毕业时间：2023年6月（硕士）

毕业去向：中国石油长庆油田物资供应处

导师：史权 教授

学科专业：化学工程与技术

研究方向：石油与天然气化学

学位论文题目

船用燃料油硫化物分子组成及其在脱硫过程中的转化规律

Molecular Composition of Sulfur Compounds in Marine Fuel Related Heavy Oil and Their Transformation in the Desulfur Process

论文摘要

近年来航运业的快速发展，使得船用燃料油的需求量日益增加。考虑到成本因素，船用燃料油主要选用劣质渣油为原料经过调和制得，因其具有较高的硫含量，燃烧过程中会产生大量酸性有害气体，造成严重的环境污染。为应对严重的环境污染问题，国际海事组织2020年提出了限硫令，要求船用燃料油的硫含量不超过0.5%，因此重油脱硫引起了广泛关注。本论文以生产船用燃料油的重油为主要研究对象，结合中国石油天然气股份有限公司新开发的脱硫工艺进行重油分子组成及硫化物加氢转化规律研究，旨在为工艺优化提供指导。主要内容包括：基于高分辨质谱（HRMS）技术，结合不同电离源对兰石化渣油中的芳烃及杂原子化合物进行了分子组成表征，采用甲基化/脱甲基化方法分离渣油的硫醚、噻吩组分，并对渣油进行四组分分离，再结合甲基衍生化及HRMS对各组分进行分析，深入认识了该渣油的硫化物分子组成及分布。还选取了另外五个不同来源的重油进行甲基衍生化结合HRMS分析，对比发现不同重油硫化物组成差异较大，对重油加工会产生较大影响。

结合中石油公司新开发的脱硫工艺对重油加氢脱硫展开研究，渣油经过该加氢脱硫工艺后不仅硫含量降低，运动粘度、密度、残炭含量、胶质和沥青质含量等也显著降低，这些基本性质的降低也是有利于船用燃料油生产的。对不同反应条件下硫化物加氢转化规律展开研究，得出温度升高促进大分子硫化物侧链断裂，从而减小空间位阻可以提高脱硫效率，但氢油比增大不一定有利于脱硫。结合高分辨质谱分析加氢前后硫化物分子组成变化，可知新工艺能够高效脱除油品中的硫化物，但对硫化物的加氢选择性与传统加氢脱硫方法相似，即具有屏蔽型取代基的苯并噻吩类、二苯并噻吩类及其衍生物难以脱除。结合模型硫化物和重油脱硫的分析提出了该工艺的脱硫反应机理路线图。

关键词：船用燃料油；高分辨质谱；重油硫化物；加氢脱硫；分子组成