近期，我实验室在I&ECR期刊上发表了有关结构导向集总方法的文献综述，这篇文章也实现了我们实验室化工三大刊的突破（AIChE Journal、CES（Chemical Engineering Science）、I&ECR（Industrial & Engineering Chemistry Research）)。论文题目为“Structure-Oriented Lumping Method: An Effective Tool for Molecular Refining”，该论文第一作者为新疆大学2022级硕士研究生王梦菲，通讯作者为李建副教授。全文链接：https://doi.org/10.1021/acs.iecr.3c02203

1.本文亮点

本文介绍了结构导向集总（SOL）法在分子炼油中的应用和意义；

SOL方法可以根据石油馏分的结构向量预测和模拟它们的性质和转化行为；

演示了如何用该方法优化各种精炼工艺，如催化裂化、延迟焦化、选择性加氢脱硫等；

提供了一些使用SOL方法在分子水平上指导炼油的典型示例。

2.本文摘要

  分子炼油是一种从分子层面认识和优化石油精炼过程的概念和技术，它旨在提高每个分子的价值，实现石油产品向化工和材料的高附加值转化。结构导向集总（SOL）方法是分子炼油的方法之一。SOL方法可以根据石油馏分的分子结构和组成预测其物理和化学性质，并模拟其在不同反应条件下的转化行为。这种方法已经成功应用于各种精炼过程，如催化裂化、延迟焦化、选择性加氢脱硫等，从而为建立分子模型、优化操作条件、验证工业数据提供了有效的工具。本文综述了使用这种方法模拟和优化精炼过程的一些典型例子，从而说明了这种方法在分子层面对石油精炼的指导意义。

3.本文内容

   自1992年提出以来，SOL方法在石油馏分的分子重构、精炼过程的模拟和优化、石油产品性质的预测方面得到了广泛的应用，经过30多年的不断发展，该方法已经成为一种有效的分子精炼工具。为了描述原料，首先要确定原料矩阵中包含的分子类型。接着，利用基团贡献法或其他经验公式，计算分子库中各种分子的物理化学性质，如沸点、密度、粘度等，并建立分子结构与性质的关联。然后，给出所选分子的初始集总含量，并用结构向量来估算原料的整体性质。采用多目标优化算法，平衡分子的多种性质，得到符合原料整体性质的相对分子含量，从而构建原料矩阵。在此基础上，制定反应规则，利用结构导向集总方法，实现反应物结构向量到产物结构向量的转换。最后，确定反应网络的求解方法，并计算动力学参数来确定反应速率。这样就得到了产物矩阵，完成了模型的建立，具体过程如图1所示。

图1使用SOL方法构建模型的流程图

   本文旨在对SOL方法的理论基础、主要技术和发展趋势进行概述，并为相关研究者提供一个全面的参考。本文介绍了SOL方法的原理、适用性和在不同精炼过程中的应用，如催化裂化、延迟焦化、选择性加氢脱硫等。本文还总结了一些使用SOL方法建立分子模型、优化操作条件和验证工业数据的例子，从而证明了SOL方法在分子层面模拟和优化精炼过程的有效性。

通讯作者：

   李建，热能工程博士，新疆大学副教授。主要从事生物质能利用方向的研究，研究内容包括碳基大分子（生物质、固废、塑料、煤)向高附加值小分子热化学转化；低附加值碳基小分子催化转化制备高端化学品技术研发；碳基资源热化学转化装备开发等。在Green Chemistry、Combustion and Flame、Energy & Fuels和Fuel等期刊发表多篇论文。主持国家自然科学基金青年项目、国家自然科学基金地区基金项目、新疆维吾尔自治区重点研发项目等研究。