不同结构组成的馏分油,分别进行热处理制备中间相沥青。对原料的相对分子质量及分子结构进行表征,并采用偏光显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重、X射线衍射等研究手段对产品的微观结构、分子结构和微晶结构进行分析,探讨原料相对分子质量及分子结构对中间相沥青形成与发展的影响。结果表明：原料结构组成是影响中间相品质的重要因素,相对分子质量分布窄、环烷结构含量高的原料有利于形成各向异性结构含量高、软化点低、微晶结构有序的中间相沥青。     

高分子改性对中间相沥青微观结构及炭纤维力学性能的影响

以富芳烃重馏分油（FCCDO）和聚乙二醇（PEG）为原料,在一定条件下进行共炭化反应得到可纺中间相沥青并制备力学性能优异的碳纤维。借助元素分析、X射线衍射、氢核磁共振等表征手段深入分析PEG添加量对中间相沥青结构组成及碳纤维性能的影响规律,并对共炭化机理进行推测。结果表明,随着PEG添加量增加,所得中间相沥青的软化点降低,收率增加,分子中烷烃结构数量明显增多,同时产物沥青的光学组织由中间相充分发展的广域流线型转化为小域流线型,最后转化为两相（中间相和各向同性相）共存的混合沥青。碳纤维的力学性能随着PEG添加量的增多而呈现先增大后减小的趋势。PEG添加量（w）为5%时可制备出直径为11.4 μm、拉伸强度最高可达2.4 GPa的碳纤维。     

石油沥青基碳材料的电化学应用研究进展

石油沥青是石油加工过程产生的一种大宗化学品，用途广泛但工业附加值较低。以石油沥青为碳源制备先进碳材料，用于储能和电催化等电化学过程，不仅可提升其附加值，而且可为新能源领域发展提供质优价廉的碳材料，具有重要工业应用前景，从石油沥青的化学组成、碳化机理、构效关系等角度对近年来石油沥青基碳材料的制备及其在电化学领域的典型应用进行综述，并对其未来发展方向提供建议。     

催化裂化油浆富芳烃馏分的组成及其炭化行为

采用傅里叶变换红外光谱、氢核磁共振及偏光显微镜等方法,研究了催化裂化油浆富芳烃馏分单独炭化及其与乙烯焦油共炭化的行为。研究结果表明,原料的组成对炭化行为有决定性影响,只有调制出合适的原料,才能在一定条件下得到易于有序堆积的片状芳核结构,进而生成无缺陷的晶体结构。乙烯焦油和催化裂化油浆富芳烃馏分混合,可起到共炭化的协同效应。催化裂化油浆富芳烃馏分与乙烯焦油以质量比1∶1混合,在3.5MPa、400～420℃下炭化17～20h,可得到广域流线型结构的中间相沥青,进而可制备出针状焦。     

FCC油浆研制中间相沥青泡沫炭

以FCC油浆富芳油制备中间相沥青基泡沫炭,在箱式电阻炉内800~1 400 ℃范围、通入1 L/min氮气稀释空气的条件下,考察了中间相沥青泡沫在炭化前后的SEM微观形态、表面官能团和XRD衍射图的变化情况,尤其是炭化温度的影响。SEM照片表明：随炭化温度升高,泡沫炭孔壁逐渐被破坏。XRD分析结果表明：随炭化温度升高,泡沫炭的晶格规整性得到改善。红外分析结果表明：中间相沥青泡沫固化后,表面存在大量的C-H、C=O和COO-基团,经过炭化后,COO-和C-H含量减少,O-H含量增加,在1 100 ℃以上继续炭化,泡沫炭表面的C-H,C=O,O-H和COO-基团含量变化较小。综合考虑泡沫炭的表面官能团、晶格参数和形态,适宜的炭化温度为1 100 ℃,在此温度下可以得到形貌较好、孔径为150~300μm的泡沫炭样品,其晶体结构参数La,Lc,N,d002分别为2.5 nm,2.31 nm,10,0.347 6 nm。     

