渣油加氢工艺的研究与应用

近年来,随着我国国民经济的迅猛增长、人们物质生活水平的极大提高及工业化进程的不断深入,国内油品交易市场对于石化产品和车用燃油的需求呈现出空前的热情,而与之形成鲜明对比的是国内原油供给不足的尴尬局面,为了保障工业生产及人们生活的正常需求,我国的原油大量依靠进口。在这种形势下,渣油的回收再利用成为业界普遍关注的热点问题,从组分构成我们可以看到：渣油中含有大量的硫、氮、重金属等有害杂质,而以国内现有的炼油技术水平,为了使渣油达到催化裂化等二次加工工艺条件,并符合国家相关环保要求,渣油加氢工艺是处理渣油最有效的工艺方案,其能够较为彻底的祛除渣油中硫、氮及残炭等杂质对环境的污染。本文从对渣油加氢工艺反应原理及影响因素的分析入手,介绍了当前几种常见的加氢工艺流程,并对渣油加氢工艺的应用现状进行了简要的说明。     

四种典型减渣的组成分布及蜡分布

采用一种新的分离分析技术,将超临界流体精密分离和四组分分离相结合,得到了具有代表性的四种渣油的组成分布和蜡分布,讨论了这些化学组成信息对渣油溶剂脱沥青工艺条件的选择及产品性质预测的指导意义。     

四种典型减渣的组成分布及蜡分布

采用一种新的分离分析技术，将超临界流体精密分离和四组分分离相结合，得到了具有代表性的四种渣油的组成分布蜡分布，讨论了这些化学组成信息对油溶剂脱沥青工艺条件的选择及产品性质预测的指导意义。     

用动态实验考核重油热裂解产物分布模型

用计量泵将减压渣油打入电加热模拟焦化炉炉管中并加热到约500℃，采用湿式流量计计量裂解气的体积，并用气相色谱仪分析其组成，由特定的采样器对全油样急冷，利用液相色谱将渣油及裂解油进行切割分析得到窄馏分的转化率。采用全过程模拟的方法对实验过程进行模拟，3个动态实验条件下的出口转化率计算结果与实测值基本相符，这说明重油热裂解产物分布模型可以用于焦化炉管内的过程模拟。     

固定床渣油加氢反应器卸剂作业风险与控制

为了有效提高资源利用率和经济效益,去除硫、氮和金属等有害杂质,同时使渣油中部分较大的分子裂解并加氢,变成分子较小的理想组份,许多炼油厂采用渣油加氢处理技术。经加氢处理后的渣油质量得到明显改善,可以直接用于催化裂化工艺,最大限度地提高了轻质油品转化率,经济效益与环保效益非常显著。     

常压渣油加氢反应产物体系的胶体稳定性

在高温高压反应釜内,使用加氢转化催化剂对绥中36-1常压渣油进行加氢反应.通过分析产物的SARA四组分组成、数均相对分子质量及沥青质的平均结构和溶解度参数考察反应后体系胶体的稳定性.结果表明:反应温度升高,体系的稳定性逐渐变差,产物的SARA四组分中饱和分与沥青质的总含量增大,芳香分与胶质的含量降低;组分的数均相对分子质量减小,组成的改变影响产物的胶体稳定性;沥青质平均分子结构中环烷碳率、烷基碳率降低,芳香碳率增大,缩合度参数变小,沥青性质变差;沥青质平均分子结构中溶解度参数增大,分子间作用增大;组分组成及平均结构的变化导致反应后体系的胶体稳定性变差.     

混合醇醛中C8组分的精制回收研究

以天津渤化永利化工股份有限公司混合醇醛中C8组分的精制回收为研究对象,考察了C8组分的液相加氢效果,并重点研究了C8液相加氢产品的精制回收工艺。最终获得了一套科学、可靠的C8组分精制回收工艺方案,为丁辛醇行业C8组分的精制回收提供了理论依据和研究基础。     

三组分热泵单塔空分流程的模拟与分析

本研究组之前提出深冷空分装置的热泵单塔流程工艺(称热泵单塔空分流程),并对其进行稳态模拟研究.但该模拟仅以氧、氮二元组分为对象,为更好的与实际过程相符,本研究针对氧、氮、氩三元组分的热泵单塔空分流程进行模拟与分析.研究表明,氩的引入降低了流程的有效能效率和氧的提取率,同时使污氮侧线出料成为必要.在模拟的基础上还考察了塔板数、氧气的流量、污氮的侧线出料位置及流量等因素对该流程操作过程的影响.通过该部分研究工作,为热泵单塔空分工艺的工程化设计时塔板数、产品流量、侧线出料位置及流量等参数的确定提供了参考.     

