非常规石油资源热解特性研究

通过自制的热解装置对非常规石油资源油砂、油页岩及油泥进行了热解模拟实验研究,分析了不同热工条件下热解产物中油和干馏残渣的特性、气体组分和产率。结果表明,固体产物的产率随着热解温度的升高逐渐下降,油的产率在500℃左右时存在最大值,不凝结气体的产率随着热解温度的升高逐渐升高;不同热解温度下油气收率为95％～99．5％,其中油的比例为70％～75％;非常规石油资源的热解液态产物具有良好的发火性、低温流动性能、良好的安全性等特性,可以达到燃料油的指标要求。     

含油污泥热解动力学特性研究

采用热重分析仪对胜华炼油厂的含油污泥在氮气气氛下进行热重分析，考察在5 ℃omin-1、10 ℃omin-1和15 ℃omin-1的升温速率下的热重曲线并分析其热解特性，实验结果表明，污泥热解分为二个阶段：水份的析出阶段和有机物的热解反应阶段。对主要的有机物热解阶段采用微分法对实验数据进行回归拟合，确定污泥热解机理方程，并求出反应动力学活化能E和频率因子A。温度范围为200℃-450℃反应级数为2级，温度范围为450℃-900℃反应级数为0.8级，在不同升温速率下两个温度范围的活化能变化不大。     

新型PSA吸附剂在制氢装置上的应用

由于原料变化及PSA(变压吸附)能力限制,中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司(大庆石化)炼油厂制氢装置实际的产氢能力达不到用氢需求,在油品升级国Ⅳ、国Ⅴ时存在氢气缺口,根据大庆石化氢气平衡情况,为保证炼油厂油品升级的顺利完成,需要将制氢装置PSA提纯系统能力提高到44 dam3/h,以解决由于制氢装置中变气PSA能力不足带来的油品升级困难。2015年7月,对大庆石化炼油厂制氢装置进行了扩能改造,采用了HX5A-10H,HXNA-CO/10新型吸附剂,此种吸附剂相对传统的吸附剂具有强度高、吸附容量大、堆密度大等特点,使PSA装置吸附剂的装填比例更加优化,吸附剂动态吸附容量提高,同时进一步减小了吸附塔死空间,提高了PSA装置氢气收率及氢气产量,中变气PSA装置出口氢气纯度能够达到99.9%,氢气收率达到90%以上,为炼油厂油品升级提供了稳定的氢气保障。     

吉化油泥热解燃烧特性及动力学研究

本文对吉化集团炼厂油泥进行基本性质分析、热重实验、热解和燃烧特性分析及动力学研究.结果表明,吉化油泥含油率为14.74％,含水率为72.82％.通过设置5、10、15、20、30℃/min共5组升温速率,得到热解和燃烧特性及动力学参数.油泥热解过程由挥发阶段及热解阶段组成,主要分为有机物的挥发以及少量易反应杂原子的热解...     

含油污泥热解特性和动力学研究

采用热重分析仪对胜华炼油厂的含油污泥在氮气气氛下进行热重分析,考察不同升温速率下含油污泥的热重曲线并分析其热解特性.采用微分法对实验数据进行回归拟合,确定含油污泥热解动力学方程,求出反应活化能E和频率因子A.结果表明,含油污泥有机物的热解反应第一阶段(200～450℃)反应级数为2.0;第二阶段(450～900℃)反应级数为0.8.升温速率分别为5,10,15℃/min时,有机物热解第一阶段的活化能分别为33.95,36.63,38.99 kJ/mol;第二阶段的活化能分别为16.31,12.98,15.97 kJ/mol,总体上变化不大.     

油页岩干酪根热解产物特性研究

采用裂解色谱(PY-GC-MS)、电子顺磁共振波谱(EPR)和红外光谱(FTIR)等技术手段,分析了Estonia油页岩中干酪根及其热解产物的结构特性,研究了不同温度下中间产物与最终产物的关联性.结果显示:油页岩热解符合干酪根热解为中间产物热沥青,热沥青再热解为页岩油、干馏气和半焦等产物反应路径,中间产物热沥青的生成趋...     

