中國石化石油化工科學研究院的重油硫化物分子識別研究取得新進展

在石油化工行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大背景下，以中國石油化工股份有限公司為代表的煉化企業(yè)正在奮力優(yōu)“煉”強“化”，搶抓“油轉(zhuǎn)化”、“油產(chǎn)化”、“油轉(zhuǎn)特”技術(shù)開發(fā)，致力推動原油從燃料屬性逐步轉(zhuǎn)向原料屬性。原油作為原料的稟賦如何，從根本上來說取決于其組分組成、分子組成。因此，無論是節(jié)能減碳型煉油技術(shù)、還是化工型煉油技術(shù)的開發(fā)，都有賴于對原油分子組成的深入認識。

目前，中國石化石油化工科學研究院(簡稱石科院)原油評價和分子表征團隊正以國家重點研發(fā)計劃項目“原油分子水平識別及其催化轉(zhuǎn)化路徑研究”為依托，大力開展協(xié)同創(chuàng)新。石科院與中國石油大學重質(zhì)油國家重點實驗室進行深度合作，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)基礎研究與應用研究，將分子重構(gòu)、反應網(wǎng)絡及分子水平模型等研究向縱深推進。

原油中硫化物會影響低碳烯烴、輕芳烴以及高等級潤滑油基礎油、橡膠填充油等特種油的產(chǎn)率和質(zhì)量。當前我國原油對外依存度仍居高位，進口原油中高硫重質(zhì)原油占有很大份額。對高硫重質(zhì)原油的清潔高效利用是關系到能源行業(yè)的安全發(fā)展、質(zhì)量升級以及綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要課題。

在高硫重質(zhì)原油的加工中，加氫脫硫是最重要的預處理工藝之一。對最難脫除的頑固型硫化物分子結(jié)構(gòu)的認識有助于重油超深度加氫脫硫工藝技術(shù)的開發(fā)，也是加氫-催化裂化等眾多組合工藝的共性基礎。但由于該類分子經(jīng)加氫處理后含量較低，沸點高、難以汽化，且與烴類分子相對分子質(zhì)量極為接近，同時含有芳環(huán)、環(huán)烷環(huán)和烷基鏈等多種結(jié)構(gòu)單元，導致其結(jié)構(gòu)表征難度較大。

為解決上述難題，石科院與上海大學譚啟濤教授、德國明斯特大學Jan T. Andersson教授等知名學者進行合作，聯(lián)合旗下分析研究室、臨氫工藝研究室、重油加工研究室，針對最難脫除的頑固型硫化物分子結(jié)構(gòu)開展基礎研究。

該研究團隊以大量含硫模型分子為基礎，基于窄窗口隔離-碰撞誘導解離技術(shù)建立了針對重油含硫分子結(jié)構(gòu)解析的新方法。同時，利用該方法進一步探索了加氫渣油中殘余的頑固型硫化物的精細結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，渣油中最難脫除的硫化物結(jié)構(gòu)為含有較少取代烷基但烷基長度較長、環(huán)結(jié)構(gòu)完全芳構(gòu)化的二苯并噻吩類分子，而含有環(huán)烷環(huán)的苯并噻吩類分子以及含較多取代烷基但烷基長度較短的二苯并噻吩類分子較容易被加氫脫除。研究成果近期已在美國化學會旗下《Energy & Fuels》期刊發(fā)表，并被選為期刊封面文章進行重點推薦。

未來石科院將繼續(xù)發(fā)揚“以開放合作成就更大事業(yè)”的創(chuàng)新文化，面向關鍵課題開展基礎研究，致力于以高質(zhì)量的基礎研究驅(qū)動煉油科技進步，以科技力量為我國石油化工行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展賦能。