合成参数对均四甲苯亚甲基齐聚物的组成结构及其衍生中间相沥青性能的影响 Ⅰ.交联剂用量

以均四甲苯为原料，通过三聚甲醛／对甲苯磺酸交联合成以亚甲基相连接的齐聚芳烃，进一步热处理制备了可纺性中间相沥青。考察了交联剂用量对均四甲苯亚甲基齐聚物的组成结构及其衍生中间相沥青性能的影响。结果表明，随着交联剂用量的增加，所得齐聚物的收率和软化点升高，平均聚合度增大，分子量分布变宽，由此造成齐聚物制备的中间相沥青的光学各向异性等色区域变小，软化点升高，可纺性变差，其原因在于高交联剂用量引起的齐聚物的分子量变大和杂原子含量增加。     

Production of petroleum pitch from oil refinery residues

The possibility of obtaining petroleum pitches from heavy pyrolysis resin, the heavy distillate formed in production of pitch from heavy pyrolysis resin, and heavy catalytic gasoil is examined. The composition and physicochemical properties of the petroleum pitches obtained and the intermediate products from the process are investigated. The important possibility of obtaining isotropic fiber-forming petroleum pitches with a yield of 20–23.1 wt. % from heavy pyrolysis resin in a unit with an intermittent reactor is demonstrated.     

催化裂化油浆超临界萃取组分热缩聚生成中间相沥青的定量研究

以某催化裂化油浆为初原料,经超临界萃取预处理后,采用管式电炉试验器进行热缩聚制备中间相沥青,采用偏光显微镜和ImageJ软件对中间相沥青产品进行定性和定量分析。结果表明,原料中的硫元素质量分数对中间相沥青产品性质的影响复杂。随着反应时间的延长和温度的提高,流域型中间相体积分数稍有减少,并且流线型向着小流域型和纤维状两个方向发展,而压力对流域型中间相的发展影响不大。预处理后的催化裂化油浆在热缩聚条件为420℃、4 h时得到的中间相沥青的性质最好。     

Ni~(2+)和Sn~(2+)改性的SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂对稠油的降黏性能

稠油黏度高的特性使其开采难度较大。为降低胜利油田稠油的黏度,制备了金属离子(Ni2+和Sn2+)改性的SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂,考察了这两种催化剂对稠油的降黏性能。实验结果表明,Ni2+和Sn2+改性的SO24-/ZrO2固体超强酸催化剂能在较低的温度下催化稠油降黏,在反应温度240℃、压力3~4MPa、反应时间24h、稠油与催化剂质量比100∶0.05的条件下,稠油的黏度由0.319Pa.s分别降至0.135Pa.s和0.163Pa.s,降黏率达57.7%和48.9%。反应后,稠油中的饱和烃含量增加,芳烃、胶质和沥青质含量减少,杂原子S和N的含量降低。同时发现,水的存在对稠油降黏不利。     

环烷基重油与低温煤焦油共碳化制备针状焦的结构相容性

以环烷基重油(HO)和低温煤焦油(LCT)为原料,通过喹啉的萃取与改性得到不同喹啉不溶物(QI)含量的改性LCT,考察了HO和改性LCT共碳化制备针状焦的反应特性;研究了重油原料和煤焦油共碳化制备针状焦过程中的结构演化机理,并分析了出现结构不相容的原因。结果表明：LCT中的QI在碳化过程中易造成空间位阻,产生结构性缺陷结构,进而影响芳香片层间的有序堆叠;HO与改性LCT共碳化制备的针状焦结构中出现了明显的结构性分离界面;改性LCT中的QI在共碳化过程中逐渐聚集,并形成相分离界面,阻碍了各向异性大分子结构的渗透与扩散。改性LCT中QI的脱除有助于提高2种原料的结构相容性以及碳质结构的协同性演化。     