常减压蒸馏过程实时动态模拟

用三次样条插值法处理实沸点蒸馏数据,所得二阶光滑曲线用于描述实沸点蒸馏曲线。结合实组分物性数据库,根据实沸点蒸馏曲线确定原油的组分和组成。对实组分体系运用常见状态方程描述过程热力学性质,并按照新的动态模型求解策略,实现了常减压蒸馏过程的实时动态模拟。     

用动态实验考核重油热裂解产物分布模型

用计量泵将减压渣油打入电加热模拟焦化炉炉管中并加热到约 5 0 0℃ ,采用湿式流量计计量裂解气的体积 ,并用气相色谱仪分析其组成 ,由特定的采样器对全油样急冷 ,利用液相色谱将渣油及裂解油进行切割分析得到窄馏分的转化率。采用全过程模拟的方法对实验过程进行模拟 ,3个动态实验条件下的出口转化率计算结果与实测值基本相符 ,这说明重油热裂解产物分布模型可以用于焦化炉管内的过程模拟。     

圆柱齿轮滚齿切削力的预测

切削力是滚齿工艺参数优化、刀具磨损预测和机床设计的重要依据. 针对圆柱齿轮滚齿加工,提出了一种基于实体建模技术的切削过程几何仿真方法,实现了未变形切屑的准确提取,进而计算出未变形切屑厚度. 基于微分离散思想,将滚刀刀齿切削刃离散成一系列微元切削刃,采用Kienzle-Victor力模型,建立微元切削力模型,进而构建整体滚刀切削力模型. 结合Kistler 9123C旋转测力仪和DMU50五轴立式加工中心进行滚齿切削力测量试验,试验结果表明,预测的滚削力在幅值和变化趋势上与试验测量结果吻合良好,验证了该滚削力预测方法的有效性.     

镐型截齿载荷谱定量特征的旋转截割实验与仿真

为验证截齿截割煤岩仿真实验的准确性与可行性,利用多截齿参数可调式旋转截割实验台研究镐型截齿的截割过程,得到镐型截齿在旋转截割过程中所受的轴向载荷、径向载荷和侧向载荷。采用ABAQUS软件仿真镐型截齿截割煤岩的动态过程,得到截齿截割过程的三向载荷谱。实验与仿真结果表明:在切削厚度为15~25 mm时,截齿的三向载荷波动具有一致性,截齿工作时所受的轴向载荷和径向载荷较大,且载荷波动程度基本相同,侧向载荷波动较为剧烈。仿真与实验的轴向载荷和径向载荷误差精度均在10%以内,二者具有较高的吻合度。该实验台能够真实地模拟截齿的实际工作状态。     

螺旋锥齿轮虚拟加工过程算法

为了解决目前螺旋锥齿轮切削仿真中存在的仿真速度慢、精度低、过程不稳定和缺乏独立性等问题,以螺旋锥齿轮齿面成形过程为研究对象,运用“层片切割算法”进行三维实体几何模型动态仿真以及三维切削实时仿真．该算法主要包括建立切削坐标系、刀具数学模型、刀具坐标系的转换模型、层片分割模型、求交计算模型以及相邻切削位置特征点的取舍模型．以此为基础开发的螺旋锥齿轮虚拟加工软件采用Windows作为开发平台,以Visual C＋＋6．0（VC）作为基础编程语言,利用OpenGL图形库进行图形显示并将齿轮模型数据以规定格式输出．经验证,该算法求交速度快、结果精确,相关开发软件可靠准确．     