含油污泥热解及热解油加氢精制研究

采用热解法对油田污泥进行处理,通过热解分析及热解放大试验,考察不同温度下热解油收率的变化,并对热解油进行加氢精制研究。结果表明:随着热解温度升高,产油率降低,热解终温以600℃较为适宜,产油率为38.61%,产气率为6.52%;热解油的残炭、金属含量、硫含量、氮含量以及沥青质含量均较低;在反应温度为420℃、氢分压为12.0 MPa、氢油体积比为800、体积空速为1.0h~(-1)的条件下,热解油经加氢处理后,脱硫率为94.5%,脱氮率为89.4%,氢油馏分收率较高,可作为轻质燃料调合组分,而蜡油馏分及重油馏分可以作为优质的加氢裂化原料,进而获得更多的轻质燃料。     

废轮胎热解过程中的动力学与热力学特性及热解油组分分析

废轮胎作为一种典型的城市固体废物,由于具有耐酸、耐碱和耐生物特性,其清洁化处理难度较大。通过热解技术研究废轮胎的热解反应机理及热解油组分特性,进而可实现废轮胎的资源化利用。采用热重分析技术（TGA）对不同升温速率（5℃/min、10℃/min、15℃/min和20℃/min）下废轮胎的热解特性进行了系统研究,发现废轮胎热解过程主要发生在200～500℃温度区间,随着升温速率的增加,失重曲线（TG曲线）和失重速率曲线（DTG曲线）逐渐向高温方向偏移。采用3种等转化率法模型（Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)模型、Ozawa-Flynn-Wall(OFW)模型和Friedman(FM)模型）对热失重数据进行了动力学分析。拟合结果表明,3种模型对应的表观活化能（Ea）分别为148～221 kJ/mol、150～221 kJ/mol和156～232 kJ/mol。随着转化率的升高,Ea和指前因子（A）呈先增大后减小趋势。在此基础上,通过OFW模型计算了不同转化率下的热力学参数（焓变（ΔH）、吉布斯自由能变（ΔG）和熵变（ΔS））。结果表明,随着转化率增加,ΔS和ΔH不断...     

聚氯乙烯热解动力学及热解产物组成研究

采用热重法对聚氯乙烯(PVC)塑料进行热解实验,研究其热分解特性;采用Friedman法和?kvára-?esták模型计算PVC塑料热解反应的活化能和机理函数;采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)和X射线衍射光谱(XRD)等手段分别测定热解油、热解气和热解残渣组成。实验结果表明：PVC塑料的热解反应主要分为2个阶段,第一阶段热解发生在250～390℃之间,质量损失约为65%,其平均活化能为152.58 kJ/mol,热解反应机理为二级化学反应;第二阶段热解发生在390～560℃之间,质量损失约为29%,其平均活化能为231.52 kJ/mol,热解反应机理为随机成核和随后生长模型。GC-MS结果表明：PVC塑料的热解油气组成主要包括烷烃、烯烃、含氯有机物和芳烃化合物,热解残渣主要由石墨碳组成。研究结果可为废塑料脱氯和资源化利用提供理论基础参考。     

大型煤制氢变压吸附技术应用进展

由于煤化工产业壮大、原油劣质化、燃油品质升级、氢能技术进步等趋势影响,氢气需求量将大幅提升,为低成本的大规模煤制氢带来了机遇和挑战。我国大型煤气化技术具有规模大、压力高、煤种适应性广等特点,与此相适应的大型煤制氢单元中变压吸附制氢已成为提纯氢气的主流技术之一。根据现有的变压吸附制氢工艺、设备、规模等发展现状,讨论了大型煤制氢变压吸附技术的发展方向。     

