作为重油轻质化的核心,催化裂化装置一直是我国石油化工企业经济效益的主要支柱。介绍了国内催化裂化技术的发展历程,并依据目标产物的不同,从油品生产技术、多产低碳烯烃技术、产品结构调整技术等3个方面,综述了国内催化裂化技术的发展现状;总结了不同催化裂化技术的设计思路、主要特点及工业应用效果,重点对比了不同技术所使用的反应器型式与催化剂类型的异同;探讨了催化裂化技术在提升油品质量及满足市场需求,提高低碳烯烃、BTX(苯、甲苯、二甲苯)等基础化工原料产率及选择性等方面开展的研究工作,为企业高质量发展提供了可选的技术方案。原料重质化多样化、产品质量优质化、产品结构灵活化、生产过程清洁化等仍是今后催化裂化技术的研究重点。
针对某油田在开发过程中出现油井堵塞的难题,以Y3原油为研究对象,通过室内实验分析了原油的组成以及井筒堵塞物的主要成分;对油田收集的地层堵塞物进行甲苯抽提,并利用XRD分析了甲苯不溶物的成分;对可溶物部分进行四组分分离,并重点研究了可溶物及Y3油样中沥青质的组成及性质;通过沥青质吸附实验,测量油水界面张力、水下接触角等,探究沥青质极性和芳香性对其界面性质的影响。结果表明,该油井的地层堵塞物主要矿物为石英、长石、方解石等;与Y3原油中沥青质相比,堵塞物中的沥青质分子质量更大,杂原子质量分数以及芳碳率更高,堵塞物中含蜡极少;井筒堵塞的主要原因是沥青质在砂石上的吸附,沥青质杂原子质量分数及极性对吸附量和界面张力等有较大的影响。
为考察烃类族组成对喷气燃料理化性质的影响,分别将煤基航煤和生物航煤加入3号喷气燃料中,按照GB 6537-2018《3号喷气燃料》规定的实验方法对喷气燃料的17项理化性质进行了检测。结果表明,烃类族组成是喷气燃料8项理化性质的主要影响因素,随着链烷烃质量分数的增加或者环烷烃质量分数的降低,10%回收温度、50%回收温度、终馏点、冰点、-20 ℃运动黏度和烟点基本单调降低,而密度和体积净热值单调升高;烃类族组成是其余9项理化性质的非主要影响因素,链烷烃质量分数的增加或降低均会导致闪点、萘系烃体积分数降低,链烷烃和环烷烃质量分数对质量净热值、腐蚀性、热安定性、胶质质量浓度、水反应界面情况、水反应分离程度和水分离指数几乎没有影响。在航空替代燃料与喷气燃料掺配使用时,可以根据烃类族组成对喷气燃料理化性质的影响规律对掺配后燃料的理化性质进行一定程度的预测,从而减少实验次数,提高效率。
供气可靠性优化分配是天然气管道系统供气可靠性的重要组成部分,为了研究成本最低的供气可靠性优化分配方案,构建了基于管道系统供气能力的费用函数模型;针对粒子群等传统优化智能算法更新迭代过程中未涉及约束条件,提出了一种基于外点罚函数法的天然气管道系统供气可靠性优化方法;将优化分配模型中约束条件转化为惩罚函数项,构造新的目标函数,将有约束分配问题转化为无约束极值问题;针对某天然气管道系统,基于外点罚函数法进行供气可靠性优化分配,得到了供气可靠性优化分配值。结果表明,外点罚函数法在保证精确度的同时,能够显著缩短运算时间;分配结果具有良好的收敛性且符合工程实际;通过明确单元供气可靠性优化分配值,将其与当前可靠度对比,能够识别系统供气薄弱单元,为提高管道系统供气可靠性提供科学依据。
中俄东线某站场过滤分离区为并联管路,由于管内压力和管道布局的不同可能会出现支管流量分配不均的问题,影响过滤效果和整体工作效率。为避免管路偏流,使用计算流体动力学(CFD)方法进行了过滤分离区流量流向研究。结果表明,系统内压力分布、湍流分布、沿程摩阻损失、流体惯性等因素共同影响支管流量分配;在11种并联管路布置方式中,进出口在同侧的轴向进径向出方式3总体上偏流情况最小;正常工况下,在计算范围内偏流情况随汇管直径、支管中心间距的增大而减小;支管堵塞的故障工况会使系统的偏流程度大幅度增大。通过研究得到了并联管路流量分配规律和影响流量分配的主要因素,研究结果有助于指导输气站场的设计与建设。