机床颤振过程的试验与分析

通过一个专门设计的试验,揭示了切削颤振从产生到剧烈的全过程:颤振会在一个特定的切深下发生在一个特定的频率上;随着切深的加大,该频率上的振幅会逐渐增大;当切深达到另一个特定值时,剧烈的颤振会导致工件与刀具的短暂脱离;当切深继续加大时,颤振频率降低到一个新的频率上并保持不变。通过激振试验,确认了这2个颤振频率分别是工件系统和刀具系统的固有频率。从颤振能量补充和质量效应的角度分析,颤振应发生于2个最终执行部件之一。建立了一个具有2个颤振主动体的颤振模型,该模型更适合颤振监测和抗颤振结构改良的需要。     

基于Drucker Prager的TBM刮刀-岩土作用过程有限元分析

针对TBM(tunnelboringmachine)刮刀受力情况以及工作过程进行了理论分析及仿真研究,建立了刮刀切削岩土时土体和刮刀的受力模型.基于Drucker Prager屈服与破坏准则建立了仿真中模拟的岩土的损伤本构模型,以沈阳地铁隧道工程中EPBΦ628m型TBM为例验证了刮刀-岩土有限元模型设置的准确性.对刮刀切割岩土过程进行仿真,探讨并总结了了切削深度以及切削前角等工作参数的变化对仿真结果的影响.对刮刀受力和实际磨损量分析,发现刮刀受力与实际磨损情况相符合,验证了仿真结果,为TBM刮刀的工作机理研究提供了有意义的理论参考与试验依据.     

Radial Tire Construction Design Method Based on Finite Element Simulation

The simulation of 295/80R22. 5 tire building process from tire building to curing was developed using ABAQUS software,which covered four stages: gluing of components on main drum,gluing of components on auxiliary drum,building process of green tire and shaping process of green tire. Results showed that material distribution of the simulated structure had good consistence with the real tire structure. Therefore,the tire building process simulation can be used to judge the rationality of tire construction design and to determine the shapes of different tire components. In order to optimize the construction design,a reverse simulation method was proposed to design the semi-product components such as apex,tread,and shoulder pad. The semi-product components determined by utilizing the reverse simulation method were assembled again into a tire. Results show that the simulated material distribution is consistent with the material distribution of design tire,which proves effectiveness and reliability of the reverse simulation method.     

切削液形成边界润滑层动力学模型的建立

在对切削液润滑作用过程分析的基础上,建立了切削液渗透切削区毛细管形成边界润滑层的动力学模型。通过对该模型的理论分析,找出了影响切削液形成边界润滑层的动力学因素,经仿真分析,绘制了各因素对形成边界润滑层动力学过程的影响曲线,由曲线得知,切削液的吸附平衡特征时间减少,吸附特性系数、浓度及比热的增大,润滑作用增强,热导率和运动粘度增大,润滑作用降低,从而为高效切削液的选用提供了理论依据。     

基于J-C本构模型的2A12铝合金高速铣削特性研究

针对高速切削过程中切削参数选取优化问题,基于ABAQUS软件建立硬质合金刀具高速切削2A12铝合金有限元模型,通过仿真方法分析切削参数和刀具参数对切削力的影响,并进行铣削实验对仿真结果进行对比.误差在17%以内,验证了仿真模型的可用性.为高速铣削铝合金工件过程中,选择合理刀具几何参数与切削参数提供了理论依据.     

有限体积法仿真金属塑性成形的基本理论

基于有限体积和塑性成形基本理论，推导出金属塑性成形的有限体积质量方程、动量方程、能量方程等控制方程，给出有限体积单元的速度分量和温度关于时间的微分方程，并提出了求解成形体的速度、温度、应变速率和应力等物理场量的计算方法。从而建立起了用有限体积法对金属塑性成形进行数值模拟的基本理论体系。     

基于SPH法的金属切削大变形数值模拟

采用光滑质点流体动力学法对金属切削过程中复杂的材料本构行为进行了数值模拟,进而分析了切削加工中的基本规律.模拟结果表明,切削过程是切削层材料受刀具的挤压而产生的以剪切滑移为主的塑性变形过程;堆积在刀尖处的材料屈服强度提高,接触应力增大,使得工件表面产生显微裂纹;切削过程中,切削力逐渐增大,最后保持在一定范围内平稳变动;形成切屑后,前刀面上的最大接触应力在距离切刃一定距离处上下变动,在该位置处刀具的磨损较为严重.