原油族组成对润湿性影响的研究

针对新疆油田七东区原油进行色谱柱分离,有效分离出沥青质、胶质、芳香分和饱和分;通过元素分析,氢碳原子数比的大小依次为饱和分芳香分胶质沥青质,随着组分加重,氢碳原子数比逐渐降低;通过润湿性接触角分析,从大到小依次为沥青质胶质芳香分饱和分,族组成对云母片润湿性有显著的影响。     

重度原油注空气低温氧化过程研究(英文)

低温氧化反应对现场燃烧(ISC)技术点火的成功有十分重要的影响.采用高压氧化管,研究了不同温度压力下,新疆克拉玛依重度原油的低温氧化过程.结果表明,温度和压力的变化对低温氧化反应的放热程度、持续时间以及气体产物有明显影响.适合油样低温氧化反应的温度和压力分别为150℃和10MPa.此外,采用纯组分替代原油族组分进行低温氧化实验,研究低温氧化反应对原油族组分(饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质)含量的影响.结果表明,原油所含族组分中,芳香烃组分最易被氧化,其含量由氧化前的19.17%减少到12.38%(150℃)和9.51%(250℃).随着低温氧化过程的进行,结构复杂的族组分(胶质、沥青质)的含量明显增加.实验数据对油藏实施注空气技术,以及该技术现场实施条件的确定有十分重要的指导意义.     

大庆原油四组分分析及界面性质研究

采用四组分分离法将大庆原油分离成饱和分、芳香分、胶质和沥青质,用红外光谱、相对分子质量和元素分析等方法分析其结构组成,考察了化学结构与界面性质之间的关系.结果表明,大庆原油含饱和分最多,含氧官能团的羧酸类或酚类较多的胶质界面活性最大;相对分子质量较大的沥青质、胶质对油水界面膜的形成和稳定起决定作用;芳香分是油滴表面Zeta电位负值最大的组分.     

低温氧化对原油组成的影响

通过空气与原油在油藏温度和一定压力下低温氧化过程的模拟实验,对反应前后气体与原油的组成进行分析.结果表明,实验条件下低温氧化反应后原油芳烃含量减少,胶质含量增加,饱和烃含量和沥青含量基本不变,正构烷烃轻重组分比增加;原油黏度有所增加.     

渣油在加氢处理中的性质和结构变化规律研究

利用渣油加氢处理中试装置,获得了经过脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱氮催化剂的系列渣油加氢处理产物,分析了各产物的性质。随加氢深度增加,硫、氮、残炭、镍和钒在渣油加氢产物中的的质量分数降低,总脱除率分别为84.9%、51.3%、62.8%、84.8%和94.0%。各产物的组分分布发生变化,饱和分组分增加,芳香分、胶质、沥青质组分减少,重组分胶质和沥青质组分的转化分别达到了57.5%和73.3%。以核磁共振为基础计算了渣油加氢产物组分的平均结构参数。结果表明,芳香分和胶质组分单元结构芳香环数和环烷环数减少,芳香碳分率fA、环烷碳分率fN和烷基碳分率fP变化不明显;而沥青质分子fA增加,fN和fP降低。从平均结构参数还可以看出,不同加氢产物同一种组分在结构上有其共性,但不同组分有明显区别。     

反应温度对加氢残渣油四组分含量和结构的影响

以沙轻减渣为原料,在高压釜内研究了不同反应温度下加氢反应前后渣油的四组分含量及其结构组成变化。结果表明,加氢残渣油中的饱和分含量明显增加,而芳香分和胶质的含量均降低,四组分含量随反应温度的升高均呈现规律性变化。加氢后四组分的H/C摩尔比和平均相对分子质量均降低,芳碳分率增加。随反应温度升高,四组分的H/C摩尔比和平均相对分子质量降低,烷基碳分率降低;芳香分、胶质和沥青质的芳碳分率增加;胶质和沥青质的总环数和芳环数均降低。渣油加氢过程中四组分都发生了明显的氢解和脱烷基反应。加氢反应中,胶质和沥青质结构单元间的各种桥键可发生明显地断裂,导致其结构单元数减少,且结构单元数随反应温度的升高而减少。     

