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揭示重质油衍生碳纳米片的储钾性能（英文）

新型炭材料(中英文) 2024年

作者：赵青山刘钦莲李义文姬甜姚雨悦赵屹坤邓炜胡涵吴明铂中国石油大学(华东) 化学化工学院新能源学院重质油国家重点实验室青岛超锐纳米技术有限公司

作为石油炼制过程的副产品，重质油具有含碳量高、成本低、可调性强等特点，是构建钾离子电池电极材料极具竞争力的前驱体。然而，重质油组分组成与其电化学储钾性能之间的关系仍不明确。本研究选用具有不同组分组成的重质油（催化裂化... 详细信息

作为石油炼制过程的副产品，重质油具有含碳量高、成本低、可调性强等特点，是构建钾离子电池电极材料极具竞争力的前驱体。然而，重质油组分组成与其电化学储钾性能之间的关系仍不明确。本研究选用具有不同组分组成的重质油（催化裂化油浆、石油沥青和脱油沥青）作为碳源，通过熔盐法制备了三种碳纳米片作为钾离子电池负极材料。研究结果表明，重质油的四组分组成会导致不同的片层厚度、sp3-C/sp2-C比率和缺陷水平，进而对其储钾性能产生重要的影响。其中，催化裂化油浆芳香烃含量高、重组分含量适中，衍生的碳纳米片（CNS-FCCs）具有更小的片层厚度、更大的层间距（0.372 nm）和更多的褶皱缺陷，这些结构特征有助于促进电荷/离子的传输扩散，增加储钾位点并促进反应动力学。CNS-FCCs作为钾离子电池负极材料具有出色的K+存储能力(在0.1 A g-1下循环100次后比容量为248.7 mAh g-1)、长循环寿命(在1.0 A g-1下循环800次后比容量为190.8 mAh g-1)和优异的倍率性能，在报道的碳材料中位于前列。本研究揭示了重质油组分对碳材料结构及其电化学性能之间的影响机理，对设计和开发高效的重质油衍生钾离子电池碳基电极材料具有指导意义。

关键词：重质油碳纳米片熔盐法四组分组成钾离子电池

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重质油催化裂化用催化剂的研制及性能评价

化学工程师 2024年第4期38卷 14-17,68页

作者：孙鹏中石油云南石化有限公司云南安宁650399

催化裂化是提高重质油资源利用效率的一种常用加工技术,为了提高重质油资源催化裂化的效率,以Ni(NO_(3))_(2)、FeCl_(3)和脂肪酸为主要原料,制备出一种适用于重质油催化裂化的新型油溶性催化剂FN-1,并采用小型固定流化床装置考察了不同... 详细信息

催化裂化是提高重质油资源利用效率的一种常用加工技术,为了提高重质油资源催化裂化的效率,以Ni(NO_(3))_(2)、FeCl_(3)和脂肪酸为主要原料,制备出一种适用于重质油催化裂化的新型油溶性催化剂FN-1,并采用小型固定流化床装置考察了不同因素对重质油催化裂化反应的影响。实验结果表明,随反应温度的升高,重质油转化率逐渐增大,生成的汽油成分中烯烃和芳烃含量逐渐增大;随剂油质量比的逐渐增大,重质油转化率逐渐增大,汽油中异构烷烃和烯烃的含量逐渐减小,芳烃含量逐渐增大;随质量空速的逐渐增大,重质油转化率逐渐减小,汽油中异构烷烃和烯烃的含量逐渐增大,芳烃含量逐渐减小,但变化的幅度比较小。当重质油催化裂化的反应温度为520℃、剂油质量比为6、质量空速为15h-1时,重质油的转化率可以达到95.38%,催化裂化效果较好。

关键词：重质油催化裂化油溶性催化剂影响因素性能评价

加氢技术在提升重质油降低环境影响中的应用研究

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石油石化物资采购 2024年第12期 70-72页

作者：张海博中海壳牌石油化工有限公司

随着环境保护法规的日益严格,传统的重质油加工方式正面临着前所未有的挑战。加氢技术作为一种有效改善重质油质量、降低环境污染物排放的技术手段,受到广泛关注。基于此,综合分析了加氢技术在重质油加工中的应用,包括加氢脱硫、加氢脱... 详细信息

随着环境保护法规的日益严格,传统的重质油加工方式正面临着前所未有的挑战。加氢技术作为一种有效改善重质油质量、降低环境污染物排放的技术手段,受到广泛关注。基于此,综合分析了加氢技术在重质油加工中的应用,包括加氢脱硫、加氢脱氮以及加氢裂化等关键环节,详细探讨了加氢过程中催化剂的选择、反应条件的优化以及技术的经济性评估,旨在为石油化工行业提供一条提升油品质量、降低环境影响的可持续发展路径。

