毕业时间：2023年6月（硕士）

毕业去向：中石化安全工程研究院有限公司评估所

导师：史权 教授 现场导师 吴百春 教授级高级工程师 聂凡 高级工程师

学科专业：材料与化工

研究方向：化学工程

 

学位论文题目

炼油厂废水浮渣化学组成及其热转化规律

Chemical Composition and Thermal Transformation of The Scum From Refinery Wastewater

 

论文摘要

含油浮渣是炼化污水处理过程产生的主要危险废物，目前许多炼化企业采用延迟焦化对浮渣进行协同处置。但在实际生产过程中，由于缺乏对浮渣化学组成及其热转化规律的认识，在协同处置过程中会导致管线结垢、石油焦产品质量下降、设备腐蚀、冷焦水异味严重等问题。本文分别从浮渣油水固三相剖析其各相主要化学组成，利用热重和反应动力学拟合探究浮渣热转化规律，进行实验室固定床模拟浮渣冷焦实验，探究其在冷焦过程中的热反应行为。主要内容包括：

建立了浮渣组分分离分析方法，研究表明浮渣分离得到的乳化油和水溶性有机质（DOM）中含有大量具有较好亲水性的高度聚合的含氧、氮类杂原子化合物，如烷基苯类磺酸盐及其衍生物、聚氧乙烯醚、含氮类极性化合物等；同时，浮渣中存在以聚合硫酸铁、石英等为基质的固体悬浮微粒，在这些复杂化合物的共同作用下，浮渣表现出高含油、高含水的非均质稳定多相体系特征。

研究浮渣热转化机制及各组分对油气生成的贡献。研究表明浮渣中饱和分与芳香分热转化主要以热脱附为主，可在300 °C达到较高的热转化率；胶质与沥青质起始热转化温度较高，以热裂解为主，当在浮渣中占比较高后，容易导致软焦和石油焦产品挥发物升高。克拉玛依石化浮渣冷焦过程温度范围内，油气以浮渣中有机质脱附为主，产物分子量分布较宽，裂解油气产物以C18 ~ C20烷烃为主。

分别选择扩散和反应机理函数模拟了浮渣热转化失重过程，建立了浮渣中饱和分、芳香分、胶质、沥青质和无机质最优热化学反应机理模型，并求解得到不同热反应阶段的反应动力学参数，从而建立起浮渣中不同组分热转化程度与温度的数学模型和基于多组分反应的浮渣热转化反应数学模型。

通过模拟冷焦实验考察冷焦温度、浮渣浓度等因素对浮渣热裂化效果的影响，评价不同因素对石油焦产品挥发分和灰分的影响。

关键词：浮渣；化学组成；热解；动力学模型

 

发表学术论文

1. [1]姜越, 聂凡, 吴百春, 史权, 李玉果, 李硕凡, 邵志国. 炼化污水处理厂浮渣及其有机分子组成解析. 石油与天然气化工 2023;52(3):107–17.