重油悬浮床加氢高周转频率溶液催化剂体系的构筑及其应用基础

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21878334
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0815.能源化工
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Slurry bed hydro cracking technology is one effective method to process high carbon residue, high metal content of inferior oil, trace catalyst dissolved in heavy oil will be brought out by the product after completing the service mission in a bubble reactor, which can avoid the problem of blocking coke formation in the fixed bed when heavy oil was processed. At present, the problems of limiting its large-scale industrial application are that the low temperature performance of the catalyst is poor, the turnover frequency is not high enough and the consumption amount is very large. In this project, we will design and synthesize mixed active metal oxygen cluster inorganic -organic complexes and construct high turnover frequency (TOF) solution catalyst to play synergistic and micro scale effects in heavy oil catalytic hydroconversion process. The oil solubility and dispersity of the catalyst will be improved by introducing the lipophilic groups in the molecular structure of the solution catalyst, and the homogeneous catalytic advantage of the process will be enhanced too. The mechanism of solution catalyst and the coalescence settlement separation characteristics of decomposed catalyst particles in heavy oil system will be studied, in addition, high voltage and high frequency pulse dynamic desalting and desolid separating technology will be developed. This project obtain the relevant application foundation knowledge of heavy oil slurry bed hydro cracking catalyst solution system, by studying transformation rule of model molecules or heavy oil fractions resin, asphaltene and heteroatom organics in the catalytic environment, to establish the science and technology foundation for the development of efficient solution catalyst system and promote the heavy oil slurry bed hydro cracking process scale application.
悬浮床加氢工艺是处理高残碳、高金属含量劣质油的有效手段之一,溶解于重油中的微量催化剂在鼓泡反应器内完成服役使命后随产物带出,有效避免采用固定床加工重油带来的结焦结垢堵塞床层问题。目前,限制其大规模工业应用的问题是催化剂的低温性能差、周转频率(TOF)低、用量大。本项目通过设计合成混合活性金属氧簇无机-有机复合物以及构筑高TOF的溶液催化剂来发挥其在催化重油加氢转化中的协同效应和微尺度效应;通过在溶液催化剂分子结构内引入亲油性基团,改善催化剂的油溶性和分散性,强化过程的均相催化优势;研究溶液催化剂的作用机理和退役催化剂颗粒在重油体系中聚并、沉降等分离特性,发展高压高频脉冲动态电脱盐脱固分离技术;通过研究模型分子或重油组分中胶质、沥青质及其杂原子有机物在催化环境下的转化规律,获得重油悬浮床加氢溶液催化过程的应用基础知识,为发展高效溶液催化剂体系和推进重油悬浮床加氢工艺的规模化奠定科学技术基础。