基于TG-FTIR的减压渣油热解特性及动力学研究

采用TG-FTIR对长庆减压渣油(CQVR)和秦皇岛减压渣油(QHDVR)的热解行为及几种典型热解产物(CO₂、CO、甲烷、乙烯、C₂⁺脂肪烃和轻芳烃)的释放特性进行了研究。实验结果表明,与CQVR相比,QHDVR具有较低的反应活性和较高的焦炭收率。由于化学组成与结构不同,CQVR和QHDVR的热解气态产物释放曲线呈现出差异性。通过无模式函数法中的Friedman算法对CQVR和QHDVR在转化率为0.20～0.85时的热解表观活化能进行了计算,平均表观活化能分别为173.08 kJ/mol和181.12 kJ/mol。CQVR和QHDVR的表观活化能随转化率的变化趋势表明,CQVR更易发生裂解反应。     

炼厂含油污泥低温热解研究

延长油田某炼厂含油污泥的含水率为19.63%,含油率为28.85%,外观呈油黑色,具有较大的回收利用价值。以热解油回收率为考核指标,通过单因素实验和正交实验对某炼厂含油污泥热解参数进行了优化,研究了热解终温、停留时间、氮气流速、升温速率以及加热方式对热解油回收率的影响规律,并初步分析了热解终温对热解油凝点的影响。结果表明,热解时间对热解油回收率影响最大,氮气流速无明显影响。最佳热解条件为:污泥初温时加入热解炉,热解终温440℃、停留时间4 h、氮气流速80 m L·min~(-1)、升温速率10℃·min~(-1),此时的热解油回收率最大,达到73.56%。另外,在热解终温400℃~450℃范围内,随着温度的升高,热解油的凝固点逐渐降低。     

废轮胎热解催化剂的研究初探

综述了国内外废轮胎热解催化剂的研究现状,讨论了废轮胎热解用催化剂及其对废轮胎热解反应的影响,介绍了废轮胎与生物质在催化剂存在时的共热解技术,并对催化反应机理进行了论述。指出了当前废轮胎催化热解研究和应用中存在的催化剂分离、结焦等问题,并提出了今后的研究方向。     

半干化含聚油泥的微波热处理过程研究

采用微波加热技术对半干化含聚油泥的热处理过程进行了研究。实验结果表明：在微波作用下,半干化含聚油泥的热处理过程分为五个阶段：快速升温区段、微波干化区段、烃类物质微波蒸发区段、微波热解区段和微波焚烧区段。其中,半干化含聚油泥的热解温度一般为370℃～450℃。含聚油泥质量的增加,对半干化含聚油泥的微波热处理过程特征没有影响;随着含水率的减少,半干化含聚油泥的微波干化过程将消失;而微波功率的增加,含聚油泥的微波热处理过程加快。在半干化含聚油泥微波热处理过程中,所冷凝回收的液相油品主要成分为汽油、柴油和重油,并且汽油、柴油的总含量达到70%,回收油的品质较好。含聚油泥微波800℃焚烧残渣的重金属离子溶出量大大低于国家标准值,作为微波吸收剂,加入到含聚油泥中可使微波热处理过程显著加快,说明残渣炭作为微波吸收剂是微波技术处理半干化含聚油泥的有效节能方法,值得进一步研究。     

新疆油砂热解特性

采用甲苯抽提法对新疆油砂进行分离,并通过热重分析仪对油砂、油砂沥青、沥青四组分和泥沙进行了热解特性研究。结果表明:油砂热解过程可分为3个阶段,其中第2阶段为重要的产油区。在380～520℃,油砂沥青的热解失重速率最快,是沥青热解过程的主要失重区。油砂沥青四组分的饱和分最高失重速率为最快,峰值温度为最低;饱和分的生焦率为0,沥青质的生焦率为最高(达到29.1%)。油砂泥沙在热解过程中分为2个阶段,分别归因于表面残留的极少量有机质的热分解,以及方解石类固体矿物质的分解。     