自由基引发剂强化稠油催化水热裂解降黏行为

本文考察了自由基引发剂对胜利油田单56区块稠油样品催化水热裂解反应过程的协同强化作用.在反应温度为220℃,添加0.2 wt%的引发剂——过氧化二叔丁基,使水热裂解后的降黏率由不加引发剂时的61.4%升高到72.7%.此外,在引发剂存在、150℃条件下,降黏率可达到69.0%,表明引发剂的加入可显著提高较低反应温度下的水热裂解效果.对反应前后油样进一步分析发现,反应样品中饱和分、芳香分、胶质和沥青质平均分子量均下降;饱和分、芳香分含量增加,而胶质、沥青质含量下降;胶质、沥青质中氢碳原子比增加,含硫量减少,含氮量变化不大;表明重质组分在水热裂解过程中发生了裂解反应、尤其是含硫官能团在水热裂解中发生了反应;反应样品沥青质及胶质芳香环系的缩合程度降低.实验结果表明,反应过程中稠油重质组分发生了裂解,而且胶质的裂解程度更大,轻质组分含量增加,导致稠油黏度降低、流动性提高,在一定程度上改善了稠油的品质;引发剂可以在较低温度下产生自由基,从而使水热裂解反应在较低反应温度下有效进行.     

钌离子催化氧化法研究大港减压渣油组分化学结构

利用钌离子催化氧化方法对大港减压渣油芳香分、胶质和庚烷沥青质进行了选择性降解，通过GC、GC-MS等分析手段对降解反应产物中一元正构脂肪酸、α,ω-二元正构脂肪酸和苯二～六元羧酸的含量和分布分别进行了定量分析。结果表明，芳香分、胶质和庚烷沥青质中的芳香结构上都存在大量烷基取代基和桥接不同芳碳的聚亚甲基桥。烷基取代基碳数最大约为33，聚亚甲基桥最大碳数约为24，而且这两种结构单元的含量均随碳数的增加而减少，并呈现出了偶碳优势。庚烷沥青质C12以下侧链相对较多而C16＋较少，与芳香分的分布相反；正构烷基侧链的浓度按庚烷沥青质、胶质和芳香分的顺序递减。降解产物中都检测到了苯二甲酸到苯六甲酸等一系列的苯多酸，表明三个组分中都存在稠环芳香结构。庚烷沥青质中缩合程度较高的迫位缩合结构含量最高，芳香分渺位缩合结构最多，胶质介于两者之间。     

废轮胎热解油重质馏分制备的道路沥青老化性能研究

针对废轮胎热解油重质馏分(＞350℃)组成上具有蜡含量低,芳香分、胶质和沥青质含量高的特点,研究了废轮胎热解油重质馏分采用蒸馏法生产道路沥青的可行性。结果表明,废轮胎热解油中＞420℃、＞430℃、＞440℃三种渣油的性质可以满足不同牌号道路石油沥青老化实验前的技术指标,特别是延展性能优异,但是抗老化性能较差。渣油老化前后的族组成、官能团、氢分布及分子量分布变化表明,渣油在老化过程中存在氧化反应以及脱氢缩合反应,使渣油的化学组成发生变化,即芳香分、胶质含量减少,沥青质含量明显增加,使得沥青胶体体系中分散相明显增多而分散介质相对减少,造成热解油的渣油抗老化性能较差。     

格尔木渣油加氢反应及生焦行为的研究

选用超低沥青质含量的格尔木渣油（沥青质质量分数：0.32%）作为加氢原料,考察反应条件对加氢反应样品组分性质、胶体稳定性参数（CSP）、生焦性能的影响。结果表明,随着加氢反应温度的升高和反应时间的延长,沥青质和饱和分的含量增加,胶质和芳香分的含量减少;胶体稳定性参数降低,生焦率不断增加;胶质与沥青质的缩合度增加,芳碳率f_A不断增大;金属与杂原子在加氢过程中不断得到脱除,V比Ni更容易脱除、S比N更容易脱除;催化剂表面形成了类似石墨有序结构的炭基物质,使得催化剂的孔结构参数不断减小。在所研究的反应中,当反应温度和时间分别为420℃和5 h时,催化剂的孔结构损害最为严重,出现了较大的微孔分布。     

复杂多相体系煤加氢液化反应与氢传递的研究

研究新疆淖毛湖煤(NMH)在四氢萘为溶剂条件下的加氢液化反应行为,探究了液化过程氢传递规律,并借助XRD、饱和磁化强度和扫描电镜表征手段,研究了煤液化条件下铁系催化剂的相态变化对煤液化性能的影响。结果表明,NMH煤在420℃、17 MPa就具有良好的液化效果;催化剂的活性态Fe7S8在煤液化反应初期发挥了催化作用,加氢液化后期,转变为非活性态Fe_9S_(10)和FeS;提高催化剂加氢活性并延长反应时间有利于沥青烯和前沥青烯加氢轻质化;催化剂有利于活化气相氢向煤的热解产物和溶剂转移,也有利于活化溶剂中的氢向煤的热解产物转移;溶剂对液化反应的活性氢贡献更大,约为气相氢的两倍,气相氢向溶剂传递的氢量随温度的升高、压力的增大和时间的延长变化不大,气相氢和供氢溶剂供氢与煤和沥青质向油气转化呈正相关。     