关键词：加氢技术重质油环境影响催化剂

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降低干气和焦炭产率的MIP-DCR技术

石油炼制与化工 2024年第4期55卷 F0003-F0003页

中石化石油化工科学研究院有限公司在MIP及MIP-CGP工艺技术的基础上开发了降低干气和焦炭产率的催化裂化技术MIP-DCR。该技术以重质油为原料,通过降低再生催化剂与原料油的接触温差,实现降低干气和焦炭产率以提高产品总液体收率、达到... 详细信息

中石化石油化工科学研究院有限公司在MIP及MIP-CGP工艺技术的基础上开发了降低干气和焦炭产率的催化裂化技术MIP-DCR。该技术以重质油为原料,通过降低再生催化剂与原料油的接触温差,实现降低干气和焦炭产率以提高产品总液体收率、达到从石油资源中获取更多高价值产品的目的。

关键词：再生催化剂石油资源催化裂化技术总液体收率重质油焦炭产率 MIP 原料油

超临界多元热流体发生及地下原位转化开采重质油理论与技术

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西安交通大学学报 2023年第11期57卷 31-45页

作者：赵秋阳金辉徐加陵彭智勇王晔春郭烈锦西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

稠油和低成熟页岩等重质油资源潜力巨大,但其低流动性和高干酪根含量导致难以高效开采,针对现有注蒸汽等方法存在采收率低、加热效率差和热流体成本高等问题,提出了以超临界水热化学转化为核心的重质油原位转化开采新思路,基于超临界水... 详细信息

稠油和低成熟页岩等重质油资源潜力巨大,但其低流动性和高干酪根含量导致难以高效开采,针对现有注蒸汽等方法存在采收率低、加热效率差和热流体成本高等问题,提出了以超临界水热化学转化为核心的重质油原位转化开采新思路,基于超临界水独有的高溶解性、高扩散性和高反应性,采用油田有机废液为原料通过超临界水气化与氢氧化原理生产超临界多元热流体,并将超临界多元热流体注入地层加热储层、同时原位转化稠油和干酪根生成轻质油气,通过超临界混相驱大幅提高采收率,从而实现了高效、清洁、低成本的热流体生成、储层加热转化与油气高效采出。研究结果表明,油田有机废液碳转化率超98%,稠油岩心驱替效率超97%,单井4轮次吞吐效率超75%,低成熟页岩有机质生烃制油气有机碳转化率达60%。该技术的突破可对变革传统重质油开发方式、保障我国油气能源安全提供参考。

关键词：重质油超临界水多元热流体原位转化采收率

低温等离子体技术在重质油加工领域的研究进展

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石油学报（石油加工） 2022年第5期38卷 1250-1260页

作者：孙昊范喆韩伟杨清河邵涛中国科学院电工研究所等离子体科学和能源转化北京市国际科技合作基地北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049 中国石化石油化工科学研究院北京100083

随着全球石油资源重质化趋势不断加剧,常规重质油加工技术面临着愈发严峻的挑战。低温等离子体技术作为一种新兴的分子活化手段,具有原料适应性强、工艺流程短、碳排放低等优势,为重质油高效加工利用提供了新思路。围绕制备乙炔、碳纳... 详细信息

随着全球石油资源重质化趋势不断加剧,常规重质油加工技术面临着愈发严峻的挑战。低温等离子体技术作为一种新兴的分子活化手段,具有原料适应性强、工艺流程短、碳排放低等优势,为重质油高效加工利用提供了新思路。围绕制备乙炔、碳纳米材料、合成气及加氢产物等应用方向,介绍低温等离子体技术在重质油加工领域的国内外研究进展,归纳重质油及其模型化合物在不同反应体系的转化规律、调控方法和反应机理,总结现有低温等离子体重质油加工技术的优势与不足,同时探讨低温等离子体技术未来的发展机遇与挑战,并对该技术规模化应用提出建议。

关键词：重质油低温等离子体乙炔碳纳米材料合成气加氢

重质油浆态床加氢铁基催化剂制备及其对沥青质转化研究

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重质油浆态床加氢铁基催化剂制备及其对沥青质转化研究

作者：蔺聪福天津大学

学位级别：硕士

重质油浆态床加氢转化是高效利用重质油资源以缓解轻质油供给不足的有效手段。在工业中,浆态床反应器多采用廉价铁基催化剂,该类催化剂最具性价比,但是性能较差,为了提升产品质量多采用较高的反应压力。开发高分散、大孔径的铁基催化剂... 详细信息