含油污泥热解残渣中热解炭的回收及应用研究

通过物理浮选与化学分离相结合的方式对含油污泥热解残渣进行资源化处理,回收热解残渣中的热解炭,并将其应用于采油污水的处理与工业油品的吸附。结果表明:回收的热解炭纯度达到95.93%,其表面分布着诸多形状不规则的孔隙,孔隙结构以中孔为主,比表面积、孔隙体积与平均孔径分别为454.47 m^2/g,0.61 cm^3/g和6.91 nm。同等条件下,热解炭对采油污水中COD和石油类的处理效果优于活性炭。对于柴油和原油的吸附,热解炭的初始瞬时吸附速率比活性炭分别快3.8倍和1.86倍。当热解炭达到吸附饱和时,活性炭对柴油和原油的累积吸附量远低于热解炭。     

煤焦油渣热解特性及动力学分析

采用热重-红外(TG-FTIR)联用技术研究了煤焦油渣在不同升温速率(8、25、50 ℃/min)下的热解特性,得到热解反应特征参数;并利用Freeman-Carroll模型对热解过程进行动力学分析。结果表明：升温速率对煤焦油渣热解反应特征参数具有正相关的影响;对于热解过程,热重曲线呈现明显的三段式分布,升温速率对挥发分的总析出量影响不大;适当提高升温速率使热解产物释放更加集中,挥发分释放更加剧烈,热解速率加快;但过高的升温速率则使挥发分短时间集中释放,颗粒内挥发分与煤焦的接触几率增大,促进了二次反应,二次反应产物沉积在煤焦表面,反而使煤焦产率增大;煤焦油渣的热解反应活化能随升温速率的增加而增大,呈正相关性,适宜的升温速率有利于挥发分的析出和二次反应的发生;热解反应动力学参数在整个反应区间线性拟合效果较好,不同升温速率下的活化能和指前因子存在较好的动力学补偿关系。     

委内瑞拉减压渣油的热解特性及其动力学研究

采用热重-质谱(TG-MS)联用对委内瑞拉减压渣油在不同升温速率下进行热解实验,研究其热解反应特性,并采用3种等转化率法和分布活化能模型(DEAM)求取减压渣油热解反应的动力学参数。实验结果表明,委内瑞拉减压渣油的热解主要反应温度区间为179～490℃,总质量损失率为77.54%,质量损失峰值在446℃达到最大,最大质量损失速率为317.38μg/min。Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法比其他2种等转化率法能更好地描述减压渣油的热解过程,由其计算得到的热解活化能为56.77～178.91 kJ/mol。进一步采用DEAM模型将减压渣油分为4个假定组分,对升温速率为10℃/min条件下的热重分析(TG-DTG)数据进行分峰拟合,求得饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分动力学参数,并据此获得减压渣油总活化能分布曲线。结果表明,委内瑞拉减压渣油活化能主要集中在100～250 kJ/mol范围内,通过加权求和获得平均活化能为190.11 kJ/mol。     

微波法制备AgCeY吸附剂及其脱硫性能的研究

采用微波辅助法成功制备了AgCeY吸附剂,采用XRD,BET,XPS和Py-FTIR等技术对吸附剂进行了表征,并对吸附剂的制备条件,平衡等温吸附,动力学和热力学进行了研究。研究表明：在微波辐射时间20 min,微波功率400 W,微波温度70 °C条件下制备的AgCeY吸附剂具有最佳的吸附脱硫性能。微波法制备的AgCeY吸附剂比传统的液相离子交换法制备的AgCeY具有更高的路易斯酸度,并且其脱硫能力有了显著提高。噻吩（TP）和苯并噻吩（BT）在AgCeY吸附剂上的吸附过程可用Langmuir模型来描述,动力学模型可用伪一级模、伪二级模型和Langmuir模型来描述。TP和BT在AgCeY吸附剂上的吸附过程是传质控制的,并且是一个自发放热过程。     

生物质热解油的特性及精制

生物质热解油是生物质通过快速热解而得到的液体产物,可作为理想的石油替代能源。综述了生物质热解油的研究现状,重点介绍了生物质热解油的性质、预处理方法和化学组成,讨论了目前采用的精制生物质热解油方法,如催化加氢、催化裂化、乳化、催化酯化和水蒸气重整的特点,展望了生物质热解油的研究方向,并提出了相关建议。