四氢萘微观结构的量子化学研究

为了研究氢化芳烃的微观结构,进一步认识和理解氢化芳烃在催化裂化过程中的反应特性。以四氢萘为模型化合物,利用基于密度泛函理论的量子化学从头计算方法,对四氢萘的几何结构和电子结构进行了系统研究,得到了四氢萘不同位置C-H键和C-C键的键长、键级、键能以及电子云密度、前线轨道分布等微观结构信息。发现四氢萘结构具有轴对称特性,苯环上的C-C键和C-H键要远比环烷环的C-C键和C-H键稳定。由于受苯环的影响,会使得其环烷环上不同位置的C-C键的键长、键级和键能均具有明显差异,也导致环烷环上不同位置C-H键的键长、键级和键能有较明显的差异,具体表现为:对C-C键而言,与苯环相连的C-C键的键长较短,键级较高,键能也明显较高,而苯环β位C-C键的键能则明显较低;对C-H键而言,与苯环β位环烷碳原子上的C-H键相比,苯环α位环烷碳原子上的C-H键的键能明显较低。电子云分布计算结果能够较好地给出的这些C-C键和C-H键结构特征差异的原因。前线轨道计算结果表明,在催化裂化过程中,苯环α位环烷碳原子上的C-H键和β位C-C键较易受到催化剂酸性中心的进攻,是酸催化反应的位点。这些计算结果对于认识与理解氢化芳烃的反应特性具有一定的基础性理论意义。     

烃分子供氢能力的分子模拟

为考察不同类型烃分子作为供氢剂的可能性及供氢能力的高低,选用基于密度泛函理论的量子化学从头算法,系统地研究了不同类型烃分子不同位置C-H键断裂反应的能垒和反应热。结果表明,在链烷烃和环烷烃中,C-H键断裂由易到难的顺序为叔碳原子C-H键、仲碳原子C-H键、伯碳原子C-H键。与链烷烃和环烷烃相比,四氢萘α位C-H键更易断裂,其供氢能力更强。在四氢萘结构基础上新增1个芳环,并形成9,10-二氢蒽型结构时,其供氢能力进一步增强。     

烷基取代基对烷基四氢萘供氢能力影响的分子模拟

采用基于密度泛函理论的量子化学从头算法,计算了不同类型1-烷基四氢萘分子中α位C-H键断裂的反应能垒和反应热,讨论了1-烷基四氢萘的供氢能力,并考察了1-烷基四氢萘分子中烷基的链长和异构化程度对该α位C-H键断裂的影响。结果表明,与四氢萘相比,1-甲基四氢萘分子中甲基旁α位C-H键更易断裂,因此1-甲基四氢萘的供氢能力比四氢萘更强。如果1-烷基四氢萘分子中的烷基取代基不影响其旁边α位C-H键断裂产物自由基的p-π共轭,该烷基的链长及异构化程度的变化对α位C-H键断裂的影响不大,也即对1-烷基四氢萘的供氢能力的影响很小;1-叔丁基四氢萘中的叔丁基破坏了α位C-H断裂产物自由基的p-π共轭结构,导致1-叔丁基四氢萘的供氢能力低于四氢萘。     

轻石脑油低温异构化反应器模型的建立及应用

采用Aspen Hysys模拟软件内置的异构化反应器模型ISOM进行了轻石脑油异构化反应器的模拟,通过基础校正法调整了各类反应的速率及活性因子,验证了模型的准确性,并利用该模型预测了温度、压力、氢油比（摩尔比）、质量空速、原料中苯质量分数等反应条件对产品性质的影响。结果表明:该模型模拟值与实际值基本吻合,可用于优化指导装置运行。利用该模型预测的最佳工艺条件为:反应器入口温度115～130 ℃,第2反应器出口压力大于3.0 MPa,氢油比不低于0.05,质量空速0.8～1.5 h-1,原料油中的苯质量分数不大于2.0%。     

某大型常减压蒸馏装置液环真空泵系统故障分析及对策

介绍了液环真空泵系统在国内某千万吨级常减压蒸馏装置的应用实例,对液环真空泵系统故障进行了分析并提出了解决方案。在启动抽真空系统前,应采取吹扫、排净乃至抽芯检查等措施,确保冷凝液在壳程内流动畅通;抽空冷凝器折流板底部通液口面积应当足够大,保证冷凝液顺利穿过折流板流至液相出口,减少冷凝器内积液;气相出口距离冷凝器底部垂直距离应当尽量大,管口最好朝上,使冷凝液不被气体夹带至气相出口;在布置抽空冷凝器、减顶分水罐、液环真空泵气液分离罐及减顶分水罐时,应留出足够的高度差;对大气腿管线以及液环真空泵气液分离罐底部排液管线,管线口径最好在计算值的基础上适当放大。     

超重原油常减压蒸馏设计思考

超重原油储量和产量的增长,给中国炼油业的原油进口多元化带来了新的机遇和挑战。高密度、高黏度、高硫氮酸、高沥青质、高金属、高残炭、低H/C比等主要特性说明超重原油是世界上最难加工的原油,通常选择常压/常减压蒸馏+延迟焦化+渣油加氢裂化+缓和加氢裂化/催化裂化+馏分油加氢精制的总加工路线。按照加工常规原油设计的炼厂在加工超重原油时,必须认真考虑各种原油特性带来的影响。针对以往超重原油加工中遇到的问题,工程设计时要认真考虑总加工路线,尤其对换热器、电脱盐、卧式双面辐射减压炉、常减压塔等部位要认真思考。蒸馏设计时,根据"高流速、低结垢"设计理念,推荐采用壳程减渣流速1.2~2.4m/s、管程原油流速≥2.4m/s的螺旋折流板换热器;在15~25℃预热温度调控余量下,采用大容量变电压的三级高速电脱盐方案;采用可保证HVGO质量和在最小允许洗涤喷淋密度1.0m3/(m2·h)下得到合格的最大HVGO收率的微湿式减压深拔减压塔设计。