结项摘要

项目针对重油浆态床加氢转化高性能催化剂的低成本制备与规模化应用过程关键科学问题,系统研究和诠释了重油加氢溶液催化剂的全生命周期,包括服役过程中的构效关系和退役催化剂的分离策略。取得如下成果:.利用小尺寸多酸簇,采用离子组装-限域硫化策略,发展了超分散油溶性溶液催化剂的制备方法。研究了加入第二金属对催化剂加氢转化性能的协同作用,包括制备不同第二金属单原子协同的杂多酸簇XMo6(X=Fe, Co, Ni)前驱体,详细比较不同第二金属的协同作用;采用低温固相合成策略,利用金属阴离子簇与表面活性剂阳离子的静电作用,实现了活性金属组分表面性质从亲水性到亲油性的转变。研究表明,表面活性剂的空间位阻、金属阴离子簇尺寸和所带电荷量对催化剂的合成与性能具有较大影响。.针对重油中固体颗粒粒径小、分散程度高等特点,从表面性质调控的角度提出基于电场和旋流离心力场耦合的油中固体颗粒的强化分离方法。通过研究固体颗粒不同亲水性及水滴捕获固体颗粒液滴粒径的动态变化以及脱固效率,包括基于实验结果改进剪切作用对载固颗粒液滴的粒径分布的预测模型。从单液滴在剪切条件以及液滴旋转条件下的捕集特性入手,分别研究了液滴对固体颗粒的捕集效率,包括针对捕集后载固颗粒的液滴,研究了剪切流条件下液滴的动力学行为和剪切条件下载固颗粒液滴的曳力预测模型。建立了电场和旋流离心力场耦合作用油/水/固三相分离过程的数值模型。研究结果表明,提出的方法合理、有效,实验结果表明油/固两相分离效率高达90%以上。 .相关研究工作已经申请发明专利5项,在国内外学术期刊上发表论文5篇;培养博士研究生1人,硕士研究生3人,在读博士生2人,硕士生2人。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Effects of particle wettability and water moisture on separation efficiency and drop size distribution of particle-laden droplets in oil
颗粒润湿性和水分对油中载颗粒液滴分离效率和液滴尺寸分布的影响
  • DOI:
    10.1016/j.colsurfa.2022.130790
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余保;彭烨;罗鑫;朱鑫;龚海峰;柳云骐
  • 通讯作者:
    柳云骐
Effects of rotation on collection characteristics of fine particles by droplets
旋转对液滴捕集细颗粒特性的影响
  • DOI:
    10.1063/5.0125623
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Physics of Fluids
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    余保;龚海峰;彭烨;朱鑫;柳云骐
  • 通讯作者:
    柳云骐
Ultrafine Co-MoS2 monolayer catalyst derived from oil-soluble single-molecule polyoxometalates for slurry phase hydrocracking
用于浆相加氢裂化的油溶性单分子多金属氧酸盐衍生的超细 Co-MoS2 单层催化剂
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2022.123134
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    陈彦飞;卢玉坤;管泽坤;柳守杰;冯超;孙广洵;梁吉磊;潘原;刘晨光;柳云骐
  • 通讯作者:
    柳云骐
Numerical investigation of erosion characteristics of coupling separators with different conical profiles
不同锥型耦合分离器冲蚀特性的数值研究
  • DOI:
    10.1016/j.cherd.2022.10.029
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Chemical Engineering Research and Design
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    余保;彭烨;罗鑫;朱鑫;薛家浩;龚海峰;柳云骐
  • 通讯作者:
    柳云骐
表面改性杂多酸衍生 CoMoS 催化 剂的制备及其蒽加氢性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    石油学报(石油加工)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈彦飞;陈卫娟;孙广洵;卢玉坤;刘晨光;柳云骐
  • 通讯作者:
    柳云骐

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其他文献

多酸基硫化态催化剂的加氢脱硫和电解水析氢应用
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    10.7536/pc210608
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    化学进展
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  • 作者:
    岳长乐;鲍文静;梁吉雷;柳云骐;孙道峰;卢玉坤
  • 通讯作者:
    卢玉坤
⽆机-有机杂化微胶囊:制备技术及在抗磨耐腐蚀涂层中的应 ⽤
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘晓英;阮文琳;张育新;饶劲松;尹长青;张贤明;柳云骐
  • 通讯作者:
    柳云骐
劣质柴油加氢改质催化剂的制备及其应用Ⅱ.共胶法加氢改质催化剂的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁吉雷;王利强;柳云骐;刘晨光
  • 通讯作者:
    刘晨光
硅藻土固相原位晶化合成梯级孔ZSM-5分子筛
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张珂;柳云骐;赵晋翀;刘晨光
  • 通讯作者:
    刘晨光
Monodispersed nickel phosphide nanocrystals with di?erent phases: synthesis, characterization and electrocatalytic properties for hydrogen evolution
不同相的单分散磷化镍纳米晶:合成、表征和析氢电催化性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    J. Mater. Chem. A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡文慧;刘大鹏;柳云骐;刘晨光
  • 通讯作者:
    刘晨光

其他文献

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反应吸附脱硫和烃类异构化的过程耦合及其用于催化裂化汽油改质的应用基础
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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]
      
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