石科院重油硫化物分子识别取得新进展

l  围绕原油分子组成开展基础研究

在石油化工行业转型升级的大背景下,以中国石化为代表的炼化企业正在奋力优“炼”强“化”,抢抓“油转化”、“油产化”、“油转特”技术开发,致力推动原油从燃料属性逐步转向原料属性。原油作为原料的禀赋如何,从根本上来说取决于其组分组成、分子组成。因此,无论是节能减碳型炼油技术、还是化工型炼油技术的开发,都有赖于对原油分子组成的深入认识。

目前,石科院原油评价和分子表征团队正以国家重点研发计划项目“原油分子水平识别及其催化转化路径研究”为依托,大力开展协同创新。在外部,石科院同中国石油大学重质油国家重点实验室进行深度合作。在内部,石科院统筹协调基础研究与应用研究,联合旗下分析研究室,计算机技术应用研究室,催化、加氢等炼油工艺、催化剂研究室各展所长,助力分子重构、反应网络及分子水平模型等研究向纵深推进。

 

l  关注重油加氢难脱除的硫化物分子

原油中硫化物会影响低碳烯烃、轻芳烃以及高等级润滑油基础油、橡胶填充油等特种油的产率和质量。当前我国原油对外依存度仍居高位,进口原油中高硫重质原油占有很大份额。对高硫重质原油的清洁高效利用是关系到能源行业的安全发展、质量升级以及绿色低碳转型的重要课题。

在高硫重质原油的加工中,加氢脱硫是最重要的预处理工艺之一。对最难脱除的顽固型硫化物分子结构的认识有助于重油超深度加氢脱硫工艺技术的开发,也是加氢-催化等众多组合工艺的共性基础。但由于该类分子,同时加氢处理后含量较低,沸点高难以气化,且与烃类分子分子量极为接近,同时含有芳环、环烷环和烷基链等多种结构单元,导致其结构表征难度较大。

 

l  研发分子水平识别新方法

为解决这一难题,石科院与上海大学谭启涛教授、德国明斯特大学Jan T. Andersson教授等知名学者进行合作,联合旗下分析研究室、临氢工艺研究室、重油加工研究室,针对最难脱除的顽固型硫化物分子结构开展基础研究。

研究团队以大量含硫模型分子为基础,基于窄窗口隔离-碰撞诱导解离技术建立了针对重油含硫分子结构解析的新方法。同时,研发团队利用该方法进一步探索了加氢渣油中残余的顽固型硫化物的精细结构。结果表明,渣油中最难脱除的硫化物结构为含有较少取代烷基但烷基长度较长、环结构完全芳构化的二苯并噻吩类分子,而含有环烷环的苯并噻吩类分子以及含较多取代烷基但烷基长度较短的二苯并噻吩类分子较容易被加氢脱除。研究形成的论文近期已在美国化学会旗下Energy & Fuels期刊发表,并被选为期刊封面文章进行重点推荐。

未来石科院将继续发扬“以开放合作成就更大事业”的创新文化,面向关键课题开展基础研究,致力于以高质量的基础研究驱动炼油科技进步,以科技力量为我国石油化工行业转型发展赋能。

 

 

论文信息

Molecular Structures of Refractory Sulfur Compounds in Heavy Oil Hydrodesulfurization Characterized by Collision-Induced Dissociation Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry

Energy & Fuels 2022 36 (3), 1326-1337

DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c03534




论文图摘


论文全文-acs.energyfuels.1c03534.pdf


信息来源: 
2022-03-15