C5~C7烃类组分在Al2O3毛细管色谱柱上的分离及应用

详细研究了54种常见的C₅~C₇烃类组分在S型、KCl型和M型3种类型Al₂O₃毛细管色谱柱上的分离和定性,结果显示大部分C₅~C₇烃类组分在3种类型Al₂O₃毛细管色谱柱上的分离效果良好,但也存在一些组分分离不完全或共流出的现象,3种类型Al₂O₃毛细管色谱柱上的分离效果也存在一定的差异。共测定了15个C₅烃类组分,25个C₆烃类组分及14个C₇烃类组分在这3种类型Al₂O₃毛细管色谱柱上的线性程序升温保留指数,为C₅~C₇烃类组分在Al₂O₃毛细管色谱柱上的定性提供了依据。同时定量分析了某石化企业的裂解气样品中C₅~C₇烃类组分的含量。本研究拓展了Al₂O₃毛细管色谱柱的应用范围,可以为石化企业轻烃的分析提供参考。     

Investigation of catalytic degradation of high-density polyethylene by hydrocarbon group type analysis

Catalytic degradation of waste high-density polyethylene (HDPE) to hydrocarbons by ZSM-5, zeolite-Y, mordenite and amorphous silica–alumina were carried out in a batch reactor to investigate the cracking efficiency of catalysts by analyzing the oily products including paraffins, olefins, naphthenes and aromatics with gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). Catalytic degradation of HDPE with zeolite-Y, mordenite and amorphous silica–alumina yielded 71–82 wt.% oil fraction, which mostly consisted of C₆–C₁₂ hydrocarbons, whereas ZSM-5 yielded much lower 35% oil fraction, which mostly consisted of C₆–C₁₂ hydrocarbons. Both all zeolites and silica–alumina increased olefin content in oil products, and ZSM-5 and zeolite-Y particularly enhanced the formation of aromatics and branched hydrocarbons. ZSM-5 among zeolites showed the greatest catalytic activity on cracking waste HDPE to light hydrocarbons, whereas mordenite produced the greatest amount of coke. Amorphous silica–alumina also showed a great activity on cracking HDPE to lighter olefins in high yield, but no activity on aromatic formation.     

氧化锆催化合成气直接转化制芳烃

采用共沉淀法和水热法制备了三种不同粒径、不同结构的纳米氧化锆催化剂,借助XRD、TEM、Raman光谱、N_2物理吸附、XPS、NH_3-TPD表征了催化剂的物理化学性质,并研究了其合成气催化转化性能。在400℃、3 M Pa、空速500 m L/(gcat·h)、进料组成H_2/CO/Ar(体积比)为5∶5∶1时,氧化锆能够一步催化合成气转化为高辛烷值烃类产物,主要是异构烯烃、环状烯烃及芳烃。在烃类产物中,C_(5+)选择性高达48%,C_(5+)中芳烃含量为30%-53%。结果表明,单斜相氧化锆比四方相更有利于CO转化,其中,比表面积较大、酸量较大的小粒径氧化锆表现出最高的CO转化率及产物收率;而大晶粒单斜相氧化锆表现出最高的芳烃选择性,这与其较高的酸性位密度相对应。因此,CO转化在Zr O_2催化剂上是酸催化反应,酸量影响催化剂的活性,而酸性位密度是影响芳烃等较大分子量产物生成的主要因素。     

渣油重组分沥青质结构分析及其对临氢热反应过程生焦的影响

以塔河常压渣油(THAR)为原料,正己烷为溶剂分离获得重组分C6-沥青质及其脱沥青油,并将所得沥青质回调至脱沥青油中配制成不同沥青质含量的渣油,以此为原料进行了高压釜临氢热反应实验。首先利用元素分析、1H-NM R及13CNM R、GPC分子量测定、FT-IR、XRD及SEM对沥青质的分子结构参数、官能团、晶体结构及表面形貌进行了分析研究。结果表明,该沥青质芳环侧链中长链部分较少且支链化程度较高,并以甲基、乙基、丙基结构为主,其芳香度fA高达0.57,芳环缩合程度及芳香片层结构较大,且芳香环系同时存在迫位缩合和渺位缩合的结构,已经形成连接致密的高芳香度结构。鉴于沥青质结构的复杂性,考察了其含量对临氢热反应过程的影响,结果表明,随着沥青质含量的增加,渣油的转化率逐渐增加,当沥青质含量超过5.12%时,其转化率的增加以快速生成焦炭为代价。另外,渣油中长链脂碳含量f3C与轻质油收率存在一定规律性,即随着f3C增加,轻质油收率先增加后趋于平缓,而残炭值、芳香度fA与焦炭收率表现出良好的线性关系。     