重质油浆态床加氢转化是高效利用重质油资源以缓解轻质油供给不足的有效手段。在工业中,浆态床反应器多采用廉价铁基催化剂,该类催化剂最具性价比,但是性能较差,为了提升产品质量多采用较高的反应压力。开发高分散、大孔径的铁基催化剂使得在低压(5 MPa)的条件下转化重质油成为可能。此外,重质油中沥青质属于生焦前驱物,催化剂加氢能力强弱会影响沥青质组成、结构及其生成焦炭行为,然而这方面鲜有研究。因此,本文设计并提出了制备高分散、大孔径铁基催化剂简单易行的方法;探索催化剂加氢能力对沥青质组成、结构的影响,并分析了催化剂加氢能力对抑制沥青质生焦转化影响机制。采用SiO为载体,设计了沉淀沉积的溶胶-凝胶法制备FeO/SiO催化剂前驱体,该方法较为简便:通过调节制备过程中溶胶的p H值,使得氢氧化铁胶粒带正电,SiO微粒带负电;利用静电吸引实现氢氧化铁“限域”(抑制其团聚)到SiO表面,呈高分散状态。由干燥过程中液体蒸发产生的液膜表面张力作用使负载有氢氧化铁的SiO颗粒堆积,获得大孔径。焙烧、硫化后即得到高分散、大孔径的硫化铁/SiO催化剂。以氮气吸附-脱附、ICP、XRD、M(?)ssbauer(MES)、SEM-EDS、TEM等手段对催化剂及前驱体进行了表征,考察了催化剂在较低压力下(5 MPa)对模型化合物萘、Merey(玛瑞)减压渣油的催化性能。在催化剂较低的铁含量(FeO/SiO中FeO为20 wt.%)下,Merey减压渣油转化反应的轻质油产率可达54.9 wt.%,焦炭产率低至1.6 wt.%。催化剂的优越性能归因于催化剂前驱体中FeO及催化剂中硫化铁的高分散与平均孔径约为20 nm的大孔径。在硫化铁/SiO催化剂作用下,使用浆态床反应器对Merey减压渣油进行转化。采用元素分析、GPC、XPS、H-NMR、FT-IR、XRD等方法分析沥青质。数据表明,随着催化剂加氢能力提高,沥青质组成中杂原子N、S含量不断降低,最容易发生加氢脱硫反应。H/C比、平均链长(n)与缩合度参数(H/C)升高,芳香度(f )、堆叠芳香片层的平均高度(L)、芳香片层直径(L)与堆叠芳香片层的平均数量(M)下降。这主要是由于加氢能力强的催化剂可以提供较多氢自由基,使沥青质结构中稠合芳环加氢,以产生较长侧链,阻碍沥青质分子形成较大尺寸的纳米聚集体,进而抑制沥青质从油相中析出转化为焦炭。

关键词：铁基催化剂重质油溶胶-凝胶沥青质浆态床反应器焦炭

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重质油胶体聚集结构的耗散粒子动力学模拟

物理化学学报 2010年第1期26卷 57-65页

作者：张胜飞孙丽丽徐俊波周涵温浩中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院北京100083

重质油是以沥青质为胶核分散于饱和油分中形成的极其复杂的胶体体系.本文采用耗散粒子动力学(DPD)方法研究重质油的胶体结构及其影响因素.根据重质油各组分的分子结构特征,构建了描述重质油组分的粗粒化模型化合物.模拟结果表明,本文构... 详细信息

重质油是以沥青质为胶核分散于饱和油分中形成的极其复杂的胶体体系.本文采用耗散粒子动力学(DPD)方法研究重质油的胶体结构及其影响因素.根据重质油各组分的分子结构特征,构建了描述重质油组分的粗粒化模型化合物.模拟结果表明,本文构建的粗粒化模型能很好地反映重质油的胶体聚集结构.沥青质分子结构对胶体聚集结构有序性有显著影响,较高稠合程度的芳香环结构将使胶束结构有较高的有序性,烷基侧链则表现出分散作用.重质油中的胶质具有胶溶作用,胶质与沥青质的浓度比存在一个极限,当小于这个极限时,重质油将出现聚沉.

关键词：重质油胶体多分散体系自缔合超分子结构聚集结构耗散粒子动力学

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重质油在孔道内扩散传质的研究进展

化工学报 2016年第1期67卷 165-175页

作者：陈振涛徐春明中国石油大学化学工程学院重质油国家重点实验室北京102249

内扩散广泛存在于非均相催化反应过程中。重质油因为具有更大的分子尺寸和复杂的组成结构,其在催化转化过程中通过孔道的扩散传质受到显著影响,极大降低了重质油的高效转化和催化剂的有效利用。本文重点对重质油在孔道内扩散传质的主要... 详细信息

内扩散广泛存在于非均相催化反应过程中。重质油因为具有更大的分子尺寸和复杂的组成结构,其在催化转化过程中通过孔道的扩散传质受到显著影响,极大降低了重质油的高效转化和催化剂的有效利用。本文重点对重质油在孔道内扩散传质的主要研究方法(隔膜池、吸附扩散和反应动力学法)和现状、孔内扩散的影响因素以及内扩散对重质油催化转化的影响等方面进行了综述,还探讨了重质油催化转化过程中扩散传质研究的发展方向。

关键词：扩散传质重质油受限扩散分子构型缔合