石油分子工程

1.石油分子工程作为炼油强化技术之一，通过分析仪器表征手段和计算机辅助分子重构技术等方法，不断加深对石油资源在分子水平上的认识； 2.石油分子工程可以优化原料组成、有针对性地开发出适合的催化剂，并设计一系列合理的反应路径和反应条件，达到原料、催化剂、工艺以及反应器的匹配； 3.石油分子工程可以实现包括原油在内的资源敏捷优化，原油选择、加工、销售全产业链的协同优化，以及全产业链过程质量、安全、环保的监管与溯源，从而超越传统的、粗放的石油认知体系，真正实现“分子水平”石油炼制，促进炼油化工新技术取得突破性进展，推动行业的重大技术进步。

《石油分子工程》是《化工过程强化关键技术丛书》的一个分册。本书介绍了石油分子工程概念的起源、定义、技术框架与构成、内容以及应用，包括石油分子信息获取技术即石油分子表征技术、石油分子重构技术，石油分子信息加工技术如石油分子信息库、石油分子反应性与动力学模型，包括石油炼制过程化学反应规则库、分子动力学模型构建与求解等，以及石油分子工程的应用，包括智能炼化建设、原油分子信息应用与分子级优选计划系统及全流程整体协同优化下的管控与决策智能一体化、汽柴油质量升级与产品（如汽柴油、润滑油和沥青等）的分子精准调和、催化新材料与炼油化工新工艺开发等。《石油分子工程》对进一步“认识石油、利用石油、用好石油”，实现“资源高效转化、能源高效利用、过程绿色低碳”目标，深化和推动炼化产业高质量发展具有重要的参考、借鉴和促进作用。本书可供石油化工领域从事研究、开发和生产、管理的人员参考，也可供高校化工及相关专业研究生、本科生学习参考。

吴青，中国海洋石油集团有限公司资深专家，集团公司科技发展部总工程师，工学博士，教授级高工，广东省劳动模范，国务院政府特殊津贴专家。从事石油化工行业的计划、技术、生产、安全、信息化等方面工作30余年，提出石油分子工程及其管理理论并应用于智能炼化建设、海洋油气绿色高效转化与分子级精细管理，以实现海洋油气资源价值优选化目标。曾获国际项目管理协会国际很好项目管理（特大型项目类）金奖1项，国家科技进步二等奖1项，中国专利优秀奖3项，侯德榜化工科技成就奖1项，侯祥麟石油加工科学技术奖1项，省部级一等奖12项、二等奖9项，获授权专利41件（其中发明专利38件），发表论文150余篇，出版《智能炼化建设——从数字化迈向智慧化》等专著4部。兼任中国化学会第29届理事，中国石油学会石油炼制分会第9届副主任委员，中国化工学会第1届化工过程强化专业委员会委员，中国石油化工信息学会第5届理事会常务理事，全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会副主任委员，国际项目管理协会委员兼国际评估师等。

第一章绪论1
第一节分子工程与石油分子工程的概念与定义2
一、分子工程的概念与起源2
二、分子工程概念在能源领域的发展3
三、石油分子工程的概念与定义4
第二节石油分子工程的主要内容与技术构架5
一、主要内容5
二、核心技术5
三、主要构架10
第三节石油分子工程的主要应用领域14
一、石油分子信息库与原油快评14
二、分子重构与产品分子精准调和技术16
三、分子动力学模型与优化16
四、在新工艺开发中的应用17
五、在催化材料研发中的应用17
参考文献18
第二章石油及其馏分的分子水平表征技术21
第一节概述21
一、石油的复杂性22
二、对石油组成与性质的认识23
第二节石油及其馏分的分析24
一、石油常规性质分析25
二、化合物组成与结构分析27
第三节石油分子水平表征技术进展29
一、色谱技术进展29
二、质谱以及相关联用技术进展32
三、核磁共振技术进展37
四、石油烃指纹技术进展38
第四节石油轻馏分分子表征研究与进展39
一、气体组成分析40
二、汽油（石脑油）馏分的组成分析41
三、柴油馏分组成分析43
第五节石油重馏分分子表征研究与进展49
一、概述49
二、蜡油的分子表征研究与进展50
三、减压渣油的分子表征研究与进展55
四、原油组成分子水平表征64
参考文献67
第三章石油分子重构技术75
第一节物性估算方法概要76
一、虚拟组分法76
二、真组分法77
三、分子模拟法77
第二节物性估算方法78
一、纯烃的物性相关性研究78
二、蒸馏数据转化79
三、物性关联方法82
四、物性估算与关联方程86
五、烃类分子组成的数据关联86
六、石油产品性质的关联公式89
第三节分子重构方法93
一、分子同系物矩阵法93
二、结构导向集总法96
三、数学统计方法103
四、熵优选化分子重构法109
五、分子重构方法分析与对比110
参考文献113
第四章石油分子信息库118
第一节石油及其馏分化合物的命名规则119
一、有机化合物的国际命名规则（IUPAC法）119
二、石油及其馏分化合物的计算机结构编码方法119
第二节石油及其馏分化合物的分子分类与信息化表述121
一、石油及其馏分化合物的分子分类121
二、石油及其馏分化合物的分子信息表示方法122
第三节石油分子信息库的建立127
一、石油分子信息库的顶层设计127
二、石油分子信息库的命名表示方法131
三、石油分子信息库的配套系统136
第四节石油分子信息库的应用137
一、蒸馏（沸点）性质137
二、物性与产品性质计算138
三、其他应用140
参考文献140
第五章石油分子反应性与动力学模型143
第一节纯化合物分子的反应性143
一、烃类化合物分子的反应性144
二、非烃类化合物分子的反应性146
第二节石油混合物分子的反应性156
一、石脑油馏分分子组成及其对加工性能的影响156
二、柴油馏分分子组成及其对加工性能的影响159
三、减压蜡油馏分分子组成及其对加工性能的影响160
四、减压渣油馏分分子组成及其对加工性能的影响165
第三节化学反应规则库及其反应网络构建169
一、化学反应机理169
二、化学反应的信息化表述170
三、化学反应规则库的构建171
四、复杂化合物分子反应网络的构建174
第四节分子水平反应动力学模型178
一、概述178
二、反应动力学模型的建立180
三、分子水平反应动力学模型的参数求解188
四、分子水平反应动力学模型的集成建模技术193
参考文献196
第六章石油分子工程的应用202
第一节在数字化和智能化升级中的应用202
一、石油分子工程是智能炼化建设的基础202
二、基于石油分子工程的智能炼化建设核心系统206
第二节在产品质量与产品结构转型升级中的应用214
一、基于反应强化与分子工程理念的国VI汽油生产技术214
二、基于石油分子工程的劣质柴油提质增效新工艺218
第三节石油分子重构与分子精准调和227
一、汽油馏分的分子重构与分子精准调和227
二、柴油馏分的分子重构230
三、减压蜡油与渣油馏分的分子重构231
四、原油的分子重构236
第四节分子水平的反应动力学模型及其计算242
一、反应路径层面的动力学模型及其计算242
二、反应机理层面的动力学模型及其计算247
三、馏分水平的集总反应动力学模型的建立与应用252
第五节其他应用257
参考文献260
索引264