中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院的重油硫化物分子識(shí)別研究取得新進(jìn)展

在石油化工行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的大背景下，以中國(guó)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(qiáng)“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(dòng)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(duì)原油分子組成的深入認(rèn)識(shí)。

目前，中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院(簡(jiǎn)稱石科院)原油評(píng)價(jià)和分子表征團(tuán)隊(duì)正以國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“原油分子水平識(shí)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(guó)石油大學(xué)重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行深度合作，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究，將分子重構(gòu)、反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)及分子水平模型等研究向縱深推進(jìn)。

原油中硫化物會(huì)影響低碳烯烴、輕芳烴以及高等級(jí)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油、橡膠填充油等特種油的產(chǎn)率和質(zhì)量。當(dāng)前我國(guó)原油對(duì)外依存度仍居高位，進(jìn)口原油中高硫重質(zhì)原油占有很大份額。對(duì)高硫重質(zhì)原油的清潔高效利用是關(guān)系到能源行業(yè)的安全發(fā)展、質(zhì)量升級(jí)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(yù)處理工藝之一。對(duì)最難脫除的頑固型硫化物分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)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(chǔ)。但由于該類分子經(jīng)加氫處理后含量較低，沸點(diǎn)高、難以汽化，且與烴類分子相對(duì)分子質(zhì)量極為接近，同時(shí)含有芳環(huán)、環(huán)烷環(huán)和烷基鏈等多種結(jié)構(gòu)單元，導(dǎo)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(xué)譚啟濤教授、德國(guó)明斯特大學(xué)Jan T. Andersson教授等知名學(xué)者進(jìn)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(duì)最難脫除的頑固型硫化物分子結(jié)構(gòu)開展基礎(chǔ)研究。

該研究團(tuán)隊(duì)以大量含硫模型分子為基礎(chǔ)，基于窄窗口隔離-碰撞誘導(dǎo)解離技術(shù)建立了針對(duì)重油含硫分子結(jié)構(gòu)解析的新方法。同時(shí)，利用該方法進(jìn)一步探索了加氫渣油中殘余的頑固型硫化物的精細(xì)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(zhǎng)度較長(zhǎng)、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(zhǎng)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(guó)化學(xué)會(huì)旗下《Energy & Fuels》期刊發(fā)表，并被選為期刊封面文章進(jìn)行重點(diǎn)推薦。

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