Hydrocarbon type analysis by thin-layer chromatography with flame-ionization detection: vacuum gas oils, heavy feeds, and hydroprocessed products

Thin-layer chromatography with flame-ionization detection (TLC-FID) provides quantitative hydrocarbon type data as well as distribution of aromatics by ring number. This method has been applied to obtain amounts of saturates, aromatics, and polars in heavy oil distillates such as light vacuum gas oils and heavy vacuum gas oils derived from different crude sources. TLC-FID chromatograms and resultant quantitative hydrocarbon type data show that these distillates vary markedly in aromatic contents and aromatic ring types. Similar observations are made with several fluid catalytic cracking feeds. Effects of process parameters such as operating pressure and temperature on hydroconversion of aromatics and polars from a heavy oil are assessed by TLC-FID. It has been demonstrated that there is a preferential reduction of higher polycyclic aromatic hydrocarbons and polars with an increase of both hydrogen partial pressure and reactor temperature.     

CoMoS/γ-Al2O3催化剂对麻疯树油加氢处理的研究

采用硫代硫酸铵器外预硫化制备CoMoS/γ-Al₂O₃催化剂,采用XRD、N₂物理吸附、NH₃-TPD、XRF等手段对催化剂进行表征,通过固定床微反装置研究其对麻疯树油加氢处理的性能。考察了硫化度、反应温度、氢气压力、反应时间对催化剂活性与催化产物分布的影响,并探讨了麻疯树油甘油三酯的反应路径。结果表明,硫化度为1的CoMoS₁/γ-Al₂O₃催化剂活性最佳,在温度360℃、氢气压力3 MPa条件下,对麻疯树油转化率为96.3%,产物主要成分C_15~18正构烷烃收率为75.6%,比相同条件下非硫化CoMo/γ-Al₂O₃催化剂的转化率提高36.9%。反应温度升至420℃时,CoMoS₁/γ-Al₂O₃催化剂对麻疯树油转化率达100%,产物中无含氧物。麻疯树油加氢处理过程中,增大硫化度和反应温度、减小氢气压力有利于甘油三酯发生加氢脱羧、脱羰反应。     

神府煤热解-活化耦合反应产物特性及机制研究

利用两段式固定床反应装置,研究了神府煤热解-活化耦合产物的特性,探讨了热解温度及活化剂(H_2O(g)、CO_2和H_2O(g)/CO_2)对产物性能的影响,揭示了热解-活化耦合反应机制。结果表明,热解温度对半焦的CO_2化学反应性影响较小;采用热解-活化两段耦合工艺,可使神府煤热解的焦油产率明显提高,产率最高为17.8%;不同活化剂对两段耦合过程产生的混合煤气(mixture coal gases,MCG)和焦油产率影响为H_2O(g)H_2O(g)/CO_2CO_2,其焦油组分均以饱和分和芳香分为主;采用H_2O(g)/CO_2(1∶1)活化剂,可有效提高活性炭的比表面积,其BET比表面积为845.37 m~2/g。热解-活化耦合机制主要为活化段产生的合成气(synthesis gases,SG)为热解段煤的加氢热解提供了氢源,丰富的氢自由基促进了煤的加氢热解反应,改变了耦合过程的产物分布和特性。     

Determination of hydrocarbon types in petroleum and coal-derived products by thin-layer chromatography/densitometry

Different methodologies based on thin-layer chromatography (TLC)/densitometry were used to separate and quantitate hydrocarbon types in middle distillates (gas oil), heavy distillates (lubricant) from petroleum, and coal-derived products. Thus, petroleum products were separated into saturates and aromatics by development, using n-hexane (9 min) followed by dichloromethane (4.5 min), of silica gel plates impregnated with berberine sulfate. Detection of saturates and aromatics was performed by fluorescence scanning using 365 nm as the excitation wavelength. Alternative detection of aromatics can be performed on either silica gel or berberine-impregnated plates by using ultraviolet (UV) densitometry at 250 nm. On the other hand, polar coal-derived products were separated into aromatics, polar compounds, and uneluted components by using silica gel plates and development with toluene (12 min), followed by dichloromethane-methanol (95 + 5, v/v), with detection by UV densitometry at 250 nm. In all cases, external standard calibration was used for quantitation. Results were validated by using standard methods or well-established techniques of the petrochemical industry. The potential usefulness of TLC/densitometry is discussed.