成品油管道泄漏会造成环境污染,威胁居民的生命安全,因此对成品油管道泄漏进行监测和识别具有重要意义。建立成品油起伏管道泄漏监测识别模型,并通过控制阀门开度制造压力波,监测识别管道泄漏位置,研究了阀门开度、阀门起闭间隔时间对泄漏定位精度的影响。结果表明,泄漏监测识别模型对中孔泄漏识别精度较高,而对小孔和大孔的识别预测能力较低,泄漏定位的相对误差较大;当阀门开度由90%分别降至10%、30%和50%时,压力波波动信号的振动幅度均降低,通过泄漏监测识别模型计算的泄漏定位的相对误差逐渐增大,推荐阀门开度由90%降至10%;随着阀门启闭间隔时间的增加,因压力波信号和压力波返回信号相互影响,通过泄漏监测识别模型计算的泄漏定位的相对误差越来越大,推荐阀门启闭间隔时间为1 s。
为了提高磁方位角的测量精度,获得精确的磁偏角信息,通常需要构建更高精度的当地地磁模型。相较于全球地磁模型,当地地磁模型包含地下磁矿脉在地表引发的磁异常信息。由于地下磁矿脉的埋藏深度和规模不同,其对不同井深处磁偏角的影响也各不相同。因此,在中深井(Z井)方位角校正时,有必要考虑地下磁矿脉的影响。利用ANSYS Maxwell数值模拟软件,建立了考虑埋藏深度、规模磁矿脉影响的地磁场模型;通过数值模拟,并结合中深井的实际钻井眼轨迹,提出了一种方位角校正方法,并量化评估了地下磁矿脉对方位角和井眼轨迹的影响。结果表明,在磁矿脉埋深达到2 100 m时,地下磁矿脉对2 000 m 地层厚度内钻井方位角影响的偏移量约为0.6°;若考虑地下磁矿脉的影响,井眼轨迹难免会发生偏移,且偏移量随着井深的增加而增大,这可能会导致中深井脱靶等事故。因此,进行地下磁矿脉影响下的方位角校正对提高方位角测量精度、实现精准导向具有重要意义。
茚并哒嗪衍生物因具有良好的生物活性,在农药和医药等领域具有广泛的应用前景,因此开发一种快速高效的合成方法越来越受到研究者的关注。设计了一种酸催化的烯丙基苯与四嗪官能化环化反应,对反应中间体进行捕获并使用核磁共振波谱仪对中间体以及产物进行了结构表征。结果表明,该反应经历分子间[4+2]环加成和分子内傅克烷基化反应等历程,实现了一步合成茚并哒嗪衍生物;反应还具有广阔的底物范围和良好的官能团相容性,能够以67%~95%的产率得到一系列的茚并哒嗪衍生物;在克级实验研究中,目标产物的产率可以达到81%,证明了该反应具有潜在的应用价值。
丙烷脱氢反应在热力学上处于不利状态,因此需要通过优化工艺条件来实现动力学控制。利用单因素实验和多因素响应面法分析优化PtSnK/Al2O3催化剂上丙烷脱氢工艺条件,并进行了实验验证。通过单因素实验为响应面法筛选出考察因素取值范围;采用反应温度、体积空速、氢烃比(氢气与丙烷的物质的量比)3个因素的Box?Behnken设计,以丙烯选择性为响应值,对丙烷脱氢反应条件进行了多因素响应面法分析优化;对优化后的工艺条件进行了实验验证。结果表明,优化的反应温度为605 ℃,体积空速为2 200 h-1,氢烃比为0.6,该工艺条件下丙烯选择性的理论预测值为93.01%;各因素影响的权重从大到小的顺序为反应温度>氢烃比>体积空速;优化后丙烯选择性的实验测定值为93.00%,丙烷转化率为32.00%,丙烯选择性的实验测定值与通过多因素响应面法预测的结果一致,说明模型可靠、可信。