吐鲁番坳陷鲁克沁稠油油藏形成及演化特征

鲁克沁稠油油藏位于吐哈盆地吐鲁番坳陷的中部,是目前在该盆地三叠系中发现的惟一稠油油藏,也是该盆地中规模较大的石油聚集区,具有复杂而独特的聚集规律。印支末期的构造运动使该构造带在印支末期前后的地势发生了显著变化。这种构造上的复杂变化与某些成藏条件的变化造成了鲁克沁稠油聚集带异常的稠油聚集特点。该稠油聚集带东高西低,说明稠油的运移曾出现过较大规模的自东向西的运聚。高孔隙度厚层砂岩中的断层能形成侧向封堵,并形成厚层断块稠油油藏。稠油聚集带不同部位储层的含油饱和度与孔隙度的关系存在较大差异,石油的注入位置不在现今构造带的最低部位,而在其倾斜构造带中东部的玉东1井区。     

Comparative thermal study of heavy crude oils by DSC

Crude oil represented 50% of primary energy consumption in the world at the beginning of this decade. For each reservoir existent of conventional petroleum or gas there is three times the amount of heavy crude oil in the planet. The present work investigates the thermal behavior of three heavy crude oils from Brazilian basins. It was possible to make an interesting comparison for the same petroleum due to the use of different DSC equipment, especially for the extra heavy crude oils. The petroleum sample with the lowest °API exhibited the highest value for specific heat capacity between all studied samples.     

非常规原油的加工利用进展——以委内瑞拉超重原油和加拿大油砂沥青为例

委内瑞拉超重原油和加拿大油砂沥青是目前世界上开发利用程度相对较高的非常规原油资源。目前主要在其产地进行稀释或在该国的改质工厂进行改质,改质方案主要有脱碳和加氢两种,得到的产品送入炼厂进一步加工生产运输燃料和其他石油产品。委内瑞拉现有4个超重原油改质工厂,生产高质量的轻质低硫合成原油或重质高硫合成原油。加拿大现有6个主要的油砂沥青改质工厂,生产不同品质的合成原油。近年来,我国石油公司分别与委内瑞拉和加拿大的能源公司就超重原油和油砂沥青的开发利用开展了多项合作,随着合作的深入,我国炼油企业加工这两种非常规原油的机会也将越来越多。为更好地利用这些资源,提出了加快开发具有自主知识产权的非常规原油加工技术的建议。     

低温热缩聚-溶剂热萃取法制备同性沥青基碳纤维

以加氢预处理后的催化裂化油浆为原料,采用低温热缩聚与溶剂热萃取相结合的方法制备同性沥青,并研究了不同热缩聚温度、不同溶剂、不同体积比的正庚烷-甲苯混合溶液对同性沥青的影响。将同性沥青通过熔融纺丝、预氧化、炭化得到同性沥青基碳纤维。采用偏光显微镜、XRD、红外光谱、元素分析、热重分析和扫描电子显微镜等手段对同性沥青基碳纤维进行表征。结果表明：在热缩聚过程中,温度小于400℃能有效避免中间相小球的生成;在溶剂热萃取过程中,随着制备聚合沥青的热缩聚温度升高,正庚烷不溶物软化点也相应提高;随着甲苯含量的提高,混合溶液不溶物收率降低,软化点升高;390℃低温热缩聚,以正庚烷为溶剂进行溶剂热萃取制得的同性沥青软化点达到230℃,熔纺性能好。原丝纤维最佳预氧化条件为：先以升温速率1℃/min升温至180℃,然后以0.5℃/min升至270℃维持30 min;炭化后得到的同性沥青基碳纤维碳质量分数达到94%,拉伸强度达到1.113 GPa。     

稠油破乳技术研究进展

稠油破乳脱水是油田生产中不可或缺的环节,稠油破乳技术已成为石油工业领域重要的研究方向之一。系统阐述了各种常见稠油破乳技术的研究进展,重点总结了物理破乳、化学破乳和生物破乳技术各自的破乳机理、技术特点及应用进展,归纳总结了单一稠油破乳技术所需解决的主要问题,并对稠油破乳技术未来研究方向进行了展望。     

石油基浸渍剂沥青的制备综述

综述了国内外浸渍剂沥青制备技术的研究现状与发展方向，主要介绍了以石油沥青为原料制备浸渍剂沥青的技术。根据产品质量要求，需要对原料作相应的改性，介绍了对原料进行改性的工艺，认为石油沥青经过改性后制备浸渍剂沥青符合环保和经济性要求。