渣油镍、钒化合物加氢脱金属反应机理和扩散行为的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21476257
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0815.能源化工
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The depletion of conventional crudes coupled with the increase of the fuel demand compel refiners to process increasing volumes of heavy crudes, which contain high contents of nickel and vanadium. These two metallic compounds are the most abundant and troublesome contaminants in petroleum residue. They deposit and deactivate catalysts in resid hydroprocessing and catalytic cracking. As a result, removal of nickel and vanadium compounds is crucial to the following processes of effective conversion of residuum oils. Hydrometallation results from chemical transformation of the metal-bearing compounds on the catalyst surface coupled with diffusional transport to the active sites. A better understanding of kinetics concerning HDM of metallic petroleum constituents is very important to improving and developing catalysts. And the diffusion behavior of residue plays a significant role in hydrodemetallation due to the size of reactant molecules is comparable to the pore size of typical hydrotreating catalysts. Hydrodemetallation mechanism and diffusivity of nickel and vanadium compounds in catalyst are two challenging subjects due to the lack of in-depth understanding of the chemistry of these metal compounds. This project performs diffusivity and hydrodemetalation on nickel and vanadium compounds in residue. The hydrodemetalation mechanism and diffusivity in commercial catalysts can be obtained by analyzing composition of samples using the advanced FT-ICR MS technique coupled with HPLC method. The results will provide a better understanding of the diffusion and reaction of metal-bearing compounds in the hydrodemetallation process, which in turn could lead to the design of more efficient catalysts and the more effective utilization of the feedstocks.
重质油是全球未来重要的石油资源。镍、钒化合物是重质油加工中危害最大的两种金属化合物,它们的有效脱除是改善重质油加工性能的最有效方法。但由于对镍、钒化合物的分子组成缺乏深入认识,其加氢脱金属反应机理及其在催化剂孔道中的扩散行为目前仍是学术难题。本项目将傅里叶变换离子回旋共振质谱这一先进技术与高效液相色谱分离手段相结合,从分子水平对镍、钒卟啉化合物和渣油金属镍、钒化合物的加氢反应中间产物和扩散实验样品进行深入研究,揭示镍、钒化合物的加氢脱金属反应机理及其在催化剂孔道中的扩散行为,并通过不同浓度溶液的实验获得镍、钒化合物的缔合信息以及缔合对反应和扩散影响的新认识,从而为加氢处理工艺开发和催化剂设计取得突破提供重要理论指导。

结项摘要

常规原油的锐减和清洁油品需求的强劲促进了重质油的高效转化。金属化合物的有效脱除是重质油后续高效转化的关键,镍钒化合物的组成结构及其在孔道中的扩散和加氢反应动力学行为的深入认识将会为催化剂和工艺设计提供指导。基于此,本课题将委内瑞拉渣油进行分离得到钒化物富集组分,并应用隔膜池和固定床微反装置系统研究了金属模型化合物以及渣油钒化物富集组分的受阻扩散和加氢反应行为,主要取得了如下成果:(1)溶质在有机膜孔中的扩散主要受分子尺寸和孔径大小两个因素决定,随着溶质尺寸的增大和孔径的降低,其有效扩散系数和受阻扩散因子逐渐降低,表明扩散受到的阻力逐渐增大;卟啉镍钒的受阻扩散程度明显高于富勒烯,其盘状刚性结构是扩散受阻程度加剧的主要原因。(2)溶剂萃取结合柱色谱分离可实现对渣油钒化物进行有效分离,各个组分的紫外可见光谱和高分辨质谱结果存在明显差异,表明组分间结构明显不同。渣油钒化物富集组分相对于其模型化合物在有机膜孔中受到更加严重的扩散阻力,渣油物料体系的复杂程度加剧和稠环结构更加偏离球形是其主要原因。(3)应用质谱获得两种卟啉镍化物加氢中间产物的直接证据,丰富了对它们加氢反应路径的深入认识;两种卟啉镍化物显示出较高的加氢活性,其加氢过程受到内扩散的显著影响,且镍卟啉在介孔硅基催化剂中的扩散系数明显高于商业氧化铝催化剂,前者均一的孔径结构是扩散改善的主要原因。(4)渣油钒化物富集组分的加氢反应性能存在较大差异,造成其扩散对HDV反应的影响程度不尽相同。卟啉钒组分反应活性高,在缓和条件下具有较高的加氢脱钒率;“非卟啉”钒组分的加氢反应活性明显低于卟啉组分,缔合体或螯合体的组成结构致使其较低的反应性能。(5)渣油整体则展现出比两个钒化物富集组分都低的HDV活性,渣油中的氮化物和稠环芳烃等极性较大组分对其影响的结果。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Molecular Structure and Association Behavior of Petroleum Asphaltene
石油沥青质的分子结构和缔合行为
  • DOI:
    10.1007/430_2015_181
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Structure and Bonding
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhentao Chen;Linzhou Zhang;Suoqi Zhao;Quan Shi;Chunming Xu
  • 通讯作者:
    Chunming Xu
重质油在孔道内扩散传质的研究进展
  • DOI:
    doi:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈振涛;徐春明
  • 通讯作者:
    徐春明
Hydrotreating Performance of FCC Diesel and Dibenzothiophene over NiMo Supported Zirconium Modified Al-TUD‑1 Catalysts
NiMo 负载锆改性 Al-TUD™1 催化剂上 FCC 柴油和二苯并噻吩的加氢处理性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Ind. Eng. Chem. Res.
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Bo Wang;Chengkun Xiao;Pengfei Li;Zhenshan Zhao;Chunming Xu;Zhen Zhao;Qian Meng;Aijun Duan;Zhentao Chen
  • 通讯作者:
    Zhentao Chen
重质油在催化剂孔道内受限扩散及其关联模型研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    工业催化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王博;段爱军;陈振涛;赵震;徐春明
  • 通讯作者:
    徐春明
Diffusion of sulfur-containing compounds in petroleum residue fractions I. Hindered diffusion through polycarbonate membranes at ambient conditions
石油残渣馏分中含硫化合物的扩散 I. 在环境条件下通过聚碳酸酯膜的受阻扩散
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2016.06.022
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Chen Zhentao;Wu Yun;Zheng Mengyuan;Liu Junfeng;Xu Zhiming;Zhao Suoqi;Xu Chunming
  • 通讯作者:
    Xu Chunming

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

NMOHEMS探头模型的制作及实验方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    实验流体力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈振涛;钟中;叶松;王晓蕾;郑君杰
  • 通讯作者:
    郑君杰
沥青质含量对重油中氢气溶解度影响的研究
  • DOI:
    10.11949/0438-1157.20190612
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白翔;郭润;曾招朋;陈振涛;张霖宙;许志明;徐春明;赵锁奇
  • 通讯作者:
    赵锁奇
NMOHEMS探头运动的三维仿真方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    系统仿真学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈振涛;叶松;王晓蕾;钟中;刘志华
  • 通讯作者:
    刘志华
基于连续帧间差分的抛弃式探头三维下沉运动处理方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    海洋技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈振涛;刘凤;王晓蕾;罗文
  • 通讯作者:
    罗文
重质油在催化剂孔道内受限扩散及其关联模型研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    工业催化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王博;段爱军;陈振涛;赵震;徐春明
  • 通讯作者:
    徐春明

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

陈振涛的其他基金

劣质柴油超临界均相加氢反应体系的构建和过程强化
  • 批准号:
    21878329
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
渣油分子结构及其扩散行为的研究
  • 批准号:
    21106183
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码